电气控制技术口试题

电气控制技术技师口试问答题（2006）-1-单闭环直流调速系统转速负反馈直流调速系统的组成：一般由转速给定、转速调节器ASR、触发器CF、晶闸管变流器U、测速发电机TG等组成。当电动机负载TL增加时，电枢电流Id也增加，电枢回路压降增加，转速下降，则转速反馈电压Ufn也下降，而给定电压Ugn不变，ΔU＝Ugn-Ufn增加。转速调节器ASR输出电压Uc增加，使控制角α减小，晶闸管输出电压Ud增加，于是转速便相应自动回升。调节过程：TL↑→Id↑→Id（R∑+Rd）↑→n↓→Ufn↓→ΔU↑→Uc↑→α↓→Ud↑→n↑1、转速单闭环系统的主要特点是什么？①、要稳定哪个物理量就引入该物理量的负反馈。②、凡被包围在系统前向通道中的各种扰动（如负载变化、交流电压波动、电动机励磁电流的变化）对被调量（如转速）的影响都有强烈的抑制作用。③、反馈环外扰动不能被抑制。④、K越大，稳态误差越小，但K过大可能导致不稳定。⑤、负反馈系统稳定，正反馈系统不稳定。2、为什么改变给定电压能够改变电动机转速？答：因为改变给定电压改变了系统的给定参数。3、若改变分压比是否可以改变电动机转速？为什么？答：改变分压比可以改变电动机转速。因为调节分压比就改变了反馈量，从而改变了系统的给定参数。4、如果测速机励磁发生变化，系统有无克服这种扰动能力？答：测速机励磁发生变化，系统无法克服这种扰动，因为故障点超出了系统的闭环范围。5、转速负反馈单闭环调速系统，电机参数PN=2.2KW、UN=220V、IN=12.5A、NN=1500r/min、Rd=2Ω、RS=1ΩKS=30、D=20、静差率S≤10%试求：①、若采用开环控制系统能否满足要求？机械特性方程：CRIUnedNNNCe：电动机结构常数Rd：电枢电阻所以：nRIUCNdNNe=150025.12220=0.13V.min/r电气控制技术技师口试问答题（2006）-2-CRIned开=13.0)12(5.12=288.46r/minnnnSN开开开=46.288150046.288=0.16=16%因为大于10%，所以不能满足。Ce：电动势常数Δn开：电枢电阻引起转速降S开：静差率②、给定信号U*n=10V，N=1000r/min时，α=？放大器放大倍数Kp多大时才能满足要求？nUn*=min/100010rV=0.01转速降落：CRIned开=288.46DSSnnN)1(闭20)1.01(15001.0=8.33r/min闭环系统开环放大倍数：1nnK闭开133.846.288=33.63因为：CKKeSpK所以：KCKSepK01.03013.063.33=14.6③、加入电流负反馈在系统中起到什么作用？答：起到抑制过电流Imax作用。④、给定电源扰动或测速电机误差是否会影响系统稳定特性？答：给定电源扰动或测速电机误差都会影响系统给定参数的变化，从而引起系统振荡，使系统不稳定。⑤、改变转速应调节那些参数？若改变ASR放大倍数或晶闸管装置的放大倍数行不行？答：因为nUn*Unn*所以：改变转速应调节给定电压或改变转速反馈系数。改变ASR放大倍数或晶闸管装置的放大倍数不行。电气控制技术技师口试问答题（2006）-3-转速、电流双闭环直流调速系统组成：系统由转速负反馈与转速调节器ASR组成转速环，由电流负反馈与电流调节器ACR组成电流环。电流环为内环，转速环为外环。ASRACRTGUnUiUiUctTAUn**-~+V++-MidUdLdΔUnΔUi1、双闭环直流调速系统稳定运行时，ASR和ACR两个调节器的输入偏差是多少？写出ASR和ACR两个调节器的输入电压表达式？稳态运行时,输入偏差：0Un0Ui输出电压表达式：IUdi*KICUsdectRn2、若ASR和ACR两个调节器改为P调节器，对系统的静态性能有什么影响？为有静差系统，系统静特性医硬度降低。动态不理想（因为它没有积分，它的变化随参数的变化立即变化）。稳定性差。3、若改变双闭环直流调速系统的转速可调节什么参数？改变转速调节器放大倍数Kp、可控整流装置放大倍数Ks或反馈系数α、β行不行？要整定堵转电流Idm应调节什么参数？答：因为：nUn*Unn*①、改变转速可调节Un*或α②、调节Kp;Ks;β不行，调节α可以电气控制技术技师口试问答题（2006）-4-因为：IUdi*UIid*③、要整定堵转电流应调节Ui*或β4、描述电流环、速度环在系统中的实际调试过程？先内环，后外环，调节器参数取决于稳态精度和动态校正要求。电流环的调试；a、电流调节器ACR设为PI调节器b、直流电动机不加励磁且将其处于堵转状态c、通电后，调节给定电位器KP1，使其输出电流达到1/2Ie，用分流器和电流表结合，电流表应稳定指示，若电流不稳定，通过调节ACR的PI参数，先调节P。d、用突加给定信号的方法，使用示波器观察电流输出情况。1/2Ie超调速度环的调试：a、电动机加额定励磁b、速度反馈极性判断5、若发生电动机在运行中堵转时，电机是否会烧毁？为什么？不会。由于ACR作用，限制电枢电流最大值电流，系统表现为无静差，产生下垂特性（挖土机特性）。堵转时，Id上升，同时n下降，使△Un上升，经PI调节器后，使Ui*下降，使α下降，Udα电压上升，电流上升至Idmax，长时间堵转就会使电枢长时间通大电流而烧毁。6、运行中突然转速反馈接线断开了，系统会发生什么现象？请分析？答：将会使调速系统失控，电动机转速升至整流装置输出限幅值，对应最高转速，因为：Un=0→ΔUn=U*n-Un=U*n→U*i↑→U*im(ASR进入饱和状态)→ΔU*i↑→UC↑→Id↑→n↑→n=nmax7、突加给定起动时，请说明起动过程，并画出n=f（t）和Id=f（t）的波形。电气控制技术技师口试问答题（2006）-5-Idmn机械惯性，超调后引起振荡退出饱和00ngnIdttT4T3T2T1T00UgntUfnUgnUfn起动过程：电流上升阶段：（t0～t1）：起动开始时，转速给定电压突加于转速调节器的输入端，通过转速调节器、电流调节器的控制作用使Ud0，Id上升。电流调节器和电流环的调节作用使Id很快到达Idmax。在这个阶段转速调节器ASR由不饱和迅速达到饱和，而电流调节器ACR一般不饱和，起到调节作用。恒流升速阶段：（t1～t2）：从t1时刻电流上升到最大值Imax开始一直到t2，转速n上升到给定转速ng为止的这一阶段是起动的主要加速阶段。在这个阶段转速调节器ASR一直处于开环饱和（限幅）状态，转速环相当于开环状态，而电流调节器ACR的作用是力图使Id保持在Imax状态，系统表现为恒直电流调节系统。转速调节阶段：（t2～t3～t4）：在这个阶段转速调节器ASR和电流调节器ACR同时起调节作用。由于转速环是外环，转速调节器ASR的输出是电流调节器ACR的电流给定，ASR处于主导作用，ACR的作用是力图使电流Id跟随ACR的电流给定，因而电流环是一个电流随动系统。电气控制技术技师口试问答题（2006）-6-8、双闭环直流调速系统在扰动作用下系统如何进行稳定？（1）、电网电压出现波动时：U2↓→Ud↓→Id↓→Ui↓→(ΔUi=U*i-Ui)↑→Uc↑→α↓→Ud↑电流调节器ACR起到调节作用：①、启动过程时保证获得允许最大电流。②、在转速调节过程中，使电流跟随其给定电压U*i变化。③、电源电压波动时的及时抗扰作用，使电动机转速几乎不受电源电压波动影响。④、当电动机过载、堵转时，限制电枢电流的最大值，从而起到安全保护作用。稳定：限幅值按KInCUsdeectmR（2）、当负载大小改变时：TL↑→TeTL→n↓→Ufn↓→(ΔUn=U*n-Un)↑→U*i↑→Uc↑→α↓→Ud↑→n↑转速调节器ASR起到调节作用：①、使转速n跟随给定电压U*n变化，实现稳态无静差。②、突加负载时转速调节器ASR和电流调节器ACR均参与调节作用，但转速调节器ASR处于主导作用，对负载变化起抗扰作用。③、其输出电压限幅值决定允许最大电流值。稳定：限幅值按IUdmim*整定。电气控制技术技师口试问答题（2006）-7-可逆直流调速系统电枢反并联可逆系统可分为有环流和无环流可逆系统；无环流可逆系统又可分为逻辑无环流和错位无环流可逆系统。逻辑无环流可逆系统是通过逻辑装置来实现无环流；而错位无环流可逆系统是利用错开触发脉冲的位置来实现无环流。1、逻辑无环流直流调速系统按图时试问？ASR1ACR-12ACRDLCMTGUfUiUiUctfGTFUbifVFTAUnUiUiUctrUbirGTRARVRLdUiUi0****-~+15V-15V++-+-++--①、逻辑控制器DLC有几部分电路组成？各电路的作用是什么？对装置的要求：在任何情况下，绝对不允许同时开放正反两组晶闸管变流器的触发脉冲，一组晶闸管工作时，而另一组晶闸管的触发脉冲必须封锁住。由转速调节器ASR输出Ugi作为转矩（电流）极性鉴别信号。当此信号由负变正时，允许封锁正组，开放反组；当此信号由正变负时，允许封锁反组，开放正组；但必须等到零电流检测器发出“零电流”信号后，才正式发出逻辑切换指令。发出切换指令后，经过关断等待时间t1＝2～3ms的延时，封锁原导通组脉冲；再经过触发等待时间t2≌7ms，才能开放另一组。以下电路能实现：电气控制技术技师口试问答题（2006）-8-电平检测逻辑判断延时电路逻辑保护和输出转矩极性（Ugi)零电流（Ufi0)封锁正组晶闸管脉冲封锁反组晶闸管脉冲a、电平检测电路:转矩极性电平检测器――采用具有正反馈的电平检测器零电流电平检测器――采用带偏置电压的具有正反馈的电平检测器作用：将转矩极性信号Ugi的正负和主电路电流Id的有无变成数字量“0”态和“1”态，“0”态对应低电平，“1”态对应高电平。b、逻辑判断电路：作用：根据转矩极性电平检测器输出UM和零电流电平检测器的输出UI状态，正确的判断系统是否需要切换。逻辑电路可采用与非门电路（如HTL）组成。c、延时电路：作用：是在逻辑判断电路发出逻辑切换指令后设置“封锁等待时间t1”和“开放等待时间t2”两段时间延时。d、逻辑保护输出电路：作用：是逻辑装置的输出部分，两路输出信号反相，以保证正反向两组晶闸管变流器触发脉冲不会同时开放。②、DLC控制电路为什么必须设置封锁延时电路和开关延时电路？延时过大或过小对系统有何影响？答：设置封锁延时电路和开关延时电路后，能够保护两组晶闸管在切换时不发生短路，保证同一时间只有一组晶闸管开通。延时过长会引起切换时间太长，延时过小会造成换流逆变失败。③、零电流检测环的位置及宽度对系统会产生什么影响？答：宽度与电阻RF有关宽度宽：灵敏度低宽度窄：灵敏度高④、设本系统α=30°时，电流调节器ACR限幅值为+8V，当ACR限幅值分别为-12V或-2V时，在电流逆变时会发生什么现象？（设每伏移相度数为线性）答：移相范围为α=0°～90°，所以该电路的移相范围为30°～90°。因为移相电压为0～8V，所以每一伏电压移动7.5°。当限幅值为-12V时，已经超出移相范围即β＝0°，引起逆变失败当限幅值为-2V时，β＝75°，可以实现逆变，但电流大，负面积比正面积大（α=105°），效果不是最好。电气控制技术技师口试问答题（2006）-9-90°75°60°30°-2V-4V-8V-12V4V8V0⑤、当系统突加正向给定运行，然后加速切换到反向运行时，给出n=f(t);Id=f(t)波形图？UiIdnttt本桥逆变死区10ms自由运行它桥逆变*000由上图可知：在系统突加正向给定运行，然后加速切换到反向运行时，有三个阶段：（1）、本桥逆变：这时转矩不变，转向不变，电流迅速下降。（2）、自由运行：这时转向不变。（3）、它桥逆变：这时转矩反向，转速迅速下降（方向不变）。电气控制技术技师口试问答题（2006）-10-无环流逻辑控制器DLC原理