電力拖動自動控制系統(tǒng)思考題答案

1、第2章三、思考題2-1直流電動機有哪幾種調(diào)速方法各有哪些特點答：調(diào)壓調(diào)速,弱磁調(diào)速,轉(zhuǎn)子回路用電阻調(diào)速,變頻調(diào)速.特點略.2-2簡述直流PWM變換器電路的根本結(jié)構(gòu).答：直流PWM變換器根本結(jié)構(gòu)如圖,包括IGBT和續(xù)流二極管.三相交流電經(jīng)過整流濾波后送往直流PWM變換器,通過改變直流PWM變換器中IGBT的限制脈沖占空比,來調(diào)節(jié)直流PWM變換器輸出電壓大小,二極管起續(xù)流作用.2-32-4能直流PWM變換器輸出電壓的特征是什么脈動直流電壓.為什么直流PWM變換器-電動機系統(tǒng)比V-M系統(tǒng)能夠獲得更好的動態(tài)性答：直流PWM變換器和晶閘管整流裝置均可看作是一階慣性環(huán)節(jié).其中直流PWM變換器的時間常數(shù)Ts

2、等于其IGBT限制脈沖周期1/fc,而晶閘管整流裝置的時間常數(shù)Ts通常取其最大失控時間的一半1/2mf.因fc通常為kHz級,而f通常為工頻50或60Hz為一周內(nèi),m整流電壓的脈波數(shù),通常也不會超過20,故直流PWM變換器時間常數(shù)通常比品閘管整流裝置時間常數(shù)更小,從而響應(yīng)更快,動態(tài)性能更好.電樞兩端是否還有電壓?電動機電樞兩端電壓僅取2-5在直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中,當(dāng)電動機停止不動時,電路中是否還有電流為什么答：電樞兩端還有電壓,由于在直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中,決于直流PWM變換器的輸出.電樞回路中還有電流,由于電樞電壓和電樞電阻的存在.2-6直流PWM變換器主電路中反并聯(lián)二極管有何作用如果二極管斷路會

3、產(chǎn)生什么后果答：為電動機提供續(xù)流通道.假設(shè)二極管斷路那么會使電動機在電樞電壓瞬時值為零時產(chǎn)生過電壓.2-7直流PWM變換器的開關(guān)頻率是否越高越好為什么答：不是.由于假設(shè)開關(guān)頻率非常高,當(dāng)給直流電動機供電時,有可能導(dǎo)致電樞電流還未上升至負(fù)載電流時,就已經(jīng)開始下降了,從而導(dǎo)致平均電流總小于負(fù)載電流,電機無法運轉(zhuǎn).2=8泵升電壓是怎樣產(chǎn)生的對系統(tǒng)有何影響如何抑制答：泵開電壓是當(dāng)電動機工作于回饋制動狀態(tài)時,由于二極管整流器的單向?qū)щ娦?使得電動機由動能轉(zhuǎn)變?yōu)榈碾娔懿荒芡ㄟ^整流裝置反應(yīng)回交流電網(wǎng),而只能向濾波電容充電,造成電容兩端電壓升高.泵升電壓過大將導(dǎo)致電力電子開關(guān)器件被擊穿.應(yīng)合理選擇濾波電容的容

4、量,或采用泵升電壓限制電路.2-9在晶閘管整流器-電動機開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,為什么轉(zhuǎn)速隨負(fù)載增加而降低答：負(fù)載增加意味著負(fù)載轉(zhuǎn)矩變大,電機減速,并且在減速過程中,反電動勢減小,于是電樞電流增大,從而使電磁轉(zhuǎn)矩增加,到達(dá)與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡,電機不再減速,保持穩(wěn)定.故負(fù)載增加,穩(wěn)態(tài)時,電機轉(zhuǎn)速會較增加之前降低.2-10靜差率和調(diào)速范圍有何關(guān)系靜差率和機械特性硬度是一回事嗎舉個例子.答：D=(nN/4n)(s/(1-s).靜差率是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化下轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度的,)而機械特性硬度是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化下轉(zhuǎn)速的降落的.2-11調(diào)速范圍與靜態(tài)速降和最小靜差率之間有何關(guān)系為什么必須同時提才有意義答

5、：D=(nN/An)(s/(1-s).由于假設(shè)只考慮減小最小靜差率,那么在一定靜態(tài)速降下,允許)的調(diào)速范圍就小得不能滿足要求；而假設(shè)只考慮增大調(diào)速范圍,那么在一定靜態(tài)速降下,允許的最小轉(zhuǎn)差率又大得不能滿足要求.因此必須同時提才有意義.2-12轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有哪些特點改變給定電壓能否改變電動機的轉(zhuǎn)速為什么如果給定電壓不變,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)是否能夠改變轉(zhuǎn)速為什么如果測速發(fā)電機的勵磁發(fā)生了變化,系統(tǒng)有無克服這種干擾的水平(已驗證)答：轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)增加了轉(zhuǎn)速反應(yīng)環(huán)節(jié)(由轉(zhuǎn)速檢測裝置和電壓放大器構(gòu)成),可獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性,從而保證在一定靜差率下,能夠提升調(diào)速范圍.改變給定電壓

6、能改變電動機轉(zhuǎn)速.由于改變給定電壓那么改變實際轉(zhuǎn)速反應(yīng)電壓與給定電壓的偏差,從而改變電力電子變換器的輸出電壓,即改變電動機的電樞電壓,改變了轉(zhuǎn)速.調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)而不改變給定電壓能改變轉(zhuǎn)速.由于改變轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)那么改變實際轉(zhuǎn)速反應(yīng)電壓,而給定電壓不變,那么電壓偏差改變,從而電力電子變換器輸出電壓改變,即電動機電樞電壓改變,轉(zhuǎn)速改變.假設(shè)測速發(fā)電機勵磁發(fā)生變化,那么反應(yīng)電壓發(fā)生變化,當(dāng)給定電壓一定時,那么電壓偏差發(fā)生變化,從而轉(zhuǎn)速改變.故系統(tǒng)無克服測速發(fā)電機勵磁發(fā)生變化干擾的水平.2-13為什么用積分限制的調(diào)速系統(tǒng)是無靜差的在轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,當(dāng)積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓U=0時,調(diào)節(jié)器的輸出

7、電壓是多少它決定于哪些因素答：由于積分調(diào)節(jié)器能在電壓偏差為零時仍有穩(wěn)定的限制電壓輸出,從而克服了比例調(diào)節(jié)器必須要存在電壓偏差才有限制電壓輸出這一比例限制的調(diào)速系統(tǒng)存在靜差的根本原因.當(dāng)積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓為零時,調(diào)節(jié)器輸出電壓應(yīng)為一個恒定的積分終值.它取決于輸入偏差量在積分時間內(nèi)的積累,以及積分調(diào)節(jié)器的限幅值.2-14在無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測速發(fā)電機精度的影響為什么答：仍然受影響.由于無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)只是實現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)誤差為零,因此假設(shè)給點電源發(fā)生偏移,或者測速發(fā)電機精度受到影響而使反應(yīng)電壓發(fā)生改變,系統(tǒng)仍會認(rèn)為是給定或轉(zhuǎn)速發(fā)生改變,從而改變轉(zhuǎn)速

8、,以到達(dá)電壓偏差為零.2-15在轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中,當(dāng)以下參數(shù)發(fā)生變化時系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用為什么已驗證1放大器的放大系數(shù)Kp.2供電電網(wǎng)電壓Udo3電樞電阻Ra4電動機勵磁電流If.5轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)a.答：1有.假設(shè)Kp減小,那么限制電壓減小,那么電力電子變換器輸出減小,那么電動機轉(zhuǎn)速下降；而電動機轉(zhuǎn)速下降,那么反應(yīng)電壓減小,那么偏差電壓增大,那么限制電壓增大,那么轉(zhuǎn)速上升.2有.不解釋.3有.不解釋.4有.不解釋.5沒有.不解釋.2-16在轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中,突減負(fù)載后又進(jìn)入穩(wěn)定運行狀態(tài),此時品閘管整流裝置的輸出電壓Ud較之負(fù)載變化前是增加、減少還是不變在無靜差調(diào)速

9、系統(tǒng)中,突加負(fù)載后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時轉(zhuǎn)速n和整流裝置的輸出電壓Ud是增加、減少還是不變已驗證答：1Ud減小.因負(fù)載減小,轉(zhuǎn)速上升,反應(yīng)電壓增加,給定電壓一定,偏差電壓減小,限制電壓減小,故輸出電壓減小.2n不變,Ud增加.轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速僅取決于給定電壓,故不變；略.一、可以作為填空題或簡做題的2-1簡述直流電動機的調(diào)速方法.答：直流調(diào)速系統(tǒng)常以調(diào)壓調(diào)速為主,必要時輔以弱磁調(diào)速,以擴大調(diào)速范圍,實現(xiàn)額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)速.2-2直流調(diào)壓調(diào)速主要方案有G-M調(diào)速系統(tǒng),V-M調(diào)速系統(tǒng),直流PWM調(diào)速系統(tǒng).2-3V-M調(diào)速系統(tǒng)的電流脈動和斷續(xù)是如何形成的如何抑制電流脈動答：整流器輸出電壓大于反電動勢時,電感

10、儲能,電流上升,整流器輸出電壓小于反電動勢時,電感放能,電流下降.整流器輸出電壓為脈動電壓,時而大于反電動勢時而小于,從而導(dǎo)致了電流脈動.當(dāng)電感較小或電動機輕載時,電流上升階段電感儲能不夠大,從而導(dǎo)致當(dāng)電流下降時,電感已放能完畢、電流已衰減至零,而下一個相卻尚未觸發(fā),于是形成電流斷續(xù).2-4看P14圖簡述V-M調(diào)速系統(tǒng)的最大失控時間.答：t1時刻某一對晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通,觸發(fā)延遲角為a1,在t2>t1時刻,限制電壓發(fā)生變化,但此時品閘管已導(dǎo)通,故限制電壓的變化對它已不起作用,只有等到下一個自然換向點t3時刻到來時,限制電壓才能將正在承受正電壓的另一對晶閘管在觸發(fā)延遲角a2后導(dǎo)通.t3-t2

11、即為失控時間,最大失控時間即為考慮t2=t1時的失控時間.2-5簡述V-M調(diào)速系統(tǒng)存在的問題.答：整流器晶閘管的單向?qū)щ娦詫?dǎo)致的電動機的不可逆行性.整流器晶閘管對過電壓過電流的敏感性導(dǎo)致的電動機的運行不可靠性.整流器晶閘管基于對其門極的移相觸發(fā)限制的可控性導(dǎo)致的低功率因數(shù)性.2-6簡述不可逆PWM變換器無制動電流通路與有制動電流通路各個工作狀態(tài)下的導(dǎo)通器件和電流通路.17-182-7調(diào)速時一般以電動機的額定轉(zhuǎn)速作為最高轉(zhuǎn)速.2-8調(diào)速范圍和靜差率合稱調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo).2-8一個調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍,是指在最低轉(zhuǎn)速時還能滿足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍.2-9簡述轉(zhuǎn)速反應(yīng)限制的直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特

12、性本質(zhì).答：在閉環(huán)系統(tǒng)中,每增加或減少一點負(fù)載,就相應(yīng)地提升或降低一點電樞電壓,使電動機在新的機械特性下工作.因此閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性本質(zhì)上就是無數(shù)開環(huán)機械特性上各取一個相應(yīng)的工作點連接而成的.2-10簡述比例反應(yīng)限制的規(guī)律.答：比例限制的反應(yīng)限制系統(tǒng)是被調(diào)量有靜差的限制系統(tǒng)；反應(yīng)限制系統(tǒng)的作用是反抗前向通道的擾動,服從給定；反應(yīng)系統(tǒng)的精度依賴于給定和反應(yīng)檢測的精度.2-11簡述積分限制規(guī)律答：積分限制可以使系統(tǒng)在無靜差的情況下保持恒速運行,實現(xiàn)無靜差調(diào)速.2-12比例調(diào)節(jié)器和積分調(diào)節(jié)器有何不同答：比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差的現(xiàn)狀,而積分調(diào)節(jié)器的輸出那么包含了輸入偏差量的全部歷史2-13簡述

13、比例積分限制規(guī)律.答：比例局部能迅速響應(yīng)限制作用,積分局部那么最終消除穩(wěn)態(tài)偏差.2-14微機限制的調(diào)速系統(tǒng)有什么特點答：(信號離散化,信息數(shù)字化).2-15旋轉(zhuǎn)編碼器分為哪幾種各有什么特點答：絕對式編碼器：常用語檢測轉(zhuǎn)角信號,假設(shè)需要轉(zhuǎn)速信號,應(yīng)對轉(zhuǎn)角微分.增量式編碼器：可直接檢測轉(zhuǎn)速信號.2-16數(shù)字測速方法有哪些精度指標(biāo)答：(分辨率,測速誤差率).2-17采用旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)字測速方法有(M,T,M/T).上下全2-18為什么積分需限幅答：假設(shè)沒有積分限幅,積分項可能很大,將產(chǎn)生較大的退飽和超調(diào).2-19簡述帶電流截止負(fù)反應(yīng)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)速反應(yīng)調(diào)速系統(tǒng)機械特性的特點.答：電流負(fù)反應(yīng)的作用相當(dāng)于在主電

14、路中串入一個大電阻KpKsR導(dǎo)致當(dāng)Id=Idcr時,機械特性急劇下垂；比擬電壓Ucom與給定電壓Un*作用一致,相當(dāng)于把理想空載轉(zhuǎn)速提升n0'=(KpKs(Un*+Ucom)/(Ce(1+K)二、公式和特性1 .整流電壓平均值：Ud0=(m/兀)Umsin(m/兀)cosa(Um/m_單相全波/三相半波/三相全波_,2U2/,2U2/,6U2/2/3/6)2 .V-M調(diào)速系統(tǒng)機械特性方程：n=(Ud0-IdR)/Ce3 .晶閘管整流器最大失控時間：Tsmax=1/mf4 .調(diào)速范圍定義式：D=nmax/nmin5 .靜差率定義式：s=An/n6 .閉環(huán)靜特性與開環(huán)靜特性：ncl=(Ud

15、0cLIdR)/Ce=(KpKsUn*IdR)/(Ce(1+K)nop=(Ud0op-IdR)/Ce=(KpKsUn*IdR)/Ce7 .調(diào)速范圍,靜差率和額定速降之間的關(guān)系式(開環(huán)和閉環(huán))：D_=(nN/4n_)(s/(1-s)(ncl=nop/(1+K)8 .轉(zhuǎn)速反應(yīng)限制直流調(diào)速系統(tǒng)的K定義式及表達(dá)式：K=KpKsx/Ce9 .臨界開環(huán)放大倍數(shù)Kcr=(Tm(Tl+Ts)+TsA2)/(TlTs)<K(Tl=L/R|Tm=(GDA2)R)/(375CeCm)10 .各種數(shù)字測速方法其分辨率和測速誤差率表達(dá)式：nM=(60M1)/(ZTc)|QM=60/(ZTc)|6M=1/M1|nT

16、=(60f0)/(ZM2)|QT=(ZnA2)/(60fOZn)|6T=1/(M2-1)|nMT=(60f0M1)/(ZM2)=nT?M1|QMT=60/(ZTc)=QM|6MT=低速一>6T|高速一>6M|11 .連續(xù)式PI算式：?u(t)=Kpe(t)+(1/r)/(0_t)e(t)dt12 .位置式PI算式：u(k)=Kpe(k)+(Tsamk)E(i=0_k)e(i)13 .增量式PI算式：u(k)=u(k)-u(k-1)=Kp(e(k>e(k-1)+(TsamA)e(k)1 .V-M調(diào)速-系統(tǒng)原理圖：2 .無制動和有制動直流3 .轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)直流調(diào)速系統(tǒng)4 .轉(zhuǎn)速負(fù)反

17、應(yīng)直流調(diào)速系統(tǒng)5 .轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)直流調(diào)速系統(tǒng)PWM變換器-電動機-電路原理圖:-系統(tǒng)原理圖：-靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖：-動態(tài)結(jié)構(gòu)圖：6.帶電流截止負(fù)反應(yīng)的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)-靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖：1.有制動電流通路的不可逆PWM變換器-直流電動機系統(tǒng)各工作狀態(tài)下的電壓和電流波形：2.帶電流截止負(fù)反應(yīng)比例限制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)-靜特性：第3章三、思考題3-1在恒流起動過程中,電樞電流能否到達(dá)最大值Idm?為什么答：不能.由于恒流升速過程中,電流閉環(huán)調(diào)節(jié)的擾動是電動機的反電動勢,是一個線性漸增的斜坡擾動量,而電流閉環(huán)采用的PI調(diào)節(jié)器對斜坡擾動無法消除靜差,故Id略低于Idm.3-2由于機械原因,造成轉(zhuǎn)軸堵死,分析雙閉環(huán)直流調(diào)

18、速系統(tǒng)的工作狀態(tài).未驗證答：電動機堵轉(zhuǎn)那么轉(zhuǎn)速恒為零,在一定的給定下,偏差電壓相當(dāng)大,從而使ASR迅速到達(dá)飽和,又電動機轉(zhuǎn)速由于轉(zhuǎn)軸堵死無法提升,故ACR無法退飽和,因此系統(tǒng)處于ASR飽和狀態(tài).3-3雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中,給定電壓Un*不變,增加轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)系數(shù)a,系統(tǒng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速反應(yīng)電壓Un和實際轉(zhuǎn)速n是增加、減小還是不變已驗證答：轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)a增加,那么轉(zhuǎn)速反應(yīng)電壓Un增加,給定電壓Un*,那么轉(zhuǎn)速偏差電壓減小,那么ASR給定電壓Ui*減小,那么限制電壓Uc減小,那么轉(zhuǎn)速n減??；轉(zhuǎn)速n減小,那么轉(zhuǎn)速反應(yīng)電壓Un減小,直到轉(zhuǎn)速偏差電壓為零；故穩(wěn)態(tài)時轉(zhuǎn)速反應(yīng)電壓Un不變,且實際轉(zhuǎn)速n減小.3-4雙

19、閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試時,遇到以下情況會出現(xiàn)什么現(xiàn)象未通過驗證,求姐1電流反應(yīng)極性接反.2轉(zhuǎn)速極性接反.答：1由于電流環(huán)的正反應(yīng)作用,電樞電流將持續(xù)上升,轉(zhuǎn)速上升飛快,電動機飛車.2由于轉(zhuǎn)速環(huán)的正反應(yīng)作用,ACR無法退飽和,電動機轉(zhuǎn)速持續(xù)恒流上升.3-5某雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng),ASR均采用PI調(diào)節(jié)器,ACR調(diào)試中怎樣才能做到Uim*=6V時,Idm=20A;如欲使Un*=10V時,n=1000rpm,應(yīng)調(diào)什么參數(shù)答：1調(diào)節(jié)電流反應(yīng)系數(shù)0.3;2調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)a=0.01.3-6在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中,假設(shè)要改變電動機的轉(zhuǎn)速,應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn行不行=|改變電力電子變

20、換器的放大倍數(shù)Ks行不行改變轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)a行不行假設(shè)要改變電動機的堵轉(zhuǎn)電流,應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的什么參數(shù)答：通?？梢哉{(diào)節(jié)給定電壓.改變Kn和Ks都不行,由于轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)對前向通道內(nèi)的階躍擾動均有水平克服.也可以改變a,但目的通常是為了獲得更理想的機械特性.假設(shè)要改變堵轉(zhuǎn)電流,應(yīng)調(diào)節(jié)電流反饋系數(shù)B.3-7轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時,兩個調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少為什么答：輸入偏差電壓皆是零.由于系統(tǒng)無靜差.那么ASR輸出電壓Ui*=Ui=BId=BIdL;ACR輸出電壓Uc=Ud0/Ks現(xiàn)P62.3-8在雙閉環(huán)系統(tǒng)中,假設(shè)速度調(diào)節(jié)器改為比例調(diào)節(jié)器,或電流調(diào)節(jié)器改為比

21、例調(diào)節(jié)器,對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能影響如何答：速度調(diào)節(jié)器對階躍擾動的靜差由0變?yōu)?/1+Kn,或電流調(diào)節(jié)器對階躍擾動的靜差由0變?yōu)?/1+K0,而對斜坡擾動的靜差變得更大.3-9從下述五個方面來比擬轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止負(fù)反應(yīng)環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)：1調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性.2動態(tài)限流性能.3起動的快速性.4抗負(fù)載擾動的性能.5抗電源電壓波動的性能.答：3-10根據(jù)ASR和ACR的作用,答復(fù)均為PIR已驗證：1雙閉環(huán)系統(tǒng)在穩(wěn)定運行中,如果電流反應(yīng)信號線斷開,系統(tǒng)仍能正常工作嗎2雙閉環(huán)系統(tǒng)在額定負(fù)載下穩(wěn)定運行時,假設(shè)電動機忽然失磁,最終電動時機飛車嗎答：1穩(wěn)態(tài)時轉(zhuǎn)速不變,電流減小.2不

22、會飛車,而是停轉(zhuǎn).一、可以作為填空題或簡做題的3-1為了實現(xiàn)電流的實時限制和快速跟隨,希望電流調(diào)節(jié)器不要進(jìn)入飽和狀態(tài),因此,對于靜特性來說,只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的飽和與不飽和兩種情況.3-2當(dāng)兩個調(diào)節(jié)器都不飽和且穩(wěn)態(tài)時,它們的輸入偏差電壓分別為0.3-3當(dāng)ASR輸出到達(dá)限幅值Uim*,轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài),轉(zhuǎn)速變化對轉(zhuǎn)速環(huán)不會產(chǎn)生影響,雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個電流無靜差的單電流閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng).穩(wěn)態(tài)時,Id二Idm.答：雙閉環(huán)直流調(diào)速3-4電流限幅值Idm取決于電動機的容許過載水平和系統(tǒng)要求的最大加速度.3-5簡述采用兩個PI調(diào)節(jié)器分別形成內(nèi)外閉環(huán)的效果系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于Idm時表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差,此時轉(zhuǎn)

23、速負(fù)反應(yīng)起主要調(diào)節(jié)作用.當(dāng)負(fù)載電流到達(dá)Idm時,對應(yīng)于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器為飽和輸出Uim*,此時電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用,系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差,起到過電流的自動保護(hù)作用.3-6簡述ASR的退飽和條件.答：當(dāng)ASR處于飽和狀態(tài)時,假設(shè)實際轉(zhuǎn)速大于給定轉(zhuǎn)速,那么反應(yīng)電壓大于給定電壓,使偏差電壓小于零,那么ASR反向積分,從而退飽和,返回線性調(diào)節(jié)狀態(tài).3-7簡述轉(zhuǎn)速電流負(fù)反應(yīng)限制電流調(diào)速系統(tǒng)起動過程.633-8簡述雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動過程的特點.飽和非線性限制；轉(zhuǎn)速超調(diào)；準(zhǔn)時間最優(yōu)限制3-9雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的抗擾性能主要包括抗負(fù)載擾動；抗電網(wǎng)電壓擾動.3-10簡述雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用.答

24、：作為主導(dǎo)調(diào)節(jié)器,在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中,使轉(zhuǎn)速快速跟隨給定電壓變化,穩(wěn)態(tài)時減小轉(zhuǎn)速誤差,采用PIR可實現(xiàn)無靜差.對負(fù)載變化其抗擾作用.具輸出限幅值決定電動機允許最大電流.3-11簡述雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中電流調(diào)節(jié)器的作用.答：作為內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器,在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中,使電流緊緊跟隨給定電流變化.對電網(wǎng)電壓波動起及時抗擾作用.在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中,保證獲得電動機最大允許電流,從而加快動態(tài)過程.當(dāng)電動機過載或堵轉(zhuǎn)時,限制電樞電流最大值,起快速的自動保護(hù)作用.一旦故障消失,系統(tǒng)立即自動恢復(fù)正常.二、公式和特性1 .P62穩(wěn)態(tài)時：Un*=Un=an=an0Ui*=Ui=0Id=0IdLUc=Ud0/Ks=Cen+IdR

25、/Ks=CeUn*/+IdR/Ks2 .轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)：a=Un*m/nm3 .電流反應(yīng)系數(shù)：B=Ui*m/Idm1.轉(zhuǎn)速電流反應(yīng)限制直流調(diào)速系統(tǒng)-系統(tǒng)原理圖：2.轉(zhuǎn)速電流反應(yīng)限制直流調(diào)速系統(tǒng)-穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖：3.轉(zhuǎn)速電流反應(yīng)限制直流調(diào)速系統(tǒng)-動態(tài)結(jié)構(gòu)圖：1.時間最優(yōu)的理想過渡過程：2.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性第4章一、可以作為填空題或簡做題的4-1直流PWM可逆調(diào)速系統(tǒng)中當(dāng)電動機停止時,電樞電壓瞬時值零,是正負(fù)脈寬相等的交變脈沖電壓,故電流也是交變的,稱為高頻微振電流,其平均值為,不能產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩.4-2高頻微振電流對電機有何影響答：消除電機正反向時的靜摩擦死區(qū),起動力潤滑作用.同時也增大了電機的

26、損二、公式和特性1 .雙極式限制可逆PWM變換器輸出電壓平均值：Ud=(2ton/T-1)Us1調(diào)速系統(tǒng)四象限運行-示意圖：2 .橋式可逆PWM變換器電路-原理圖：3 .橋式可逆PWM調(diào)速系統(tǒng)主電路-原理圖：第5章三、思考題5-1對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,為什么調(diào)壓調(diào)速的調(diào)速范圍不大電機機械特性越軟調(diào)速范圍越大嗎答：帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時,普通籠型異步電動機降壓調(diào)速時的穩(wěn)定工作范圍為0<s<sm,sm本來就不大,因此調(diào)速范圍也不大.降壓調(diào)速時,機械特性變軟,但sm不變,故調(diào)速范圍不變.5-2異步電動機變頻調(diào)速時,為何要電壓協(xié)調(diào)限制在整個調(diào)速范圍內(nèi),保持電壓恒定是否可行為何在基頻以下時,采用恒壓頻

27、比限制,而在基頻以上保持電壓恒定答：由于定子電壓頻率變化時,將導(dǎo)致氣隙磁通變化,影響電動機工作.在整個調(diào)速范圍內(nèi),假設(shè)保持電壓恒定,那么在基頻以上時,氣隙磁通將減少,電動機將出力缺乏；而在基頻以下時,氣隙磁通將增加,由于磁路飽和,勵磁電流將過大,電動機將遭到破壞.因此保持電壓恒定不可行.在基頻以下時,假設(shè)保持電壓不變,那么氣隙磁通增加,由于磁路飽和,將使勵磁電流過大,破壞電動機,故應(yīng)保持氣隙磁通不變,即保持壓頻比不變,即采用恒壓頻比限制；而在基頻以上時,受繞組絕緣耐壓和磁路飽和的限制,電壓不能隨之升高,故保持電壓恒定.5-3異步電動機變頻調(diào)速時,基頻以下和基頻以上分別屬于恒功率還是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方

28、式為什么所謂恒功率或恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式,是否指輸出功率或轉(zhuǎn)矩恒定假設(shè)不是,那么恒功率和恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速究竟是指什么答：在基頻以下調(diào)速,采用恒壓頻比限制,那么磁通保持恒定,又額定電流不變,故允許輸出轉(zhuǎn)矩恒定,因此屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式.在基頻以下調(diào)速,采用恒電壓限制,那么在基頻以上隨轉(zhuǎn)速的升高,磁通將減少,又額定電流不變,故允許輸出轉(zhuǎn)矩減小,因此允許輸出功率根本保持不變,屬于恒功率調(diào)速方式.恒功率或恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式并不是指輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩恒定,而是額定電流下允許輸出的功率或允許輸出的轉(zhuǎn)矩恒定.5-4基頻以下調(diào)速可以是恒壓頻比限制,恒定子磁通6ms、恒氣隙磁通dm和恒轉(zhuǎn)子磁通小mr的限制方式,從機械特性和系統(tǒng)實

29、現(xiàn)兩個方面分析與比擬四種限制方法的優(yōu)缺點.答：恒壓頻比限制最容易實現(xiàn),具機械特性根本上是平行下移,硬度也較好,能滿足一般調(diào)速要求,低速時需適當(dāng)提升定子電壓,以近似補償定子阻抗壓降.恒定子磁通小ms、恒氣隙磁通小m和恒轉(zhuǎn)子磁通小mr的限制方式均需要定子電壓補償,限制要復(fù)雜一些.恒定子磁通小ms和恒氣隙磁通小m的限制方式雖然改善了低速性能,但機械特性還是非線性的,仍受到臨界轉(zhuǎn)矩的限制.恒轉(zhuǎn)子磁通小mr限制方式可以獲得和直流他勵電動機一樣的線性機械特性,性能最正確.5-5常用的交流PWM有三種限制方式,分別為SPWMCFPWM和SVPWM,論述它們的根本特征及各自的優(yōu)缺點.答：略.5-6分析CFPW

30、M限制中,環(huán)寬h對電流波動與開關(guān)頻率的影響.答：略.5-7三相異步電動機Y聯(lián)結(jié),能否將中性點與直流側(cè)參考點短接為什么答：不宜.由于當(dāng)電動機發(fā)生故障或不正常運行時其中性點可能會有不平衡電流流過.5-8當(dāng)三相異步電動機由正弦對稱電壓供電,并到達(dá)穩(wěn)態(tài)時,可以定義電壓相量U、電流相量I等,用于分析三相異步電動機的穩(wěn)定工作狀態(tài),5.4.5節(jié)定義的空間矢量us、is與相量有何區(qū)別在正弦穩(wěn)態(tài)時,兩者有何聯(lián)系答：空間矢量位置固定如空間矢量uAO固定在A相繞組軸線上,但大小隨時間變化；而相量大小是不變的如有效值相量其大小即為穩(wěn)態(tài)時的有效值但位置隨相角變化.穩(wěn)態(tài)時,空間矢量相當(dāng)于一種相角固定的瞬時值相量.5-9采

31、用SVPWM限制,用有效工作電壓矢量合成期望的輸出電壓,由于期望輸出電壓矢量是連續(xù)可調(diào)的,因此,定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E可以是圓,這種說法是否正確為什么答：不正確.盡管期望輸出電壓矢量是連續(xù)的,然而其作用時間是斷續(xù)的,因此定子磁鏈?zhǔn)噶恐荒苁菙嗬m(xù)的.5-10總結(jié)轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率限制系統(tǒng)的限制規(guī)律,假設(shè)Us=f1,Is設(shè)置不當(dāng),會產(chǎn)生什么影響一般說來,正反應(yīng)系統(tǒng)是不穩(wěn)定的,而轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率限制系統(tǒng)具有正反應(yīng)的內(nèi)環(huán),系統(tǒng)卻能穩(wěn)定,為什么答：一、可以作為填空題或簡做題的5-1簡述矢量限制的根本思想.答：將逆變器和交流電動機視為一體,以在電機內(nèi)產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場為目標(biāo)來限制變頻器工作.5-2異步電動機變壓變頻調(diào)

32、速系統(tǒng)中,基頻以下調(diào)速采用恒壓頻比限制,稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；基頻以上采用保持電壓不變限制,稱為近似的恒功率調(diào)速.為什么略5-3六拍式逆變器限制的異步電動機正六邊形定子磁鏈的大小與直流側(cè)電壓Ud成正比,而與電源角頻率成反比.在基頻以下調(diào)速時,應(yīng)保持正六邊形定子磁鏈的最大值恒定.假設(shè)直流側(cè)電壓Ud恒定,那么1越小時,At越大,勢必導(dǎo)致|甲sk|增大.因此,要保持正六邊形定子磁鏈不變,必須使Ud/col為常數(shù),這意味著在變頻的同時必須調(diào)節(jié)直流電壓Ud,造成了限制的復(fù)雜性.有效的方法是插入零矢量.5-4簡述轉(zhuǎn)差頻率限制的根本思想.答：保持氣隙磁通小m不變的前提下,通過限制轉(zhuǎn)差頻率s來限制轉(zhuǎn)矩.5-5轉(zhuǎn)差頻率限制變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)通過最大轉(zhuǎn)差頻率間接限制了最大的允許電流.5-6與直流調(diào)速系統(tǒng)相似,轉(zhuǎn)差頻率限制變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)起動過程分為轉(zhuǎn)矩上升恒轉(zhuǎn)矩、升速與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)三個階段：在恒轉(zhuǎn)矩升速階段,ASR不參與調(diào)節(jié),相當(dāng)于轉(zhuǎn)速開環(huán),在正反應(yīng)內(nèi)環(huán)作用下,保持加速度恒定；轉(zhuǎn)速超調(diào)后,ASR退出飽和,進(jìn)入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段,最后到達(dá)穩(wěn)態(tài).5-7簡述轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率限制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)起動過程.答：轉(zhuǎn)矩上升階段：恒轉(zhuǎn)矩升速階段：轉(zhuǎn)速