電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)思考題答案

1、第2章三、思考題2-1直流電動(dòng)機(jī)有哪幾種調(diào)速方法各有哪些特點(diǎn)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(diǎn)略.2-2簡(jiǎn)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(guò)整流濾波后送往直流PWM變換器,通過(guò)改變直流PWM變換器中IGBT的限制脈沖占空比,來(lái)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(dòng)直流電壓.為什么直流PWM變換器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)比V-M系統(tǒng)能夠獲得更好的動(dòng)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(shí)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(shí)間常數(shù)Ts通常取其最大失控時(shí)間的一半1/2mf.因fc通常為kHz級(jí),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(huì)超過(guò)20,故直流PWM變換器時(shí)間常數(shù)通常比品閘管整流裝置時(shí)間常數(shù)更小,從而響應(yīng)更快,動(dòng)態(tài)性能更好.電樞兩端是否還有電壓?電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)停止不動(dòng)時(shí),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(huì)

3、產(chǎn)生什么后果答：為電動(dòng)機(jī)提供續(xù)流通道.假設(shè)二極管斷路那么會(huì)使電動(dòng)機(jī)在電樞電壓瞬時(shí)值為零時(shí)產(chǎn)生過(guò)電壓.2-7直流PWM變換器的開(kāi)關(guān)頻率是否越高越好為什么答：不是.由于假設(shè)開(kāi)關(guān)頻率非常高,當(dāng)給直流電動(dòng)機(jī)供電時(shí),有可能導(dǎo)致電樞電流還未上升至負(fù)載電流時(shí),就已經(jīng)開(kāi)始下降了,從而導(dǎo)致平均電流總小于負(fù)載電流,電機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn).2=8泵升電壓是怎樣產(chǎn)生的對(duì)系統(tǒng)有何影響如何抑制答：泵開(kāi)電壓是當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作于回饋制動(dòng)狀態(tài)時(shí),由于二極管整流器的單向?qū)щ娦?使得電動(dòng)機(jī)由動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榈碾娔懿荒芡ㄟ^(guò)整流裝置反應(yīng)回交流電網(wǎng),而只能向?yàn)V波電容充電,造成電容兩端電壓升高.泵升電壓過(guò)大將導(dǎo)致電力電子開(kāi)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(dòng)機(jī)開(kāi)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(jī)減速,并且在減速過(guò)程中,反電動(dòng)勢(shì)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(jī)不再減速,保持穩(wěn)定.故負(fù)載增加,穩(wěn)態(tài)時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)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(jī)械特性硬度是一回事嗎舉個(gè)例子.答：D=(nN/4n)(s/(1-s).靜差率是用來(lái)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(jī)械特性硬度是用來(lái)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(shí)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(mǎn)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(mǎn)足要求.因此必須同時(shí)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(diǎn)改變給定電壓能否改變電動(dòng)機(jī)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(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)生了變化,系統(tǒng)有無(wú)克服這種干擾的水平(已驗(yàn)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(cè)裝置和電壓放大器構(gòu)成),可獲得比開(kāi)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速.由于改變給定電壓那么改變實(shí)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(dòng)機(jī)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(shí)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(dòng)機(jī)電樞電壓改變,轉(zhuǎn)速改變.假設(shè)測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)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(shí),那么電壓偏差發(fā)生變化,從而轉(zhuǎn)速改變.故系統(tǒng)無(wú)克服測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)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(wú)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(shí),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(shí)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(shí),調(diào)節(jié)器輸出電壓應(yīng)為一個(gè)恒定的積分終值.它取決于輸入偏差量在積分時(shí)間內(nèi)的積累,以及積分調(diào)節(jié)器的限幅值.2-14在無(wú)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(cè)速發(fā)電機(jī)精度的影響為什么答：仍然受影響.由于無(wú)靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)只是實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)誤差為零,因此假設(shè)給點(diǎn)電源發(fā)生偏移,或者測(cè)速發(fā)電機(jī)精度受到影響而使反應(yīng)電壓發(fā)生改變,系統(tǒng)仍會(huì)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(shí)系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用為什么已驗(yàn)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(dòng)機(jī)勵(lì)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降；而電動(dòng)機(jī)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(méi)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(yùn)行狀態(tài),此時(shí)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?cè)跓o(wú)靜差調(diào)速

9、系統(tǒng)中,突加負(fù)載后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)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(yàn)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(jiǎn)做題的2-1簡(jiǎn)述直流電動(dòng)機(jī)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(shí)輔以弱磁調(diào)速,以擴(kuò)大調(diào)速范圍,實(shí)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(dòng)和斷續(xù)是如何形成的如何抑制電流脈動(dòng)答：整流器輸出電壓大于反電動(dòng)勢(shì)時(shí),電感

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

11、即為失控時(shí)間,最大失控時(shí)間即為考慮t2=t1時(shí)的失控時(shí)間.2-5簡(jiǎn)述V-M調(diào)速系統(tǒng)存在的問(wèn)題.答：整流器晶閘管的單向?qū)щ娦詫?dǎo)致的電動(dòng)機(jī)的不可逆行性.整流器晶閘管對(duì)過(guò)電壓過(guò)電流的敏感性導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行不可靠性.整流器晶閘管基于對(duì)其門(mén)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(jiǎn)述不可逆PWM變換器無(wú)制動(dòng)電流通路與有制動(dòng)電流通路各個(gè)工作狀態(tài)下的導(dǎo)通器件和電流通路.17-182-7調(diào)速時(shí)一般以電動(dòng)機(jī)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(chēng)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo).2-8一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍,是指在最低轉(zhuǎn)速時(shí)還能滿(mǎn)足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍.2-9簡(jiǎn)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(diǎn)負(fù)載,就相應(yīng)地提升或降低一點(diǎn)電樞電壓,使電動(dòng)機(jī)在新的機(jī)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(wú)數(shù)開(kāi)環(huán)機(jī)械特性上各取一個(gè)相應(yīng)的工作點(diǎn)連接而成的.2-10簡(jiǎn)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(dòng),服從給定；反應(yīng)系統(tǒng)的精度依賴(lài)于給定和反應(yīng)檢測(cè)的精度.2-11簡(jiǎn)述積分限制規(guī)律答：積分限制可以使系統(tǒng)在無(wú)靜差的情況下保持恒速運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)無(wú)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(jiǎn)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(jī)限制的調(diào)速系統(tǒng)有什么特點(diǎn)答：(信號(hào)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(diǎn)答：絕對(duì)式編碼器：常用語(yǔ)檢測(cè)轉(zhuǎn)角信號(hào),假設(shè)需要轉(zhuǎn)速信號(hào),應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)角微分.增量式編碼器：可直接檢測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào).2-16數(shù)字測(cè)速方法有哪些精度指標(biāo)答：(分辨率,測(cè)速誤差率).2-17采用旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)字測(cè)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(méi)有積分限幅,積分項(xiàng)可能很大,將產(chǎn)生較大的退飽和超調(diào).2-19簡(jiǎn)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(jī)械特性的特點(diǎn).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(gè)大電阻KpKsR導(dǎo)致當(dāng)Id=Idcr時(shí),機(jī)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(jī)械特性方程：n=(Ud0-IdR)/Ce3 .晶閘管整流器最大失控時(shí)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(cè)速方法其分辨率和測(cè)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(wú)制動(dòng)和有制動(dòng)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(dòng)機(jī)-電路原理圖:-系統(tǒng)原理圖：-靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖：-動(dòng)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(dòng)電流通路的不可逆PWM變換器-直流電動(dòng)機(jī)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(dòng)過(guò)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(guò)程中,電流閉環(huán)調(diào)節(jié)的擾動(dòng)是電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì),是一個(gè)線(xiàn)性漸增的斜坡擾動(dòng)量,而電流閉環(huán)采用的PI調(diào)節(jié)器對(duì)斜坡擾動(dòng)無(wú)法消除靜差,故Id略低于Idm.3-2由于機(jī)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(yàn)證答：電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由于轉(zhuǎn)軸堵死無(wú)法提升,故ACR無(wú)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(shí)際轉(zhuǎn)速n是增加、減小還是不變已驗(yàn)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?。晦D(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(shí)轉(zhuǎn)速反應(yīng)電壓Un不變,且實(shí)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(shí),遇到以下情況會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象未通過(guò)驗(yàn)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(dòng)機(jī)飛車(chē).2由于轉(zhuǎn)速環(huán)的正反應(yīng)作用,ACR無(wú)法退飽和,電動(dòng)機(jī)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(shí),Idm=20A;如欲使Un*=10V時(shí),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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流,應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的什么參數(shù)答：通常可以調(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(duì)前向通道內(nèi)的階躍擾動(dòng)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(jī)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(yùn)行時(shí),兩個(gè)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(wú)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(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能影響如何答：速度調(diào)節(jié)器對(duì)階躍擾動(dòng)的靜差由0變?yōu)?/1+Kn,或電流調(diào)節(jié)器對(duì)階躍擾動(dòng)的靜差由0變?yōu)?/1+K0,而對(duì)斜坡擾動(dòng)的靜差變得更大.3-9從下述五個(gè)方面來(lái)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(dòng)態(tài)限流性能.3起動(dòng)的快速性.4抗負(fù)載擾動(dòng)的性能.5抗電源電壓波動(dòng)的性能.答：3-10根據(jù)ASR和ACR的作用,答復(fù)均為PIR已驗(yàn)證：1雙閉環(huán)系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行中,如果電流反應(yīng)信號(hào)線(xiàn)斷開(kāi),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(yùn)行時(shí),假設(shè)電動(dòng)機(jī)忽然失磁,最終電動(dòng)時(shí)機(jī)飛車(chē)嗎答：1穩(wěn)態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速不變,電流減小.2不

22、會(huì)飛車(chē),而是停轉(zhuǎn).一、可以作為填空題或簡(jiǎn)做題的3-1為了實(shí)現(xiàn)電流的實(shí)時(shí)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(duì)于靜特性來(lái)說(shuō),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(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和且穩(wěn)態(tài)時(shí),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(kāi)環(huán)狀態(tài),轉(zhuǎn)速變化對(duì)轉(zhuǎn)速環(huán)不會(huì)產(chǎn)生影響,雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個(gè)電流無(wú)靜差的單電流閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng).穩(wěn)態(tài)時(shí),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(dòng)機(jī)的容許過(guò)載水平和系統(tǒng)要求的最大加速度.3-5簡(jiǎn)述采用兩個(gè)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(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無(wú)靜差,此時(shí)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(shí),對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器為飽和輸出Uim*,此時(shí)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(wú)靜差,起到過(guò)電流的自動(dòng)保護(hù)作用.3-6簡(jiǎn)述ASR的退飽和條件.答：當(dāng)ASR處于飽和狀態(tài)時(shí),假設(shè)實(shí)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(xiàn)性調(diào)節(jié)狀態(tài).3-7簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)速電流負(fù)反應(yīng)限制電流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程.633-8簡(jiǎn)述雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程的特點(diǎn).飽和非線(xiàn)性限制；轉(zhuǎn)速超調(diào)；準(zhǔn)時(shí)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(dòng)；抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng).3-10簡(jiǎn)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(dòng)態(tài)過(guò)程中,使轉(zhuǎn)速快速跟隨給定電壓變化,穩(wěn)態(tài)時(shí)減小轉(zhuǎn)速誤差,采用PIR可實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差.對(duì)負(fù)載變化其抗擾作用.具輸出限幅值決定電動(dòng)機(jī)允許最大電流.3-11簡(jiǎn)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(guò)程中,使電流緊緊跟隨給定電流變化.對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)起及時(shí)抗擾作用.在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過(guò)程中,保證獲得電動(dòng)機(jī)最大允許電流,從而加快動(dòng)態(tài)過(guò)程.當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載或堵轉(zhuǎn)時(shí),限制電樞電流最大值,起快速的自動(dòng)保護(hù)作用.一旦故障消失,系統(tǒng)立即自動(dòng)恢復(fù)正常.二、公式和特性1 .P62穩(wěn)態(tài)時(shí)：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(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖：1.時(shí)間最優(yōu)的理想過(guò)渡過(guò)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(jiǎn)做題的4-1直流PWM可逆調(diào)速系統(tǒng)中當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止時(shí),電樞電壓瞬時(shí)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(chēng)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(duì)電機(jī)有何影響答：消除電機(jī)正反向時(shí)的靜摩擦死區(qū),起動(dòng)力潤(rùn)滑作用.同時(shí)也增大了電機(jī)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(yùn)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(duì)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(jī)機(jī)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(shí),普通籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓調(diào)速時(shí)的穩(wěn)定工作范圍為0<s<sm,sm本來(lái)就不大,因此調(diào)速范圍也不大.降壓調(diào)速時(shí),機(jī)械特性變軟,但sm不變,故調(diào)速范圍不變.5-2異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí),為何要電壓協(xié)調(diào)限制在整個(gè)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(shí),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(shí),將導(dǎo)致氣隙磁通變化,影響電動(dòng)機(jī)工作.在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi),假設(shè)保持電壓恒定,那么在基頻以上時(shí),氣隙磁通將減少,電動(dòng)機(jī)將出力缺乏；而在基頻以下時(shí),氣隙磁通將增加,由于磁路飽和,勵(lì)磁電流將過(guò)大,電動(dòng)機(jī)將遭到破壞.因此保持電壓恒定不可行.在基頻以下時(shí),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(lì)磁電流過(guò)大,破壞電動(dòng)機(jī),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(shí),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(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí),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(jī)械特性和系統(tǒng)實(shí)

29、現(xiàn)兩個(gè)方面分析與比擬四種限制方法的優(yōu)缺點(diǎn).答：恒壓頻比限制最容易實(shí)現(xiàn),具機(jī)械特性根本上是平行下移,硬度也較好,能滿(mǎn)足一般調(diào)速要求,低速時(shí)需適當(dāng)提升定子電壓,以近似補(bǔ)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(bǔ)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(jī)械特性還是非線(xiàn)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(lì)電動(dòng)機(jī)一樣的線(xiàn)性機(jī)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(diǎn).答：略.5-6分析CFPW

30、M限制中,環(huán)寬h對(duì)電流波動(dòng)與開(kāi)關(guān)頻率的影響.答：略.5-7三相異步電動(dòng)機(jī)Y聯(lián)結(jié),能否將中性點(diǎn)與直流側(cè)參考點(diǎn)短接為什么答：不宜.由于當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行時(shí)其中性點(diǎn)可能會(huì)有不平衡電流流過(guò).5-8當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)由正弦對(duì)稱(chēng)電壓供電,并到達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí),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(dòng)機(jī)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(shí),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(xiàn)上,但大小隨時(shí)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(shí)的有效值但位置隨相角變化.穩(wěn)態(tài)時(shí),空間矢量相當(dāng)于一種相角固定的瞬時(shí)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(shuō)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(shí)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(huì)產(chǎn)生什么影響一般說(shuō)來(lái),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(jiǎn)做題的5-1簡(jiǎn)述矢量限制的根本思想.答：將逆變器和交流電動(dòng)機(jī)視為一體,以在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為目標(biāo)來(lái)限制變頻器工作.5-2異步電動(dòng)機(jī)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(chēng)為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；基頻以上采用保持電壓不變限制,稱(chēng)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(dòng)機(jī)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(shí),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(shí),At越大,勢(shì)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(shí)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(jiǎn)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(guò)限制轉(zhuǎn)差頻率s來(lái)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(guò)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(dòng)過(guò)程分為轉(zhuǎn)矩上升恒轉(zhuǎn)矩、升速與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)三個(gè)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(kāi)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(jiǎn)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(dòng)過(guò)程.答：轉(zhuǎn)矩上升階段：恒轉(zhuǎn)矩升速階段：轉(zhuǎn)速