電力自動控制系統(tǒng)zhai

1/6直流電機調(diào)速的方法 P1〔1〕調(diào)整電樞供電電壓U〔2〕減弱勵磁磁通〔3〕電樞回路電阻R。解釋泵升電壓 P17對于PWM變換器中的濾波電容，其作用除濾波外，還有當(dāng)這將使電容兩端電壓上升，稱作“泵升電壓”。

正弦波脈寬調(diào)制〔SPWM〕技術(shù) P170多的等腰三角波作為載波〔Carrierwav，并用頻率和期望波一樣的正弦波作為調(diào)制波〔Modulationwav，當(dāng)調(diào)制波與載波相在正弦調(diào)制波的半個周期內(nèi)呈兩邊窄中間寬的一系列等幅不等寬的矩形波。轉(zhuǎn)差頻率掌握規(guī)律： P189穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)P191)調(diào)速X圍 要求電動機供給的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速X圍，用字母D表示

在s通不變

Te根本上與sm

成正比，條件是氣隙磁靜差率 當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運行時，負載由抱負空載增加到額定值所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落nN，與抱負空載轉(zhuǎn)速

2〕在不同的定子電流值時，按Us

f(

,Ism

函數(shù)關(guān)系掌握n0s

定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通 恒定。轉(zhuǎn)速反響掌握規(guī)律：P25轉(zhuǎn)速反響閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是一種的根本規(guī)律，各種不另加其他調(diào)整器的根本反響掌握系統(tǒng)都聽從于這些規(guī)律。只用比例放器的反響掌握系統(tǒng)，其被調(diào)量是有靜差的；反響系統(tǒng)的作用：抵抗撓動，聽從給定；系統(tǒng)的精度依靠于給定和反響檢測的精度。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動過程三個階段 P56階段3〕轉(zhuǎn)速調(diào)整階段6．電力電子變壓變頻器的主要類型 P165交-直-交和交-交變壓變頻器120o導(dǎo)通型逆變器7．變壓變頻調(diào)速的根本掌握方式 P158-159比的掌握方式屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”“恒功率調(diào)速”三、問答題

m10．矢量掌握系統(tǒng)P206標(biāo)反變換，就能夠掌握異步電機了?！泊泶艅觿荨车目臻g矢量，所以這樣通過坐標(biāo)變換實現(xiàn)的掌握系統(tǒng)就叫作矢量控制系統(tǒng)〔VectorControlSyste，11．轉(zhuǎn)子磁鏈定向掌握P207現(xiàn)在d軸是沿著轉(zhuǎn)子總磁鏈矢量的方向，并稱之為Mq90°，即垂直于轉(zhuǎn)子總磁鏈矢量，稱之為T〔Torque〕軸。這樣的兩一樣步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系就具體規(guī)定為MT坐標(biāo)系，即按轉(zhuǎn)子磁鏈定向〔FieldOrientation〕的坐標(biāo)系。12．直接轉(zhuǎn)矩掌握系統(tǒng)P214直接轉(zhuǎn)矩掌握系統(tǒng)簡稱DTC(DirectTorqueControl)系接掌握電機的電磁轉(zhuǎn)矩，因而得名。為什么PWM-電動機系統(tǒng)比晶閘管-電動機〔V-M〕系統(tǒng)能夠獲得更好的動態(tài)性能？P11主電路線路簡潔，需用的功率器件少；較?。坏退傩阅芎?，穩(wěn)速精度高，調(diào)速X圍寬；調(diào)速系統(tǒng)的擾動源有哪些 P25負載變化的擾動〔Id變化；溝通電源電壓波動的擾動〔Ks變化；

系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應(yīng)快，動態(tài)抗擾力量強；適當(dāng)時，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高；直流電源承受不控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。放大器輸出電壓漂移的擾動〔p變化；溫升引起主電路電阻增大的擾動〔R變化；

變化；

在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中兩個調(diào)整器作用是什么？ P591〕〔1〕轉(zhuǎn)速調(diào)整器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)整器，它使轉(zhuǎn)速nPI調(diào)整器，則可實現(xiàn)無靜差?！?〕〔3〕其輸出限幅值打算電機允許的最大電流。電流調(diào)整器作用：作為內(nèi)環(huán)的調(diào)整器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)整過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓〔即外環(huán)調(diào)整器的輸出量〕變化。對電網(wǎng)電壓的波動起準時抗擾的作用。在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中，保證獲得電機允許的最大電流，從而加快動態(tài)過程。作用對系統(tǒng)的牢靠運行來說是格外重要的。比較單閉環(huán)調(diào)速和雙閉環(huán)調(diào)速 P58動的性能要差一些。回來，抗擾性能大有改善。因此，在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由電網(wǎng)電壓波動引起的轉(zhuǎn)速動態(tài)變化會比單閉環(huán)系統(tǒng)小得多。V-MP124-125V-M系統(tǒng)，假設(shè)兩組裝置的整流電壓同時消滅，便會產(chǎn)生不流過負載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱作環(huán)流，應(yīng)當(dāng)予以抑制或消退?；蜉p載時可工作在晶閘管裝置的電流連續(xù)區(qū)，以避開電流斷續(xù)引起的非線性對系統(tǒng)性能的影響。環(huán)流種類：在不同狀況下，會消滅以下不同性質(zhì)的環(huán)流：靜態(tài)環(huán)流——兩組可逆線路在肯定掌握角下穩(wěn)定工作時消滅的環(huán)流，其中又有兩類：直流平均環(huán)流——由晶閘管裝置輸出的直流平均電壓所產(chǎn)生的環(huán)流稱作直流平均環(huán)流。瞬時脈動環(huán)流——兩組晶閘管輸出的直流平均電壓差為零，但因電壓波形不同，瞬時電壓差仍會產(chǎn)生脈動的環(huán)流，稱作瞬時脈動環(huán)流。動態(tài)環(huán)流——僅在可逆V-M系統(tǒng)處于過渡過程中消滅的環(huán)流。簡述溝通變壓調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點和適用場合 P145應(yīng)用領(lǐng)域：1)2)3)特大容量、極高轉(zhuǎn)速的溝通調(diào)速直流電機具有電刷和換相器因而必需常常檢查修理、換向火花使直流電機的應(yīng)用環(huán)境受到限制、以及換向力量限制了直流電機的溝通拖動掌握系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前電力拖動掌握的主要進展方向。那樣通過電樞電流施行敏捷的實時掌握。異步電動機調(diào)速方法有哪幾種？其中哪些是轉(zhuǎn)差功率消耗型的哪些是轉(zhuǎn)差功率饋送型的哪些是轉(zhuǎn)差功率不變型的？ P1461，23是是轉(zhuǎn)差功率消耗型的，4是轉(zhuǎn)差功率饋送型的，56是轉(zhuǎn)差功率不變型的。在轉(zhuǎn)差頻率掌握的轉(zhuǎn)速閉環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中，靜動態(tài)性能為什么還不能到達直流雙閉環(huán)系統(tǒng)的水平？P190〔1〕在分析轉(zhuǎn)差頻率掌握規(guī)律時，是從異步電機穩(wěn)態(tài)等效電路和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩公式動身的，所謂的“m

恒定”的結(jié)論也只在穩(wěn)態(tài)狀況下才能成立。在動態(tài)中m如何變化還沒有深入爭論，但確定不會恒定，這不得不影響系統(tǒng)的實際動態(tài)性能。1 〔2〕Usf(I)1 〔3〕=+，使頻率得以與轉(zhuǎn)速同步升降，這本是轉(zhuǎn)差頻率掌握的優(yōu)點。然而，假設(shè)轉(zhuǎn)速檢測信號不準1 s了。直接轉(zhuǎn)矩掌握〔DTC〕系統(tǒng)與矢量掌握〔VC〕系統(tǒng)不同的特點是什么？轉(zhuǎn)矩和磁鏈的掌握承受雙位式砰-砰掌握器，并在PWM 電壓的SVPWM波形，從而避開了將定子電流分解成轉(zhuǎn)矩和磁鏈重量，省去了旋轉(zhuǎn)變換和電流掌握，簡化了掌握器的構(gòu)造。VC系統(tǒng)中那樣選擇轉(zhuǎn)子磁鏈，這樣一來，計算磁鏈的模型可以不受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響，提高了掌握系統(tǒng)的魯棒性。假設(shè)從數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)按定子磁鏈掌握的規(guī)律，明顯要比按轉(zhuǎn)子磁鏈定向時簡單，但是，由于承受了砰-砰掌握，這種簡單性對掌握器并沒有影響。以免損壞功率開關(guān)器件，因此實際的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)的快速性也是有限的。從總體掌握構(gòu)造上看，直接轉(zhuǎn)矩掌握(DTC)系統(tǒng)和矢量掌握(VC)系統(tǒng)是全都的，都能獲得較高的靜、動態(tài)性能。二、分析題試分析有制動通路的不行逆PWM變換器工作過程 P12-13VT23VDVT23VDUg22E 2-+MVT11VD4Ug11C+s一般電動g10≤t≤ton期間，U為正，VT1導(dǎo)通，Ug2為負，VT2關(guān)斷。此時，電源Usid沿圖中的g11流通。g1 卻不能馬上VD2續(xù)VD2兩端產(chǎn)生的壓降給VT2g1 反壓，使它失去導(dǎo)通的可能。

制動狀態(tài)0tton期間，VT2關(guān)斷，－id沿回路4經(jīng)VD1續(xù)流，向電源回饋制動，與此同時，VD1兩端壓降鉗住VT1使它不能導(dǎo)通。ton≤t≤T期間，Ug2變正，于是dVT2導(dǎo)通，反向電流i 沿回路3流通，產(chǎn)生能耗制動作用。d

輕載電動狀態(tài)1 第1階段，VD 續(xù)流電流–i 沿回路1 流通；2階段，VT1id1流通；3階段，VD2id2流通；階段，VT2–id沿回路3流通。+UsVT142+UsVT142VTVD3Ug1A1+VD3-Ug3MBVT2VTVD4Ug22VD431Ug4正向運行：第1階段在0≤t≤t 期間

U 為正，VT1、VT4

2t

U 為負，VT1、VT4on g1 g4 on g1 g4AB 導(dǎo)通，Ug2、Ug3為負，VT2、VT3截止，電流id沿回路1流通，電動機M兩端電壓U =+UAB 反向運行：

續(xù)流，并鉗位使VT2、VT3保持截止，電流id沿回路2流通，電動機M兩端電壓U =–UAB on g3 2 3 1 4 1 4 第1階段，在0≤t≤t 期間，U 、U 為負，VT、VT 截止，VD、VD 續(xù)流，并鉗位使VT、VT 截止，電流AB on g3 2 3 1 4 1 4 AB 沿回路4流通，電動機M兩端電壓U = +UAB on 第2階段，在t ≤t≤T期間，on

、U 為正，VT2、VT3導(dǎo)通，U

、U 為負，使VT、VT 保持截止，電流–i 沿g1g4 1 4 g33流通，電動機MUAB=–Usg1g4 1 4 g3泵升限壓電路工作原理 P17-18++RbUs+CVTb過電壓信號-在大容量或負載有較大慣量的系統(tǒng)中，不行能只靠電容器來

過逆變器的續(xù)流二極管向電容C充電，當(dāng)中間直流回路的電壓〕上升到肯定的限制值時，通過泵升限制電路使VTb便于散熱，制動電阻器常作為附件單獨裝在變頻器機箱外邊。限制泵升電壓，這時，可以承受以下圖中的鎮(zhèn)流電阻

來消耗VTb值時接通。

在泵升電壓到達允許數(shù)以下圖是雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖，表達其工作原理。P54-55電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這就形成U+i R C+R C R i i

TA 了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。L 為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)整器一般U* RRP n 01

n ASR

0LMR

ACR+

LMGT VUPE

I +承受PI調(diào)整器。圖中標(biāo)出了兩個調(diào)整器輸入輸出電壓的實際dMR +0 + U*U n

0 + Uc

Ud2RP 2

極性，它們是依據(jù)電力電子變換器的掌握電壓U 為正電壓的情cnc+ 況標(biāo)出的，并考慮到運算放大器的倒相作用。Idm圖中，把轉(zhuǎn)速調(diào)整器的輸出當(dāng)作電流調(diào)整器的輸入，再用電UPE。從閉環(huán)構(gòu)造上看，

的恒流過程。作用。以下圖是變壓變頻異步電機APWMVVUVD11HBC12dUVD4V2d+i*aiaiV4-4L負載iiOt*圖中，電流掌握器是帶滯環(huán)的比較器，環(huán)寬為2h。將給定電流ia與輸出電流 ia進展比較，電流偏差ia超過時h，經(jīng)滯環(huán)HBC掌握逆變器A相上〔或下〕橋臂的功率器件動作。B、C 二相的原理圖均與此一樣。a a a 1假設(shè)，i<i* i*-i≥h，滯環(huán)掌握器HBC輸出正電平，驅(qū)動上橋臂功率開關(guān)器件V a a a 1*a a a 增大。當(dāng)增長到與相等時，雖然?i=0，但HBC仍保持正電平輸出，保持導(dǎo)通，使連續(xù)增大，直到到達i=i +h，i=–ha a a 1V1

，并經(jīng)延時后驅(qū)動V 但此時未必能夠?qū)?，由於電機繞組的電感作用，電流不會反向，而是4，4*4 4 a 2 a 通過二極管VD 續(xù)流，使VT 受到反向鉗位而不能導(dǎo)通。此后，i漸漸減小，直到t=t 時，i=i -h4 4 a 2 a HBC 導(dǎo)通。這樣，VT1VD4ia

*之間的偏差保持在±hX圍內(nèi)，在正弦

*ia

是格外接近正弦波的。以下圖是轉(zhuǎn)差頻率掌握的轉(zhuǎn)速閉環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)造原理圖，說明它的掌握原理。P189Is 1)頻率掌握——轉(zhuǎn)速調(diào)整器ASR的輸出信號是轉(zhuǎn)差頻率給定

ASR

s 1

U Us sa 電

*，與實測轉(zhuǎn)速信號相加，即得定子頻率給定信號*，1s**1s

U 壓PWM sb 型 U 逆

即 s 13~1 sc 變器

電壓掌握——由 和定子電流反響信號I 從微機存儲的1 sU=f( I)U*U*和FBS

s 1 s s s*四、計算題

掌握PWM1頻電源。nnomax＝1500r/minnomin=150r/min，帶額定負載時的轉(zhuǎn)速降落?nN=15r/min，且在不同轉(zhuǎn)速下額定速降?nNX圍有多大？系統(tǒng)允許的靜差率是多少？nDnmax

nN

15001511nmin

n

nN

15015s n 1510%n0min

150S≤2%，那么系統(tǒng)允許的靜差速降是多少？假設(shè)開環(huán)系統(tǒng)的100r/min，則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)是多大？1，D

nmax

150010則n nN

S 15002%3.06r/minnminn

150 10(12%)100op2，op

1則K

131.7n 3.06cl8r/min30，它的速降為多少？X圍可以擴大多少倍？K 15;K1

30;K n1

;Kcl1 2

n

cl2同樣負載擾動的條件下n與開環(huán)放大倍數(shù)加1成反比，則〔K1

/ K2

/n

cl1K 1 151n

1 n 84r/mincl2

K 2

301同樣靜差率的條件下調(diào)速X圍與開環(huán)放大倍數(shù)加1成正比〔K / K1

/Dcl2Dcl2

K2

130