海南大学2011电力拖动复习题

海南大学2011电力拖动复习 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 (原始答案来自:王舒、林大烜、田倩玉、万瑾、王云强、杨畅、林丽芬、唐金莲) 一、填空题: 1、对调速系统的一般要求是:? 调速 ，? 稳速 ，? 加、减速 。 2、调速系统的动态指标:上升时间tr 、超调量σ与峰值时间tp 、 调节时间 ts、 动态降落?Cmax、 恢复时间tv 。 3、在直流V—M可逆调速系统中，有环流运行的三种方式:? 直流平均环流 、? 瞬时脉动环流 ? 动态环流 。 4、在直流V—M系统中开环机械特性中，转速与 Ce 、 Ud0 、 Id 、 R 有关。 5、在典型?型系统动态性能指标中，h值越小，则 ?Cmax/Cb也越 小， tm 和 tv 都小，因而 抗扰性能 越好，这个趋势和跟随性能中的超调量是矛盾的，这反映出 快速性 和稳定性 的矛盾. 6、在 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 设计中，二阶最佳(模最佳)系统参数和动态性能指标是:σ=4.3%、tr =4.7T 、tp=6.2T 、 γ=65.5?、 ω=0，455/T 。 1、典型的生产机械负载类型是:? 恒转矩型 ;? 离心式通风型 ;? 直线型 ;? 恒功率型 。 2、直流调速系统中，电机稳态速降与? R 、? Id 、? Ce 参——————————————————————————————————————————————— 数有关。 3、调节直流电动机转速的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 有:? 调节电枢供电电压U(调压调速)? 减弱励磁磁通Φ(调磁调速)、? 改变电枢回路电阻R(调阻调速) 、自动控制的直流调速系统往往以 变压调速 为主。 4、晶闸管整流器输出空载平均电压与? α(触发延迟角) 、? Um(a=0时，整流电压波形峰值) 、 ? m(整流电压脉冲数) 有关 5、自动控制系统的动态性能指标:? 上升时间tr 、? 超调量σ与峰值时间tp 、? 调节时间ts 、 ? 动态降落ΔCmax 、? 恢复时间tv 。 1、调速系统转速控制的要求:? 调速 、? 稳速 、? 加、减速 。P21 2、调速系统稳态调速性能指标:? 调速范围 、? 静差率 、? 额定速降 。P21 1 11电气 唐金莲 整理 3、在调速系统的动态指标中，? 上升时间tr 反映了动态响应的快速性，? 调节时间ts 反映了系统的相对稳定性;衡量抗扰性能优劣的指标是:? 动态降落ΔCmax 、? 恢复时间tv 。 4、在直流V—M可逆调速系统中，有环流运行的三种方式:? 直流平均环流 、? 瞬时脉动环流 、? 动态环流 。P103 5、在转速反馈控制直流调速系统中，系统的临界放大系数与? Tm 、 ? Tl 、? Ts 、? K 有关。P33 ——————————————————————————————————————————————— 1、调速系统控制的要求:? 稳 ;? 准 ;? 快 ;? 抗干扰 。 2、静差率与机械特性的? 硬度 有关，静差率越小，转速的? 稳定度 越高。 3、直流调速系统中，电机理想空载转速与?比例调节器的比例放大系数Kp?电子变换器的放大系数Ks、?调速系统的给定电压Un、?电动机额定磁通下的电动势系数Ce参数有关。 4、自动控制系统的动态性能指标:? 上升时间tr p 、? 调节时间ts?Cmaxtv。 5、转速反馈闭环调速系统的开环放大系数与?Kp、?Ks、?Ce参数有关。 1、直流调速主要的方式:? 调节电枢供电电压U ，? 减弱励磁磁通Φ ，? 改变电枢回路电阻 。 2、调速系统的转速控制要求有以下三个方面:? 调速 、? 稳速 、? 加、减速 。 3、直流闭环调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变? 电枢电压 ，以补偿电枢回路? 电阻压降 。 4、调速系统的扰动源大概有:? 负载变化的扰动(使Id变化) ;? 交流电源电压的波动的扰动(使Ks变化);? 电动机励磁变化的扰动(使Ce变化) ;? 放大器输出电压漂移的扰动(使Kp变化) ;温升引起主电路电阻增大和? 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 误差的扰动(使α变化) 。 5、一般来说，典型I型系统在跟随——————————————————————————————————————————————— 性能上可以做到? 超调小 ，但? 抗扰性能 稍差;典型?型系统的超调量相对? 较大 ，抗扰性能却? 比较好 。 2 11电气 唐金莲 整理 6、异步电机变压调速系统除较适合? 风机、泵 类负载调速以外，还在? 软起动器 和? 轻载降压节能运行中也得到了广泛的应用。 1、常见的直流电动机调速方法有:? 调节电枢供电电压 U(调压调速) 、? 减弱励磁磁通 ?(调磁调速) 、? 改变电枢回路电阻 R(调阻调速) 。P7 2、不同整流电路在交流电源一周期内的整流电压脉波数是:单相桥式?三相半波? ，六相半波?。P11 3、在直流V—M系统中抑制电流脉动的措施主要是:?多重化技术 、? 设置电感量足够大的平波电抗器 。P12 4.在典型?型系统动态性能指标中，h值越小，则和小，因而 抗扰性能 越好，这个趋势和跟随性能中的超调量是矛盾的，这反应出 快速性 和 稳定性 的矛盾。P76 5、按线性系统计算?时，当?σn(固定值)与?速n* 无关。按照退饱和过程计算超调量，其具体数值却与? n* 有关。P88 6、? = ? 配合控制的有环流可逆V-M控制转速，设置? 双向输出限幅电路 ，以限制? 最大起制动电流 。 1、直流电动机常用的调速方法有:? 调节电枢供电电压 U(调压调速) ;? 减弱励磁磁通 ?(调磁调速) ;? 改变电枢回路——————————————————————————————————————————————— 电阻 R(调阻调速) 。 2、在V-M系统中，抑制直流电动机电枢电流脉动的措施主要是:? 增加整流电路相数 ;? 采用多重化技术 ;? 设置电感量足够大的平波电抗器 。 3、调速系统的转速控制要求有以下三个方面:? 调速 ;? 稳速 ;? 加减速 。 4、双闭环直流调速系统起动时，转速调节器ASR经历了:? 不饱和 、? 饱和 、 ? 退饱和 三种情况。 5tv;一般来说，调速系统的动态指标以? 抗扰性能 为主。 6、典型I型系统K 值越大，截止频率?c也越大，系统响应越? 快 ，但?=90?–arctg?cT 越?，这也说明? 7、V-M系统的电枢反接可逆线路可用的换向方式有:? 接触器开关切换的可逆线路 ;? 晶闸管开关切换的可逆线路 ;? 两组晶闸管装置反并联可逆线路 ，其中? 3 11电气 唐金莲 整理 两组晶闸管反并联线路 适用于各种可逆系统。 8、电枢反接可逆线路采用? =? 配合控制是为了消除? 直流平均环流 ;为了实现配合控制，可将两组晶闸管装置的触发脉冲零位都定在? 90? ，另外在环流回路中串入电抗器，是为了抑制? 瞬时脉动环流 。 二、名词解释 ——————————————————————————————————————————————— GD2R21、Tm;电力拖动系统机电时间常数。Tm? ,其中，GD为电力拖动装置这算375CeCm 2Cm?到电动机上的飞轮惯量(N?m)，30 ?Ce为电动机额定励磁下的转矩系数(N?m/A)。 额定励磁下的直流电动机是一个二阶线性环节，时间常数Tm表示机电惯性，Tl表示电磁惯性。若Tm?4Tl，则Ud0~n间的传递函数可以分解成两个惯性环节，若Tm?4Tl， 则直流电动机是一个二阶振荡环节，机械和电磁能量互相转换，使电动机的运动过程带有振荡的性质。 2、KI电流环开环增益。电流环开环传递函数: Wopi(s)?Ki?KS/RKI? ， ?is(T?is?1)s(T?i?1) KI?Ki?Ks1;在一般情况下，当??5%,??0.707，则KI??ci?，?ci为电流?iR2T?i 环开环频率特性的截止频率，?ci?KI?1; Ki为电流调节器的比例系数;?i为电TmTl 流调节器的超前时间常数;?为电流反馈系数系数，Ks为电力电子放大器的放大系数，?i电流调节器的超前时间常数，R为电枢回路电阻，T?i?Ts?Toi，为两个小惯性环节合并成一个惯性环节的时间常数。 3、KN转速环开环增益。调速系统的开环传递函数为Wn(s)?Kn?R(?ns?1)KN(?ns?1)Kn?Rh?1 。则 ，其中 Kn?K??N22?n?CeTms2(T?ns?1)s2(T?ns?1)2hT?n?n?CeTm 诶转速调节器的比例系数，?为转速反馈系数，R为电枢回路电阻，?n为转速调节器的超前时间常数，?n?hT?n，中频宽h?? ——————————————————————————————————————————————— T，?为电流反馈系数，Ce为电动机在额定磁通的电 动势系数，Tm为机电时间常数，T?n? 个惯性环节的时间常数。 1?Ton，为电流环等效后的两个惯性环节合并成一KI 4 11电气 唐金莲 整理 4、h;中频宽。表示了斜率为-20dB/dec的中频的宽度，是一个与性能指标紧密相关的参数。h?? T??2.h=5时的调节时间最短，此外，h减少时，上升时间快，h增大时，超调量小，?1 把各项指标综合起来看，以h=5的动态跟随性能比较适中。 5、tv 恢复时间:从阶跃扰动作用开始,到输出量基本恢复稳态，距新稳态值 C?2之差进入某基准量Cb的?5%范围内所需的时间。 dTe?0时求得。Te6、Tem。异步电动机 的最大转矩，又称临界转矩。当ds 为异步电动 机电磁转矩。 最大转矩决定电动机的过载系数，当最大转矩小于过载的阻转矩时，电动机便停转。图中，Tst为起动转矩，TN为额定转矩。(附异步电动机的机械特性图) 7、恒US/ω1控制方式恒Us/?1控制和恒Us/f1都为恒 压频比控制方式，其中?1?2?f1。因为异步电动机绕组的 电动势难以直接检测和控制，当电动势值较高时，可以忽 略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压 Us?Eg?4.44f1NsKNS?m?4.44?1NsKNS?m，使得2? ——————————————————————————————————————————————— US/ω1=常值的控制方式。恒压频比又分为低频带定子电 压补偿(如直线b)和不带补偿(如直线a)。(附恒压频比 控制特性图) 8、PI控制PI控制即为比例-积分控制，综合了比例控制和积分控制的优点，又克服了它们的缺点，扬长避短，相互补充。比例部分能迅速响应控制作用，积分部分最终消除稳态误差。即输出稳态精度高，动态响应快。其传递函数为: 1W(s)?KP?,其中KP为PI调节器的比例放大系?S 数，?为PI调节器的积分时间常数。 9、准PI调节器在实际系统中，为了避免运算放大器长期 工作时的零点漂移，常常在R1、C1两端再并接一个电阻R1， 其值为若干MΩ，以便把放大系数压低一些。这样就成为一 个准PI调节器，系统也只是一个近似的无静差调速系统。如' R1'果采用准PI调节器，其稳态放大系数为Kp? (附图) R0 10、准时间最优控制在设备物理上的允许条件下实现最 短时间的控制称作“时间最优控制”，而在电动机起动过程中的主要阶段是第II阶段的恒流升速，它的特征是电流保持恒定。一般选择为电动机允许的最大电流Idm，以便充分发挥电动机的过载能力，使起动过程尽可能最快。这阶段属于有限制条件的最短时间控制。因此，整个起动过程可看作为是一个准时间最优控制。 5 11电气 唐金莲 整理 11、静差率当系统在某一转速下运行时，负载由理 ——————————————————————————————————————————————— 想空载增加到额定值所对应的转速降落ΔnN与理想 空载转速n0之比:S??nN，用百分数表示n0 S??nN?100%。静差率是用来衡量调速系统在n0 负载变化下转速的稳定性的。对不同硬度机械特性， 硬度越硬，静差率越小，转速的稳定性越高;对于 相同硬度的机械特性，转速越大，静差率越大，转速的稳定性越差。(附静差率图) 12、转速退饱和超调量转速调节器一旦饱和后，只有当转速上升到给定电压Un*所对应的给定值n*时;反馈电压才与给定电压平衡，此后，转速偏差电压ΔU变成负值，使ASR退出饱和。ASR开始退饱和时。由于电动机电流Id仍大于负载电流IdL，电动机仍加速，直到Id?IdL时，转速才降低下来，因此在起动过程中转速必然超调，而且是经历饱和非线性区域之间之后的超调。 13、泵升电压当电动机工作在回馈制动状态时，将动能变为电能回馈给直流电源，但由于二极管整流器的单向导电性，电能不可能通过整流装置送回交流电网，电机制动时只能向滤波电容充电，这将使电容两端电压升高，造成直流侧电压升高，称作泵升电压。 14、IGBT绝缘栅双极晶体管。属于全控型的第二代电力电子器件，此类器件通过门极既可以使器件开通，也可以使它关断。其另一个特点是可以大大提高开关频率，用PWM技术控制功率器件的开通关断，可大大提高可控电源的质量。图中，VT控制门级由脉冲宽度可调的脉冲电压Ug驱动。在一个周期内，当0?t?ton时，Ug为正，VT饱和——————————————————————————————————————————————— 导通;当ton?t?T时，Ug为负，VT关断。(附IGBT的图，书17页) 15、α=β配合控制;为消除直流平均电流，而采取使VF和VR的触发延迟角相等的控制方式。在正组处于整流状态、Ud0f为正时，强迫让反组处于逆变状态，使Udor为负，且幅值与Ud0f相等，则直流平均环流为零。按照式?f??r来控制，称作α=β配合控制。(Ud0f:输出理想空载整流电压;Udor:逆变电压;?f:正组的触发延迟角;?r:反组逆变角。) 16、转差功率 转差频率是定子传入转子的一部分电磁功率，与转差率s成正比。转差功率Ps有:P(Pm:电磁功率;S?SPm?Pm?Pmech。 Pmech:输出功率)其随着转差率的加大而增加，也 就是说，转速越低转差功率越大。 17、Ud=f(Uc)特性晶闸管触发与整流装置的输入 —输出特性。在进行调速系统的分析和设计时，可 以把晶闸管触发和整流装置当作系统中的一个环节 来看待。而晶闸管触发电路和整流电路的特性是非 线性的。在设计调速系统时，只能在一定的工作范 6 11电气 唐金莲 整理 围内近似地看成线性环节，得到了它的放大系数和传递函数后，用线性控制理论分析整个调速系统。右图是采用锯齿波触发器移相时的Ud?f(Uc)特性。晶闸管触发和整流装置的输入量是?Uc，输出量是?Ud，晶闸管触发和整流装置的放大系数Ks可由工作范围内的特性斜率决定，Ks??Ud (附上调速工作范围的图) ?Uc ——————————————————————————————————————————————— 18、截流反馈当电流大到一定程度时才 接入电流负反馈以限制电流，而电流正常 时仅有转速负反馈作用控制转速。这种方 法叫电流截止负反馈，简称截流反馈。用 于解决反馈闭环调速系统的启动和堵转时 电流过大的问题。电流反馈信号 Ui?IdRs?Ucom。其限流原理为 ?Id??Ui???U??Un?Un?Ui?Uc??Ud0??Id?Ud0?E?R (附上原理图及输出特性图) 19、跟随性能在给定信号或者参考输入信号R(t)的作用下，系统输出量C(t)的变化情况叫做跟随性能，可用跟随性能指标来描述，常用的阶跃响应跟随性能指标:有上升时间tr、超调量σ和调节时间ts。 20、σ 超调量，在阶跃响应过程中，超过上升时间后，输出量有可能继续增加，到峰值时间时达到最大值Cmax，然后回落。Cmax超过稳态值C?的百分数就是超调量，即??Cmax?C??100%。超调量反映系统的相对稳定性，超调量越小，系统的相对稳定性C? 越好。 21、ΔCmax动态降落:系统稳定运行时，突加一个约定的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 负扰动量，所引起的输出量最大降落值一般用?Cmax占输出量原稳态值C?1的百分数表示，即(?Cmax/C?1)?100%。 22、相角稳定裕度典型?型系统相角裕度 ——————————————————————————————————————————————— 为??180??90??arctg?cT?90??arctg?cT，上式说明，截止频率?c 越大，系统响应越快，但相角稳定裕度?越小，这也说明快速性与稳定性之间的矛盾。在典型?型系统中，系统相角稳定裕度 为??arctan???arctan?cT，τ比T大得越多，系统的稳定裕度就越大。 23、ωC ?c为截止频率。是用来说明电路频率特性指标的特殊频率。当保持电路输入信号的幅度不变，改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍，或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。 7 11电气 唐金莲 整理 24、比例控制比例控制就是在转速控制系统中加 入了一个比例调节器，其输出量总是正比于其输入量 的。比例控制的直流调速系统可以获得比开环调速系 统硬的频率特性。图中，Kp是比例调节器的比例放 ?大倍数，对给定信号Un与反馈回来的信号Un的偏差 ?Un进行放大，得到控制电压Uc，再经电力电子变 换器的放大系数Ks变为电枢两端的控制电压Ud0， 进而实现对直流电动机转速的控制，双闭环直流调速系统的静特?是转速反馈系数。(附图) 25、饱和非线性控制随着ASR的饱和与不饱和，整个系统处于完全不同的两种状态，在不同情况下，表现为不同结构的线性系统，不能简单的用线性控制理论来分析整个起动过程，也不能简单的用线性控制理论来笼统的设计这样的控制系统，只能采用分段的方法来分析。AB段是两个调节器都不饱和时的静特性，Id?Idm, n?n0。BC段是ASR——————————————————————————————————————————————— 调节器饱和时的静特性，Id?Idm, n?n0。在C点为堵转状态。(附图) 26、电压系数令??Ud为PWM电压系数，则在不可逆PWM变换器中???，其中?为占Us 空比，0???1。在规定的电压范围内，电压每改变1伏，电阻的相对变化即是电压系数。由于阻值随电压升高而下降，因此电压系数总是负数。 27、环流电抗器直流平均环流可以用配合控制消除，而瞬时脉动环流却是自然存在的。为了抑制瞬时脉动环流，可在环流回路中串入电抗器，叫做环流电抗器，或称均衡电抗器。环流电抗的大小可以按照把瞬时环流的直流分量限制在负载额定电流的5%~10%来设计。 28、直流平均环流对于需要电流反向的直流电动机可逆调速系统，必须使用两组晶闸管 整流装置反并联线路来实现可逆调速。电动机 正转时，由正组晶闸管装置VF供电;反转时， 由反组晶闸管装置VR供电。两组晶闸管整流 装置同时工作时，便会产生不流过负载而直接 在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。 如果让正组的VF和反组VR的都处于整流状态， a)b) 8 11电气 唐金莲 整理 29、恒转矩负载负载转矩TL的大小恒定，与ωm或n无关。这类负载的特点是负载转矩为常数TL=C。如提升机构，提升机的行走——————————————————————————————————————————————— 机构，带式运输机，金属切削机床等。分为a)位能性恒转矩负载 b) 反抗性恒转矩负载。(附图) 30、离心式负载离心式通风型机械特性是按 离心力原理工作的，如离心式鼓风机、水泵等， 它们的负载转TL的大小与速度n的平方成正比， 即:TL?Cn2，其中:C为常数。(附图) 31、典型?系统典型的I型系统，其开环传递函数W(s)?K，式中， T为系统的惯性s(Ts?1) 时间常数; K为系统的开环增益。对数幅频特性 的中频段以-20dB/dec的斜率穿越零分贝线，只 要参数的选择能保证足够的中频带宽度，系统就一定是稳定的。只包含开环增益K和时间常数T两个参数，时间常数T往往是控制对象本身固有的，唯一可变的只有开环增益K 。设计时，需要按照性能指标选择参数K的大小。 32、典型?系统在各种?型系统中，选择一种结构简单而且能保证稳定的结构作为典型的?型系统，其开环传递函数表示为:W(S)?K(?S?1)，相当于典型?系统后面还有一个2S(TS?1) 惯性环节，在分子添上一个比例微分环节(?s +1)，保证系统稳定性;当? 比 T 大得越多时，系统的稳定裕度越大;典型?系统的超调量相对较大，抗扰性能却比较好。 33、H型电路 (1)电动机电流波形存在两种情况: ?电动机负载较重的情况时，负载电流id1大，在续流阶段电流——————————————————————————————————————————————— 仍维持正方向，电动机始终工作在第?象限的电动状态。 ?负载很轻时，平均电流小，在续流阶段电流很快衰减到零，于是二极管终止续流，而反向开关器件导通，电枢电流反向，电动机处于制动状态。 id2电流中的线段3和4是工作在第?象限的制动状态。停止。 9 11电气 唐金莲 整理 (2)双极式控制可逆PWM变换器的输出平均电压为 Ud?tonT?ton2tUS?Us?(on?1)Us。占空比ρ和电压系数γ的关系为 ??2??1 TTT 当ρ>1/2时，γ为正，电动机正转;当ρ<1/2时， γ为负，电动机反转;当ρ=1/2时， γ =0，电动机停止。(附电路图及UAB的图) 34、双极式控制是可逆PWM变换器的一种控制方式，即使电动机两端电压在一个周期内具有正负相见的脉冲波形的控制;四个驱动电压的关系为:在一个开关周期内， 当0?t<ton时，UAB=US，电枢电流id沿回路1流通;当ton?t<T时，驱动电压反号， id沿回路2经二极管续流， UAB=-US(附图中UAB部分的图) 三、简答题 1、解释V-M直流调速系统机械特性及其特点。当 电流波形连续时，V-M系统的机械特性方程式为 n?Ud0?IdR,式中，Ce为电动机在额定磁通下的电动Ce 势系数,Ce?Ke?N.当电流断续时，由于非线性因素， ——————————————————————————————————————————————— ? 2)和逆变状态(??机械特性方程要复杂得多。如下图V-M系统机械特性，其中包含了整流状态(??? 2)、 电流连续区和电流断续区。电流断续区与电流连续区的分界线是??2?2?的曲线，当??时，电流便开始连33续了。由图可见，只要电流连续，晶闸管可控整流器就可以看成是一个线性的可控电压源。其中，?为触发延迟角，?为一个电流脉冲的导通角。(附图) 2、PI调节器的特性如何,为什么双闭环调速系统一般采用PI调节器,(1)?可以保证稳态精度，但是要对快速性的限制来换取系统稳定的;?PI调节器的输出电压由比例和积分两部分相加而成，比例部分能快速响应控制作用，积分部分消除稳态误差。(2)因为一般的调速系统要求以动态稳定和稳态精度为主，消除负载转矩扰动对稳态转速的影响，并用电流截止负反馈限制电枢电流的冲击，避免出现过电流现象。对快速性的要求可以差一些，所以双闭环调速系统一般采用PI调节器。 3、按工程设计方法设计转速、电流反馈控制直流调速系统的调节器的步骤是什么,系统设计的一般原则:先内环(电流环)后外环(1)电流调节器的设计: ?电流环结构图的简化?电流调节器结构的选择?电流调节器的参数计算?电流调节器的实现(2)转速调节器的设计:?电流环的等效闭环传递函数?转速调节器结构的选择?转速调节器参数的——————————————————————————————————————————————— 选择?转速调节器的实现 4、双闭环调速系统为什么为会出现转速退饱和超调量,转速调节器一旦饱和后，只 ,,有当转速上升到给定电压Un所对应的给定值n时;反馈电压才与给定电压平衡，此后， 转速偏差电压ΔU变成负值，使ASR退出饱和。ASR开始退饱和时。由于电动机电流Id仍大于负载电流IdL，电动机仍加速，直到Id?IdL时，转速才降低下来，因此在起动过程中转速必然超调，而且是经历饱和非线性区域之间之后的超调。 10 11电气 唐金莲 整理 5、调速系统要“稳、准、快、抗干扰”，其中“快、抗干扰”的含义是什么,调速系统的侧重点在哪方面,快速性和动态跟随性能;?调速系统的侧重点在于确保系统稳定，同时满足所需的稳态精度。 6、调速系统要“稳、准、快、抗干扰”，其中“稳、准”的含义是什么,调速系统的侧重点在哪方面,?“稳、准”分别是动态稳定性和稳态精度。 ?调速系统的侧重点在于确保系统稳定，同时满足所需的稳态精度。 7、异步电动机变压变频调速时，为什么在改变ω1的同时还要改变US,因为当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压Us?Eg?4.44f1NskNS?m，?1?2?f1,，从式中我们可以得到，若是只改变ω1就会导致?m的变化，如果磁通变弱，就——————————————————————————————————————————————— 会没有充分利用电机的铁心，是一种浪费;如果磁通增大，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。因此通常希望保持电机中每极磁通量 ?m 为额定值不变。即在改变ω1的同时还要改变Us。 8、在交流调速系统中，为何要保持异步电动机的Φm恒定,(同上题) 9、解释直流电机转速闭环控制调压调速系统的静特性。该系统的静特性方程为n??KpKsUn?IdR Ce(1?KpKs?/Ce) 其中 K为闭环系统的开环放大系数;Ce为电动机额定励磁下的电动势系数;Un*是给定电压;Ks:PWM装置的放大系数;Kp:比例调节器的比例放大系数。闭环调速系统的静特性:表示闭环系统电动机转速与负载电流(或转矩)间的稳态关系，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很 大不同，故定名为―静特性‖。 10、直流调速开环系统机械特性和转速闭环 系统静特性是什么,相比较有什么特点,直 流调速开环系统机械特性是指负载转矩与转 速的关系。转速闭环系统静特性表示闭环系 统电动机转速与负载电流间的稳态特性。 特点:?转速闭环系统的静特性比开环系统 机械特性硬。?转速比环系统静差率要比直 流调速系统小得多。?如果所要求的静差率一定，则闭环系统可——————————————————————————————————————————————— 以大大地提高转速范围。(附图) 11、转速、电流双闭环直流调速系统中为什么闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多,?转速电流双闭环直流调速系统中设有转速反馈环节，转速稍有降落，反馈电压就能感觉出来，通过比较放大，使转速回升，而在开环系统中，转速只能随着负载电流上升而降低。?转速调节器ASR和电流调节器ACR都采用比例积分PI调节，比例部分能迅速响应控制作用，积分部分最终解除稳态偏差，即积分调节器的输出则包含了偏差量的全部历史，使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速，其闭环系统静特性和开环系统机械特性的关系如图。由此可见，闭环系统的转速降落比开环系统小很多，所以转速电流双闭环直流调速系统闭环静特性比开环系统中的机械特性硬得多。(附图) 11 11电气 唐金莲 整理 12、直流电动机的动态结构图是什么,并注释其相关参数 。 Ud0(s):电枢上的理想空载电压。R:电枢回路总电阻。Tl:电枢回路电磁时间常数 s:静差率。Id(S):整流电流。IdL(S):负载电流。M(s):电力拖动系统机电时间常数。E(s)感应电动势 。Ce:电动机在额定磁通下的电动势系数 。n(s):输出转速(附图) 13、在双闭环调速系统中，电流、转速环各按什么典型系统校正,为什么,?从稳态要求上看，希望电流无静差，以得到理想的堵转特性，采用 I 型系统就够了。从动态要求上看，实际系统不允许电枢——————————————————————————————————————————————— 电流在突加控制作用时有太大的超调，以保证电流在动态过程中不超过允许值，而对电网电压波动的及时抗扰作用只是次要的因素，为此，电流环应以跟随性能为主，应选用典型I型系统 ?为了实现转速无静差，在负载扰动作用点前面必须有一个积分环节，它应该包含在转速调节器 ASR 中，现在在扰动作用点后面已经有了一个积分环节，因此转速环开环传递函数应共有两个积分环节，所以应该设计成典型 ? 型系统，这样的系统同时也能满足动态抗扰性能好的要求。 14、在转速、电流双闭环直流调速系统中，为什么要把转速环校正成?型系统，而把电流环校正成?型系统,(答案如上题) 15、在转速、电流双闭环直流V—M调速系统中，系统对转速、电流环的要求是什么,(答案如上) 16、V-M可逆直流调速系统中的环流产生的原因、危害及解决办法。?产生原因:两组晶闸管整流装置同时工作时，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。?危害:环流对系统无益，徒然加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流太大时会导致晶闸管损坏，因此必须予以抑制或消除。 ?解决办法:(1)直流平均环流可以用配合控制消除。在正组处于整流状态、强迫让反组处于逆变状态，使UdorUdof为正时， 为负，且幅值与Udof相等，使逆变电压Udor把整流电压Udof顶住，则直流平均环流为零。称作???配合控制，可通过将两组晶闸管装置的触发脉冲零位都定在90?实现。为了更可靠地消除，可采——————————————————————————————————————————————— 用α?β 。(2)抑制瞬时脉动环流，可在环流回路中串入环流电抗器。 17、在逻辑无环流可逆直流调速系统中，DLC的作用分别是什么,无环流逻辑控制环节DLC是逻辑控制无环流可逆调速系统的关键环节，它按照系统的工作状态指挥正、反组的自动切换。它的任务是:当需要切换到正组VF工作时，封锁反组触发脉冲而开放正组脉冲;当需要切换到反组VR工作时，封锁正组而开放反组。 12 11电气 唐金莲 整理 18、简述在转速、电流双闭环直流V—M调速系统中，如何实现限流保护。 ?两个调节器均采用带限幅作用的PI调节器，转速调节器ASR的输出限幅电压Uim决定了电 流给定的最大值，电流调节器ACR的输出限幅电压Ucm限制的电力电子变换器的最大输出电压Udm，从而限制了电枢回路电动机过载时的最大容许电流Idm，从而实现电流保护。(附图) 19、在直流调速系统的主电路中，电抗器L的作用。脉动的电流波形使V-M系统主电路可能出现电流连续和电流断续两种情况。由于脉动电流对生产机械不利，影响系统运行的性能，所以，在直流调速系统主电路中，要加入电抗器L，也称为平波电抗器，用来使电流连续以及脉动波形较小，即脉动程度减弱。(平波电抗器的电阻量一般按低速轻载时保证电流连续的条件来选择，通常首先给定最小电流Idmin(A)，再利用计算所需的总电感量，减去电枢电感，既得平波电抗应有的电感值。) ——————————————————————————————————————————————— 20、典型?型系统的动态性能指标综合起来看，如何确定相关参数才是一个较好的选择,一般来说，中频宽h 值越小， ?Cmax/Cb 也越小， tm 和 tv 都短，因而抗扰性能越好，这个趋势与跟随性能指标中超调量与 h 值的关系恰好相反，反映了快速性与稳定性的矛盾。但是，当 h < 5 时，由于振荡次数的增加， h 再小，恢复时间 tv 反而拖长了。由此可见，h = 5是较好的选择，这与跟随性能中调节时间最短的条件是一致的。 因此，把典型?型系统跟随和抗扰的各项性能指标综合起来看，h = 5应该是一个很好的选择。 21、转速反馈闭环调速系统的基本特征是什么,?比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统;有静差控制系统:开环放大系数K值越大，系统的稳定性能越好，但只要比例放大系数Kp=常数，K?0，稳态误差就只能被减小不能被消除。?反馈控制系统的作用:抵抗扰动，服从给定;具有良好的抗扰性能，能有效抑制一切被负反馈包围的前向通道的扰动作用;对给定作用唯命是从。?系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。如果给定电压产生波动，系统无法鉴别是对给定电压的正常调节过程还是不该有的电压波动，因此，高精度的调速系统必须有更高精度的稳定电压。 22、简述交流变压调速系统的优缺点和适用场合。保持电源频率为额定频率，只改变定子电压的调速方法称作调压调速。由于受电动机绝缘和磁路饱和的限制，定子电压只能降低，不能升高，故又称作降压调速。(1 )优点:系统简单、成本较低、控制容易、可靠性 ——————————————————————————————————————————————— 13 11电气 唐金莲 整理 高、调速的平滑性较好、电气和机械冲击均较小、可四象限运行。 缺点:低速功耗较大、发热量较大、制动运行方式性能差 (2)适用场合:?一般性能的节能调速?高性能的交流调速系统和伺服系统?特大容量、极高转速的交流调速 23、异步电动机稳态数学模型包括那些,包括异步电动机稳态时的等效电路和机械特性，两者既有联系，又有区别。稳态等效电路描述了在一定的转差率下电动机的稳态电气特性，而机械特性则表征了转矩与转差率(或转速)的稳态关系。转差率与转速的关系:s?n1?n60f1。同步转速 :n1? ;供电电源频率f1，电动机极对数np。 n1np 24、简述在单闭环直流调速系统中，限流保护—电流截止负反馈的作用。?限制起动的冲击电流，避免对电机换向和过载能力低的电力电子器件产生不利影响?限制闭环调速系统突加给定起动的冲击电流?限制堵转电流，使电流不远远的超过允许值?当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用。 25、在转速反馈控制直流调速系统中，为什么开环放大系数要适中才好,开环放大系数越大，精度越高，系统响应越快，但是系统稳定性越低，而开环放大系数越小，系统稳定性越高，但是精度及系统响应性就越差，因此在转速反馈控制直流调速系统中，开环放大系数要适中。 ——————————————————————————————————————————————— 26、调速系统可能的干扰源是那些,如何评价调速系统抗扰性能的优劣,?负载变化的扰动(使Id变化);?交流电源电压波动的扰动(使Ks变化);?电动机励磁的变化的扰动(造成Ce 变化 );?放大器输出电压漂移的扰动(使Kp变化);?温升引起主电路电阻增大的扰动(使R变化);?检测误差的扰动(使α变化)。调速系统抗干扰性能的优劣可用抗扰性能指标(动态降落ΔCmax和恢复时间tv)来评价，其动态降落ΔCmax和恢复时间tv越小，则该调速系统抗干扰性能越好。 27、调速系统的扰动源是那些,其中主要的又是那些,其中主要的:?交流电源电压波动的扰动(使Ks变化);?电动机励磁的变化的扰动(造成Ce 变化 );?放大器输出电压漂移的扰动(使Kp变化);?温升引起主电路电阻增大的扰动(使R变化); 28、什么是“准时间最优控制”过程,在设备物理上的允许条件下实现最短时间的控制称作“时间最优控制”，而在电动机起动过程中的主要阶段是第II阶段的恒流升速，它的特征是电流保持恒定。一般选择为电动机允许的最大电流Idm，以便充分发挥电动机的过载能力，使起动过程尽可能最快。这阶段属于有限制条件的最短时间控制。因此，整个起动过程可看作为是一个准时间最优控制。 29、在转速、电流双闭环直流调速系统中，ASR、ACR的作用各是什么,转速调节器的作用:(1)转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速 n 很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI调节器，则可实现无静差。(2)对负载变化起抗扰作用。——————————————————————————————————————————————— (3)其输出限幅值决定电机允许的最大电流。电流调节器的作用:(1)作为内环的调节器，在外环转速的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压(即外环调节器的输出量)变化。(2)对电网电压的波动起及时抗扰的作用。(3)在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程。 (4) 当电动机过载甚至堵转时，限制电枢电流最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统自动恢复正常。这个作用对系统的可靠运行是十分重要的。 30、电流调节器在双闭环调速系统中的作用是什么,(上题回答) 31、H型可逆PWM变换器的优缺点是什么,优点:(1)电流一定连续;(2)可使电动机在四象限运行;(3)电动机停止时有微振电流，能消除静磨擦死区;(4)低速平稳性好，系统的调速范围大;(5)低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于保证器件的可靠 14 11电气 唐金莲 整理 导通。缺点:在工作过程中，4个开关器件可能都处于开关状态，开关损耗大，而且在切换时可能发生上、下桥臂直通的事故，为了防止直通，在上、下桥臂的驱动脉冲之间，应设置逻辑延时。 32、通常对晶闸管直流可逆调速系统的要求 是什么,由于晶闸管的单向导电性，对于需要电流 反向的直流电动机可逆调速系统，必须使用两组晶 闸管整流装置反并联线路来实现可逆调速。如图， 电动机正转时，由正组晶闸管装置VF供电;反转时， 由反组晶闸管装置VR供电。两组晶闸管分别由两套 ——————————————————————————————————————————————— 触发装置控制，都能灵活的控制电动机的起、制动 和升降速。在V-M系统中一般不允许让两组晶闸管 同时处于整流状态。(附图) 33、直流调速系统中电力电子变换器的传递函数是什么,其中不同电路的时间常数如何确定,电力电子变换器的传递函数是:W(s)?Ks其中Ks — PWM装置的Tss?1 放大系数;Ts — PWM装置的延迟时间， Ts ? T0 。 电磁时间常数:Tl?L/R。机电GD2R2时间常数:Tm?，其中，GD为电力拖动装置转换到电动机上的飞轮惯量，Ce375CeCm 为电动机额定磁通下的电动势系数，Cm为电动机额定励磁下的转矩系数。滞后时间常数:Ts?1，f为PWM开关频率，对于三相桥式整流电路Ts?0.00167。 f K s (T1s?1)(T2s?1)234、如果控制对象为(T1,T2都很小)，要将其校正成典型II 型系统，需选择何种调节器,近似条件和相关参数如何配合,(1)PI调节器(2)?高频段小惯性环节的近似处理。若这些小时间常数所对应的频率都处于频率特性的高频段，形成一组小惯性群，在一定的条件下，可以将它们近似地看成是一个小惯性环节，其时间常数等于小惯性群中各时间常数之和;它的频率特性为:W(j?)?111?T1?T2，近似条件:T1T2????T????W(j?)?10(j?T1?1)(j?T2?1)1?j?T ——————————————————————————————————————————————— 高阶系统的降阶近似处理。在满足一定的条件下，能忽略高次项，可得近似的一阶系统的传递函数;传递函数:W(S)?K2K2忽略高次项?????W(S)?，近似条件:32as?bs?cs?1CS?1 b?2?,a?2?。?低频段大惯性环节的近似处理。当系统中存在一个时间常数特别大的惯性环节时，可以近似地将它看成是积分环节。1111?,?，最终T1s?1T1sT2s?1T2s 15 11电气 唐金莲 整理 16 电气 唐金莲 整理化成W(s)?K(?S?1) 2T1S(T2S?1)11 ———————————————————————————————————————————————