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)有哪兒種調(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)子回路串電阻調(diào)速，變頻調(diào)速。特點(diǎn)略。2-2簡述直流PWM變換器電路的基本結(jié)構(gòu)。答：直流PWM變換器基本結(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的控 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。2-3直流PWM變換器輸出電壓的特征是什么答：脈動(dòng)直流電壓。2-4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)性能 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

2、時(shí)間常數(shù)Ts等于其IGBT控制脈沖周期（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（l/（2mf）o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20,故直流PWM變換器時(shí)間常數(shù)通常比晶閘管整流裝置時(shí)間常數(shù)更 小，從而響應(yīng)更快，動(dòng)態(tài)性能更好。2-5在直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，、“|電動(dòng)機(jī)停止不動(dòng)時(shí)，電樞兩端是否還有電丿下電 路中是否還有電流為什么答：電樞兩端還有電壓，因?yàn)樵谥绷髅}寬調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓僅取 決于直流PWM變換器的輸出。電樞回路中還有電流，因?yàn)殡姌须妶R和電樞電阻 的存在。2-6直流PWM變換

3、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)產(chǎn)生什 么后果答：為電動(dòng)機(jī)提供續(xù)流通道。若二極管斷路則會(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。因?yàn)槿糸_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：泵升電壓是當(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?性，使得電動(dòng)機(jī)山動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榈碾娔懿荒芡ㄟ^整流裝置反饋回交流電網(wǎng)，而只 能向?yàn)V波電容充電，造成電容兩端電壓升高。泵升電壓過大

4、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，并且在減速過程中，反電動(dòng)勢減 小，于是電樞電流增大，從而使電磁轉(zhuǎn)矩增加，達(dá)到與負(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)械特性碩度是一回事嗎舉個(gè)例子。答：D二(nN/An) (s/ (l-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(jī)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-

5、11調(diào)速范用與靜態(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：D二(nN/An) (s/ (l-s)。因?yàn)槿糁豢紤]減小最小靜差率，則在一定靜態(tài) 速降下，允許)的調(diào)速范圍就小得不能滿足要求；而若只考慮增大調(diào)速范圍， 則在一定靜態(tài)速降下，允許的最小轉(zhuǎn)差率乂大得不能滿足要求。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)改變給定電圧能否改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為什 么如果給 定電斥不變，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)是否能夠改變轉(zhuǎn)速為什么如果測速發(fā) 電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)T了變 化，系統(tǒng)有無克服這種干擾的能力(已驗(yàn)證)答：轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)增加了轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)(由轉(zhuǎn)速檢測裝置和電壓放大器構(gòu)成)， 可獲得

6、比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)碩得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而保證在一定靜差率下，能夠提 高調(diào)速范圍。改變給定電壓能改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。因?yàn)楦淖兘o定電壓則改變實(shí)際 轉(zhuǎn)速反饋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)的電樞電圧，改變了轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)而不改變給定電壓能改 變轉(zhuǎn)速。因?yàn)楦淖冝D(zhuǎn)速反饋系數(shù)則改變實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋電壓，而給定電壓不變， 則電壓偏差改變，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。若測速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁發(fā)生變化，則反饋電壓發(fā)生變化，當(dāng)給定電壓一 定時(shí)，則電壓偏差發(fā)生變化，從而轉(zhuǎn)速改變。故系統(tǒng)無克服測速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁發(fā) 生變化干擾的能力。2-13為什么用積分控制的

7、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，、”|積 分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電lkAU=0時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少它決定于哪些因 素答：因?yàn)榉e分調(diào)節(jié)器能在電圧偏差為零時(shí)仍有穩(wěn)定的控制電壓輸出，從而克服了 比例調(diào)節(jié)器必須要存在電壓偏差才有控制電壓輸出這一比例控制的調(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(jī)精度的影響為什么答：仍然受影響。因?yàn)闊o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

8、若給點(diǎn)電源發(fā)生偏移，或者測速發(fā)電機(jī)精度受到影響而使反饋電壓發(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，以達(dá)到電圧偏差為零。2-15在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，、彳下列參數(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)Kp0（2）供電電網(wǎng)電壓Udo（3）電樞電阻Rac （4）電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流If。（5）轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)ci。答：（1）有。假設(shè)Kp減小，則控制電壓減小，則電力電子變換器輸出減小，則 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降；而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則反饋電壓減小，則偏差電壓增大，則 控制電壓增大，則轉(zhuǎn)速上升。（2）有。不解釋。（3）有。不解釋。（4）有。 不解釋。（5）沒

9、有。不解釋。2-16在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突減負(fù)載后乂進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài), 此時(shí)晶閘管整流裝置的輸出電爪Ud較之負(fù)載變化詢是增加、減少還是不變在 無靜差調(diào)速系統(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：（1） Ud減小。因負(fù)載減小，轉(zhuǎn)速上升，反饋電壓增加，給定電壓一定， 偏差電壓減小，控制電壓減小，故輸出電壓減小。（2） n不變，Ud增加。轉(zhuǎn) 速負(fù)反饋調(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答題的2-1簡述直流電動(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），

10、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)）。2-3 V-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)勢時(shí)，電感儲(chǔ)能，電流上升，整流器輸出電壓 小于反電動(dòng)勢 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圖簡述V-M調(diào)速系統(tǒng)的最大失控時(shí)間。答：tl時(shí)刻某一對(duì)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通，

11、觸發(fā)延遲角為cil,在t2tl時(shí)刻，控 制電壓發(fā)生變 化，但此時(shí)晶閘管已導(dǎo)通，故控制電壓的變化對(duì)它已不起作用， 只有等到下一個(gè)自然換向點(diǎn)t3時(shí)刻到來時(shí)，控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a 2后導(dǎo)通t3-t2即為失控時(shí)間，最大失控時(shí)間即 為考慮t2二tl時(shí)的失控時(shí)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(dòng)機(jī)的不可逆行性。整流器晶閘管對(duì) 過電壓過電流的敬感性導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行不可黑性。整流器晶閘管基于對(duì)其 門極的移相觸發(fā)控制的可控性導(dǎo)致的低功率因數(shù)性。2-6簡述不可逆PWM變換器（無制動(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

12、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)速范圉，是指（在最低轉(zhuǎn)速時(shí)還能滿足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范 圍）。2-9簡述轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性本質(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)地提高（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 是無數(shù)開環(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簡述比例反饋控制的規(guī)律。答：比例控制的反饋控制系統(tǒng)是（被調(diào)量有靜差）的控制系統(tǒng)；反饋控制系統(tǒng) 的作用是（抵抗前向通道的擾

13、動(dòng)，服從給定）；反饋系統(tǒng)的精度依賴于（給定 和反饋檢測的精度）。2-11簡述積分控制規(guī)律答：積分控制可以使系統(tǒng)在無靜差的情況下保持恒速運(yùn)行，實(shí)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)器的輸出則 包含了（輸入 偏差量的全部歷史）2-13簡述比例積分控制規(guī)律。答：比例部分能(迅速響應(yīng)控制作用)，積分部分則(最終消除穩(wěn)態(tài)偏差)。2-14微機(jī)控制的調(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：常用語檢測轉(zhuǎn)角信號(hào)，若需要轉(zhuǎn)速信號(hào)，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)角微分。增 量式編碼器：可直接檢測轉(zhuǎn)速

14、信號(hào)。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)。高低全2-18為什么積分需限幅答：若沒有積分限幅，積分項(xiàng)可能很大，將產(chǎn)生較大的退飽和超調(diào)。2-19簡述帶電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性的特點(diǎn)。答：電流負(fù)反饋的作用相當(dāng)于在主電路中吊入一個(gè)大電阻KpKsR,導(dǎo)致當(dāng)Id二Ider時(shí)，機(jī)械特性急劇下垂；比較電壓Ucom與給定電壓Un*作 用一致，相當(dāng)于把理想空載轉(zhuǎn)速提高n0=(KpKs(Un*+Ucom)/(Ce(1+K)。二、公式和特性1. 整流電壓平均值：UdO= (m/ Ji) Ums in (m/ n

15、) cos a ( Um/m_ 單相全波/三相半波/三相全波_ J 2U2/J 2U2/J 6U2/2/3/6)調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性方程：n=(UdO-IdR)/Ce3. 品閘管整流器最大失控時(shí)間：Tsmax=l/mf4. 調(diào)速范用定義式：D=nmax/nmin5. 靜差率定義式：s二n/n6. 閉環(huán)靜特性與開環(huán)靜特性：ncl= (UdOcl-IdR) /Ce= (KpKsUn*-IdR) /(Ce (1+K) nop二(UdOop-IdR)/Ce二(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/A n_) (s/ (ls) (Ancl=

16、Anop/ (1+K)8. 轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的K定義式及表達(dá)式：K二KpKsa/Ce9. 臨界開環(huán)放大倍數(shù)Kcr=(Tm(Tl+Ts)+Ts2)/(TITs)K ( T1=L/R Tm=(GD2)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=(60Ml)/(ZTc) |QM二60/(ZTc) | 8 M=1/M1nT二(60f0)/(ZM2)QT二(Zrf 2)/(60f0-Zn) I 8T二 1/(M2-1) nMT二(60f0Ml)/(ZM2)二nTMl QMT二60/(ZTc)二QM5 MT= 低速一ST | 高速一M |11. 連續(xù)式 PI 算式

17、：u (t) =Kpe (t) + (1/ t ) J (0_t) e (t) dt12. 位置式 PI 算式：u(k) =Kpe (k) + (Tsam/ t )(i=0_k) e (i)13. 增量式 PI 算式：(k)二u (k) -u(kl)=Kp (e (k)-e (kl) + (Tsam/ t ) e (k) 調(diào)速-系統(tǒng)原理圖：2. (無制動(dòng)和有制動(dòng))直流PWM變換器-電動(dòng)機(jī)-電路原理圖：3. 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)-系統(tǒng)原理圖：4. 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)-靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖：5. 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)-動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖：6. 帶電流截止負(fù)反饋的閉環(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

18、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)反饋比例控制閉環(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)過程中，電樞電流能否達(dá)到最大值Idm為什么答：不能。因?yàn)楹懔魃龠^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，是 一個(gè)線性漸 增的斜坡擾動(dòng)量，而電流閉環(huán)釆用的PI調(diào)節(jié)器對(duì)斜坡擾動(dòng)無法消 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)速系統(tǒng)的匸作狀態(tài)。(未 驗(yàn)證)答：電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)則轉(zhuǎn)速恒為零，在一定的給定下，偏差電壓相當(dāng)大，從而使ASR 迅速達(dá)到飽 和，乂電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速山于轉(zhuǎn)軸堵死無法提升，故ACR無法退飽和，

19、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)反饋系數(shù)a ,系 統(tǒng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速反饋電壓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)速反饋系數(shù)a增加，則轉(zhuǎn)速反饋電壓Un增加，給定電壓Un*,則轉(zhuǎn)速 偏差電壓減小，則ASR給定電壓Ui*減小，則控制電壓Uc減小，則轉(zhuǎn)速n減 ??；轉(zhuǎn)速n減小，則轉(zhuǎn)速反饋電壓Un減小，直到轉(zhuǎn)速偏差電壓為零；故穩(wěn)態(tài) 時(shí)轉(zhuǎn)速反饋電壓Un不變，且實(shí)際轉(zhuǎn)速n減小。3-4雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，遇到下列悄況會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象(未通過驗(yàn)證， 求姐)(1)電流反饋極性接反。(2)轉(zhuǎn)速極性接反。答：（1）由于電流環(huán)的正反饋?zhàn)饔?，電樞電流?/p>

20、持續(xù)上升，轉(zhuǎn)速上升飛快，電 動(dòng)機(jī)飛車。（2）由于轉(zhuǎn)速環(huán)的正反饋?zhàn)饔?，ACR無法退飽和，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*二6V時(shí)，Idm二20A；如欲使Un*=10V時(shí),n=1000rpm,應(yīng)調(diào)什么參數(shù) 答：（1）調(diào)節(jié)電流反饋系數(shù)3=；（2）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a二。3-6在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，若要改變電動(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（二二|丨丨）改變電力電子變換器的 放大倍數(shù)Ks行不行改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a行不行若要改變電動(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

21、電壓。改變Kn和Ks都不行，因?yàn)檗D(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)均有能力克服。也可以改變a,但LI的通常是為了獲得更理想的機(jī)械特性。若要改變堵轉(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)器的輸入偏差電圧和輸 出電壓各是多少為什么答：輸入偏差電壓皆是零。因?yàn)橄到y(tǒng)無靜差。則ASR輸出電壓Ui*=Ui=PId= BIdL； ACR 輸出電壓 Uc=UdO/Ks=見 P62。3-8在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，若速度調(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)

22、器對(duì)階 躍擾動(dòng)的靜差由0變?yōu)?/ （1+Kc）,而對(duì)斜坡擾動(dòng)的靜差變得更大。3-9從下述五個(gè)方面來比較轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止負(fù)反饋 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，回答（均為PIR）（已驗(yàn)證）：（1）雙 閉環(huán)系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行中，如果電流反饋信號(hào)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(yùn)行時(shí)，若電動(dòng)機(jī)突然失磁，最終電動(dòng)機(jī)會(huì)飛車嗎 答：（1）穩(wěn)態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速不變，電流減小。（2）不會(huì)飛車，而是停轉(zhuǎn)。一、可以作為填空

23、題或簡答題的3-1為了實(shí)現(xiàn)（電流的實(shí)時(shí)控制和快速跟隨），希望電流調(diào)節(jié)器（不要）進(jìn)入 飽和狀態(tài)，因此，對(duì)于靜特性來說，只有（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的飽和與不飽和兩種惜 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（達(dá)到限幅值Uim*）,轉(zhuǎn)速外環(huán)呈（開環(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)（電流無靜差的單電流閉環(huán) 調(diào)節(jié)系統(tǒng)）。穩(wěn)態(tài)時(shí)，Id （ = ） Idmo3-4電流限幅值Idm取決于（電動(dòng)機(jī)的容許過載能力和系統(tǒng)要求的最大加速 度）。3-5簡述采用兩個(gè)PI調(diào)節(jié)器分別形成內(nèi)外閉環(huán)的效果。答：雙閉環(huán)直流調(diào)速 系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于Id

24、m時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，此時(shí)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起 主要調(diào)節(jié)作用。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到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)為電流無靜差，起到過電流的自動(dòng) 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(shí)，若實(shí)際轉(zhuǎn)速大于給定轉(zhuǎn)速，則反饋電壓大于給定 電壓，使偏差電壓小于零，則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)反饋控制電流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程。633-8簡述雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程的特點(diǎn)。（飽和非線性控制：轉(zhuǎn)速超調(diào)； 準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制）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

25、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：作為主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過程中，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)無靜差。對(duì)負(fù)載變化其抗擾作用。其輸出 限幅值決定電動(dòng)機(jī)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(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)過程。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載或堵轉(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、公式和特性穩(wěn) 態(tài)時(shí)：Un*Un 二 a n= a n0 Ui* 二

26、Ui 二 P Id 二 P IdLUc二UdO/Ks二（Cen+IdR）/Ks=（Ce（Un*/a）+IdR）/Ks2. 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)：a =Un*m/nm3. 電流反饋系數(shù)：0 =Ui*m/Idm 1.轉(zhuǎn)速電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)-系統(tǒng)原理圖：2. 轉(zhuǎn)速電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)-穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖：3.轉(zhuǎn)速電流反饋控制直流調(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答題的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），稱為（高頻微振電 流），其平均值為（）

27、，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)力潤滑作用。同時(shí)也增大了電機(jī)的損 耗。二、公式和特性1. 雙極式控制可逆PWM變換器輸出電壓平均值：Ud=（2ton/T-l）Us 1.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)速范用不大電機(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 0ssm, sm本來就不大，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

28、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)控制在整個(gè)調(diào)速范圉內(nèi)，保持電壓 恒定是否可行為何在基頻以下時(shí)，采用恒壓頻比控制，而在基頻以上保持電壓 恒定答：因?yàn)槎ㄗ与妷侯l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)，若保持電壓恒定，則在基頻以上時(shí)，氣隙磁通將減少，電動(dòng)機(jī)將 岀力不足；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 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)，若保持電 壓不變，則氣隙磁通增加，山于磁路飽和，將使勵(lì)磁電流過大，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，即采用恒圧頻比控制；而在基頻以 上

29、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)矩恒定若不是, 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，采用恒壓頻比控制，則磁通保持恒定，乂額定電流不變， 故允許輸岀轉(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 壓控制，則在基頻以上隨轉(zhuǎn)速的升高，磁通將減少，乂額定電流不變，故允許 輸出轉(zhuǎn)矩減小，因此允許輸出功率基本保持不變，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

30、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)速可以是恒圧頻比控制，恒定子磁通4)ms.恒氣隙磁通l)m和 恒轉(zhuǎn)子磁通lmr的 控制方式，從機(jī)械特性和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面分析與比較四 種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)。答：恒壓頻比控制最容易實(shí)現(xiàn)，其機(jī)械特性基本上是平行下移，硬度也較好，能 滿足一般調(diào) 速要求，低速時(shí)需適當(dāng)提高定子電壓，以近似補(bǔ)償定子阻抗壓降。恒 定子磁通ms、恒氣隙磁通m和恒轉(zhuǎn)子磁通l)mr的控制方式均需要定子電 壓補(bǔ)償，控制要復(fù)雜一些。恒定子磁通1)ms和恒氣隙磁通l)m的控制方式雖 然改善了低速性能，但機(jī)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mr控制方式可以獲得和直流

31、他勵(lì)電動(dòng)機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，性能最 佳。5-5常用的交流PWM有三種控制方式，分別為SPWM、CFPWM和SVPWM,論述它 們的基本特征及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。答：略。5-6分析CFPWM控制中，環(huán)寬h對(duì)電流波動(dòng)與開關(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。因?yàn)楫?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。5-8肖三相異步電動(dòng)機(jī)山正弦對(duì)稱電壓供電，并達(dá)到穩(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)定匸作狀態(tài)，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

32、間矢量uAO固定在A相繞組軸線上)，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采用SVPWM控制，用有效工作電壓矢量合成期望的輸出電壓，山于期望 輸出電圧矢量是連續(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(shí)間是斷續(xù)的，因此 定子磁鏈?zhǔn)?量只能是斷續(xù)的。5-10總結(jié)轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的控制規(guī)律，若Us=f（31, Is）設(shè)置不 會(huì)產(chǎn)生什么影響一般說來，正反饋系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，而轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率 控制系統(tǒng)具有

33、正反饋的內(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答題的5-1簡述矢量控制的基本思想。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)磁場為口標(biāo)來 控制變頻器工作。5-2異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中，基頻以下調(diào)速采用（恒圧頻比）控制，稱 為（恒轉(zhuǎn)矩）調(diào) 速：基頻以上采用（保持電壓不變）控制，稱為（近似的恒功 率調(diào)速）。為什么略5-3六拍式逆變器控制的異步電動(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）。若 直流側(cè)電壓Ud恒定，則31越小時(shí)，At越 大，勢必導(dǎo)致（|Ws （k）增大。

34、因此，要保持正六邊形定子磁鏈不變，必 須使Ud/3 1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,造成了控 制的復(fù)雜性。有效的方法是（插入零矢量）。5-4簡述轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想。答：保持（氣隙磁通m不變）的前提下，通過控制（轉(zhuǎn)差頻率3s）來控制（轉(zhuǎn) 矩）。5-5轉(zhuǎn)差頻率控制變壓變頻調(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)差頻率控制變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)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(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)速開環(huán)）,在正反饋內(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），最后達(dá)到穩(wěn)態(tài)。5- 7簡述轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變丿R變頻調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程。答：轉(zhuǎn)矩上升階段：恒轉(zhuǎn)矩升速階段：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)：二、公式和特性1. 公式略1異步電動(dòng)機(jī)等效電路圖：2. 交-直-交電壓源型P