電力拖動運動控制系統(tǒng)平時作業(yè)

1、實用標(biāo)準(zhǔn)文案1、請簡述電力拖動運動控制系統(tǒng)課程與電機(jī)學(xué)課程的關(guān)系？答：電機(jī)學(xué)是電力拖動運動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，電力拖動運動控制系統(tǒng) ：了解電機(jī)的工作原理，研究如何控制電機(jī)的啟動、穩(wěn)速、調(diào)速和制動等電 機(jī) 學(xué)：研究電機(jī)的工作原理、設(shè)計和制造工藝等2、請畫出運動控制系統(tǒng)及其組成的框圖答：運動控制系統(tǒng)由電動機(jī)、功率放大與變換裝置、控制器及相應(yīng)的傳感器等構(gòu)成，其框圖如下：3、請你敘述如何設(shè)計一輛電動自行車的思路。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案答：由剎車開關(guān)、電池電壓取樣、限流保護(hù)、驅(qū)動電路、直流有刷電機(jī)、霍爾調(diào)速手柄等第二章1、請寫出直流電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速公式，并分析轉(zhuǎn)速與電樞電壓的關(guān)系。答：直流電機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速公式轉(zhuǎn)

2、速 n=U-(IR+L*di/dt)/K ，I 是電樞電流， R 是電樞回路的電阻是勵磁磁通， k 是感應(yīng)電動勢常數(shù)所以從公式可以看出， 要想對直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速， 一般的方法有兩種： 一種 是對勵磁磁通進(jìn)行控制的勵磁控制法， 一種是對電樞電壓 U 進(jìn)行控制的電樞電 壓控制法。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案2、什么是調(diào)速范圍和靜差率？調(diào)速范圍、靜態(tài)速降和最小靜差率之間有什么關(guān)系？為什么說“脫離了調(diào)速范圍，要滿足給定的靜差率也就容易多了”？3、某一直流調(diào)速系統(tǒng)，測得的最高轉(zhuǎn)速特性為 =1500 r/min, 最低轉(zhuǎn)速特 性為 =150 r/min 。電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速為 ，帶額定負(fù)載時的速度速降 = 15r/m

3、in ，且在轉(zhuǎn)速下額定速降 如不變，試問系統(tǒng)能夠達(dá)到的調(diào)速范圍 D是多少？系統(tǒng)允許的靜差率 s 是多少？解：精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案4、轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有那些特點？改變給定電壓能否改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，為 什么？如果給定電壓不變， 調(diào)節(jié)測速反饋電壓的分壓比是否能夠改變轉(zhuǎn)速， 為什 么？如果測速發(fā)電機(jī)的勵磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)還有克服什么干擾的能力？答：1）轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有以下三個基本特征只用比例放大器的反饋控制系統(tǒng)，其被被調(diào)量仍是有靜差的。 反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動，服從給定。擾動性能是反饋控制系統(tǒng) 最突出的特 征之一。系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測的精度。2）改變給定電壓會改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，

4、因為反饋控制系統(tǒng)完全服從給定作用。3 ）能夠改變轉(zhuǎn)速，因為轉(zhuǎn)速和反饋電壓比有關(guān) 。4 ）沒有干擾的能力， 因為反饋控制系統(tǒng)只對反饋環(huán)所包圍的前向通道上的擾動起抑制作用，而測速機(jī)勵磁不是。第三章1、在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，若要改變電動機(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? 改變電力電子變換器的放大倍數(shù) Ks 行 不行 ? 改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)行不行 ?若要改變電動機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流 ,應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的 哪些參數(shù) ?精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案答：改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 ,應(yīng)調(diào)節(jié)給定電壓；改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn ，不行；改變電力電子變換器的放大倍數(shù) Ks，不行；改變轉(zhuǎn)速反饋 系數(shù)行

5、；若要改變電動機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流 ,應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的電流反饋系數(shù)。2、在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個調(diào)節(jié)器均采用 PI 調(diào)節(jié)器。當(dāng)系統(tǒng)帶額定負(fù)載運行時， 如果轉(zhuǎn)速反饋線突然斷線， 當(dāng)系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)定運行時電流調(diào)節(jié) 器的輸入偏差信號 Ui 是否為零？答：轉(zhuǎn)速和電流節(jié)器的輸出達(dá)到飽和為止，電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓 不為零，因為穩(wěn)定后電流反饋依然為 只能增加電動機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到新的平 衡。第四章1、什么叫環(huán)流？環(huán)流有幾種？怎樣抑制直流平均環(huán)流？怎樣抑制瞬時脈動環(huán) 流？答：采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆 V-M 系統(tǒng)，如果兩組裝置的整流電壓同 時出現(xiàn)，便會產(chǎn)生不流過負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流， 稱作

6、環(huán) 流。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案 靜態(tài)環(huán)流兩組可逆線路在一定控制角下穩(wěn)定工作時出現(xiàn)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)處于過渡過程中出現(xiàn)的環(huán)流直流平均 環(huán)流采用配合控制來抑制： 為了防止產(chǎn)生直流平均環(huán)流， 應(yīng)該當(dāng)正組處于整流狀 態(tài)時，強(qiáng)迫讓反組處于逆變狀態(tài)， 且控制其幅值與之相等， 用逆變電壓把整流電 壓頂住，則直流平均環(huán)流為零。 為了抑制瞬時脈動環(huán)流， 可在環(huán)流回路中串入電 抗器，叫做環(huán)

7、流電抗器，或稱均衡電抗器2、什么叫= 配合控制？實際應(yīng)用中為什么要使？答：止產(chǎn)生直流平均環(huán)流， 應(yīng)該當(dāng)正組處于整流狀態(tài)時， 強(qiáng)迫讓反組處于逆 變狀態(tài)， 且控制其幅值與之相等， 用逆變電壓把整流電壓頂住， 則直流平均環(huán)流 為零，= 配合控制。為了更可靠地消除直流平均環(huán)流，可采用 a 。為了防止晶閘管裝置在逆 變狀態(tài)工作中逆變角太小而導(dǎo)致?lián)Q流失敗， 出現(xiàn)逆變顛覆現(xiàn)象，必須在控制電 路中采用限幅作用，形成最小逆變角 bmin 保護(hù)。與此同時，對 a 角也實施 amin 保護(hù)，以免出現(xiàn) Ud0f Ud0r 而產(chǎn)生直流平均環(huán)流。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案第五章1、請畫出異步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路，說明電路中的參

8、數(shù)意義答：異步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路如下：Rs代表定子銅損耗電阻， Lis 代表定子漏磁通電抗， Lm 代表主磁通電抗， Lis 代表折算后的轉(zhuǎn)子漏磁通電抗， Rr/S 代表總機(jī)械損耗的虛擬電阻2、請畫出異步電動機(jī)的速度閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速的原理示意圖，并畫出機(jī)械特性。答：如下圖：3、簡述異步電動機(jī)在下面四種不同的電壓 - 頻率協(xié)調(diào)控制時的機(jī)械特性， 并進(jìn)行 比較。1) 恒壓恒頻正弦波供電時異步電動機(jī)的機(jī)械特性；精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案（ 2） 基頻以下電壓頻率協(xié)調(diào)控制時異步電動機(jī)的機(jī)械（ 3） 基頻以上恒壓變頻控制時異步電動機(jī)的機(jī)械特性； （ 4） 恒流正弦波供電時異步電動機(jī)的機(jī)械特性；答：恒壓恒頻正弦波

9、供電時異步電動機(jī)的機(jī)械特性：當(dāng) s 很小時，轉(zhuǎn)矩近似 與 S 成正比，機(jī)械特性是一段直線， s 接近于 1 時轉(zhuǎn)矩近似與 s 成反比，這時， Te = f （s）是對稱于原點的一段雙曲線。 基頻以下電壓 -頻率協(xié)調(diào)控制時異步 電動機(jī)的機(jī)械特性： 恒壓頻比控制的變頻機(jī)械特性基本上是平行下移， 硬度也較 好，當(dāng)轉(zhuǎn)矩增大到最大值以后，轉(zhuǎn)速再降低，特性就折回來了。而且頻率越低時 最大轉(zhuǎn)矩值越小， 能夠滿足一般的調(diào)速要求， 但低速帶載能力有些差強(qiáng)人意， 須 對定子壓降實行補(bǔ)償。恒 Eg / 1 控制是通常對恒壓頻比控制實行電壓補(bǔ)償?shù)?標(biāo)準(zhǔn)，可以在穩(wěn)態(tài)時達(dá)到 rm = Constant ，從而改善了低速性

10、能，但機(jī)械特性 還是非線性的，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的能力仍受到限制。恒 Er /1 控制可以得到和直流 他勵電機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，按照轉(zhuǎn)子全磁通 rm 恒定進(jìn)行控制，而且， 在動態(tài)中也盡可能保持 rm 恒定是矢量控制系統(tǒng)的目標(biāo)， 基頻以上恒壓變 頻控制時異步電動機(jī)的機(jī)械特性：當(dāng)角頻率提高時，同步轉(zhuǎn)速隨之提高， 最大 轉(zhuǎn)矩減小， 機(jī)械特性上移， 而形狀基本不變。 基頻以上變頻調(diào)速屬于弱磁恒功率 調(diào)速。 恒流正弦波供電時異步電動機(jī)的機(jī)械特性：恒流機(jī)械特性的線性段比 較平，而最大轉(zhuǎn)矩 處形狀很尖。恒流機(jī)械特性的最大轉(zhuǎn)矩值與頻率無關(guān)，恒流 變頻時最大轉(zhuǎn)矩不變，但改變定子電流時，最大轉(zhuǎn)矩與電流的平方成正比。4、請

11、畫圖說明 spwm 的原理及特點。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案答：就是在 PWM 的基礎(chǔ)上改變了調(diào)制脈沖方式， 脈沖寬度時間占空比按正弦規(guī)律排列，這樣輸出波形經(jīng)過適當(dāng)?shù)臑V波可以做到正弦波輸出。5、簡述轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的控制規(guī)律。答：轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的控制規(guī)律：第六章1、坐標(biāo)變換是矢量控制的基礎(chǔ)，請問坐標(biāo)變換的等效原則是什么？試分析交流電機(jī)矢量變換的基本思想和方法。答：坐標(biāo)變換的等效原則是：在不同坐標(biāo)中它們所產(chǎn)生的磁動勢完全一致。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案基本思想和方法： 解決交流電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的有效控制， 實現(xiàn)交流電動楊的 磁通和轉(zhuǎn)矩分別獨立控制， 使交流電動機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)具有直流高速系統(tǒng)的全 部

12、優(yōu)點。2、試分析并解釋矢量控制系統(tǒng)與直接轉(zhuǎn)矩控制（ DTC）系統(tǒng)的優(yōu)缺點。 答：1）直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制有脈動，而矢量控制的轉(zhuǎn)矩連續(xù)控制，比較 平滑。2）直接轉(zhuǎn)矩控制采用的是靜止坐標(biāo)變換，較簡單。矢量控制采用的是旋轉(zhuǎn)坐 標(biāo)變換，較復(fù)雜。3）直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)不受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響，而矢量控制受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化 的影響。4）直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的調(diào)速范圍沒有矢量控制系統(tǒng)的調(diào)速范圍寬。第七章1、串級調(diào)速系統(tǒng)的效率比轉(zhuǎn)子串電阻的效率要高的原因是什么？答：在轉(zhuǎn)子回路短接或轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速時， Ps 全部消耗在轉(zhuǎn)子回路中，而 在串級調(diào)速時， Ps 并未被全部消耗掉，而是扣除了轉(zhuǎn)子銅耗 PCur 、雜散損耗 P

13、s 和附加的串級調(diào)速裝置損耗 Ptan 后通過轉(zhuǎn)子整流器與逆變器返回電網(wǎng)， 所以 串級調(diào)速比轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速效率高。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案2、串級調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性為什么比異步電動機(jī)的自然機(jī)械特性要軟，最大轉(zhuǎn) 矩要小？答：串級調(diào)速時， 異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路需要串入調(diào)速電阻， 但由于其轉(zhuǎn)子回 路中接入了串級調(diào)速裝置， 實際上相當(dāng)于在電動轉(zhuǎn)子回路中接入了一定數(shù)量的等 效電阻和電抗， 它們的影響在任何轉(zhuǎn)速下都存在。 由于轉(zhuǎn)子回路電阻的影響， 異 步電動機(jī)串級調(diào)速時的機(jī)械特性比其固有特性要軟得多，最大轉(zhuǎn)距要小。第八章1、為什么他控變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)有何優(yōu)點，為何其不能克服失步問題？ 答：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，只需一臺變頻器供電，成本低廉。由于采用開環(huán)調(diào)速方式， 轉(zhuǎn)子振蕩和失步問題并未解決，