電力拖動考試-簡答題以及計算題5頁

1、KT=0.5，阻尼比=0.707，超調(diào)=4.3%，Tr=4.7T，Tp=6.2T，Wc=0.455/Th=5，超調(diào)=37.6%，t=hT2-8、泵升電壓是怎樣產(chǎn)生的？對系統(tǒng)有何影響？如何抑制？答：泵升電壓是當(dāng)電動機(jī)工作于回饋制動狀態(tài)時，由于二極管整流器的單向?qū)щ娦?，使得電動機(jī)由動能轉(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。2-10、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？答：D=（nN/n）（s/（1-s）。靜差率是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變

2、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。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)，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？答：轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)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AST給定電壓Ui*減小，則控制電壓Uc減小，則轉(zhuǎn)速n減小；則轉(zhuǎn)速反饋電壓Un減小，知道轉(zhuǎn)速偏差電壓為零；古穩(wěn)態(tài)時轉(zhuǎn)速反饋電壓Un不變。且實(shí)際轉(zhuǎn)速N減小。1、V-M調(diào)速系統(tǒng)的電流脈動和斷續(xù)是如何形成的？如何抑制電流脈動?整流器輸出電壓大于反電動勢時，電感儲能，電流上升，整流器輸出電壓小于反電動勢時電感放能，

3、電流下降。整流器輸出電壓為脈動電壓，時而大于反電動勢時而小于，從而導(dǎo)致了電流脈動。當(dāng)電感較小或電動機(jī)輕載時，電流上升階段電感儲能不夠大，從而導(dǎo)致當(dāng)電流下降時，電感已放能完畢、電流已衰減至零，而下一個相卻尚未觸發(fā)，于是形成電流斷續(xù)。2、簡述比例反饋控制、積分控制的規(guī)律及其不同。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 （抵抗前向通道的擾動，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）；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）3

4、、簡述ASR的退飽和條件。 答：當(dāng) ASR處于飽和狀態(tài)時，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)。4、簡述雙閉環(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)速動態(tài)過程中， 使轉(zhuǎn)速快速跟隨給定電壓變化， 穩(wěn)態(tài)時減小轉(zhuǎn)速誤差，采用PI調(diào)節(jié)器可實(shí)現(xiàn)無靜差；對負(fù)載變化其抗擾作用；其輸出限幅值決定電動機(jī)允許最大電流。5、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；對電網(wǎng)電壓波動起及時抗擾作用；在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中， 保證獲得電動機(jī)最大允許電流， 從而加

5、快動態(tài)過程； 當(dāng)電動機(jī)過載或堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流最大值，起快速的自動保護(hù)作用。 一旦故障消失， 系統(tǒng)立即自動恢復(fù)正常。6、VM系統(tǒng)需要快速的回饋制動時，為什么必須采用可逆線路。答：當(dāng)電動機(jī)需要回饋制動時，由于反電動勢的極性未變，要回饋電能必須產(chǎn)生反向電流，而反向電流是不可能通過VF流通的，這時，可以通過控制電路切換到反組晶閘管裝置VR，并使它工作在逆變狀態(tài)，產(chǎn)生逆變電壓，電機(jī)輸出電能實(shí)現(xiàn)回饋制動。7、晶閘管可逆系統(tǒng)中環(huán)流產(chǎn)生的原因是什么?有哪些抑制的辦法？答：兩組晶閘管整流裝置同時工作時，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。抑制的方法：1.消除直流平均環(huán)流可采用=配合控制，

6、采用能更可靠地消除直流平均環(huán)流。2.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)流電抗器，或稱均衡電抗器8、試分析配合控制的有環(huán)流可逆系統(tǒng)正向制動過程中各階段的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，以及正反組晶閘管所處的狀態(tài)。發(fā)出停車指令以后，正組由整流狀態(tài)變成逆變狀態(tài)，反組由待逆變變成待整流，大部分能量回饋給電網(wǎng)；主電路電流下降過零時，本組逆變停止進(jìn)入待逆變，反組由待整流進(jìn)入整流狀態(tài)，電流反向快速增長，電機(jī)處于反接制動狀態(tài)；主電路反向電流達(dá)最大值，ACR退飽和，反組由整流進(jìn)入逆變狀態(tài)，正組待整流，電機(jī)處于回饋制動狀態(tài)，機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能回饋給電網(wǎng)。9、待逆變、本組逆變和它組逆變，說明這三種狀態(tài)各自出現(xiàn)在何種場合。

7、待逆變：表示該組晶閘管裝置是在逆變角控制下等待工作。正組逆變電樞端電壓為負(fù)，電樞電流為正，電動機(jī)逆向運(yùn)轉(zhuǎn)，回饋發(fā)電，機(jī)械特性在第四象限。反組逆變電樞端電壓為正，電樞電流為負(fù)，電動機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)，回饋發(fā)電，機(jī)械特性在第二象限.10、異步電動機(jī)變頻調(diào)速時，為何要電壓協(xié)調(diào)控制？在整個調(diào)速范圍內(nèi)，保持電壓恒定是否可行？為何在基頻以下時，采用恒壓頻比控制，而在基頻以上保存電壓恒定？答：因?yàn)槎ㄗ与妷侯l率變化時，將導(dǎo)致氣隙磁通變化，影響電動機(jī)工作。在整個調(diào)速范圍內(nèi)，若保持電壓恒定，則在基頻以上時，氣隙磁通將減少，電動機(jī)將出力不足；而在基頻以下時，氣隙磁通將增加，由于磁路飽和，勵磁電流將過大，電動機(jī)將遭到破壞。因

8、此保持電壓恒定不可行。在基頻以下時，若保持電壓不變，則氣隙磁通增加，由于磁路飽和，將使勵磁電流過大，破壞電動機(jī)，故應(yīng)保持氣隙磁通不變，即保持壓頻比不變，即采用恒壓頻比控制；而在基頻以上，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。11、對于恒轉(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？答：帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時，普通龍型異步電動機(jī)降壓調(diào)速時的穩(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，機(jī)械特性變軟，但sm不變，故調(diào)速范圍不變。12、異步電動機(jī)變頻調(diào)速時，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

9、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，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，采用恒電壓控制，則在基頻以上隨轉(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，而是額定電流下允許輸出的功率或允許輸出的轉(zhuǎn)矩恒定。13、基頻以下調(diào)速可以是恒壓頻比控制，恒定子磁通ms、恒氣隙磁通m和恒轉(zhuǎn)子磁通mr的控制方式，從機(jī)械特性和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩個方面分析與比較四種控

10、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ms和恒氣隙磁通m的控制方式雖然改善了低速性能，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他勵電動機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，性能最佳。12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，若設(shè)置不當(dāng)，會產(chǎn)生什么影響？一般來說，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)具有正反饋的內(nèi)環(huán)，系統(tǒng)卻能穩(wěn)定，為什么？答：控制

11、規(guī)律：1）在 的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，條件是氣隙磁通不變。2）在不同的定子電流值時，按定子電壓補(bǔ)償控制的電壓頻率特性關(guān)系控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通恒定。若 設(shè)置不當(dāng)，則不能保持氣隙磁通恒定。一般來說，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)具有正反饋的內(nèi)環(huán)，系統(tǒng)卻能穩(wěn)定，是因?yàn)檫€設(shè)置了轉(zhuǎn)速負(fù)反饋外環(huán)。12、給定積分環(huán)節(jié)的原理與作用：由于系統(tǒng)本身沒有自動限制起動制動電流的作用，因此頻率設(shè)定必須通過給定積分算法產(chǎn)生平緩的升速或者降速信號。13、論述轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差率頻率控制系統(tǒng)的控制規(guī)律、實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)?？刂埔?guī)律：1.轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，條件是氣隙磁通不

12、變，且2.在不同的定子電流值時，按定子電壓補(bǔ)償控制的電壓頻率特性關(guān)系控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通恒定?？刂品椒ǎ罕３謿庀洞磐ú蛔?，在s值較小的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍內(nèi)，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩就近似與轉(zhuǎn)差角頻率成正比；在保持氣隙磁通不變的前提下，可以通過控制轉(zhuǎn)差角頻率來控制轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想；忽略電流相量相位變化的影響，僅采用幅值補(bǔ)償優(yōu)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)速開環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)可以滿足平滑調(diào)速的要求，但靜、動態(tài)性能不夠理想。采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制可提高靜、動態(tài)性能，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無靜差。需增加轉(zhuǎn)速傳感器、相應(yīng)的檢測電路和測速軟件等。轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速是基于異步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。2.1

13、2 有一個晶閘-電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，已知：電動機(jī)：，r/min，=1.5，整流裝置內(nèi)阻=1, 電樞回路電抗器電阻=0.8， 觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)。(1)系統(tǒng)開環(huán)工作時，試計算調(diào)速范圍時的靜差率值。(2)當(dāng)，時，計算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降。(3)如組成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，要求，在時，計算轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)和放大器放大系數(shù)。解：（1）（2） （3） *3.1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的ASR和ACR均為PI調(diào)節(jié)器，設(shè)系統(tǒng)最大給定電壓=15V，=1500r/min，=20A，電流過載倍數(shù)為2，電樞回路總電阻=2，=20，=0.127Vmin/r，求：（1）當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在=5V，=10A時，系統(tǒng)的、和各為多少？（2）當(dāng)電動機(jī)負(fù)載過大而堵轉(zhuǎn)時，和各為多少？解：(1)（2）堵