電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)ppt-知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)-liuwei

1、1 1復(fù)習(xí)課 2 2第一章第一章l1.脈寬調(diào)制 p11l答:利用電力電子開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷，將直流電壓變成連續(xù)可變的電壓，并通過控制脈沖寬度或周期達(dá)到變壓變頻的目的(三種方式)。3 3第一章第一章l2. 直流蓄電池供電的電流可反向的兩象限直流斬波調(diào)速系統(tǒng),已知:電源電壓Us=300V,斬波器占空比為30%,電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)E=100V,在電機(jī)側(cè)看,回路的總電阻R=1。問蓄電池的電流Id是多少?是放電電流還是充電電流? lp13l答:因斬波電路輸出電壓u0的平均值: U0=Us=30%300=90 V EalId=( U0- E)/ R=(90-100)/1=-10Al是充電電流,電動(dòng)機(jī)工作在第象限

2、的回饋制動(dòng)狀態(tài), 直流蓄電池吸收能量。4 4第一章第一章l3. PWM調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率l l答: 電力晶體管的開關(guān)頻率越高，開關(guān)動(dòng)態(tài)損耗越大；但開關(guān)頻率提高，使電樞電流的脈動(dòng)減小，也容易使電流連續(xù)，提高了調(diào)速的低速運(yùn)行平穩(wěn)性，使電動(dòng)機(jī)附加損耗減?。粡腜WM變換器傳輸效率最高的角度出發(fā)，開關(guān)頻率應(yīng)有一個(gè)最佳值；當(dāng) 開關(guān)頻率比調(diào)速系統(tǒng)的最高工作頻率高出10倍左右時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的影響可以忽略不計(jì)。5 5第一章第一章l4靜差率s與空載轉(zhuǎn)速n0的關(guān)系 p19l答：靜差率s與空載轉(zhuǎn)速n0成反比，n0下降，s上升。所以檢驗(yàn)靜差率時(shí)應(yīng)以最低速時(shí)的靜差率 為準(zhǔn)。6 6第一章第一章l5. 反饋控制有靜差調(diào)

3、速成系統(tǒng)原理圖,各部件的名稱和作用。 lp21l答： 比較器： 給定值與測(cè)速發(fā)電機(jī)的負(fù)反饋電壓比較,得到轉(zhuǎn)速偏差電壓Un。l比例放大器A：將轉(zhuǎn)速偏差電壓Un放大，產(chǎn)生電力電子變換器UPE所需的控制電壓Uc。l電力電子變換器UPE：將輸入的三相交流電源轉(zhuǎn)換為可控的直流電壓Ud。lM電機(jī)：驅(qū)動(dòng)電機(jī)。lTG測(cè)速發(fā)電機(jī)：測(cè)速發(fā)電機(jī)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。l電位器：將測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電壓降壓，以適應(yīng)給定電壓幅值U*n 。7 7第一章第一章l6分析轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本性質(zhì),說明單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)能減少穩(wěn)態(tài)速降的原因，改變給定電壓或者調(diào)整轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)能否改變電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速?為什么? lP2325l答：負(fù)反

4、饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實(shí)質(zhì)在于它的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，在于它能隨著負(fù)載的變化而相應(yīng)地改變電樞電壓，以補(bǔ)償電樞回路電阻壓降的變化。 l 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速為： l 從上式可可得：改變給定電壓能改變穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速；調(diào)整轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，則K也要改變，因此也能改變穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速。 clcledenspnnKCRIKCUKKn0*)1 ()1 (8 8第一章第一章l7閉環(huán)空載轉(zhuǎn)速n0b比開環(huán)空載轉(zhuǎn)速n0k小多少?如何保證n0b=n0k lp23 l答: n0b是n0k的1/（1+K）。欲使n0b=n0k有兩種辦法：l（1）若給定電源可變，則 。l（2）一般不能改變給定電源，則在控制器中引入KP為好。(1)gbgkUUK8

5、9 9第一章第一章l9閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾能力和控制精度的原因 l答：閉環(huán)控制系統(tǒng)是建立在負(fù)反饋基礎(chǔ)上，按偏差進(jìn)行控制。當(dāng)系統(tǒng)中由于某種原因使被控量偏離希望值而出規(guī)偏差時(shí)，必定產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的控制作用去減小或消除這個(gè)偏差，使被控制量與希望值趨于一致，所以閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾動(dòng)能力和控制精度。 1010第一章第一章l10閉環(huán)控制系統(tǒng)一般由哪幾部分組成?有哪些作用量和被控制量? l答：閉環(huán)控制系統(tǒng)一般由給定元件、比較元件、放大校正元件、執(zhí)行元件、被控對(duì)象、檢測(cè)反饋元件等組成。系統(tǒng)有給定量(輸入量)、反饋量、控制量、擾動(dòng)量、被控量(輸出量)。l11調(diào)速系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)器常用輸出限幅電路有哪幾種

6、? l答：調(diào)節(jié)器放大器的輸出限幅電路常用輸出限幅電路有：l (1)輸出外限幅電路：二極管鉗位的輸出限幅電路。l（2）反饋限幅電路：二極管鉗位反饋限幅電路、三極管鉗位反饋限幅電路、穩(wěn)壓管鉗位反饋限幅電路。1111第一章第一章l12試說明轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)工作原理。 l答：轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速給定、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR、觸發(fā)器GT、晶閘管變流器V、測(cè)速發(fā)電機(jī)TG等組成；l當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載TL增加時(shí)，電樞電流Id也增加，電樞回路壓降增加，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則轉(zhuǎn)速反饋電壓Ufn也相應(yīng)下降,而轉(zhuǎn)速給定電壓Ugn不變，U=Ugn-Ufn增加。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸出Uc增加，使控制角減小,晶閘管整流裝置輸出電壓

7、Ud增加，于是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速便相應(yīng)自動(dòng)回升,其調(diào)節(jié)過程可簡(jiǎn)述為： l上述過程循環(huán)往復(fù)，直至U=0為止。1212第一章第一章l13反饋控制系統(tǒng)為什么極性不能接錯(cuò) l答：控制系統(tǒng)一般都是負(fù)反饋系統(tǒng)。如果錯(cuò)接成正反饋系統(tǒng)，對(duì)調(diào)速系統(tǒng)造成超速“飛車”或振蕩等故障，后果非常嚴(yán)重。l14截流環(huán)節(jié)的主要作用和物理實(shí)現(xiàn)的方法 lP2829 l答: 電流截止負(fù)前(反)饋的作用是：(1)限流保護(hù)（過載自動(dòng)保護(hù)）;(2)加速起動(dòng)過程。l截流環(huán)節(jié)的物理實(shí)現(xiàn)方法有：(1)比較電壓法;(2)穩(wěn)壓管法;(3)封鎖運(yùn)放法。1313第第1章章l15有靜差系統(tǒng)與無差系統(tǒng)的區(qū)別4042 l答：根本區(qū)別在于結(jié)構(gòu)上(控制器中)有無積分控制

8、作用，PI控制器可消除階躍輸入和階躍擾動(dòng)作用下的靜差，稱為無靜差系統(tǒng)，P控制器只能降低靜差，卻不能消除靜差，故稱有靜差系統(tǒng)。1414第一章第一章l16比例積分(PI)調(diào)節(jié)器的特點(diǎn) p42l答:PI調(diào)節(jié)器的輸出電壓U0由兩部分組成。第一部分KPUi是比例部分,第二部分 是積分部分。當(dāng)t=0突加Ui瞬間，電容C相當(dāng)于短路，反饋回路只有電阻Rf,此時(shí)相當(dāng)于P調(diào)節(jié)器，輸出電壓 ，隨著電容C被充電開始積分，輸出電壓U0線性增加，只要輸入U(xiǎn)i繼續(xù)存在，U0一直增加至飽和值（或限幅值）為止。1515第二章第二章l1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在額定情況下運(yùn)行，如調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)使其逐漸減小時(shí)，系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的輸

9、出量將如何變化？p54 1616第二章第二章l4. 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，出現(xiàn)電網(wǎng)電壓波動(dòng)與負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，哪個(gè)調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用? p5859l答：電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，ACR起主要調(diào)節(jié)作用;負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，ASR起主要抗擾調(diào)節(jié)作用。1717第二章第二章l5轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器的作用? 答：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用：l(1)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的作用。l 1）轉(zhuǎn)速n跟隨轉(zhuǎn)速給定電壓Un變化 / 穩(wěn)態(tài)無靜差。l 2) 突加負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR和電流調(diào)節(jié)器ACR均參與調(diào)節(jié)作用，但轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR處于主導(dǎo)作用，對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。l 3）其輸出電壓限幅值決定允許最大電流值。

10、l(2)電流調(diào)節(jié)器ACR的作用l 1)起動(dòng)過程中保證獲得允許最大電流。l 2)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，使電流跟隨其電流給定電壓Un變化。l 3）電源電壓波動(dòng)時(shí)及時(shí)抗擾作用，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速幾乎不受電源電壓波動(dòng)的影響。l 4)當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載、堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，從而起到安全保護(hù)作用。1818第二章第二章l6直流調(diào)速系統(tǒng)有哪些主要性能指標(biāo)? p19, p62l答：直流調(diào)速系統(tǒng)主要性能指標(biāo)包括靜態(tài)性能指標(biāo)和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)兩個(gè)部分。l 靜態(tài)主要性能指標(biāo)有調(diào)速范圍D、靜差率s、nN。動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)分成給定控制信號(hào)和擾動(dòng)信號(hào)作用下兩類性能指標(biāo)。給定控制信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)有上升時(shí)間tr，調(diào)節(jié)時(shí)間ts (亦稱過

11、濾過程時(shí)間)和超調(diào)量。擾動(dòng)信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)有最大動(dòng)態(tài)速降Nmax、恢復(fù)時(shí)間tv。1919第三章第三章l1.數(shù)字PWM調(diào)速系統(tǒng)與PWM調(diào)速系統(tǒng)有多大差異?lP9798 l答: 兩者之間沒有本質(zhì)的區(qū)別，主要區(qū)別是全數(shù)字PWM調(diào)速系統(tǒng)的控制電路應(yīng)用微機(jī)控制,而一般PWM調(diào)速的控制電路應(yīng)用集成電路控制，（當(dāng)然其控制性能比微機(jī)控制要差很多）。2020第三章第三章l2. 簡(jiǎn)述8031單片機(jī)全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。 p100101l答: 主電路由4個(gè)電力晶體管模塊構(gòu)成的H型PWM變換器。l采用霍爾電流傳感器經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后將電流反饋信號(hào)Ui送給單片機(jī)，有四個(gè)電力晶體管的基極驅(qū)動(dòng)電路，內(nèi)用光電隔離元

12、件使單片機(jī)與主電路隔離，測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓Un、速度給定信號(hào)Un*，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器將模擬量變成數(shù)字量后輸入單片機(jī)，單片機(jī)完成轉(zhuǎn)速、電流的PI調(diào)節(jié)控制算法，產(chǎn)生與V-M系統(tǒng)調(diào)速相似的輸出控制2121第四章第四章l1什么叫環(huán)流?有環(huán)流可逆系統(tǒng)和無環(huán)流可逆系統(tǒng)相比較,有何優(yōu)缺點(diǎn)?并說明有環(huán)流可逆系統(tǒng)的適用場(chǎng)合。l124，129l答：只限于兩組晶閘管之間流通的短路電流稱為環(huán)流。 l環(huán)流具有二重性,缺點(diǎn)是:環(huán)流會(huì)顯著地加重晶閘管和變壓器的負(fù)擔(dān)，增加無功損耗，環(huán)流過大會(huì)損壞晶閘管，影響系統(tǒng)安全工作。環(huán)流有可供利用之處，在電動(dòng)機(jī)空載或輕栽時(shí)，環(huán)流可以保證晶閘管裝置工作在電流連續(xù)區(qū)，避免了電流斷續(xù)引起的非線性

13、狀況對(duì)系統(tǒng)動(dòng)、靜態(tài)性能的影響。環(huán)流還具有保證可逆系統(tǒng)的電流實(shí)現(xiàn)無間斷反向，加快反向時(shí)的過渡過程之優(yōu)點(diǎn)。 l適用于中小容量系統(tǒng), 有較高快速性能要求的系統(tǒng)。 2222第四章第四章l3可逆直流調(diào)速系統(tǒng)對(duì)邏輯裝置的基本要求 p131l答：(1)在任何情況下，絕對(duì)不允許同時(shí)開放正反兩組晶閘管變流器的觸發(fā)脈沖，必須是一組晶閘管變流器觸發(fā)脈沖開放工作時(shí)，另一組晶閘管變流器觸發(fā)脈沖封鎖而關(guān)斷。l(2)邏輯裝置根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性信號(hào)(Ui)和零電流信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷。當(dāng)轉(zhuǎn)矩極性信號(hào)(Ui)改變極性時(shí)，必須等到有零電流信號(hào)后，才允許進(jìn)行邏輯切換。l (3)為了系統(tǒng)工作可靠，在檢測(cè)出“零電流信號(hào)”后再經(jīng)過“關(guān)斷等待時(shí)間t

14、1” (t1=23ms)延時(shí)后才能封鎖原工作組晶閘管的觸發(fā)脈沖,再經(jīng)過“觸發(fā)等待時(shí)間t2”延時(shí)后，才能開放另一待工作組晶閘管的觸發(fā)脈沖。2323第六章第六章l1. 異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中，為什么在實(shí)現(xiàn)變頻的同時(shí)必須使電壓也相應(yīng)地變化（恒壓頻比的控制方式）？在低頻段為什么要對(duì)電壓進(jìn)行提升補(bǔ)償？在工頻以上的范圍變頻時(shí)，電壓還應(yīng)當(dāng)變化嗎？為什么？ P1581602424第六章第六章l2問：?jiǎn)枺?變頻器調(diào)速系統(tǒng)一般分為哪幾類變頻器調(diào)速系統(tǒng)一般分為哪幾類? lP165-168l答：答：(1)變頻調(diào)速系統(tǒng)一般可分為交流變頻調(diào)速系統(tǒng)一般可分為交流交流交流變頻和交流變頻和交流直流直流交流變頻兩大類，一般常交

15、流變頻兩大類，一般常用的都是用的都是交流交流直流直流交流交流變頻器。變頻器。l(2)按中間回路對(duì)無功能量處理方式的不同分按中間回路對(duì)無功能量處理方式的不同分為為電壓型和電流型電壓型和電流型兩類；兩類； l(3)按按控制方式控制方式的不同分為的不同分為Uf比例控制、轉(zhuǎn)比例控制、轉(zhuǎn)差頻率控制及矢量控制等三類。差頻率控制及矢量控制等三類。2525第六章第六章l3通用變頗器一般分為哪幾類通用變頗器一般分為哪幾類?在選用通用在選用通用變頻器時(shí)主要按哪些方面進(jìn)行考慮變頻器時(shí)主要按哪些方面進(jìn)行考慮? l答：通用變頻器通常分為簡(jiǎn)易型、多功能型、答：通用變頻器通常分為簡(jiǎn)易型、多功能型、高性能型等三類、在選擇變頻

16、器時(shí)，一般根據(jù)高性能型等三類、在選擇變頻器時(shí)，一般根據(jù)用途和需要進(jìn)行選擇，主要從變頻器的用途和需要進(jìn)行選擇，主要從變頻器的類型類型、性能和功能、性能和功能、容量容量的大小及的大小及輸出電流輸出電流大小等幾大小等幾方面來進(jìn)行考慮。方面來進(jìn)行考慮。2626第六章第六章l4異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)常用的主電路形式有哪幾種？并畫出它們的簡(jiǎn)圖。 l答：間接變頻裝置(交-直-交變頻裝置) l和直接變頻裝置(交交變頻裝置)。 2727第六章第六章l5SPWM控制方式控制方式 p170l答：答：SPWM即以即以正弦波作為調(diào)制信號(hào)正弦波作為調(diào)制信號(hào)對(duì)載波信對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后，產(chǎn)生一組等幅而脈沖寬度正比號(hào)進(jìn)行調(diào)制

17、后，產(chǎn)生一組等幅而脈沖寬度正比干正弦波的矩形脈沖。將該組脈沖作為干正弦波的矩形脈沖。將該組脈沖作為逆變器逆變器開關(guān)元件的控制信號(hào)開關(guān)元件的控制信號(hào)，從而在逆變器負(fù)載上，從而在逆變器負(fù)載上(多為異步電動(dòng)機(jī)多為異步電動(dòng)機(jī))得到與控制信號(hào)波形相同，得到與控制信號(hào)波形相同，等效于正弦波等效于正弦波的驅(qū)動(dòng)電壓。的驅(qū)動(dòng)電壓。2828第六章第六章l6何謂單極性調(diào)制和雙極性調(diào)制？何謂單極性調(diào)制和雙極性調(diào)制？ P170171l答：在脈沖調(diào)制方式中，若載波信號(hào)與基準(zhǔn)信答：在脈沖調(diào)制方式中，若載波信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)在調(diào)制過程中，兩者的號(hào)在調(diào)制過程中，兩者的極性關(guān)系極性關(guān)系始終保持始終保持不不變變，則為單極性調(diào)制。，則為

18、單極性調(diào)制。l若載波信號(hào)極性隨時(shí)間變化而不斷若載波信號(hào)極性隨時(shí)間變化而不斷正、負(fù)變化正、負(fù)變化，即為雙極性調(diào)制。即為雙極性調(diào)制。29第六章第六章l矢量控制l坐標(biāo)變換 3/2, s/rl直流電機(jī)等效l矢量控制解耦合方法l轉(zhuǎn)子磁鏈l直接矢量控制l間接矢量控制l定子磁鏈控制（DTC）2930第七章第七章l異步電機(jī)串級(jí)調(diào)速的特點(diǎn)l串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 l串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的其他類型 307.1.2 異步電機(jī)雙饋調(diào)速的五種工況(自學(xué)） 31第八章第八章l自控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與原理l梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)（無刷直流電動(dòng)機(jī)）的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)l正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)3132考試要求考試要求l半開卷l只限帶教材l禁止攜帶其它資料或紙張l