電拖重難點(diǎn)(2)(1)

1、第一章 閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)1. 畫出單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖,穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖,動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖.轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖2.掌握單閉環(huán)系統(tǒng)抗干擾性能分析.n 反饋控制系統(tǒng)對(duì)被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動(dòng)都有抑制功能。n 例如：Us¯ ® Ud0¯ ® n¯ ® Un¯ ® DUn ­ ¯ n­ ¬ Ud0 ­ ¬ Uc­n 但是，如果在反饋通道上的測(cè)速反饋系數(shù)受到某種影響而發(fā)生變化，它非但不能得到反饋控制系統(tǒng)的抑制，反而會(huì)增大被調(diào)量的誤差。

2、n 例如： a­ ® Un­ ® DUn¯ ® Uc ¯ ® Ud0¯ ® n¯ 因此，反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動(dòng)。3. 單閉環(huán)各個(gè)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù).(1). 電力電子變換器的傳遞函數(shù): (2)電壓與電流間的傳遞函數(shù):(3)電流與電動(dòng)勢(shì)間的傳遞函數(shù) :(4)放大器傳遞函數(shù): (5)測(cè)速反饋傳遞函數(shù): (6)開環(huán)傳遞函數(shù): (7)閉環(huán)傳遞函數(shù):看書P334.調(diào)速指標(biāo)有哪些?(1)穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo): n 調(diào)速范圍: 生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做

3、調(diào)速范圍n 靜差率: 當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載由理想空載增加到額定值時(shí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落 DnN ，與理想空載轉(zhuǎn)速 n0 之比，稱作靜差率 s(2)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo):n 快速性, 調(diào)節(jié)時(shí)間, 超調(diào)量.5. 單閉環(huán)主要擾動(dòng)有哪些?n 負(fù)載變化的擾動(dòng)（使Id變化）；n 交流電源電壓波動(dòng)的擾動(dòng)（使Ks變化）；n 電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁的變化的擾動(dòng)（造成Ce 變化 ）；n 放大器輸出電壓漂移的擾動(dòng)（使Kp變化）；n 溫升引起主電路電阻增大的擾動(dòng)（使R變化）；n 檢測(cè)誤差的擾動(dòng)（使a變化） 。6. 靜差率的定義:當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載由理想空載增加到額定值時(shí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落 DnN ，與理想空載轉(zhuǎn)速 n0

4、之比，稱作靜差率.(靜差率指標(biāo)應(yīng)以最低速時(shí)所能達(dá)到的數(shù)值為準(zhǔn))7. 哪些控制規(guī)律可以實(shí)現(xiàn)無靜差?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.(如PI控制,PID控制)8. 帶比例積分控制的調(diào)速系統(tǒng)(PI),如果轉(zhuǎn)速檢測(cè)值與給定值相等,調(diào)節(jié)器的輸出如何變化?保持不變.9. 旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組的原理: 由原動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)、交流異步或同步電動(dòng)機(jī)）拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī) G 實(shí)現(xiàn)變流，由 G 給需要調(diào)速的直流電動(dòng)機(jī) M 供電，調(diào)節(jié)G 的勵(lì)磁電流 if 即可改變其輸出電壓 U，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 。10. 直流調(diào)速系統(tǒng)的可控電源有哪些?(1)旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組 (2)靜止式可控整流器 (3)直流斬波

5、器或脈寬調(diào)制變換器11. 帶比例控制的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng),什么情況下系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定?當(dāng) 放大系數(shù)K Kcr (臨界放大系數(shù))時(shí)，系統(tǒng)將不穩(wěn)定。12. 穿越頻率周圍的斜率.以-20dB/dec的斜率穿越0dB13.單閉環(huán)的計(jì)算(作業(yè)題)1-12某調(diào)速系統(tǒng)原理圖如圖所示，已知數(shù)據(jù)如下：電動(dòng)機(jī)，整流裝置內(nèi)阻,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)。最大給定電壓，當(dāng)主電路電達(dá)到最大值時(shí)，整定電流反饋電壓。設(shè)計(jì)指標(biāo)：要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍20，靜差率S10，。試畫出系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，并計(jì)算：（） 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。（） 調(diào)節(jié)器放大系數(shù)。（） 電阻的數(shù)值。（放大器的輸入電阻）（） 電阻的數(shù)值和穩(wěn)壓管的擊穿電壓值。解：(1)

6、同1-10可得a=0.0145(2) (3)（4）A；A；當(dāng)主電路電流最大即為時(shí)，而當(dāng)主電路電流為時(shí)，為： V此時(shí)電流反饋起作用，穩(wěn)壓管的擊穿電壓可根據(jù)確定取稍大值：當(dāng)主電路的電流增大到時(shí)，為起到保護(hù)作用應(yīng)使流過的電流等于流過的電流，以使電機(jī)轉(zhuǎn)速迅速降落。此時(shí)：mA ; k(取3.5k)系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖:第二章: 1. 畫出雙閉環(huán)的原理圖; 穩(wěn)態(tài), 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖. 2. 根據(jù)被控對(duì)象的傳遞函數(shù),將系統(tǒng)校正為典型I 型系統(tǒng),確定調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù).(P73 表2-8)3. 校正為典型II型系統(tǒng)(P73表2-9)4. 雙閉環(huán)啟動(dòng)過程的特點(diǎn).（1）飽和非線性控制； （2）轉(zhuǎn)速超調(diào)； （3）準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控

7、制。 5. 雙閉環(huán)系統(tǒng)的抗干擾性能分析.(1). 抗負(fù)載擾動(dòng): 負(fù)載擾動(dòng)作用在電流環(huán)之后，因此只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR來產(chǎn)生抗負(fù)載擾動(dòng)的作用。在設(shè)計(jì)ASR時(shí)，應(yīng)要求有較好的抗擾性能指標(biāo)。(2).抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng): 在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由電網(wǎng)電壓波動(dòng)引起的轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)變化會(huì)比單閉環(huán)系統(tǒng)小得多。6. 寫出典型I型,II型系統(tǒng)的傳遞函數(shù).典型I型開環(huán)傳遞函數(shù):典型II型開環(huán)傳遞函數(shù):7. 對(duì)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)化處理時(shí), 低頻大慣性環(huán)節(jié)如何簡(jiǎn)化? 高頻小慣性環(huán)節(jié)如何簡(jiǎn)化?（1）高頻段小慣性環(huán)節(jié)的近似處理: 當(dāng)系統(tǒng)有一組小慣性群時(shí)，在一定的條件下，可以將它們近似地看成是一個(gè)小慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)等于小慣性群中各時(shí)間常數(shù)

8、之和。（2）低頻段大慣性環(huán)節(jié)的近似處理: 當(dāng)系統(tǒng)中存在一個(gè)時(shí)間常數(shù)特別大的慣性環(huán)節(jié)時(shí)，可以近似地將它看成是積分環(huán)節(jié)1/Ts.8. 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)原則.按照設(shè)計(jì)多環(huán)控制系統(tǒng)先內(nèi)環(huán)后外環(huán)的一般原則，從內(nèi)環(huán)開始，逐步向外擴(kuò)展。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，應(yīng)該首先設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，然后把整個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。9. 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)給定電壓Un* 不變,增大a, DUn ,如何變化?轉(zhuǎn)速如何變化？ DUn ,應(yīng)該不變，轉(zhuǎn)速n應(yīng)該減小.10. (2-14) 在一個(gè)由三相零式晶閘管整流裝置供電的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，已知電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：=60KW,=220V,=30

9、8A,=1000r/min,電動(dòng)勢(shì)系數(shù)=0.196V.min/r,主回路總電阻R=0.18，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)=35。電磁時(shí)間常數(shù)=0.012s,機(jī)電時(shí)間常數(shù)=0.12s,電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)=0.0025s,轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)=0.015s.額定轉(zhuǎn)速時(shí)的給定電壓=10V,調(diào)節(jié)器ASR,ACR飽和輸出電壓=8V,=6.5V。系統(tǒng)的靜，動(dòng)態(tài)指標(biāo)為：穩(wěn)態(tài)無靜差，調(diào)速范圍D=10，電流超調(diào)量5%，空載啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量10%。試求：（1） 確定電流反饋系數(shù)（假設(shè)啟動(dòng)電流限制在339A以內(nèi)）和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。（2） 試設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器ACR,計(jì)算器參數(shù),。畫出其電路圖，調(diào)節(jié)器輸入回路電阻=

10、40K;（3） 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR,計(jì)算其參數(shù)，（=40K）;（4） 計(jì)算電動(dòng)機(jī)帶40%額定負(fù)載啟動(dòng)到最低轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量。（5） 計(jì)算空載啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間。解: (1) (2) 電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù):查P10,表1-2,三相橋式取Ts=3.33ms=0.0033s,電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和查P65表2-2,要求時(shí),取,則=0.5/0.0058=86.21.參P78 圖2-25(3) 取h=3, ,取310 (4)允許過載倍數(shù)取,當(dāng)h=3時(shí),查P71表2-7得(5) s第三章重點(diǎn)：微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)組成。微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖3-4所示，系統(tǒng)由以下部分組

11、成1.主電路 2.檢測(cè)電路 3.控制電路 4.給定電路 5.顯示電路難點(diǎn)：微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是靠軟件來實(shí)現(xiàn)的，所有的硬件也必須由軟件實(shí)施管理。微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的軟件有：1.主程序 2.初始化子程序 3.中斷服務(wù)子程序等。中斷服務(wù)子程序完成實(shí)時(shí)性強(qiáng)的功能，如故障保護(hù)、PWM生成、狀態(tài)檢測(cè)和數(shù)字PI調(diào)節(jié)等,中斷服務(wù)子程序由相應(yīng)的中斷源提出申請(qǐng)，CPU實(shí)時(shí)響應(yīng)。1.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序 2.電流調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序 3.故障保護(hù)中斷服務(wù)子程序第四章重點(diǎn)：有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)組成與工作原理分析。主電路采用兩組三相橋式晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路

12、，其中：< 正組晶閘管VF，由GTF控制觸發(fā)，   正轉(zhuǎn)時(shí)，VF整流；   反轉(zhuǎn)時(shí)，VF逆變。< 反組晶閘管VR，由GTR控制觸發(fā)，  反轉(zhuǎn)時(shí)，VR整流；   正轉(zhuǎn)時(shí)，VR逆變。難點(diǎn)：有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)制動(dòng)過程相關(guān)物理量波形分析。整個(gè)制動(dòng)過程可以分為兩個(gè)主要階段，其中還有一些子階段。主要階段分為：I. 本組逆變階段；     在這階段中，電流由正向負(fù)載電流下降到零，其方向未變，因此只能仍通過正組VF流通，具體過程如下：發(fā)出停車（或反向）指令后，轉(zhuǎn)速給定電壓突變?yōu)榱悖ɑ蜇?fù)值）

13、；ASR輸出躍變到正限幅值 +U*im ；ACR輸出躍變成負(fù)限幅值 -Ucm ；VF由整流狀態(tài)很快變成的逆變狀態(tài)，同時(shí)反組VR由待逆變狀態(tài)轉(zhuǎn)變成待整流狀態(tài)。II.它組制動(dòng)階段。當(dāng)主電路電流下降過零時(shí)，本組逆變終止，第 I 階段結(jié)束，轉(zhuǎn)到反組 VR 工作，開始通過反組制動(dòng)。從這時(shí)起，直到制動(dòng)過程結(jié)束，統(tǒng)稱“它組制動(dòng)階段”。它組制動(dòng)階段又可分成三個(gè)子階段：它組建流子階段；它組逆變子階段；反向減流子階段。第五,六章1. 交流調(diào)速系統(tǒng)的分類(選擇,填空)不變型, 饋送型, 消耗型.2. 電壓-頻率協(xié)調(diào)控制有哪幾種? 各有什么特點(diǎn)?(1)恒壓頻比控制（ Us /w1 ）- 恒壓頻比（

14、 Us /w1 = Constant ）控制最容易實(shí)現(xiàn)，它的變頻機(jī)械特性基本上是平行下移，硬度也較好，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(duì)定子壓降實(shí)行補(bǔ)償。(為了近似地保持氣隙磁通不變)(2)恒 Eg /w1 控制 - 是通常對(duì)恒壓頻比控制實(shí)行電壓補(bǔ)償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，可以在穩(wěn)態(tài)時(shí)達(dá)到Frm = Constant(恒值)，從而改善了低速性能。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。(3)恒 Er /w1 控制 - 可以得到和直流他勵(lì)電機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，按照轉(zhuǎn)子全磁通 Frm 恒定進(jìn)行控制，即得Er /w1 = Constant, 而且，在動(dòng)態(tài)中也盡可能保持 Frm 恒定

15、是矢量控制系統(tǒng)的目標(biāo)，當(dāng)然實(shí)現(xiàn)起來是比較復(fù)雜的。3. 轉(zhuǎn)差頻率控制,變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本思想? 和基本控制規(guī)律? (1) 在異步電機(jī)中控制ws ，就和直流電機(jī)中控制電流一樣，能夠達(dá)到間接控制轉(zhuǎn)矩的目的。控制轉(zhuǎn)差頻率就代表控制轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念。(2) 基本控制規(guī)律:l 在 ws wsm 的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩 Te 基本上與 ws 成正比，條件是氣隙磁通不變。l 在不同的定子電流值時(shí)，按上圖的函數(shù)關(guān)系 Us = f (w1 , Is) 控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通Fm恒定。4. 異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型. 高階, 非線性, 強(qiáng)耦合的多變系統(tǒng)5. 變頻調(diào)速系統(tǒng)采用恒壓頻比控制 ,電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系?最大轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速