電力拖動(dòng)考試簡(jiǎn)答題以及計(jì)算題

1、KT=0.5，阻尼比=0.707，超調(diào)=4.3% , Tr=4.7T , Tp=6.2T , Wc=0.455/T h=5，超調(diào)=37.6% , t=hT2-8、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娦?，使得?動(dòng)機(jī)由動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榈碾娔懿荒芡ㄟ^(guò)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(guò)大將導(dǎo)致電力電子開(kāi)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

2、）。靜差率是用來(lái)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(lái)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) 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？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AST 給定電壓Ui*減小，則控制電壓 Uc減小，則轉(zhuǎn)速n減??；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(shí)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(dòng)和斷續(xù)是如何形成的？如何抑制電流脈動(dòng)？整流器輸出電壓大于反電動(dòng)

3、勢(shì)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(shì)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(shì)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、簡(jiǎn)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(dòng)，服從給定）反饋系統(tǒng)的精度依賴于（給定和反饋檢測(cè)的精度）；積分控制可以使 系統(tǒng)在無(wú)靜差的情況下保持恒速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無(wú)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)

4、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、簡(jiǎn)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)。4、簡(jiǎn)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(guò)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PI調(diào)節(jié)器可實(shí)現(xiàn)無(wú)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。5、簡(jiǎn)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(guò)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)

5、態(tài)過(guò)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(guò)程；當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)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。6、V M系統(tǒng)需要快速的回饋制動(dòng)時(shí)，為什么必須采用可逆線路。答：當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要回饋制動(dòng)時(shí)，由于反電動(dòng)勢(shì)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(guò) VF流通的，這時(shí)，可以通過(guò)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(dòng)。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(shí)工作時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生不流過(guò)負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電 流。

6、抑制的方法：1.消除直流平均環(huán)流可采用a =儕己合控制，采用 a能更可靠地消除直流平均環(huán)流。2.抑制瞬時(shí)脈動(dòng)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(dòng)過(guò)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(chē)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(guò)零時(shí)，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(zhǎng)，電機(jī)處于反接制動(dòng)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(dòng)狀態(tài)，機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能回饋給電網(wǎng)。9、

7、待逆變、本組逆變和它組逆變，說(shuō)明這三種狀態(tài)各自出現(xiàn)在何種場(chǎng)合。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(dòng)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(dòng)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(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)速范圍內(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，而在基頻以上保存電壓恒定？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)將出力不足；而在基頻以下時(shí)

8、，氣隙磁通 將增加，由于磁路飽和，勵(lì)磁電流將過(guò)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，由于磁路飽和，將使勵(lì)磁電 流過(guò)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(duì)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(shí)，普通龍型異步電動(dòng)機(jī)降壓調(diào)速時(shí)的穩(wěn)定工作范圍為0<s<sm, sm本來(lái)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不變，故調(diào)速范圍不變。12

9、、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，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

10、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(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 $ 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(lì)電動(dòng)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

11、率控制系統(tǒng)的控制規(guī)律，若Us = f C i，I s）設(shè)置不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生什么影響？一般來(lái)說(shuō)，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：控制規(guī)律：1 ）在< -sm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(shí)，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 Us = f C r，l S）設(shè)置不當(dāng)，則不能保持氣隙磁通恒定。一般來(lái)說(shuō)，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

12、用：由于系統(tǒng)本身沒(méi)有自動(dòng)限制起動(dòng)制動(dòng)電流的作用，因此頻率設(shè)定必須通過(guò)給定積分算法產(chǎn)生平緩的 升速或者降速信號(hào)。i(t ) =i(t o)-1Ndt'"'dow n宀1叮113、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，條件是氣隙磁通不變，且軌蘭cosm2在不同的定子電流值時(shí)，按定子電壓補(bǔ)償控制的電壓瀕率特性關(guān)系控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通恒定。控制方法：保持氣隙磁通不變，在s值較小的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍內(nèi)，異步電動(dòng)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(guò)控制轉(zhuǎn)差角頻率來(lái)控制轉(zhuǎn)

13、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(kāi)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(dòng)態(tài)性能不夠理想。采用轉(zhuǎn)速閉 環(huán)控制可提高靜、動(dòng)態(tài)性能，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差。需增加轉(zhuǎn)速傳感器、相應(yīng)的檢測(cè)電路和測(cè)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(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。2.12有一個(gè)晶閘-電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，已知：電動(dòng)機(jī)：Pn =2.8kW , Un =220V , |N =15.6A， nn =1500r/min ,Ra=1.5必整流裝置內(nèi)阻Rrec =1 Q ,電樞回路電抗器電阻 R_=0.8 Q,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù) Ks=3

14、5。（1）系統(tǒng)開(kāi)環(huán)工作時(shí)，試計(jì)算調(diào)速范圍 D =30時(shí)的靜差率s值。當(dāng)D =30, s=10%時(shí)，計(jì)算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降。如組成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，要求D = 30 , s = 10%，在Un =10V時(shí)J , n=nN，計(jì)算轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)：和放大器放大系數(shù) Kp。解：Ce= 220 -15.6 1.5 /1500 =0.1311/mi n/r ：nOp=lN R/Ce =15.6 3.3/0.1311 =392.68r/min (1 ) nmin =1500/30 =50s = nop / n0min =392.68/ 392.68 50 =88.7%0.1 n/(An+50 )(2)

15、=n 二 5/0.9 二 5.56r /minn = KpKsU：/Ce(1+K )R刃 d/Ce(1+K )(3)HK =KpKs/Ce1500 二 KpKsU ；/Ce 1 K - R/5.6 /Ce 1 KK 7n°p/.：nd -1297.48/5.56 -1 =52.5*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U ；m=15V , nN =1500r/min , I N =20A,*電流過(guò)載倍數(shù)為2,電樞回路總電阻 R =2Q , Ks=20, Ce =0.127V min/r，求：（1）當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在 Un=5V , I dL =10A時(shí)

16、，系統(tǒng)的n、Un、U*、Ui和Uc各為多少？ （ 2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載過(guò)大而堵轉(zhuǎn)時(shí)，U*和Uc各為多少？解: （1）:-=Unm/ nN =15V/1500rpm = 0.01V / rpm當(dāng) U； =5V,轉(zhuǎn)速 n 旦5V 500rpmy. 0.01V / rpmUim1 dm15V0.375V/A40AU* = -Id =0.375*10 = 3.75V =UiUd0 E +5lR Cenn +ldLR 0.127 *500 +10*2Uc 一- -4.175VKsKsKs20即 n =500rpm,Un =5V,U * =Ui =3.75V,U c =4.175v(2)堵轉(zhuǎn)時(shí)，u： = 1|dm =15V ,UcUd0C-nIdR IdmR40*2Ks20=4V*3.2在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)節(jié)器ASR , ACR均采用PI調(diào)節(jié)器。已知參數(shù)：電動(dòng)機(jī)：P- =3.7kW ,U - =220V , I - =20A , n- =1000 r/min ,電樞回路總電阻 R=1.5 Q設(shè)U；m =5鳥(niǎo)=Ucm =8V ,電樞回路最大