電力拖動運(yùn)動控制復(fù)習(xí)資料

1、1) 有三種方法調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速： （1）調(diào)節(jié)電樞供電電壓 U； （2）減弱勵磁磁通 F；（3）改變電樞回路電阻 R。 對于要求在一定范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。改變電阻只能有級調(diào)速；減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速（即電機(jī)額定轉(zhuǎn)速）以上作小范圍的弱磁升速。 因此，自動控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主2調(diào)壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)的主要方法，而調(diào)節(jié)電樞電壓需要有專門向電動機(jī)供電的可控直流電源。3、常用的可控直流電源有以下三種旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組靜止式可控整流器直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器4、V-M系統(tǒng)的問題由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，它?/p>

2、允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難。晶閘管對過電壓、過電流和過高的dV/dt與di/dt 都十分敏感，若超過允許值會在很短的時間內(nèi)損壞器件。由諧波與無功功率引起電網(wǎng)電壓波形畸變，殃及附近的用電設(shè)備，造成“電力公害”。5、斬波電路三種控制方式根據(jù)對輸出電壓平均值進(jìn)行調(diào)制的方式不同而劃分，有三種控制方式：T 不變，變 ton 脈沖寬度調(diào)制（PWM）；ton不變，變 T 脈沖頻率調(diào)制（PFM）；ton和 T 都可調(diào)，改變占空比混合型。6、PWM系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)（1）主電路線路簡單，需用的功率器件少；（2）開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較??；（3）低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，

3、可達(dá)1:10000左右；（4）若與快速響應(yīng)的電機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應(yīng)快，動態(tài)抗擾能力強(qiáng)；（5）功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高；（6）直流電源采用不控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。Ud0IdE R = Rrec + Ra + RL7、只要電流連續(xù)，晶閘管可控整流器就可以看成是一個線性的可控電壓源。8、在V-M系統(tǒng)中，脈動電流會產(chǎn)生脈動的轉(zhuǎn)矩，對生產(chǎn)機(jī)械不利，同時也增加電機(jī)的發(fā)熱。為了避免或減輕這種影響，須采用抑制電流脈動的措施，主要是：設(shè)置平波電抗器；增加整流電路相數(shù)；采用多重化技術(shù)9、V-M系統(tǒng)機(jī)械特性的特點(diǎn)當(dāng)電流連續(xù)時

4、，特性還比較硬；斷續(xù)段特性則很軟，而且呈顯著的非線性，理想空載轉(zhuǎn)速翹得很高。10、自從全控型電力電子器件問世以后，就出現(xiàn)了采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）的高頻開關(guān)控制方式形成的脈寬調(diào)制變換器-直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，簡稱直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)，即直流PWM調(diào)速系統(tǒng)。11、PWM變換器的作用是：用PWM調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓系列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。12、雙極式控制的橋式可逆PWM變換器有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）電流一定連續(xù)；（2）可使電機(jī)在四象限運(yùn)行；（3）電機(jī)停止時有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)；（4）低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達(dá)1:200

5、00左右；（5）低速時，每個開關(guān)器件的驅(qū)動脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。 13、雙極式控制方式的不足之處是：在工作過程中，4個開關(guān)器件可能都處于開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)損耗大，而且在切換時可能發(fā)生上、下橋臂直通的事故，為了防止直通，在上、下橋臂的驅(qū)動脈沖之間，應(yīng)設(shè)置邏輯延時。14、PWM系統(tǒng)的優(yōu)越性1) 主電路線路簡單，需用的功率器件少；2) 開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較?。?) 低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬；4) 系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應(yīng)快，動態(tài)抗擾能力強(qiáng)；5) 功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高；6) 直流電源

6、采用不控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。15、對于調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制要求有以下三個方面（1）調(diào)速在一定的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，分擋地（有級）或 平滑地（無級）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；（2）穩(wěn)速以一定的精度在所需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運(yùn)行，在各種干擾下不允許有過大的轉(zhuǎn)速波動，以確保產(chǎn)品質(zhì)量；（3）加、減速頻繁起、制動的設(shè)備要求加、減速盡量快，以提高生產(chǎn)率；不宜經(jīng)受劇烈速度變化的機(jī)械則要求起，制動盡量平穩(wěn)。16、開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其存在的問題若可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)是開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)節(jié)控制電壓就可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。如果負(fù)載的生產(chǎn)工藝對運(yùn)行時的靜差率要求不高，這樣的開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的無級調(diào)速，可以找到一些用

7、途。 但是，許多需要調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械常常對靜差率有一定的要求。在這些情況下，開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)往往不能滿足要求。 17、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性根據(jù)自動控制原理，反饋控制的閉環(huán)系統(tǒng)是按被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制的系統(tǒng)，只要被調(diào)量出現(xiàn)偏差，它就會自動產(chǎn)生糾正偏差的作用。 調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落正是由負(fù)載引起的轉(zhuǎn)速偏差，顯然，引入轉(zhuǎn)速閉環(huán)將使調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)該能夠大大減少轉(zhuǎn)速降落。18、下面分析閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性，以確定它如何能夠減少轉(zhuǎn)速降落。為了突出主要矛盾，先作如下的假定：（1）忽略各種非線性因素，假定系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的輸入輸出關(guān)系都是線性的，或者只取其線性工作段；（2）忽略控制電源和電位器的內(nèi)阻。19、一個調(diào)速

8、系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在最低速時還能滿足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。20、開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性和閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比較（1）閉環(huán)系統(tǒng)靜性可以比開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性硬得多（2）如果比較同一的開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，則閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要小得多。（3）當(dāng)要求的靜差率一定時，閉環(huán)系統(tǒng)可以大大提高調(diào)速范圍。（4）要取得上述三項(xiàng)優(yōu)勢，閉環(huán)系統(tǒng)必須設(shè)置放大器。 21、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍，為此所需付出的代價(jià)是，須增設(shè)電壓放大器以及檢測與反饋裝置。 22、轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是一種基本的反饋控制系統(tǒng)，它具有以下三個基本特征1. 被調(diào)量有靜差2. 抵抗擾動,

9、 服、從給定3. 擾動23、調(diào)速系統(tǒng)的擾動源:負(fù)載變化的擾動（使Id變化）；交流電源電壓波動的擾動（使Ks變化）；電動機(jī)勵磁的變化的擾動（造成Ce 變化 ）；放大器輸出電壓漂移的擾動（使Kp變化）；溫升引起主電路電阻增大的擾動（使R變化）；檢測誤差的擾動（使a變化） 24、反饋控制系統(tǒng)的規(guī)律是：一方面能夠有效地抑制一切被包在負(fù)反饋環(huán)內(nèi)前向通道上的擾動作用；另一方面，則緊緊地跟隨著給定作用，對給定信號的任何變化都是唯命是從的。25、限流保護(hù)電流截止負(fù)反饋問題的提出:起動的沖擊電流；閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突加給定起動的沖擊電流；堵轉(zhuǎn)電流解決辦法：電樞串電阻起動；引入電流截止負(fù)反饋；加積分給定環(huán)節(jié)26、電流負(fù)

10、反饋?zhàn)饔脵C(jī)理為了解決反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動和堵轉(zhuǎn)時電流過大的問題，系統(tǒng)中必須有自動限制電樞電流的環(huán)節(jié)。 根據(jù)反饋控制原理，要維持哪一個物理量基本不變，就應(yīng)該引入那個物理量的負(fù)反饋。那么，引入電流負(fù)反饋，應(yīng)該能夠保持電流基本不變，使它不超過允許值。27、建立系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學(xué)模型的基本步驟如下：（1）根據(jù)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的物理規(guī)律，列出描述該環(huán)節(jié)動態(tài)過程的微分方程；（2）求出各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；（3）組成系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖并求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。28、動態(tài)校正的方法串聯(lián)校正；并聯(lián)校正；反饋校正；串聯(lián)校正方法：29、PID調(diào)節(jié)器的功能由PD調(diào)節(jié)器構(gòu)成的超前校正，可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，并獲得足夠的快速性，但穩(wěn)態(tài)精度

11、可能受到影響；由PI調(diào)節(jié)器構(gòu)成的滯后校正，可以保證穩(wěn)態(tài)精度，卻是以對快速性的限制來換取系統(tǒng)穩(wěn)定的；用PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)的滯后超前校正則兼有二者的優(yōu)點(diǎn)，可以全面提高系統(tǒng)的控制性能，但具體實(shí)現(xiàn)與調(diào)試要復(fù)雜一些。30、系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟系統(tǒng)建模；系統(tǒng)分析；系統(tǒng)設(shè)計(jì)31、設(shè)計(jì)方法湊試法；工程設(shè)計(jì)法32、比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差量的現(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。 二1、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。2、兩個調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓U*im決定

12、了電流給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。3、限幅作用飽和輸出達(dá)到限幅值不飽和輸出未達(dá)到限幅值4. 兩個調(diào)節(jié)器的作用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于Idm時表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這時，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作用。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到 Idm 后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動保護(hù)。5、在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)上，轉(zhuǎn)速 n 是由給定電壓U*n決定的；ASR的輸出量U*i是由負(fù)載電流 IdL 決定的； 控制電壓 Uc 的大小則同時取決于 n 和 Id，或者說，同時取決于U*n 和 IdL6、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

13、的起動過程有以下三個特點(diǎn)：（1）    飽和非線性控制；（2）    轉(zhuǎn)速超調(diào)；（3） 準(zhǔn)時間最優(yōu)控制。7、在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由電網(wǎng)電壓波動引起的轉(zhuǎn)速動態(tài)變化會比單閉環(huán)系統(tǒng)小得多。8、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中的作用可以分別歸納如下： 1. 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用（1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速 n 很快地跟隨給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時可減小轉(zhuǎn)速誤差，如果采用PI調(diào)節(jié)器，則可實(shí)現(xiàn)無靜差。（2）對負(fù)載變化起抗擾作用。（3）其輸出限幅值決定電機(jī)允許的最大電流。2. 電流調(diào)節(jié)器的作用（1）作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)

14、節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。（2）對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾的作用。（3）在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中，保證獲得電機(jī)允許的最大電流，從而加快動態(tài)過程。4）當(dāng)電機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，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。這個作用對系統(tǒng)的可靠運(yùn)行來說是十分重要的9、設(shè)計(jì)方法的原則 ：（1）概念清楚、易懂；（2）計(jì)算公式簡明、好記；（3）不僅給出參數(shù)計(jì)算的公式，而且指明參數(shù)調(diào)整的方向；（4）能考慮飽和非線性控制的情況，同樣給出簡單的計(jì)算公式；（5）適用于各種可以簡化成典型系統(tǒng)的反饋控制系統(tǒng)。10、自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)包括：

15、跟隨性能指標(biāo)抗擾性能指標(biāo)11、I型系統(tǒng)在不同輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差在階躍輸入下的 I 型系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時是無差的；但在斜坡輸入下則有恒值穩(wěn)態(tài)誤差，且與 K 值成反比；在加速度輸入下穩(wěn)態(tài)誤差為¥ 。 因此，I型系統(tǒng)不能用于具有加速度輸入的隨動系統(tǒng)。典型I型系統(tǒng)和典型型系統(tǒng)除了在穩(wěn)態(tài)誤差上的區(qū)別以外，在動態(tài)性能中，典型 I 型系統(tǒng)在跟隨性能上可以做到超調(diào)小，但抗擾性能稍差，典型型系統(tǒng)的超調(diào)量相對較大，抗擾性能卻比較好。 這是設(shè)計(jì)時選擇典型系統(tǒng)的重要依據(jù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則： “先內(nèi)環(huán)后外環(huán)” 12、 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)1.電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù)2.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇3.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇

16、4.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)13、電流的閉環(huán)控制改造了控制對象，加快了電流的跟隨作用，這是局部閉環(huán)（內(nèi)環(huán)）控制的一個重要功能。 三1、由于計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號，因此，與模擬控制系統(tǒng)相比，微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是離散化和數(shù)字化2、數(shù)字控制直流調(diào)速系統(tǒng)的組成方式大致可分為三種：1. 數(shù)?；旌峡刂葡到y(tǒng)2. 數(shù)字電路控制系統(tǒng)3. 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)3、數(shù)模混合控制系統(tǒng)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速采用模擬調(diào)節(jié)器，也可采用數(shù)字調(diào)節(jié)器；電流調(diào)節(jié)器采用數(shù)字調(diào)節(jié)器；脈沖觸發(fā)裝置則采用模擬電路。5、數(shù)字電路控制系統(tǒng)特點(diǎn)：除主電路和功放電路外，轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器，以及脈沖觸發(fā)裝置等全部由數(shù)字電路組成6、在數(shù)字裝置中，由計(jì)算機(jī)軟硬件實(shí)現(xiàn)其功能

17、 ，即為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的特點(diǎn)：雙閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用微機(jī)控制；全數(shù)字電路，實(shí)現(xiàn)脈沖觸發(fā)、轉(zhuǎn)速給定和檢測；采用數(shù)字PI算法，由軟件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)。7、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)系統(tǒng)由以下部分組成主電路；檢測電路；控制電路；給定電路；顯示電路8、主回路微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主電路中的UPE有兩種方式：直流PWM功率變換器晶閘管可控整流器9、檢測回路檢測回路包括電壓、電流、溫度和轉(zhuǎn)速檢測，其中：電壓、電流和溫度檢測由 A/D 轉(zhuǎn)換通道變?yōu)閿?shù)字量送入微機(jī)；轉(zhuǎn)速檢測用數(shù)字測速10、微機(jī)系統(tǒng)給定有兩種方式：（1）模擬給定（2）數(shù)字給定11、微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的軟件有

18、：主程序；初始化子程序；中斷服務(wù)子程序等12、當(dāng)故障保護(hù)引腳的電平發(fā)生跳變時申請故障保護(hù)中斷，而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和電流調(diào)節(jié)均采用定時中斷。三種中斷服務(wù)中，故障保護(hù)中斷優(yōu)先級別最高，電流調(diào)節(jié)中斷次之，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中斷級別最低。 13、脈沖數(shù)字（P/D）轉(zhuǎn)換方法：（1）M法脈沖直接計(jì)數(shù)方法；（2）T 法脈沖時間計(jì)數(shù)方法；（3）M/T法脈沖時間混合計(jì)數(shù)方法。M法測速在高速段分辨率強(qiáng)；T法測速在低速段分辨率強(qiáng)由于M/T法的計(jì)數(shù)值M1和M2都隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化，高速時，相當(dāng)于M法測速，最低速時，M1=1，自動進(jìn)入T法測速。14、數(shù)字PI調(diào)節(jié)器算法有位置式和增量式兩種算法位置算法特點(diǎn)是：比例部分只與當(dāng)前的偏差有關(guān)，

19、而積分部分則是系統(tǒng)過去所有偏差的累積。15、微機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)提高系統(tǒng)的控制性能。積分分離算法；分段PI算法；積分量化誤差的消除 由上述對數(shù)字PI算法的改進(jìn)可以使我們得到啟發(fā)，利用計(jì)算機(jī)豐富的邏輯判斷和數(shù)值運(yùn)算功能，數(shù)字控制器不僅能夠?qū)崿F(xiàn)模擬控制器的數(shù)字化，而且可以突破模擬控制器只能完成線性控制規(guī)律的局限，完成各類非線性控制、自適應(yīng)控制乃至智能控制等等，大大拓寬了控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)范疇。 16、主要的智能控制方法：專家系統(tǒng)；模糊控制；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制智能控制特點(diǎn) 控制算法不依賴或不完全依賴于對象模型，因而系統(tǒng)具有較強(qiáng)的魯棒性和對環(huán)境的適應(yīng)性。 17、系統(tǒng)模型中：轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器均采用數(shù)字式PI調(diào)節(jié)器；采

20、樣環(huán)節(jié)可表示為帶放大的零階保持器18、在微機(jī)數(shù)字控制調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，當(dāng)采樣頻率足夠高時，可以把它近似地看成是模擬系統(tǒng)，先按模擬系統(tǒng)理論來設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器的參數(shù)，然后再離散化，得到數(shù)字控制算法，這就是按模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，或稱間接設(shè)計(jì)法。 19、數(shù)字系統(tǒng)分析方法有：Z變換方法；W變換方法；擴(kuò)展W變換方法20、采用計(jì)算機(jī)控制電力傳動系統(tǒng)的優(yōu)越性在于：（1）可顯著提高系統(tǒng)性能。采用數(shù)字給定、數(shù)字控制和數(shù)字檢測，系統(tǒng)精度大大提高；可根據(jù)控制對象的變化，方便地改變控制器參數(shù)，以提高系統(tǒng)抗干擾能力。（2）可采用各種控制策略?？勺儏?shù)PID和PI控制；自適應(yīng)控制；模糊控制；滑?？刂?；復(fù)合控制。3）可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控

21、功能。狀態(tài)檢測；數(shù)據(jù)處理、存儲與顯示；越限報(bào)警；打印報(bào)表等第 4 章1、V-M系統(tǒng)的可逆線路有兩種方式：電樞反接可逆線路；勵磁反接可逆線路。2、接觸器切換可逆線路的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：僅需一組晶閘管裝置，簡單、經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：有觸點(diǎn)切換，開關(guān)壽命短；需自由停車后才能反向，時間長。應(yīng)用：不經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械3、兩組晶閘管裝置可逆運(yùn)行模式 電動機(jī)正轉(zhuǎn)時，由正組晶閘管裝置VF供電；反轉(zhuǎn)時，由反組晶閘管裝置VR供電。4、勵磁反接的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：供電裝置功率小。缺點(diǎn)：改變轉(zhuǎn)向時間長5、每一類線路又可用不同的換向方式：接觸器切換線路適用于不經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械；晶閘管開關(guān)切換線路適用于中、小功率的可逆系統(tǒng)；兩組晶閘管反并

22、聯(lián)線路適用于各種可逆系統(tǒng)。6、反并聯(lián)的晶閘管裝置的其他應(yīng)用即使是不可逆的調(diào)速系統(tǒng)，只要是需要快速的回饋制動，常常也采用兩組反并聯(lián)的晶閘管裝置，由正組提供電動運(yùn)行所需的整流供電，反組只提供逆變制動。7、可逆V-M系統(tǒng)中的環(huán)流問題 環(huán)流的定義：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，稱作環(huán)流環(huán)流的分類（1）靜態(tài)環(huán)流：直流平均環(huán)流；瞬時脈動環(huán)流（2）動態(tài)環(huán)流8、a = b 控制的工作狀態(tài)在a = b 配合控制下，負(fù)載電流可以迅速地從正向到反向（或從反向到正向）平滑過渡，在任何時候，實(shí)際上只有一組晶閘管裝置在工作，另

23、一組則處于等待工作的狀態(tài)。9、a = b 配合控制的有環(huán)流可逆V-M系統(tǒng)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，其中：< 正組晶閘管VF，由GTF控制觸發(fā)， 正轉(zhuǎn)時，VF整流； 反轉(zhuǎn)時，VF逆變。< 反組晶閘管VR，由GTR控制觸發(fā)， 反轉(zhuǎn)時，VR整流； 正轉(zhuǎn)時，VR逆變給定與檢測電路（電流）由于電流反饋應(yīng)能否反映極性，因此圖中的電流互感器需采用直流電流互感器或霍爾變換器，以滿足這一要求?？刂齐娐忿D(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR控制轉(zhuǎn)速，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最大起制動電流；<電流調(diào)節(jié)器ACR控制電流，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最小控制角 amin 與最小逆變角 bmin

24、。10、無環(huán)流控制的可逆晶閘管-電動機(jī)系統(tǒng) 系統(tǒng)分類： 按照實(shí)現(xiàn)無環(huán)流控制原理的不同，無環(huán)流可逆系統(tǒng)又有大類： 邏輯控制無環(huán)流系統(tǒng)； 錯位控制無環(huán)流系統(tǒng)。 11、DLC的內(nèi)部邏輯要求對輸入信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將模擬量轉(zhuǎn)換為開關(guān)量；根據(jù)輸入信號，做出正確的邏輯判斷；為保證兩組晶閘管裝置可靠切換，需要有兩個延時時間：(1) t1延時 關(guān)斷等待時間，以確認(rèn)電流已經(jīng)過零，而非因電流脈動引起的誤信號；(2) t2延時 觸發(fā)等待時間，以確保被關(guān)斷的晶閘管已恢復(fù)阻斷能力，防止其重新導(dǎo)通。12、邏輯無環(huán)流系統(tǒng)的評價(jià)n 優(yōu)點(diǎn)：省去環(huán)流電抗器，沒有附加的環(huán)流損耗；節(jié)省變壓器和晶閘管裝置等設(shè)備的容量；降低因換流失敗而造成

25、的事故。n 缺點(diǎn)：由于延時造成了電流換向死區(qū)，影響過渡過程的快速性 電壓源型和電流源型逆變器n 電壓源型逆變器（Voltage Source Inverter -VSI ），直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波，因而直流電壓波形比較平直，在理想情況下是一個內(nèi)阻為零的恒壓源，輸出交流電壓是矩形波或階梯波，有時簡稱電壓型逆變器。n 電流源型逆變器（Current Source Inverter- CSI），直流環(huán)節(jié)采用大電感濾波，直流電流波形比較平直，相當(dāng)于一個恒流源，輸出交流電流是矩形波或階梯波，或簡稱電流型逆變器。 性能比較（1）無功能量的緩沖 兩類逆變器的區(qū)別還表現(xiàn)在采用什么儲能元件（電容器或電感器）來緩

26、沖無功能量。 兩類逆變器主電路上雖然只是濾波環(huán)節(jié)的不同（2）能量的回饋 用電流源型逆變器給異步電機(jī)供電的電流源型變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)有一個顯著特征，就是容易實(shí)現(xiàn)能量的回饋，從而便于四象限運(yùn)行，適用于需要回饋制動和經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械。2、在交-直-交變壓變頻器中，按照中間直流環(huán)節(jié)直流電源性質(zhì)的不同，逆變器可以分成電壓源型和電流源型兩類，兩種類型的實(shí)際區(qū)別在于直流環(huán)節(jié)采用怎樣的濾波器3、PWM調(diào)制原理以正弦波作為逆變器輸出的期望波形，以頻率比期望波高得多的等腰三角波作為載波（Carrier wave），并用頻率和期望波相同的正弦波作為調(diào)制波（Modulation wave），當(dāng)調(diào)制波與載波相交時，

27、由它們的交點(diǎn)確定逆變器開關(guān)器件的通斷時刻，從而獲得在正弦調(diào)制波的半個周期內(nèi)呈兩邊窄中間寬的一系列等幅不等寬的矩形波。4、PWM控制電路n 模擬電子電路 采用正弦波發(fā)生器、三角波發(fā)生器和比較器來實(shí)現(xiàn)上述的SPWM控制；n 數(shù)字控制電路 硬件電路；軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制電路自然采樣法規(guī)則采樣法用計(jì)算機(jī)實(shí)時控制產(chǎn)生SPWM波形，具體實(shí)現(xiàn)方法有：查表法；實(shí)時計(jì)算法PWM調(diào)制方法PWM調(diào)制方式分為異步調(diào)制和同步調(diào)制。把逆變器和交流電動機(jī)視為一體，按照跟蹤圓形旋轉(zhuǎn)磁場來控制逆變器的工作，其效果應(yīng)該更好。這種控制方法稱作“磁鏈跟蹤控制”，開關(guān)狀態(tài)順序原則在實(shí)際系統(tǒng)中，應(yīng)該盡量減少開關(guān)狀態(tài)變化時引起的開關(guān)損耗，因此

28、不同開關(guān)狀態(tài)的順序必須遵守下述原則：每次切換開關(guān)狀態(tài)時，只切換一個功率開關(guān)器件，以滿足最小開關(guān)損耗。 歸納起來，SVPWM控制模式有以下特點(diǎn)：1) 逆變器的一個工作周期分成6個扇區(qū)，每個扇區(qū)相當(dāng)于常規(guī)六拍逆變器的一拍。為了使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場逼近圓形，每個扇區(qū)再分成若干個小區(qū)間 T0 ， T0 越短，旋轉(zhuǎn)磁場越接近圓形，但 T0 的縮短受到功率開關(guān)器件允許開關(guān)頻率的制約。 2) 在每個小區(qū)間內(nèi)雖有多次開關(guān)狀態(tài)的切換，但每次切換都只涉及一個功率開關(guān)器件，因而開關(guān)損耗較小。3) 每個小區(qū)間均以零電壓矢量開始，又以零矢量結(jié)束。4) 利用電壓空間矢量直接生成三相PWM波，計(jì)算簡便。5) 采用SVPWM控制

29、時，逆變器輸出線電壓基波最大值為直流側(cè)電壓，這比一般的SPWM逆變器輸出電壓提高了15%。 轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制調(diào)速系統(tǒng)通用變頻器-異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)所謂“通用”，包含著兩方面的含義：（1）可以和通用的籠型異步電機(jī)配套使用；（2）具有多種可供選擇的功能，適用于各種不同性質(zhì)的負(fù)載。2. 電路分析主電路由二極管整流器UR、PWM逆變器UI和中間直流電路三部分組成，一般都是電壓源型的，采用大電容C濾波，同時兼有無功功率交換的作用。限流電阻 泵升限制電路 進(jìn)線電抗器 為了抑制諧波電流，對于容量較大的PWM變頻器，都應(yīng)在輸入端設(shè)有進(jìn)線電抗器，有時也可以在整流器和電容器之間串接直流電抗器。還可用來抑制電源

30、電壓不平衡對變頻器的影響控制電路PWM信號產(chǎn)生可以由微機(jī)本身的軟件產(chǎn)生，由PWM端口輸出，也可采用專用的PWM生成電路芯片。檢測與保護(hù)電路各種故障的保護(hù)由電壓、電流、溫度等檢測信號經(jīng)信號處理電路進(jìn)行分壓、光電隔離、濾波、放大等綜合處理，再進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器，輸入給CPU作為控制算法的依據(jù)，或者作為開關(guān)電平產(chǎn)生保護(hù)信號和顯示信號。信號設(shè)定需要設(shè)定的控制信息主要有：U/f 特性、工作頻率、頻率升高時間、頻率下降時間等，還可以有一系列特殊功能的設(shè)定。由于通用變頻器-異步電動機(jī)系統(tǒng)是轉(zhuǎn)速或頻率開環(huán)、恒壓頻比控制系統(tǒng)，低頻時，或負(fù)載的性質(zhì)和大小不同時，都得靠改變 U / f 函數(shù)發(fā)生器的特性來補(bǔ)償，使系統(tǒng)

31、達(dá)到恒定，甚至恒定的功能（見第節(jié)），在通用產(chǎn)品中稱作“電壓補(bǔ)償”或“轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償”。給定積分實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ袃煞N：一種是在微機(jī)中存儲多條不同斜率和折線段的U / f 函數(shù)，由用戶根據(jù)需要選擇最佳特性；另一種辦法是采用霍耳電流傳感器檢測定子電流或直流回路電流，按電流大小自動補(bǔ)償定子電壓。但無論如何都存在過補(bǔ)償或欠補(bǔ)償?shù)目赡埽@是開環(huán)控制系統(tǒng)的不足之處。電力傳動的基本控制規(guī)律我們知道，任何電力拖動自動控制系統(tǒng)都服從于基本運(yùn)動方程式 提高調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)性能主要依靠控制轉(zhuǎn)速的變化率 dw / dt ，根據(jù)基本運(yùn)動方程式，控制電磁轉(zhuǎn)矩就能控制 dw / dt ，因此，歸根結(jié)底，調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能就是控制轉(zhuǎn)矩的

32、能力?？刂妻D(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?；诋惒诫姍C(jī)穩(wěn)態(tài)模型的轉(zhuǎn)差頻率控制規(guī)律 在轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)中，只要給ws 限幅，使其限幅值為 就可以基本保持 Te與ws 的正比關(guān)系，也就可以用轉(zhuǎn)差頻率控制來代表轉(zhuǎn)矩控制。這是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本規(guī)律之一只要 Us 和w1及 Is 的關(guān)系符合上圖所示特性，就能保持 Eg/w1 恒定，也就是保持 Fm 恒定。這是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本規(guī)律之二。 轉(zhuǎn)差頻率控制的規(guī)律是：（1）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。（2）在不同的定子電流值時，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。轉(zhuǎn)差頻率控制規(guī)律的轉(zhuǎn)速閉環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)頻率控制；電壓控制； 異步電動機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)控制理論和方法在工程上能夠允許的一些假定條件下，可以描述成單變量（單輸入單輸出）的三階線性系統(tǒng)，完全可以應(yīng)用經(jīng)典的線性控制理論和由它發(fā)展出來的工程設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。 但是，同樣的理論和方法用來分析與設(shè)計(jì)交流調(diào)速系統(tǒng)時，就不那么方便了，因?yàn)榻涣麟姍C(jī)的數(shù)學(xué)模型和直流電機(jī)模型相比有著本質(zhì)上的區(qū)別總起來說，異步電機(jī)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)。要分析和求解這組非線性方程顯然是十分困難的。在實(shí)際應(yīng)用中必須設(shè)法予以簡化，簡化的基本方