電力公司應(yīng)動(dòng)控制系統(tǒng)思考題答案

1、第2章三、思考題2-1直流電動(dòng)機(jī)有哪幾種調(diào)速方法？各有哪些特點(diǎn)？答：調(diào)壓調(diào)速，弱磁調(diào)速，轉(zhuǎn)子回路用電阻調(diào)速，變頻調(diào)速。特點(diǎn)略。2-2簡(jiǎn)述直流PWM變換器電路的基本結(jié)構(gòu)。答：直流PWM變換器基本結(jié)構(gòu)如圖，包括IGBT和續(xù)流二極管。三相交流電經(jīng)過(guò)整流濾波后送往直流PWM變換器，通過(guò)改變直流PWM變換器中IGBT的控制脈沖占空比，來(lái)調(diào)節(jié)直流PWM變換器輸出電壓大小，二極管起續(xù)流作用。2-32-4能？直流PWM變換器輸出電壓的特征是什么？脈動(dòng)直流電壓。為什么直流PWM變換器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)比V-M系統(tǒng)能夠獲得更好的動(dòng)態(tài)性答：直流PWM變換器和晶閘管整流裝置均可看作是一階慣性環(huán)節(jié)。其中直流PWM變換器的時(shí)間

2、常數(shù)Ts等于其IGBT控制脈沖周期（1/fc）,而晶閘管整流裝置的時(shí)間常數(shù)Ts通常取其最大失控時(shí)間的一半（1/（2mf）。因fc通常為kHz級(jí)，而f通常為工頻（50或60Hz為一周內(nèi)），m整流電壓的脈波數(shù)，通常也不會(huì)超過(guò)20,故直流PWM變換器時(shí)間常數(shù)通常比品閘管整流裝置時(shí)間常數(shù)更小，從而響應(yīng)更快，動(dòng)態(tài)性能更好。電樞兩端是否還有電壓?電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓僅取2-5在直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止不動(dòng)時(shí)，電路中是否還有電流？為什么？答：電樞兩端還有電壓，因?yàn)樵谥绷髅}寬調(diào)速系統(tǒng)中,決于直流PWM變換器的輸出。電樞回路中還有電流，因?yàn)殡姌须妷汉碗姌须娮璧拇嬖凇?-6直流PWM變換器主電路中反并聯(lián)二極

3、管有何作用？如果二極管斷路會(huì)產(chǎn)生什么后果？答：為電動(dòng)機(jī)提供續(xù)流通道。若二極管斷路則會(huì)使電動(dòng)機(jī)在電樞電壓瞬時(shí)值為零時(shí)產(chǎn)生過(guò)電壓。2-7直流PWM變換器的開(kāi)關(guān)頻率是否越高越好？為什么？答：不是。因?yàn)槿糸_(kāi)關(guān)頻率非常高，當(dāng)給直流電動(dòng)機(jī)供電時(shí)，有可能導(dǎo)致電樞電流還未上升至負(fù)載電流時(shí)，就已經(jīng)開(kāi)始下降了，從而導(dǎo)致平均電流總小于負(fù)載電流，電機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。2=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：泵開(kāi)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?，使得電?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)

4、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。2-9在晶閘管整流器-電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，為什么轉(zhuǎn)速隨負(fù)載增加而降低？答：負(fù)載增加意味著負(fù)載轉(zhuǎn)矩變大，電機(jī)減速，并且在減速過(guò)程中，反電動(dòng)勢(shì)減小，于是電樞電流增大，從而使電磁轉(zhuǎn)矩增加，達(dá)到與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，電機(jī)不再減速，保持穩(wěn)定。故負(fù)載增加，穩(wěn)態(tài)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)較增加之前降低。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？舉個(gè)例子。答：D=(nN/4n)(s/(1-s)。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。2-11調(diào)速范圍與靜態(tài)速降和最小靜差

5、率之間有何關(guān)系？為什么必須同時(shí)提才有意義？答：D=(nN/An)(s/(1-s)。因?yàn)槿糁豢紤]減小最小靜差率，則在一定靜態(tài)速降下，允許)的調(diào)速范圍就小得不能滿足要求；而若只考慮增大調(diào)速范圍，則在一定靜態(tài)速降下，允許的最小轉(zhuǎn)差率又大得不能滿足要求。因此必須同時(shí)提才有意義。2-12轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)？改變給定電壓能否改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速？為什么？如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)是否能夠改變轉(zhuǎn)速？為什么？如果測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無(wú)克服這種干擾的能力？(已驗(yàn)證)答：轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)增加了轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)(由轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置和電壓放大器構(gòu)成)，可獲得比開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而保

6、證在一定靜差率下，能夠提高調(diào)速范圍。改變給定電壓能改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。因?yàn)楦淖兘o定電壓則改變實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋電壓與給定電壓的偏差，從而改變電力電子變換器的輸出電壓，即改變電動(dòng)機(jī)的電樞電壓，改變了轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)而不改變給定電壓能改變轉(zhuǎn)速。因?yàn)楦淖冝D(zhuǎn)速反饋系數(shù)則改變實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋電壓，而給定電壓不變，則電壓偏差改變，從而電力電子變換器輸出電壓改變，即電動(dòng)機(jī)電樞電壓改變，轉(zhuǎn)速改變。若測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁發(fā)生變化，則反饋電壓發(fā)生變化，當(dāng)給定電壓一定時(shí)，則電壓偏差發(fā)生變化，從而轉(zhuǎn)速改變。故系統(tǒng)無(wú)克服測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁發(fā)生變化干擾的能力。2-13為什么用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無(wú)靜差的？在轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)積分調(diào)節(jié)

7、器的輸入偏差電壓U=0時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少？它決定于哪些因素？答：因?yàn)榉e分調(diào)節(jié)器能在電壓偏差為零時(shí)仍有穩(wěn)定的控制電壓輸出，從而克服了比例調(diào)節(jié)器必須要存在電壓偏差才有控制電壓輸出這一比例控制的調(diào)速系統(tǒng)存在靜差的根本原因。當(dāng)積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓為零時(shí)，調(diào)節(jié)器輸出電壓應(yīng)為一個(gè)恒定的積分終值。它取決于輸入偏差量在積分時(shí)間內(nèi)的積累，以及積分調(diào)節(jié)器的限幅值。2-14在無(wú)靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測(cè)速發(fā)電機(jī)精度的影響？為什么？答：仍然受影響。因?yàn)闊o(wú)靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)只是實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)誤差為零，因此若給點(diǎn)電源發(fā)生偏移，或者測(cè)速發(fā)電機(jī)精度受到影響而使反饋電壓發(fā)生改變，系

8、統(tǒng)仍會(huì)認(rèn)為是給定或轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，從而改變轉(zhuǎn)速，以達(dá)到電壓偏差為零。2-15在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)下列參數(shù)發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用？為什么？（已驗(yàn)證）（1）放大器的放大系數(shù)Kp。（2）供電電網(wǎng)電壓Udo（3）電樞電阻Ra（4）電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流If。（5）轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a。答：（1）有。假設(shè)Kp減小，則控制電壓減小，則電力電子變換器輸出減小，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降；而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則反饋電壓減小，則偏差電壓增大，則控制電壓增大，則轉(zhuǎn)速上升。（2）有。不解釋。（3）有。不解釋。（4）有。不解釋。（5）沒(méi)有。不解釋。2-16在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突減負(fù)載后又進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，

9、此時(shí)品閘管整流裝置的輸出電壓Ud較之負(fù)載變化前是增加、減少還是不變？在無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突加負(fù)載后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速n和整流裝置的輸出電壓Ud是增加、減少還是不變？（已驗(yàn)證）答：（1）Ud減小。因負(fù)載減小，轉(zhuǎn)速上升，反饋電壓增加，給定電壓一定，偏差電壓減小，控制電壓減小，故輸出電壓減小。（2）n不變，Ud增加。轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速僅取決于給定電壓，故不變；略。一、可以作為填空題或簡(jiǎn)答題的2-1簡(jiǎn)述直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。答：直流調(diào)速系統(tǒng)常以（調(diào)壓調(diào)速）為主，必要時(shí)輔以（弱磁調(diào)速），以（擴(kuò)大調(diào)速范圍），實(shí)現(xiàn)（額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)速）。2-2直流調(diào)壓調(diào)速主要方案有（G-M調(diào)速系統(tǒng)，V-M調(diào)速系統(tǒng)，直流PWM

10、調(diào)速系統(tǒng)）。2-3V-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)？答：整流器輸出電壓大于反電動(dòng)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)。2-4看P14圖簡(jiǎn)述V-M調(diào)速系統(tǒng)的最大失控時(shí)間。答：t1時(shí)刻某一對(duì)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通，觸發(fā)延遲角為a1,在t2>t1時(shí)刻，控制電壓發(fā)生變化，但此時(shí)品閘管已導(dǎo)通，故控制電壓的變化對(duì)它已不起作用

11、，只有等到下一個(gè)自然換向點(diǎn)t3時(shí)刻到來(lái)時(shí)，控制電壓才能將正在承受正電壓的另一對(duì)晶閘管在觸發(fā)延遲角a2后導(dǎo)通。t3-t2即為失控時(shí)間，最大失控時(shí)間即為考慮t2=t1時(shí)的失控時(shí)間。2-5簡(jiǎn)述V-M調(diào)速系統(tǒng)存在的問(wèn)題。答：整流器晶閘管的單向?qū)щ娦詫?dǎo)致的電動(dòng)機(jī)的不可逆行性。整流器晶閘管對(duì)過(guò)電壓過(guò)電流的敏感性導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行不可靠性。整流器晶閘管基于對(duì)其門(mén)極的移相觸發(fā)控制的可控性導(dǎo)致的低功率因數(shù)性。2-6簡(jiǎn)述不可逆PWM變換器（無(wú)制動(dòng)電流通路與有制動(dòng)電流通路）各個(gè)工作狀態(tài)下的導(dǎo)通器件和電流通路。17-182-7調(diào)速時(shí)一般以電動(dòng)機(jī)的（額定轉(zhuǎn)速）作為最高轉(zhuǎn)速。2-8（調(diào)速范圍）和（靜差率）合稱(chēng)調(diào)速系統(tǒng)的（

12、穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)）。2-8一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指（在最低轉(zhuǎn)速時(shí)還能滿足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍）。2-9簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性本質(zhì)。答：在閉環(huán)系統(tǒng)中，每增加（或減少）一點(diǎn)負(fù)載，就相應(yīng)地提高（或降低）一點(diǎn)電樞電壓，使電動(dòng)機(jī)在新的機(jī)械特性下工作。因此閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性本質(zhì)上就是無(wú)數(shù)開(kāi)環(huán)機(jī)械特性上各取一個(gè)相應(yīng)的工作點(diǎn)連接而成的。2-10簡(jiǎn)述比例反饋控制的規(guī)律。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(lài)于（給定和反饋檢測(cè)的精度）。2-11簡(jiǎn)述積分控制規(guī)律答：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)

13、行，實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差調(diào)速。2-12比例調(diào)節(jié)器和積分調(diào)節(jié)器有何不同？答：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）2-13簡(jiǎn)述比例積分控制規(guī)律。答：比例部分能（迅速響應(yīng)控制作用），積分部分則（最終消除穩(wěn)態(tài)偏差）。2-14微機(jī)控制的調(diào)速系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？答：(信號(hào)離散化，信息數(shù)字化)。2-15旋轉(zhuǎn)編碼器分為哪幾種？各有什么特點(diǎn)？答：絕對(duì)式編碼器：常用語(yǔ)檢測(cè)轉(zhuǎn)角信號(hào)，若需要轉(zhuǎn)速信號(hào)，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)角微分。增量式編碼器：可直接檢測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào)。2-16數(shù)字測(cè)速方法有哪些精度指標(biāo)？答：(分辨率，測(cè)速誤差率)。2-17采用旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)字測(cè)速方法有(M,T,M/T)。高低全

14、2-18為什么積分需限幅？答：若沒(méi)有積分限幅，積分項(xiàng)可能很大，將產(chǎn)生較大的退飽和超調(diào)。2-19簡(jiǎn)述帶電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性的特點(diǎn)。答：電流負(fù)反饋的作用相當(dāng)于在主電路中串入一個(gè)大電阻KpKsR導(dǎo)致當(dāng)Id=Idcr時(shí)，機(jī)械特性急劇下垂；比較電壓Ucom與給定電壓Un*作用一致，相當(dāng)于把理想空載轉(zhuǎn)速提高n0'=(KpKs(Un*+Ucom)/(Ce(1+K)二、公式和特性1 .整流電壓平均值：Ud0=(m/兀)Umsin(m/兀)cosa(Um/m_單相全波/三相半波/三相全波_，2U2/，2U2/，6U2/2/3/6)2 .V-M調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性方程：n=(Ud0-Id

15、R)/Ce3 .晶閘管整流器最大失控時(shí)間：Tsmax=1/mf4 .調(diào)速范圍定義式：D=nmax/nmin5 .靜差率定義式：s=An/n6 .閉環(huán)靜特性與開(kāi)環(huán)靜特性：ncl=(Ud0cLIdR)/Ce=(KpKsUn*IdR)/(Ce(1+K)nop=(Ud0op-IdR)/Ce=(KpKsUn*IdR)/Ce7 .調(diào)速范圍，靜差率和額定速降之間的關(guān)系式(開(kāi)環(huán)和閉環(huán))：D_=(nN/4n_)(s/(1-s)(ncl=nop/(1+K)8 .轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的K定義式及表達(dá)式：K=KpKsx/Ce9 .臨界開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)Kcr=(Tm(Tl+Ts)+TsA2)/(TlTs)<K(T

16、l=L/R|Tm=(GDA2)R)/(375CeCm)10 .各種數(shù)字測(cè)速方法其分辨率和測(cè)速誤差率表達(dá)式：nM=(60M1)/(ZTc)|QM=60/(ZTc)|6M=1/M1|nT=(60f0)/(ZM2)|QT=(ZnA2)/(60fOZn)|6T=1/(M2-1)|nMT=(60f0M1)/(ZM2)=nT?M1|QMT=60/(ZTc)=QM|6MT=低速一>6T|高速一>6M|11 .連續(xù)式PI算式：?u(t)=Kpe(t)+(1/r)/(0_t)e(t)dt12 .位置式PI算式：u(k)=Kpe(k)+(Tsamk)E(i=0_k)e(i)13 .增量式PI算式：u(

17、k)=u(k)-u(k-1)=Kp(e(k>e(k-1)+(TsamA)e(k)1 .V-M調(diào)速-系統(tǒng)原理圖：2 .（無(wú)制動(dòng)和有制動(dòng)）直流3 .轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)4 .轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)5 .轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)PWM變換器-電動(dòng)機(jī)-電路原理圖:-系統(tǒng)原理圖：-靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖：-動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖：6.帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)-靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖：1.有制動(dòng)電流通路的不可逆PWM變換器-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)各工作狀態(tài)下的電壓和電流波形：2.帶電流截止負(fù)反饋比例控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)-靜特性：第3章三、思考題3-1在恒流起動(dòng)過(guò)程中，電樞電流能否達(dá)到最大值Idm?為什么？答：不能。因?yàn)楹懔魃龠^(guò)程中

18、，電流閉環(huán)調(diào)節(jié)的擾動(dòng)是電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)，是一個(gè)線性漸增的斜坡擾動(dòng)量，而電流閉環(huán)采用的PI調(diào)節(jié)器對(duì)斜坡擾動(dòng)無(wú)法消除靜差，故Id略低于Idm。3-2由于機(jī)械原因，造成轉(zhuǎn)軸堵死，分析雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作狀態(tài)。（未驗(yàn)證）答：電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)則轉(zhuǎn)速恒為零，在一定的給定下，偏差電壓相當(dāng)大，從而使ASR迅速達(dá)到飽和，又電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由于轉(zhuǎn)軸堵死無(wú)法提升，故ACR無(wú)法退飽和，因此系統(tǒng)處于ASR飽和狀態(tài)。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？（已驗(yàn)證）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

19、壓減小，則ASR給定電壓Ui*減小，則控制電壓Uc減小，則轉(zhuǎn)速n減??；轉(zhuǎn)速n減小，則轉(zhuǎn)速反饋電壓Un減小，直到轉(zhuǎn)速偏差電壓為零；故穩(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。3-4雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，遇到下列情況會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（未通過(guò)驗(yàn)證，求姐）（1）電流反饋極性接反。（2）轉(zhuǎn)速極性接反。答：（1）由于電流環(huán)的正反饋?zhàn)饔?，電樞電流將持續(xù)上升，轉(zhuǎn)速上升飛快，電動(dòng)機(jī)飛車(chē)。（2）由于轉(zhuǎn)速環(huán)的正反饋?zhàn)饔?，ACR無(wú)法退飽和，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速持續(xù)恒流上升。3-5某雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，ASR均采用PI調(diào)節(jié)器，ACR調(diào)試中怎樣才能做到Uim*=6V時(shí)，Idm=20A;如欲使Un*=10V時(shí)，n=1000rpm

20、,應(yīng)調(diào)什么參數(shù)？答：（1）調(diào)節(jié)電流反饋系數(shù)”0.3;（2）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a=0.01。3-6在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，若要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)？改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn行不行？（=|）改變電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks行不行？改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a行不行？若要改變電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流，應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的什么參數(shù)？答：通常可以調(diào)節(jié)給定電壓。改變Kn和Ks都不行，因?yàn)檗D(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)對(duì)前向通道內(nèi)的階躍擾動(dòng)均有能力克服。也可以改變a,但目的通常是為了獲得更理想的機(jī)械特性。若要改變堵轉(zhuǎn)電流，應(yīng)調(diào)節(jié)電流反饋系數(shù)B。3-7轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓

21、和輸出電壓各是多少？為什么？答：輸入偏差電壓皆是零。因?yàn)橄到y(tǒng)無(wú)靜差。則ASR輸出電壓Ui*=Ui=BId=BIdL;ACR輸出電壓Uc=Ud0/Ks現(xiàn)P62。3-8在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，若速度調(diào)節(jié)器改為比例調(diào)節(jié)器，或電流調(diào)節(jié)器改為比例調(diào)節(jié)器，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能影響如何？答：速度調(diào)節(jié)器對(duì)階躍擾動(dòng)的靜差由0變?yōu)?/（1+Kn）,或電流調(diào)節(jié)器對(duì)階躍擾動(dòng)的靜差由0變?yōu)?/（1+K0,而對(duì)斜坡擾動(dòng)的靜差變得更大。3-9從下述五個(gè)方面來(lái)比較轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)：（1）調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性。（2）動(dòng)態(tài)限流性能。（3）起動(dòng)的快速性。（4）抗負(fù)載擾動(dòng)的性能。（5）抗電源

22、電壓波動(dòng)的性能。答：3-10根據(jù)ASR和ACR的作用，回答（均為PIR）（已驗(yàn)證）：（1）雙閉環(huán)系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行中，如果電流反饋信號(hào)線斷開(kāi)，系統(tǒng)仍能正常工作嗎？（2）雙閉環(huán)系統(tǒng)在額定負(fù)載下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，若電動(dòng)機(jī)突然失磁，最終電動(dòng)機(jī)會(huì)飛車(chē)嗎？答：（1）穩(wěn)態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速不變，電流減小。（2）不會(huì)飛車(chē)，而是停轉(zhuǎn)。一、可以作為填空題或簡(jiǎn)答題的3-1為了實(shí)現(xiàn)（電流的實(shí)時(shí)控制和快速跟隨），希望電流調(diào)節(jié)器（不要）進(jìn)入飽和狀態(tài)，因此，對(duì)于靜特性來(lái)說(shuō)，只有（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的飽和與不飽和兩種情況）。3-2當(dāng)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和且穩(wěn)態(tài)時(shí)，它們的輸入偏差電壓分別為（0）。3-3當(dāng)ASR輸出（達(dá)到限幅值Uim*）,轉(zhuǎn)速外環(huán)呈（開(kāi)環(huán)狀態(tài)

23、），轉(zhuǎn)速變化對(duì)轉(zhuǎn)速環(huán)（不會(huì)）產(chǎn)生影響，雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個(gè)（電流無(wú)靜差的單電流閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)）。穩(wěn)態(tài)時(shí)，Id（二）Idm。答：雙閉環(huán)直流調(diào)速3-4電流限幅值Idm取決于（電動(dòng)機(jī)的容許過(guò)載能力和系統(tǒng)要求的最大加速度）。3-5簡(jiǎn)述采用兩個(gè)PI調(diào)節(jié)器分別形成內(nèi)外閉環(huán)的效果系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于Idm時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，此時(shí)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時(shí)，對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器為飽和輸出Uim*,此時(shí)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(wú)靜差，起到過(guò)電流的自動(dòng)保護(hù)作用。3-6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

24、于零，則ASR反向積分，從而退飽和，返回線性調(diào)節(jié)狀態(tài)。3-7簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)速電流負(fù)反饋控制電流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程。633-8簡(jiǎn)述雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程的特點(diǎn)。（飽和非線性控制；轉(zhuǎn)速超調(diào)；準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制）3-9雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的抗擾性能主要包括（抗負(fù)載擾動(dòng)；抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)）。3-10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PIR可實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差。對(duì)負(fù)載變化其抗擾作用。具輸出限幅值決定電動(dòng)機(jī)允許最大電流。3-11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

25、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)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。二、公式和特性1 .P62穩(wěn)態(tài)時(shí)：Un*=Un=an=an0Ui*=Ui=0Id=0IdLUc=Ud0/Ks=（Cen+IdR）/Ks=（Ce（Un*/）+IdR）/Ks2 .轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)：a=Un*m/nm3 .電流反饋系數(shù)：B=Ui*m/Idm1.轉(zhuǎn)速電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)-系統(tǒng)原理圖：2.轉(zhuǎn)速電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)-穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖：3.轉(zhuǎn)速電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)-動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖：1.時(shí)間最優(yōu)的理

26、想過(guò)渡過(guò)程：2.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性第4章一、可以作為填空題或簡(jiǎn)答題的4-1直流PWM可逆調(diào)速系統(tǒng)中當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，電樞電壓瞬時(shí)值（）零，是（正負(fù)脈寬相等的交變脈沖電壓），故（電流也是交變的），稱(chēng)為（高頻微振電流），其平均值為（），不能產(chǎn)生（平均轉(zhuǎn)矩）。4-2高頻微振電流對(duì)電機(jī)有何影響？答：消除電機(jī)正反向時(shí)的靜摩擦死區(qū)，起動(dòng)力潤(rùn)滑作用。同時(shí)也增大了電機(jī)的損二、公式和特性1 .雙極式控制可逆PWM變換器輸出電壓平均值：Ud=(2ton/T-1)Us1調(diào)速系統(tǒng)四象限運(yùn)行-示意圖：2 .橋式可逆PWM變換器電路-原理圖：3 .橋式可逆PWM調(diào)速系統(tǒng)主電路-原理圖：第5章三、思考題5-1對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩

27、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)速范圍越大嗎？答：帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時(shí)，普通籠型異步電動(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。5-2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，而在基頻以上保持電壓恒定？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)，氣隙磁通將增加，由于磁路飽和，勵(lì)磁

28、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；而在基頻以上時(shí)，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。5-3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

29、，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。5-4基頻以下調(diào)速可以是恒壓頻比控制，恒定子磁通6ms、恒氣隙磁通dm和恒轉(zhuǎn)子磁通小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)，具機(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。恒定子磁通小ms、恒氣隙磁通小m和恒轉(zhuǎn)子磁通小mr的控制

30、方式均需要定子電壓補(bǔ)償，控制要復(fù)雜一些。恒定子磁通小ms和恒氣隙磁通小m的控制方式雖然改善了低速性能，但機(jī)械特性還是非線性的，仍受到臨界轉(zhuǎn)矩的限制。恒轉(zhuǎn)子磁通小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。5-5常用的交流PWM有三種控制方式，分別為SPWMCFPWM和SVPWM,論述它們的基本特征及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。答：略。5-6分析CFPWM控制中，環(huán)寬h對(duì)電流波動(dòng)與開(kāi)關(guān)頻率的影響。答：略。5-7三相異步電動(dòng)機(jī)Y聯(lián)結(jié)，能否將中性點(diǎn)與直流側(cè)參考點(diǎn)短接？為什么？答：不宜。因?yàn)楫?dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行時(shí)其中性點(diǎn)可能會(huì)有不平衡電流流過(guò)。5-8當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)由正弦對(duì)稱(chēng)電壓供電，

31、并達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，可以定義電壓相量U、電流相量I等，用于分析三相異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定工作狀態(tài)，5.4.5節(jié)定義的空間矢量us、is與相量有何區(qū)別？在正弦穩(wěn)態(tài)時(shí)，兩者有何聯(lián)系？答：空間矢量位置固定（如空間矢量uAO固定在A相繞組軸線上），但大小隨時(shí)間變化；而相量大小是不變的（如有效值相量其大小即為穩(wěn)態(tài)時(shí)的有效值）但位置隨相角變化。穩(wěn)態(tài)時(shí)，空間矢量相當(dāng)于一種相角固定的瞬時(shí)值相量。5-9采用SVPWM控制，用有效工作電壓矢量合成期望的輸出電壓，由于期望輸出電壓矢量是連續(xù)可調(diào)的，因此，定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E可以是圓，這種說(shuō)法是否正確？為什么？答：不正確。盡管期望輸出電壓矢量是連續(xù)的，然而其作用時(shí)間是斷續(xù)的，因此定子

32、磁鏈?zhǔn)噶恐荒苁菙嗬m(xù)的。5-10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Us=f（1,Is）設(shè)置不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生什么影響？一般說(shuō)來(lái)，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：一、可以作為填空題或簡(jiǎn)答題的5-1簡(jiǎn)述矢量控制的基本思想。答：將逆變器和交流電動(dòng)機(jī)視為一體，以在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為目標(biāo)來(lái)控制變頻器工作。5-2異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中，基頻以下調(diào)速采用（恒壓頻比）控制，稱(chēng)為（恒轉(zhuǎn)矩）調(diào)速；基頻以上采用（保持電壓不變）控制，稱(chēng)為（近似的恒功率調(diào)速）。為什么？略5-3六拍式逆變器控制的異步電動(dòng)機(jī)正六邊形定子磁鏈的大小與（直流側(cè)電壓Ud）成

33、正比，而與（電源角頻率）成反比。在基頻以下調(diào)速時(shí)，應(yīng)（保持正六邊形定子磁鏈的最大值恒定）。若直流側(cè)電壓Ud恒定，則1越小時(shí)，At越大，勢(shì)必導(dǎo)致（|甲s（k）|）增大。因此，要保持正六邊形定子磁鏈不變，必須使Ud/col為常數(shù)，這意味著在變頻的同時(shí)必須調(diào)節(jié)直流電壓Ud,造成了控制的復(fù)雜性。有效的方法是（插入零矢量）。5-4簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想。答：保持（氣隙磁通小m不變）的前提下，通過(guò)控制（轉(zhuǎn)差頻率s）來(lái)控制（轉(zhuǎn)矩）。5-5轉(zhuǎn)差頻率控制變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)通過(guò)（最大轉(zhuǎn)差頻率）間接限制（了最大的允許電流）。5-6與直流調(diào)速系統(tǒng)相似，轉(zhuǎn)差頻率控制變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程分為（轉(zhuǎn)矩上升）（恒轉(zhuǎn)矩、升速）與（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)）三個(gè)階段：在恒轉(zhuǎn)矩升速階段，（ASR不參與調(diào)節(jié)，相當(dāng)于（轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)），在正反饋內(nèi)環(huán)作用下，保持（加速度恒定）；轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR（退出飽和），進(jìn)入（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段），最后達(dá)到穩(wěn)態(tài)。5-7簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程。答：轉(zhuǎn)矩上升階段：恒轉(zhuǎn)矩升速階段：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)：二、公式和特性1.公式略1 .異步電動(dòng)機(jī)等效電路圖：2 .交-直-交電壓源型PWM