電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)期末考試復(fù)習(xí)資料

1、電力拖動(dòng)自動(dòng)限制系統(tǒng)復(fù)習(xí)14電氣工程本題型填空20、選擇10、簡(jiǎn)答30、計(jì)算40各章節(jié)內(nèi)容提要一緒論一一根本概念1 .運(yùn)動(dòng)限制系統(tǒng)的組成電動(dòng)機(jī)、功率放大與變換裝置、限制器、相應(yīng)的傳感器P11填空】2 .直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單,轉(zhuǎn)矩易于限制.交流電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),但其動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型具有非線性多變量強(qiáng)耦合的性質(zhì).【P3】【填空】3 .轉(zhuǎn)矩限制是運(yùn)動(dòng)限制的根本問題,磁鏈限制與轉(zhuǎn)矩限制同樣重要.【P5】【填空】4 .典型的生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性主要包含恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性、恒功率負(fù)載特性、風(fēng)機(jī)與泵類負(fù)載特性.【P5】【填空】二第2章1.根本概念1直流調(diào)速轉(zhuǎn)速公式、方法.【P7】【填空】公式：n=q?竺方法

2、：1調(diào)節(jié)電樞供電電壓U;2減弱勵(lì)磁磁通;3改變電樞回路電阻R(2)可控直流電源G-M系統(tǒng)、V-M系統(tǒng)、PWM變換器P9【填空】(3)增設(shè)平波電抗器來抑制電流脈動(dòng),總電感量的計(jì)算.【P12】【選擇題】三相橋式0.693盼三相半波一1.46二單相橋式2.87-(4)失控時(shí)間的選擇【p15【選擇題】整流電路形式最大失控時(shí)間力平均失控時(shí)間/單相半波2010單相橋式全波105三相半波6.673.33三相橋式3.331.675PWM調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)越性表現(xiàn)p161【簡(jiǎn)做題】主電路簡(jiǎn)單,需要的電力電子器件少；Q開關(guān)頻率高,電路容易連續(xù),諧波少,電動(dòng)機(jī)損耗及發(fā)熱都較??；(D低速性能好,穩(wěn)速精度高,調(diào)速范圍寬；.假

3、設(shè)與快速響應(yīng)的電動(dòng)機(jī)配合,那么系統(tǒng)頻帶寬,動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,動(dòng)態(tài)抗擾水平強(qiáng)；(D電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài),導(dǎo)通損耗小,當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時(shí),開關(guān)損耗也不大,因而裝置效率較高；(D直流電源采用不控整流時(shí),電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高(6)不可逆PWM系統(tǒng)中,丫與p的關(guān)系.【P17】T=p(7)泵升電壓P20【填空題】對(duì)濾波電容充電的結(jié)果造成直流側(cè)電壓升高(8)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)S與D及相互之間的關(guān)系.P21-22】【填空題】O?i?額定負(fù)載時(shí)的最高和最低轉(zhuǎn)速=>D=?©S=二竺最低速=空載轉(zhuǎn)速?D=彘例:1430?0.3=53115?(1-0.3),(9)開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)比擬(4點(diǎn)結(jié)

4、論)【P29-30】【簡(jiǎn)做題】閉環(huán)系統(tǒng)靜特性可以比開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性硬得多.?=?1+?.閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要比開環(huán)系統(tǒng)小得多.?=之1+?=(1+?(D當(dāng)要求的靜差率一定時(shí),閉環(huán)系統(tǒng)可以大大提升調(diào)速范圍.要取得上述三項(xiàng)優(yōu)勢(shì),閉環(huán)系統(tǒng)必須設(shè)置放大器(10)閉環(huán)系統(tǒng)能減少穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速降的實(shí)質(zhì)問題是什么結(jié)合圖形分析【P31】【簡(jiǎn)做題】閉環(huán)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.Q44(11)反應(yīng)限制規(guī)律(3點(diǎn))【P31】【簡(jiǎn)做題】.比例限制的反應(yīng)限制系統(tǒng)是被調(diào)量有靜差的限制系統(tǒng).反應(yīng)限制系統(tǒng)的作用是：反抗擾動(dòng),服從給定(D系統(tǒng)的精

5、度依賴于給定和反應(yīng)檢測(cè)的精度(12)積分與比例積分調(diào)節(jié)器的作用,無靜差的實(shí)現(xiàn).P35【填空題】比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于而積分調(diào)節(jié)器的輸出那么包含了輸入偏差量的現(xiàn)狀,輸入偏差量的全部歷史.(13)香農(nóng)采樣定理【P41】(14)數(shù)字測(cè)速方法及特點(diǎn)3類)【P42-44】【簡(jiǎn)答/填空題】1、M法測(cè)速高速段60?in=?2、T法測(cè)速應(yīng)鱉?=籌M/T法測(cè)速上下速P48【簡(jiǎn)做題】15電流截止負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及靜特性名稱及圖形【1、穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下：3分2、靜特性方程:*當(dāng)IdwIdcrn=KUiCe(1k)RidCe(1k)(2分)*當(dāng)IdIdcrn二刖業(yè)Uom)(RKpKsRs)IdCe(1k)Ce(1

6、k)(2分)16截止電流和堵轉(zhuǎn)電流的選擇【填空題】帶有電流截止負(fù)反應(yīng)的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)其靜特性通常被稱為挖土機(jī)特性,其中堵轉(zhuǎn)電流一般取Idbl=1.52In,臨界截止電流一般取Idcr=(1.11.2)Ino17穩(wěn)態(tài)計(jì)算.習(xí)題2-9類型【P58三第1雙閉環(huán)的起動(dòng)過程分析各階段的名稱、狀態(tài)P63-643章轉(zhuǎn)速與電流圖形繪制、調(diào)節(jié)器ASRACR勺起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)速波形:4分1、電流上升階段：ASR迅速到達(dá)限幅值,電流很快到達(dá)最大電流Idm,ACR不飽和以保證電流環(huán)的調(diào)節(jié)作用.1分2、恒流升速階段：ASR飽和,轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán),電流Id恒定略小于Idm,以保證電流環(huán)的調(diào)節(jié)作用以抵消反電動(dòng)勢(shì)的影響,轉(zhuǎn)速

7、呈線性增長(zhǎng),最終打到給定值n*值.同時(shí)晶閘管也不應(yīng)飽和使Udom留有余量.1分3、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段：轉(zhuǎn)速出現(xiàn)超調(diào),使ASR退飽和,電流下降到略小于IL后馬上又升到Id=IL值,轉(zhuǎn)速也很快到達(dá)給定值n*直到穩(wěn)定.1分2雙閉環(huán)起動(dòng)過程的特點(diǎn)3點(diǎn)【P64】【填空題】1、飽和非線,性限制2、轉(zhuǎn)速超調(diào)3、準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)限制3抗擾性能分析【P64?4兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用【P65【簡(jiǎn)做題】1、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用轉(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?唐化,穩(wěn)態(tài)時(shí)可減小轉(zhuǎn)速誤差,如果采用PI調(diào)節(jié)器,那么可實(shí)現(xiàn)無靜差.對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用.其輸出限幅值決定電動(dòng)機(jī)允許的最大電流.2、電流調(diào)節(jié)器的作用作為

8、內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器,在轉(zhuǎn)速外環(huán)的調(diào)節(jié)過程中,它的作用是使電流靜靜跟隨其給定電壓?變化.對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾動(dòng)的作用.在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過程中,保證獲得電動(dòng)機(jī)允許的最大電流,從而加快動(dòng)態(tài)過程.當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí),限制電樞電流的最大值,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.5工程設(shè)計(jì)法典I型、典口型系統(tǒng)傳遞函數(shù),參數(shù)關(guān)系二階最正確、三階最正確概念工程近似處理方法系統(tǒng)模型傳遞函數(shù),根據(jù)給出指標(biāo)要求按典I型、典口型系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),確定調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)習(xí)題3-7P94雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)習(xí)題3-8(四)第四章X(1)橋式可逆PW度換器電路的分析(重載)(脈沖的波形、輸出電壓、電流波形

9、)P97(2)丫與p的關(guān)系及與電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系【P98】【選擇題】2?=1?(3)動(dòng)力潤(rùn)滑的概念P98在電動(dòng)機(jī)停止時(shí)仍有高頻微振電流,從而消除了正、反向時(shí)的靜音磨擦死區(qū),起著所謂“史力潤(rùn)滑的作用.(4) V-M可逆系統(tǒng)的可逆線路(電樞反接與勵(lì)磁反接)【補(bǔ)充內(nèi)容】(5)V-M系統(tǒng)反并聯(lián)可逆線路的四種工作狀態(tài)(列表說明)【補(bǔ)充內(nèi)容】V-M系統(tǒng)的工作狀態(tài)正向運(yùn)行正向制動(dòng)反向運(yùn)行反向制動(dòng)電樞端電壓極性+-電樞電流極性+-+電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向+-電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)電動(dòng)回饋制動(dòng)電動(dòng)回饋制動(dòng)晶閘管工作組別和狀態(tài)正組整流反組逆變反組整流正組逆變機(jī)械特性所在象限InmIV(6)環(huán)流的概念及分類【103】【填空題】?jī)山M

10、裝置同時(shí)工作時(shí),便會(huì)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.(7)直流平均環(huán)流的抑制P103(8)瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流的抑制；不能電路增設(shè)環(huán)流電抗器的個(gè)數(shù)【P105-106【選擇題】【填空的對(duì)瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流的抑制主要通過設(shè)置(環(huán)流電抗器)來實(shí)現(xiàn);在反并聯(lián)連接可逆線路中一般設(shè)置(4)個(gè),三相零式整流電路中設(shè)置©個(gè),交叉連接可逆線路中一般設(shè)置個(gè).(9)配合限制有環(huán)流可逆V-M系統(tǒng)制動(dòng)過程分析【補(bǔ)充內(nèi)容】制動(dòng)過程的名稱及特點(diǎn)各信號(hào)的極性正反組橋的工作狀態(tài)能量轉(zhuǎn)換問題波形圖(10)邏輯無環(huán)流才制的可逆V-M系統(tǒng)中的DLC組成(電平檢測(cè)、邏輯判斷、延時(shí)電路、聯(lián)鎖保護(hù))及輸入信號(hào)(轉(zhuǎn)

11、矩極性鑒別信號(hào)、零電流檢測(cè)信號(hào))【P107】【填空題】V-M系統(tǒng)中的DLC一般由：電平檢測(cè)、延時(shí)電路、邏輯判斷、聯(lián)鎖保護(hù)(五)第5章X(1)交流調(diào)速的應(yīng)用領(lǐng)域(3點(diǎn))【P113】【多項(xiàng)選擇題】1、一般性能調(diào)速和節(jié)能調(diào)速.2、高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)和伺服機(jī)系統(tǒng).3、特大容量、極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速.(2)交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式【P116n=(1-9竺1、改變頻率2、改變極對(duì)數(shù)3、改變轉(zhuǎn)差率?0?(3)交流電機(jī)的調(diào)速方法【P114】【填空題】異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法:1、轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)2、轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)3、轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)同步電機(jī)的調(diào)速方法：只能靠變壓變頻調(diào)速(4)調(diào)壓調(diào)速的根本特征是電

12、動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速保持為額定值不變,其氣隙磁通隨定子電壓的降低而減小,屬于弱磁調(diào)速P118(5)交流力矢！電機(jī)【119】高轉(zhuǎn)子電阻電動(dòng)機(jī)(6)交流調(diào)壓調(diào)速的主電路主要有哪些P118(7)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的交流調(diào)壓調(diào)速的實(shí)質(zhì)問題P119【填空題】帶轉(zhuǎn)矩負(fù)載的降壓調(diào)速就是靠(增大轉(zhuǎn)差功率)、(減小輸出功率)來換取轉(zhuǎn)速的降低.(8)變壓變頻調(diào)速是改變異步電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法P122變壓變頻調(diào)速是改變異步電動(dòng)機(jī)(同步轉(zhuǎn)速)的一種調(diào)速方法,在基頻以下主要采用(電動(dòng)勢(shì)頻率比為恒值)的限制方式,當(dāng)忽略定子電阻和漏感壓降時(shí)可采用(恒壓頻比)限制方式,但在低頻時(shí)要進(jìn)行(低頻補(bǔ)償).(9)變壓變頻調(diào)速的根本原理分析(基

13、頻以下和基頻以上)【P123】圖4-10系統(tǒng)本組逆變階段中各處的電位極性和能量流向5.7分圖中各極性標(biāo)注總分值為4分*錯(cuò)1個(gè)扣0.25分丫本組逆變止組：逆變<1分反組；特整流1分a能呈轉(zhuǎn)換士電感上驛放題場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能大局部回饋給電網(wǎng).小局部以熱能形式消耗在電根電阻上.并維持正向電流:1分/5.17分C圖中各極怦標(biāo)注總分值為4分,錯(cuò)1個(gè)扣0.25分它組逆變正3L侍瞥流1分反組：逆變“分,能最轉(zhuǎn)換:功能抄換成電能向慣給電網(wǎng).小局部以熱徒消耗在電同上C分圖4-12系統(tǒng)它組逆變階段中各處的電位極性和能量流向某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)為15時(shí),額定負(fù)載下電動(dòng)機(jī)的速降為8r/min,如果將開環(huán)放大

14、倍數(shù)提升到30,它的速降為多少在同樣靜差率要求下,調(diào)速范圍可以擴(kuò)大多少倍解：n0P=1Kncl=1158=128如果將開環(huán)放大倍數(shù)提升到30,那么速降為：ncl=nop/1K=128/130=4.13rpm在同樣靜差率要求下,D可以擴(kuò)大Ancl1/Ancl2=1.937倍2.9有一V-M調(diào)速系統(tǒng)：電動(dòng)機(jī)參數(shù)PN=2.2kW,Un=220V,In=12.5A,nN=1500r/min,電樞電阻Ra=1.50電樞回路電抗器電阻RL=0.8R整流裝置內(nèi)阻Rrec=1.0篇出發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)&=35.要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍D=20,靜差率S<=10%1計(jì)算開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降加0P和調(diào)速

15、要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降Mcl.(2)采用轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)組成閉環(huán)系統(tǒng),試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖.(3)調(diào)整該系統(tǒng)參數(shù),使當(dāng)Un*=15V時(shí),Id=lN,n=nN,那么轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)系數(shù)a應(yīng)該是多少?(4)計(jì)算放大器所需的放大倍數(shù).解：(1)n=Un-InRa/Ce=Ce=220-12.51.5/1500=201.25/1500=0.134Vmin/rn二"NlNR三/Ce二.、n0P=INRJCe=12.53.3/0.134=307.836r/min&In=nNS/(D(1s)戶1500M10%/(20*90%)=8.33r/min所以,：ncl=8.33r/min(2)(3)

16、 (4)n=(KpKsU：-1dRMCe(1+KC=kU：/a(1+K)LljdR/(Ce(1+K)K=no./ncl-1=307.836/8.33-1=35.955opci1500=35.95515/1135.955)一112.53.3/0.134135.955二-0.0096Vmin/r可以求得,KpK*CeKs*：35.955*0.13435*0.0096=14.34也可以用粗略算法:11；%Un=an,口*Un151500=0.01Kp=KCe/Ks：,Kp=35.9550.134/350.01=13.762.10在題2.9的轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)中增設(shè)電流截止環(huán)節(jié),要求堵車t電流Idbi&l

17、t;2In,臨界截止電流Idcr之1.2In,應(yīng)該選用多大的比擬電壓和電流反應(yīng)采樣電阻要求電流反應(yīng)采樣電阻不超過主電路總電阻的1/3,如果做不到,需要增加電流反應(yīng)放大器,試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖,并計(jì)算電流反應(yīng)放大系數(shù).這時(shí)電流反應(yīng)采樣電阻和比擬電壓各為多少解：11dbi<2IN=25A,Idcr>1.2In=15AIdcr=Ucom/Rs_15=Ucom/Rs.L.*一一k一一x._._Idbl：UnUcom/Rs=25=15Ucom/Rs=Rs=1.5Ucom=151.5=22.5VR三/3=1.01.50.8/3=1.1：RsRJ3不符合要求,取Rs=1.償,需加電流反

18、應(yīng)放大器由于需要的檢測(cè)電阻值大,說明要求的電流信號(hào)值也大.要同時(shí)滿足檢測(cè)電阻小和電流信號(hào)大的要求,那么必須采用放大器,對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行放大.為此,取Rs=1.10,那么Ucom=IdcrXRs=15父1.1=16.5V3當(dāng)IdAIdcr時(shí),有n=kpKsU；/Ce1K1-kpKsKiRsId-Ucom/Ce1K1-RId/Ce1K1=kpKsU；KiUcom/Ce1KLRKpKsKiRsId/Ce1K1當(dāng)n=0時(shí),Idbl=KpKsUnKUcom/RKpKsKiR八UnKUcom/KiRs25=1516.5Ki/1.1Ki=Ki=15/22.5-13.5=1.36旋轉(zhuǎn)編碼器光柵數(shù)1024,倍頻系

19、數(shù)脈沖個(gè)數(shù)和高頻時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)均采用60(1)M法：分辨率Q=60ZTc102440.01=1.465r/min4,高頻時(shí)鐘脈沖頻率f0=1MHz,旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的16位計(jì)數(shù)器,M法測(cè)速時(shí)間為0.01s,求轉(zhuǎn)速n=1500r/min和n=150r/min時(shí)的測(cè)速分辨率和誤差率最大值.解：最大誤差率：,攀.n=1500r/min時(shí),M1nZTc601500410240.01c二102460n=150r/min時(shí),M1nZTc60150410240.01,=102.4601500r/min時(shí),6max%1XMic,1c,c,100%100%=0.098%1024150r/min時(shí),“11c,c,、m

20、ax%100%=100%=0.98%M1102.4可見M法適合高速.(2)T法：分辨率：n=1500r/min時(shí),Zn260fo-Zn1024415002601106-102541500=171r/minn=150r/min時(shí)Q='60f0-Zn2102441502601106-10244150=1.55r/min60f0ZM260f0Zn.6010當(dāng)n=1500r/min時(shí),M2=9.77102441500當(dāng)n=150r/min時(shí),M26010610244150=97.711n=1500r/min時(shí),6max%=父100%=父100%=11.4%M2-19.77-1一,.11n=150r/min時(shí),6max%=父100%=父100%=1%M2-197.7-1可見T法適合低速102 .調(diào)節(jié)器對(duì)象為W(s)=試將其校正為典型I型系統(tǒng),(0.2s1)(0.01s1)(0.03s1)要求設(shè)計(jì)成二階工程最正確系統(tǒng),求出調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù).10解:將對(duì)象化簡(jiǎn)得W(s)=,由于要校正成二階最正確那么,系統(tǒng)按典型1(0.2s1)(0.05s1)并且Kg=0.5.型系統(tǒng)校正得W(s)Wd(s)=一K-s(gs1)10