電力拖動課件第一次習(xí)題課

1、第一次習(xí)題課第2章轉(zhuǎn)速反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)（思考題）1思考題2-1:直流電動機(jī)有哪幾種調(diào)速方法？各有哪些特點？答：（1）調(diào)節(jié)電樞供電電壓； 一定范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速 （2）減弱勵磁磁通； 小范圍內(nèi)平滑調(diào)速，往往與調(diào)壓方案配合使用 （3）改變電樞回路電阻 有級調(diào)速22-4: 為什么PWM變換器電動機(jī)系統(tǒng)比晶閘管整流器電動機(jī)系統(tǒng)能夠獲得更好的動態(tài)性能？ 答：PWM開關(guān)頻率快、周期短。 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變換器的時間常數(shù)Ts等于其IGBT控制脈沖周期（1/fc），而晶閘管整流裝置的時間常數(shù)Ts通常取其最大失控時間的一半（1/（2mf）。因fc通常為

2、kHz級，而f通常為工頻（50或60Hz），m為一周內(nèi)整流電壓的脈波數(shù)，通常也不會超過20，故直流PWM變換器時間常數(shù)通常比晶閘管整流裝置時間常數(shù)更小，從而響應(yīng)更快，動態(tài)性能更好。32-5 在直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電動機(jī)停止不動時，電樞兩端是否還有電壓？電路中是否還有電流？為什么？ 答：電樞兩端還有電壓，因為在直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，電動機(jī)電樞兩端電壓僅取決于直流PWM變換器的輸出。電樞回路中還有電流，因為電樞電壓和電樞電阻的存在。 2-6 直流PWM變換器主電路中反并聯(lián)二極管有何作用？如果二極管斷路會產(chǎn)生什么后果？答：為電動機(jī)提供續(xù)流通道。若二極管斷路則會使電動機(jī)在電樞電壓瞬時值為零時產(chǎn)生過電壓

3、。電樞電壓不可控，無法調(diào)速 42-7直流PWM變換器的開關(guān)頻率是否越高越好？為什么？ 答：不是。受器件約束。因為若開關(guān)頻率非常高，當(dāng)給直流電動機(jī)供電時，有可能導(dǎo)致電樞電流還未上升至負(fù)載電流時，就已經(jīng)開始下降了，從而導(dǎo)致平均電流總小于負(fù)載電流，電機(jī)無法運轉(zhuǎn)。 2-8泵升電壓是怎樣產(chǎn)生的？對系統(tǒng)有何影響？如何抑制？ 答：泵升電壓是當(dāng)電動機(jī)工作于回饋制動狀態(tài)時，由于二極管整流器的單向?qū)щ娦?，使得電動機(jī)由動能轉(zhuǎn)變?yōu)榈碾娔懿荒芡ㄟ^整流裝置反饋回交流電網(wǎng)，而只能向濾波電容充電，造成電容兩端電壓升高。泵升電壓過大將導(dǎo)致電力電子開關(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。 52-9在晶閘

4、管整流器-電動機(jī)開環(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，并且在減速過程中，反電動勢減小，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，電機(jī)轉(zhuǎn)速會較增加之前降低。 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？舉個例子。 答：D=（nNs /n（1-s）。不是一回事。靜差率是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化下轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度的，而機(jī)械特性硬度是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化下轉(zhuǎn)速的降落的。 62-11調(diào)速范圍與靜態(tài)速降和最小靜差率之間有何關(guān)系？為什么必須同時提才有意義？答：D=（nNs /

5、n（1-s）。因為若只考慮減小最小靜差率，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。因此必須同時提才有意義。72-12轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有哪些特點？改變給定電壓能否改變電動機(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？如果測速發(fā)電機(jī)的勵磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無克服這種干擾的能力？ 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)速檢測裝置和電壓放大器構(gòu)成），可獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而保證在一定靜差率下，能夠提高調(diào)速范圍。改變給定電壓能改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速。因為改變給

6、定電壓則改變實際轉(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)能改變給定電壓能改變轉(zhuǎn)速。U*=na。若測速發(fā)電機(jī)勵磁發(fā)生變化，則反饋電壓發(fā)生變化，當(dāng)給定電壓一定時，則電壓偏差發(fā)生變化，從而轉(zhuǎn)速改變。故系統(tǒng)無克服測速發(fā)電機(jī)勵磁發(fā)生變化干擾的能力。 82-13 為什么用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無靜差的？在轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓U=0時，調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少？它決定于哪些因素？ 答：因為積分調(diào)節(jié)器能在電壓偏差為零時仍有穩(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)

7、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，調(diào)節(jié)器輸出電壓應(yīng)為一個恒定的積分終值。它取決于輸入偏差量在積分時間內(nèi)的積累，以及積分調(diào)節(jié)器的限幅值。92-14在無靜差轉(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速發(fā)電機(jī)精度的影響？為什么？答：仍然受影響。因為無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)只是實現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)誤差為零，因此若給點電源發(fā)生偏移，或者測速發(fā)電機(jī)精度受到影響而使反饋電壓發(fā)生改變，系統(tǒng)仍會認(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)生變化時系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用？為什么？（看是在前向通道還是反饋通道）（1）放大器的放大系數(shù)Kp。（有）（2）供電電網(wǎng)電壓Ud。（有）（3）電樞電阻Ra。（有）（4）電動機(jī)勵磁電流If。（有）（5）轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。（沒有）102-16（1）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)定運行狀態(tài)，此時晶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？（2） 在無靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突加負(fù)載后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時轉(zhuǎn)速n和整