維修電工電氣控制技術(shù)

維修電工電氣控制技術(shù)第一頁，共八十七頁，2022年，8月28日主要內(nèi)容第十六單元自動控制系統(tǒng)的基本概念第十七單元晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)第十九單元交流變頻調(diào)速系統(tǒng)參考書：1、維修電工（高級）中國勞動社會保障出版社

2、自動控制原理與系統(tǒng)上海理工大學(xué)孔凡才編著第二頁，共八十七頁，2022年，8月28日第十六單元自動控制系統(tǒng)的基本概念

自動控制:指在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置（簡稱控制器）使被控對象（如設(shè)備生產(chǎn)過程等）自動的按照預(yù)定的規(guī)律變化和運行。自動控制系統(tǒng)：為了實現(xiàn)各種控制任務(wù)，將被控對象和控制裝置按照一定方式連接，對被控對象的一個或多個物理量進(jìn)行自動控制的整個系統(tǒng)。

第一節(jié)開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)一、開環(huán)控制系統(tǒng)

開環(huán)控制：控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯(lián)系及輸出對輸入沒有影響的控制。

開環(huán)控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)輸出量（被控量）只能受控于輸入量，輸出量不反送到輸入端參與控制的系統(tǒng)。

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低

缺點：抗擾性能差第三頁，共八十七頁，2022年，8月28日舉例：開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

工作原理：

改變電位器滑動端的位置，相應(yīng)地改變了電壓Ug值的大小，其值經(jīng)功率放大器放大后施加在直流電動機的電樞兩端，由于直流電動機具有恒定的勵磁電流。因此，隨著電樞電壓值的不同，電動機便以不同的轉(zhuǎn)速帶動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)。于是，改變Ug的大小，便控制了電動機轉(zhuǎn)速的高低。系統(tǒng)中，Ug是給定輸入量；電動機的轉(zhuǎn)速n是系統(tǒng)的輸出量即被控量，功率放大器的電源電壓波動、放大系數(shù)漂移、拖動負(fù)載的變化等，是擾動輸入量。第四頁，共八十七頁，2022年，8月28日二、閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制：控制裝置與受控對象之間，不但有順向作用而且還有無反向聯(lián)系及輸出對輸入有影響的控制。閉環(huán)控制又常稱為反饋控制或偏差控制。把輸出量直接或間接地反饋到系統(tǒng)的輸入端，形成閉環(huán)，參與控制，這種系統(tǒng)叫閉環(huán)控制系統(tǒng)

優(yōu)點：抗擾性能強

缺點：成本高，存在穩(wěn)定性問題舉例：閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

第五頁，共八十七頁，2022年，8月28日三、復(fù)合控制系統(tǒng)

（開環(huán)控制+閉環(huán)控制）兩種結(jié)構(gòu)：按輸入信號補償、按擾動信號補償四、開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較

開環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作穩(wěn)定，因此，當(dāng)系統(tǒng)的輸入信號及擾動作用能預(yù)先知道并且系統(tǒng)要求精度不高時，可以采用開環(huán)控制。由于開環(huán)控制不能自動修正被控制量的偏離，因此系統(tǒng)的元件參數(shù)變化以及外界未知擾動對控制精度的影響較大。

閉環(huán)控制系統(tǒng)具有自動修正被控制量出現(xiàn)偏離的能力，因此可以修正元件參數(shù)變化以及外界擾動引起的誤差。其控制精度較高。但是，由于存在反饋，閉環(huán)控制中被控制量可能出現(xiàn)振蕩，嚴(yán)重時會使系統(tǒng)無法工作。第六頁，共八十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成

閉環(huán)控制系統(tǒng)一般有給定元件、比較元件、放大元件、執(zhí)行元件、被控對象、檢測反饋元件組成。各個元件的排列，通常將給定元件放在最左端，控制對象排在最右端。即輸入量在最左端，輸出量在最右端。從左至右(即從輸入至輸出)的通道稱為順饋通道（FeedforwardPath)或前向通路(ForwardPath)。將輸出信號引回輸入端的通道稱為反饋通道或反饋回路(FeedbackPath)?！?”表示給定量與反饋量極性相反（負(fù)反饋），“+”表示給定量與反饋量極性相同（正反饋）。第七頁，共八十七頁，2022年，8月28日一、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本元件1、給定元件2、比較元件3、放大校正元件4、執(zhí)行元件5、被控對象6、檢測反饋元件二、閉環(huán)控制系統(tǒng)的信號1、輸入量2、輸出量3、反饋量4、擾動量5、偏差信號6、控制量第八頁，共八十七頁，2022年，8月28日第三節(jié)自動控制系統(tǒng)的分類一、按控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點分類1、閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）2、開環(huán)控制系統(tǒng)3、復(fù)合控制系統(tǒng)二、按給定量的特點分類1、定值控制系統(tǒng)：若系統(tǒng)輸入量為一定值，要求系統(tǒng)的輸出量也保持恒定。2、隨動控制系統(tǒng)：若系統(tǒng)的輸入量的變化規(guī)律未知的時間函數(shù)（通常是隨機的），要求輸出量能夠準(zhǔn)確、迅速跟隨輸入量的變化。3、程序控制系統(tǒng)：

若系統(tǒng)的輸入量不為常值，但其變化規(guī)律是預(yù)先知道和確定的，要求輸出量與給定量的變化規(guī)律相同。三、按被控量的特點分類1、連續(xù)控制系統(tǒng)：從系統(tǒng)中傳遞的信號來看，若系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的信號都是時間t的連續(xù)函數(shù)即模擬量。2、順序控制系統(tǒng)：系統(tǒng)按預(yù)先確定的時間順序或根據(jù)一定邏輯關(guān)系所要求的順序來進(jìn)行控制。四、其它分類方式

按被控量名稱來分類、按控制回路多少類分類、按控制系統(tǒng)中元件特性的線性和非線性來分類等等。第九頁，共八十七頁，2022年，8月28日第十六單元復(fù)習(xí)題一.判斷題1.自動控制就是應(yīng)用控制裝置，使控制對象自動地按照預(yù)定的規(guī)律變化或運行（√）2.閉環(huán)控制系統(tǒng)輸出量不反送到輸入端參與控制（×）3.開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)最大的差別在于閉環(huán)控制系統(tǒng)存在一條從被控量到輸入端的反饋通道（√）4.前饋控制系統(tǒng)是建立在負(fù)反饋基礎(chǔ)上按偏差進(jìn)行控制（×）5.復(fù)合控制系統(tǒng)就是負(fù)反饋控制系統(tǒng)（×）二.單項選擇題1.控制系統(tǒng)輸出量（被控量）只能受控于輸入量，輸出量不反送到輸入端參與控制的系統(tǒng)稱為(C)A.復(fù)合控制系統(tǒng)B.閉環(huán)控制系統(tǒng)C.開環(huán)控制系統(tǒng)D.反饋控制系統(tǒng)2.閉環(huán)控制系統(tǒng)建立在(B)基礎(chǔ)上,按偏差進(jìn)行控制.A.正反饋B.負(fù)反饋C.反饋D.正負(fù)反饋第十頁，共八十七頁，2022年，8月28日第十六單元復(fù)習(xí)題3.前饋控制系統(tǒng)是（A）

A.按擾動進(jìn)行控制的開環(huán)控制系統(tǒng)B.按給定量控制的開環(huán)控制系統(tǒng)C.閉環(huán)控制系統(tǒng)D.復(fù)合控制系統(tǒng)4.在自動控制系統(tǒng)中，如果需穩(wěn)定某個物理量即引入該物理量的（C）

A.微分負(fù)反饋B.微分正反饋C.負(fù)反饋D.正反饋

四.簡答題1.閉環(huán)控制系統(tǒng)為什么具有良好的抗擾能力和控制精度?

答：閉環(huán)控制系統(tǒng)是建立在負(fù)反饋基礎(chǔ)上，按偏差進(jìn)行控制。當(dāng)系統(tǒng)中由于某種原因使被控制量偏離希望值而出現(xiàn)偏差時，必定會產(chǎn)生一個相應(yīng)的控制作用去減小或消除這個偏差，使被控制量與希望值趨于一致，所以閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾動能力和控制精度。2.閉環(huán)控制系統(tǒng)一般由哪幾部分組成?有哪些作用量和被控制量?

答：閉環(huán)控制系統(tǒng)一般由給定元件、比較元件、放大校正元件、執(zhí)行元件、被控對象、檢測反饋元件等組成。系統(tǒng)有給定量（輸入量）、反饋量、控制量、擾動量、被控量（輸出量）。第十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日第十七單元晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)第一節(jié)直流調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)一、直流電動機調(diào)速方案他勵直流電動機的轉(zhuǎn)速公式：式中：U為他勵電動的電樞電壓I為電樞電流、E為電樞電動勢、R為電樞回路的總電阻、n為電機的轉(zhuǎn)速、Φ為勵磁磁通、Ce為由電機結(jié)構(gòu)決定的電動勢系數(shù)。由直流他勵電機有調(diào)速方式有三種調(diào)速方式：改變電動機的電樞電壓的調(diào)速（調(diào)壓調(diào)速）、改變電動機的勵磁磁通的調(diào)速（調(diào)磁調(diào)速）、改變電動機的電樞回路串聯(lián)附加電阻調(diào)速。由于串電阻調(diào)速和弱磁調(diào)速都會使直流他勵電機的機械特性變軟，所以在實際應(yīng)用中我們通常采用的是調(diào)壓調(diào)速。第十二頁，共八十七頁，2022年，8月28日三種調(diào)速方法的性能與比較：

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（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。方法一：調(diào)節(jié)電樞供電電壓U。（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速）工作條件：保持勵磁為額定值；保持電阻R=Ra調(diào)節(jié)過程：改變電壓

調(diào)速特性：轉(zhuǎn)速下降，機械特性曲線平行下移。

第十三頁，共八十七頁，2022年，8月28日方法二：減弱勵磁磁通方法三、改變電樞回路電阻R。

工作條件：保持電壓U=UN；工作條件：保持勵磁為額定值，保持電壓U=UN；保持電阻R=Ra；調(diào)節(jié)過程：

增加電阻不變；

調(diào)速特性：轉(zhuǎn)速下降，機械特性曲線變軟。

調(diào)節(jié)過程：減小勵磁調(diào)速特性：恒功率調(diào)速轉(zhuǎn)速上升，機械特性曲線變軟。

第十四頁，共八十七頁，2022年，8月28日二、直流電動機的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的主要方式主要有三種：發(fā)電機-電動機系統(tǒng)、晶閘管-電動機系統(tǒng)、直流斬波和脈寬調(diào)速系統(tǒng)。1、發(fā)電機-電動機系統(tǒng)（G-M系統(tǒng)）2、晶閘管-電動機系統(tǒng)（U-M系統(tǒng)）用晶閘管觸發(fā)整流整流電路實現(xiàn)電樞電壓可調(diào)，從而達(dá)到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。改變控制角a，得一簇平行直線，這和G-M系統(tǒng)的特性很相似，如下圖所示。圖中電流較小的部分畫成虛線，表明這時電流波形可能斷續(xù)，上式已經(jīng)不適用了。

第十五頁，共八十七頁，2022年，8月28日三、直流調(diào)速系統(tǒng)主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)定系統(tǒng):當(dāng)擾動作用(或給定值發(fā)生變化)時，輸出量將會偏離原來的穩(wěn)定值，這時，由于反饋環(huán)節(jié)的作用，通過系統(tǒng)內(nèi)部的自動調(diào)節(jié)，系統(tǒng)可能回到(或接近)原來的穩(wěn)定(或跟隨給定值)穩(wěn)定下來。不穩(wěn)定系統(tǒng):由于內(nèi)部的相互作用，使系統(tǒng)出現(xiàn)發(fā)散而處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

直流調(diào)速系統(tǒng)主要性能指標(biāo)是衡量調(diào)速性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)，也是直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計和實際運行中的主要指標(biāo)。包括靜態(tài)性能指標(biāo)和動態(tài)性能指標(biāo)1、靜態(tài)主要性能指標(biāo)（1）調(diào)速范圍D

：在額定負(fù)載下，生產(chǎn)機械要求電動機最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比。

（2）靜差率s

：

電動機由理想空載轉(zhuǎn)速到額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)速降，與其理想空載轉(zhuǎn)速之比的百分?jǐn)?shù)。

第十六頁，共八十七頁，2022年，8月28日調(diào)速范圍D和靜差率s之間的關(guān)系：（3）平滑性：

在調(diào)速范圍內(nèi)，相鄰的兩級轉(zhuǎn)速相差越小，則調(diào)速愈平滑。平滑的程度用平滑系數(shù)φ來表征。φ越接近1，則平滑性越好。φ=1時成為無極調(diào)速，此時轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，級數(shù)無窮多，調(diào)速的平滑性最好。

2、動態(tài)性能指標(biāo)給定控制信號作用下的動態(tài)性能指標(biāo)上升時間tr：從加上階躍給定的時刻起到系統(tǒng)輸出量第一次達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需的時間調(diào)節(jié)時間tT：調(diào)節(jié)時間是系統(tǒng)輸出量進(jìn)入并一直保持在離穩(wěn)態(tài)值的允許誤差帶內(nèi)所需要的時間。

最大超調(diào)量：是輸出量的大偏差與輸出穩(wěn)態(tài)值之比。最大超調(diào)量反映了系統(tǒng)的動態(tài)精度，最大超調(diào)量越小，則說明系統(tǒng)過渡過程進(jìn)行得越平穩(wěn)。

第十七頁，共八十七頁，2022年，8月28日（2）擾動信號作用下的動態(tài)性能指標(biāo)最大動態(tài)速降δm恢復(fù)時間ts

四、晶閘管-電動機系統(tǒng)的開環(huán)機械特性n=Udomcosα/CeΦ-(Rn+Rd)Id/CeΦ=no-Δn

第十八頁，共八十七頁，2022年，8月28日五、調(diào)速系統(tǒng)中的常用調(diào)節(jié)器

1、比例調(diào)節(jié)器（P調(diào)節(jié)器）Kp=Rf/R1Uo=-Rf/R1Ui

2、積分調(diào)節(jié)器（I調(diào)節(jié)器）Uo=-1/τ∫Uidt

3、比例積分調(diào)節(jié)器（PI調(diào)節(jié)器）Uo=-（KpUi+1/τ∫Uidt）

六、調(diào)速系統(tǒng)中常用的電平檢測器

1、電平檢測器

2、帶正反饋的電平檢測器

七、調(diào)速系統(tǒng)中常用檢測裝置

調(diào)速系統(tǒng)中經(jīng)常用到轉(zhuǎn)速、電流、電壓等反饋信號，這些反饋信號都是通過相應(yīng)的檢測裝置來獲得的。

1、電流檢測裝置

交流電流互感器和直流電流互感器

2、轉(zhuǎn)速檢測裝置

測速發(fā)電機和光電編碼器

3、直流電壓檢測裝置

電子式直流電壓變換器和霍爾元件式直流電壓變換器

第十九頁，共八十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)一、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

由轉(zhuǎn)速給定、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR、觸發(fā)器CF、晶閘管變流器、測速發(fā)電機TG等組成。本閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)只有一個轉(zhuǎn)速反饋環(huán)，故成為單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。1、工作原理和靜特性

閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實質(zhì)在于它的自動調(diào)節(jié)作用，在于它能隨著負(fù)載的變化而相應(yīng)地改變整流電壓，而開環(huán)系統(tǒng)不能自動調(diào)節(jié)。以負(fù)載增大為例，閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)過程如下：

第二十頁，共八十七頁，2022年，8月28日2、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性n=KpKuUgn/CeΦ(1+K)-R*Id/CeΦ(1+K)=nob-ΔnbK=KpKuUgn/CeΦ總結(jié):具有比例調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本性質(zhì)，強調(diào)指出：有靜差系統(tǒng)的概念。這種系統(tǒng)是以存在偏差為前提的，反饋環(huán)節(jié)只是檢測偏差，減小偏差，而不能消除偏差，因此它是有靜差調(diào)速系統(tǒng)。全面地看，反饋控制系統(tǒng)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，則緊緊地跟隨這給定作用，對給定信號的任何變化都是惟命是從的。而系統(tǒng)精度依賴于給定和反饋精度.

3、開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的比較1)在轉(zhuǎn)速給定電壓Ugn相同時，開環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速nok為閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速nob的（1+K）。2）閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比開環(huán)系統(tǒng)靜特性硬，在相同負(fù)載電流條件下，閉環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降Δnb僅為開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降Δnk的1/（1+K）。3）當(dāng)nob=nok時，閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率Sb僅為開環(huán)系統(tǒng)的靜差率Sk1/（1+K）。4）當(dāng)系統(tǒng)靜差率S要求一定時，閉環(huán)系統(tǒng)可大大提高調(diào)速范圍D。當(dāng)開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)電動機的最高轉(zhuǎn)速都為ne，而最低靜差率的要求相同時，閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達(dá)開環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍（1+K）倍。5)閉環(huán)系統(tǒng)對包圍在閉環(huán)系統(tǒng)前向通道中各種擾動的影響具有抑制作用。第二十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日4、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差調(diào)速系統(tǒng)

如果轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR采用比例積分調(diào)節(jié)器時，由于比例積分調(diào)節(jié)器不僅依靠ΔU本身，而且依靠ΔU的積累進(jìn)行調(diào)節(jié)，故能實現(xiàn)無靜差調(diào)速。負(fù)載變化時的調(diào)節(jié)過程：假設(shè)負(fù)載突然增加，電動機轉(zhuǎn)速下降，ΔU大于零，比例積分調(diào)節(jié)器中比例部分立即起作用，輸出為KpΔU,使晶閘管變流器輸出電壓增加,使電動機的轉(zhuǎn)速緩慢下降并迅速上升。隨著轉(zhuǎn)速的回升且接近原轉(zhuǎn)速時，比例調(diào)節(jié)作用越來越小。在調(diào)節(jié)過程的后期，積分調(diào)節(jié)起主要作用，依靠它來最后消除轉(zhuǎn)速偏差。

無靜差調(diào)速系統(tǒng)只有在靜態(tài)下無差，而在動態(tài)過程中是有差的。無靜差調(diào)速系統(tǒng)理論上是無差的，由于運算放大器、測速發(fā)電機等原因，實際上是有差的。第二十二頁，共八十七頁，2022年，8月28日二、帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

第二十三頁，共八十七頁，2022年，8月28日1、問題的提出根據(jù)直流電動機電樞回路的平衡方程式可知，電樞電流Id為：當(dāng)電機起動時，由于存在機械慣性，所以不可能立即轉(zhuǎn)動起來，即n=0，則其反電動勢E=0。這時起動電流為：它只與電樞電壓Ud和電樞電阻Ra有關(guān)。由于電樞電阻很小，所以起動電流是很大的。為了避免起動時的電流沖擊，在電壓不可調(diào)的場合，可采用電樞串電阻起動，在電壓可調(diào)的場合則采用降壓起動——在調(diào)速系統(tǒng)中如何處理。第二十四頁，共八十七頁，2022年，8月28日另外，有些生產(chǎn)機械的電動機可能會遇到堵轉(zhuǎn)情況。例如由于故障造成機械軸被卡住，或挖土機工作時遇到堅硬的石頭等。在這此情況下，由于閉環(huán)系統(tǒng)的機械特性很硬，若沒有限流環(huán)節(jié)的保護，電樞電流將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過允許值。

第二十五頁，共八十七頁，2022年，8月28日2、電流截止負(fù)反饋的作用：

可以通過一個電壓比較環(huán)節(jié)，使電流負(fù)反饋環(huán)節(jié)只有在電流超過某個允許值(稱為閾值)時才起作用，這就是電流截止負(fù)反饋。

第二十六頁，共八十七頁，2022年，8月28日3、電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的組成工作原理挖土機特性額定電流時堵轉(zhuǎn)電流時的實際特性堵轉(zhuǎn)電流時理想特性Idn1）當(dāng)Id較小,即IdRc≤Uo時，則二極管VD截止，電流截止負(fù)反饋不起作用。2）當(dāng)Id較大，即IdRc≥U0時，則二極管VD導(dǎo)通，電流截止負(fù)反饋起作用，ΔU減小，Ud下降，Id下降到允許最電流。第二十七頁，共八十七頁，2022年，8月28日三、電壓負(fù)反饋和電流正反饋直流調(diào)速系統(tǒng)1、電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)這種系統(tǒng)利用電阻和電位器并聯(lián)在電動機電樞兩端取出電壓反饋信號Ufu替代測速發(fā)電機。Ud=Udo-IdRn,Ud=CeΦ+IdRd當(dāng)電流增加時，由于主回路中Rn的電阻壓降增加，使電動機電樞電壓Ud下降，轉(zhuǎn)速下降。電壓反饋電壓Ufu減小，電壓調(diào)節(jié)器輸入偏差電壓ΔU=Ugn-Ufu增加，Udo增加，以補償主回路中Rn的電阻壓降，使電動機轉(zhuǎn)速上升。電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)實際上是一個電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。電壓負(fù)反饋只能克服主回路中Rn的電阻壓降，而不能克服電樞電阻引起的轉(zhuǎn)速降和勵磁變化引起的轉(zhuǎn)速變化。因此，它的性能指標(biāo)比轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)差。2、帶電流正反饋的電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)為了提高電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性的硬度，減小靜態(tài)速降，在電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)引入電流正反饋，補償電樞電阻引起的轉(zhuǎn)速降。第二十八頁，共八十七頁，2022年，8月28日電流正反饋的工作原理：當(dāng)負(fù)載電流增加時，電流正反饋電壓Ufi增加，調(diào)節(jié)器電壓ΔU=Ugn-Ufu+Ufi增加，Udo增加，以補償電樞電阻引起的轉(zhuǎn)速降，從而使系統(tǒng)的靜特性硬度增加，減小靜態(tài)速降。Idn12341轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的特性；2帶電流正反饋的電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的特性；3電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的特性；4開環(huán)系統(tǒng)的機械特性第二十九頁，共八十七頁，2022年，8月28日第三節(jié)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)一、系統(tǒng)組成前面我們已經(jīng)講過，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)是一種以存在偏差為前提并依據(jù)偏差對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)雖然可以用PI調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)系統(tǒng)的無靜差調(diào)速，但同時也給系統(tǒng)的帶來了不利的影響。如前例中，動態(tài)響應(yīng)中的上升時間和調(diào)節(jié)時間變長等問題。然而在實際的生產(chǎn)過程中，有許多生產(chǎn)機械很大一部分時間是工作在過渡過程中。即它們被要求頻繁地起動，或總是處于正反轉(zhuǎn)切換狀態(tài)。因此為了提高生產(chǎn)效率，我們就要求這樣的調(diào)速系統(tǒng)要有盡可能短的過渡過程。為了解決調(diào)速系統(tǒng)無靜差與快速響應(yīng)之間的矛盾，及提高系統(tǒng)的過載能力，我們采用了速度和電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。第三十頁，共八十七頁，2022年，8月28日電流截止負(fù)反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)最佳理想起動過程最佳理想起動過程:在電機最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限制條件下，希望充分利用電機的允許過載能力，最好是在過渡過程中始終保持電流（轉(zhuǎn)矩）為允許的最大值。

改進(jìn)思路：為了獲得近似理想的過渡過程，并克服幾個信號綜合在一個調(diào)節(jié)器輸入端的缺點，最好的辦法就是將主要的被調(diào)量轉(zhuǎn)速與輔助被調(diào)量電流分來加以控制，用兩個調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，構(gòu)成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。

第三十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日由轉(zhuǎn)速負(fù)反饋與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR組成轉(zhuǎn)速環(huán)（外環(huán)），由電流負(fù)反饋與電流調(diào)節(jié)器組成電流環(huán)ACR（內(nèi)環(huán)）。第三十二頁，共八十七頁，2022年，8月28日二、突加給定起動過程分析Un*=0,Ui=0,Uct=0,n=0,Ui*=0,a＝90,Ud0=0，當(dāng)輸入階躍信號時，系統(tǒng)進(jìn)入起動過程。按照轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR在起動過程中經(jīng)歷的不飽和、飽和、退飽和三種情況，整個動態(tài)過程分成圖中標(biāo)明的I、II、III三個階段。第I階段

電流上升階段（0~t1）

突加Un*→ΔUn很大→ASR迅速飽和→Ui*＝Uim*→Uct、Ud0、Id迅速上升→n上升→Id↑≈Idm時，Ui＝Uim*。在本階段：ASR由不飽和迅速飽和（Un增長慢）。ACR不飽和（Ui增長快）。第II階段

恒流升速階段（t1~t2）

ASR飽和→Ui*≈Uim*→Id≈Idm→電機以恒加速度上升（n線性上升至n*）n↑→E↑→Id↓→Ui↓→ΔUi↑→Uct↑→Ud0↑→Id↑（Id維持Idm不變）在本階段中：（1）由于n的線性增長，使E為一個線性漸增的干擾量，ACR起調(diào)節(jié)作用，使Uct和Ud0基本上線性增長；（2）調(diào)整過程中，Id略低于Idm，保證ΔU>0,Uct線性上升。恒流升速階段是起動過程中的主要階段。第Ⅲ階段

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段（t2以后）

ΔUn＝0(n＝n*)→ASR仍飽和→Ui≈Uim*→Id≈Idm>IL→n↑>n*→ΔUn<0→ASR退飽和→Ui*↓<Uim*→Id↓→Id<IL→n↓→n∞（轉(zhuǎn)速可能會經(jīng)過幾次振蕩，但轉(zhuǎn)速環(huán)會進(jìn)行調(diào)節(jié)）第三十三頁，共八十七頁，2022年，8月28日

突加給定的起動過程中的第I、II階段，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR處于飽和限幅狀態(tài)，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)運行，不起調(diào)節(jié)作用，而僅有電流調(diào)節(jié)器ACR起恒流調(diào)節(jié)作用，電動機以最大允許電流等加速起動。在第III階段才參與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作用。三、在擾動作用下的動態(tài)過程分析1、突加負(fù)載時的動態(tài)過程分析1）轉(zhuǎn)速下降階段2）轉(zhuǎn)速回升階段3）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段2、電源電壓波動時的動態(tài)調(diào)節(jié)過程

電源電壓波動時，晶閘管變流器輸出電壓也隨之變化，由于電動機機電慣性緣故，從而首先引起電樞電流的改變，電流負(fù)反饋電壓也隨之改變。通過電流調(diào)節(jié)器ACR調(diào)節(jié)作用，輸出電壓變化補償電源電壓的波動，以維持電樞電流不變。第三十四頁，共八十七頁，2022年，8月28日四、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用1、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的作用1）使轉(zhuǎn)速跟隨給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)無靜差2）突加負(fù)載時轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR和電流調(diào)節(jié)器ACR均參與調(diào)節(jié)作用，但轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR處于主導(dǎo)作用，對負(fù)載變化起抗擾作用。3）其輸出電壓限幅值決定允許最大電流。2、電流調(diào)節(jié)器ACR的作用1）起動過程時保證獲得允許最大電流。2）在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，使電流跟隨其給定電壓變化。3）電源電壓波動時的及時抗擾作用，使電動機轉(zhuǎn)速幾乎不受電源電壓波動的影響。4）當(dāng)電動機過載、堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，從而起到安全保護作用。第三十五頁，共八十七頁，2022年，8月28日五、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)點1、具有良好的靜特性(接近理想的“挖土機特性”)。2、具有較好的動態(tài)特性，起動時間短(動態(tài)響應(yīng)快)，超調(diào)量也較小。3、系統(tǒng)抗擾動能力強，電流環(huán)能較好地克服電網(wǎng)電壓波動的影響，而速度環(huán)能抑制被它包圍的各個環(huán)節(jié)擾動的影響，并最后消除轉(zhuǎn)速偏差。4、由兩個調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)電流和轉(zhuǎn)速。這樣，可以分別進(jìn)行設(shè)計，分別調(diào)整(先調(diào)好電流環(huán)，再調(diào)速度環(huán))，調(diào)整方便。第三十六頁，共八十七頁，2022年，8月28日第十七單元復(fù)習(xí)題一.判斷題6.要改變直流電動機的轉(zhuǎn)向，可以同時改變電樞電壓和勵磁電壓的極性。(×)7.直流電動機改變電樞電壓調(diào)速是恒功率調(diào)速，弱磁調(diào)速是恒轉(zhuǎn)矩率調(diào)速（√）8.靜差率與機械特性硬度以及理想空載轉(zhuǎn)速有關(guān)，機械特性越硬，靜差率越大（×）9.當(dāng)系統(tǒng)的機械特性硬度相同時，理想空載轉(zhuǎn)速越低靜差率越小（×）10.如系統(tǒng)低速時的靜差率能滿足要求，則高速時的靜差率肯定滿足要求（√）11.調(diào)速范圍是指電動機在空載情況下，電動機的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比（×）12.調(diào)節(jié)放大器的輸出外限幅電路中的降壓電阻R可以不用。（×）13.晶閘管—電動機系統(tǒng)的主回路電流連續(xù)時，開環(huán)機械特性曲線是互相平行的，其斜率是不變的（√）14.對積分調(diào)節(jié)器來說，當(dāng)輸入電壓為零時，輸出電壓保持在輸入電壓為零前的那個瞬間的輸出值（√）15.比例積分調(diào)節(jié)器，其比例調(diào)節(jié)作用，可以使得系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度加快；而積分調(diào)節(jié)作用，又使得系統(tǒng)基本上無靜差（√）16.比例積分調(diào)節(jié)器的等效放大倍數(shù)，在靜態(tài)與動態(tài)過程是不相同（√）17.無靜差調(diào)速系統(tǒng)在靜態(tài)與動態(tài)過程中都是無差（×）第三十七頁，共八十七頁，2022年，8月28日18.在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)中若要使開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速相同，則閉環(huán)時給定電壓比開環(huán)時給定電壓相應(yīng)地提高1+K倍（√）19.電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)對直流電動機電樞電阻、勵磁電流變化帶來的轉(zhuǎn)速變化無法調(diào)節(jié)（√）23.轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)能夠有效地抑制一切被包圍在負(fù)反饋環(huán)內(nèi)的擾動作用（√）24.轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)對直流電動機電樞電阻、勵磁電流變化帶來的轉(zhuǎn)速變化無法進(jìn)行調(diào)節(jié)。（√）25.轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速精度依賴于轉(zhuǎn)速給定電源和轉(zhuǎn)速反饋檢測裝置的精度。（√）26.電流截止負(fù)反饋是一種只在調(diào)速系統(tǒng)主電路過電流下起負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用的方法，用來限制主回路過電流（√）27.電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速精度要比轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)好些（×）28.電流正反饋反映的物理量是電機負(fù)載的大小，而不是被調(diào)整量電壓或速度的大?。ā蹋?9.電流正反饋是一種對系統(tǒng)擾動量進(jìn)行補償控制的調(diào)節(jié)方法。(√)第三十八頁，共八十七頁，2022年，8月28日31.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出電壓是系統(tǒng)轉(zhuǎn)速給定電壓（×）32.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)試時，一般先調(diào)試電流環(huán)再調(diào)試轉(zhuǎn)速環(huán)（√）33.速度電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，在突加負(fù)載時，調(diào)節(jié)作用主要靠電流調(diào)節(jié)器來消除轉(zhuǎn)速偏差（×）34.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)在電源電壓波動時的抗擾作用主要通過電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)作用。（√）35.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)在突加負(fù)載時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器兩者均參加調(diào)節(jié)作用，但轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR處于主導(dǎo)作用（√）36.轉(zhuǎn)速,電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng),在突加給定電壓啟動過程中第1,2階段,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器處于飽和狀態(tài).(√)37.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)包括電流環(huán)和速度環(huán).電流環(huán)為外環(huán),速度環(huán)為內(nèi)環(huán).(×)39.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試時,一般是先調(diào)試電流環(huán),再調(diào)試轉(zhuǎn)速環(huán).(√)53.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在突加給定起動第二階段，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（√）54.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，在突加給定起動過程中電流調(diào)節(jié)器不能飽和，而應(yīng)處于線性工作狀態(tài)。（√）第三十九頁，共八十七頁，2022年，8月28日二.單項選擇題

5.調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍和靜差率這兩個指標(biāo)（B）A.互不相關(guān)B.相互制約C.相互補充D.相互平等6.在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，（C）調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能優(yōu)于帶電流正反饋的電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)A.轉(zhuǎn)速負(fù)反饋加電流負(fù)反饋B.電壓負(fù)反饋C.轉(zhuǎn)速負(fù)反饋D.開環(huán)7.電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)通過穩(wěn)定直流電動機電樞電壓來到達(dá)穩(wěn)定電動機轉(zhuǎn)速的目的，其原理是電樞電壓的變化與（A）A.轉(zhuǎn)速的變化成正比B.轉(zhuǎn)速的變化成反比C.轉(zhuǎn)速的變化平方成正比 D.轉(zhuǎn)速的變化平方成反比8.當(dāng)理想空載轉(zhuǎn)速n0一定時，機械特性越硬，靜差率S（A）A.越小B.越大C.不變D.可以任意確定9.在直流調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電流截止負(fù)反饋參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用時，說明調(diào)速系統(tǒng)主電路電流（A）A.過大B.正常C.過小D.較小10.晶閘管——電動機系統(tǒng)的主回路電流斷續(xù)時，其開環(huán)機械特性（A）A.變軟B.變硬C.不變D.變軟或變硬11.晶閘管——電動機系統(tǒng)的主回路電流斷續(xù)時，其開環(huán)機械特性具有（C）A.電樞電壓越高，特性硬度越軟B.理想空載轉(zhuǎn)速不變，特性硬度顯著變軟C.理想空載轉(zhuǎn)速升高，特性硬度顯著變軟D.隨著負(fù)載逐步減小，特性硬度逐漸變硬12.在采用有續(xù)流二極管的三相半控橋整流電路對直流電動機供電的調(diào)速系統(tǒng)中，其主電路電流的檢測應(yīng)采用（B）A.交流電流互感器B.直流電流互感器C.交流電流互感器或直流電流互感器D.電壓互感器13.當(dāng)輸入電壓相同時，積分調(diào)節(jié)器的積分時間越大，則輸出電壓上升斜率（A）A.越小B.越大C.不變D.可大可小第四十頁，共八十七頁，2022年，8月28日14.對于積分調(diào)節(jié)器，當(dāng)輸出量為穩(wěn)定值時，其輸入量（A）A.為零B.不為零C.為正值D.為負(fù)值15.在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)中，閉環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)轉(zhuǎn)速降為開環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)轉(zhuǎn)速降的（D）倍A.1+2KB.1+KC.1/（1+2K）D.1/（1+K）16.在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)中，若要使開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速相同，則閉環(huán)時給定電壓要比開環(huán)時給定電壓相應(yīng)地提高（B）倍A.2+KB.1+KC.1/（2+k）D.1/（1+K）17.在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)中，當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速和開環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速相同時,閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率為開環(huán)系統(tǒng)靜差率的（D）倍。（A）1+K（B）1+2K（C）1/(1+2K)（D）1/(1+K)18.轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)對檢測反饋元件和給定電壓造成的轉(zhuǎn)速擾動（A）補償能力A.沒有B.有C.對前者有補償D.對前者無補償，對后者有19.轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器釆用(A)A.比例積分調(diào)節(jié)器B.比例調(diào)節(jié)器C.微分調(diào)節(jié)器D.調(diào)節(jié)器20.直流調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載增加以后轉(zhuǎn)速下降，可通過負(fù)反饋環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)作用使轉(zhuǎn)速有所回升，系統(tǒng)調(diào)節(jié)前后，電動機主電路電流將（A）A.增加B.減小C.不變D.不能確定20.直流調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載增加以后轉(zhuǎn)速下降，可通過負(fù)反饋環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)作用使轉(zhuǎn)速有所回升，系統(tǒng)調(diào)節(jié)前后，電動機主電路電流將（A）A.增加B.減小C.不變D.不能確定第四十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日21.在直流調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載增加以后轉(zhuǎn)速下降，可通過負(fù)反饋環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)作用使轉(zhuǎn)速有所回升。系統(tǒng)調(diào)節(jié)前后，電動機電樞電壓將（A）A.增大B.減少C.不變D.不能確定22.在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載變化時，電動機轉(zhuǎn)速也跟著變化，其原因是（B）A.整流電壓的變化B.電樞回路電壓降的變化C.控制角的變化D.溫度的變化23.電流截止負(fù)反饋的截止方法不僅可以用獨立電源的電壓比較法，而且也可以在反饋回路中對接一個（D）來實現(xiàn)A.晶閘管B.三極管C.單結(jié)晶管D.穩(wěn)壓管24.帶有電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的調(diào)速系統(tǒng)為了使電流截止負(fù)反饋參與調(diào)節(jié)后機械特性曲線下垂段更徒一些，應(yīng)把負(fù)反饋取樣電阻阻值選得（A）A.大一些B.小一些C.接近無窮大D.等于零25.電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)對主電路中電阻Rn和電樞電阻Rd產(chǎn)生電阻壓降引起轉(zhuǎn)速降（C）補償能力A.沒有B.有C.對前者有補償能力對后者無D.對前者無補償能力對后者有26.在電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中加入電流正反饋的作用是當(dāng)負(fù)載電流增加時，晶閘管變流器輸出電壓（B）從而轉(zhuǎn)速降減少，系統(tǒng)的靜特性變硬A.減少B.增加C.不變D.微減少第四十二頁，共八十七頁，2022年，8月28日27.電壓負(fù)反饋加電流正反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流正反饋環(huán)節(jié)（A）反饋環(huán)節(jié)

A.是補償環(huán)節(jié)而不是B.不是補償環(huán)節(jié)而是C.是補償環(huán)節(jié)也是D.不是補償環(huán)節(jié)也不是28.在電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中加入電流正反饋的作用是利用電流的增加，從而使轉(zhuǎn)速降落（A）機械特性變硬

A.減少B.增大C.不變D.微增大29.無靜差調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)原理是（B）

A.依靠偏差B.依靠偏差對時間的積累

C.依靠偏差對時間的記憶D.依靠偏差的記憶30.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)包括電流環(huán)和速度環(huán),其中兩環(huán)之間關(guān)系是(A).A.電流環(huán)為內(nèi)環(huán),速度環(huán)為外環(huán)B.電流環(huán)為外環(huán),速度環(huán)為內(nèi)環(huán)

C.電流環(huán)為內(nèi)環(huán),速度環(huán)也為內(nèi)環(huán)D.電流環(huán)為外環(huán),速度環(huán)也為外環(huán)31.在轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試中，當(dāng)轉(zhuǎn)速給定電壓為額定給定值，而電動機轉(zhuǎn)速低于所要求的額定值，此時應(yīng)（B）A.增加轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電壓值B.減小轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電壓值

C.增加轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出電壓限幅值D.減小轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出電壓限幅值第四十三頁，共八十七頁，2022年，8月28日31.在轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試中，當(dāng)轉(zhuǎn)速給定電壓為額定給定值，而電動機轉(zhuǎn)速低于所要求的額定值，此時應(yīng)（B）A.增加轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電壓值B.減小轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電壓值

C.增加轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出電壓限幅值D.減小轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出電壓限幅值32.在轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，如要使主回路最大允許電流值減小，應(yīng)使（C）A.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出電壓限幅值增加B.電流調(diào)節(jié)器輸出電壓限幅值增加C.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出電壓限幅值減小D.電流調(diào)節(jié)器輸出電壓限幅值減小33.速度、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在突加給定電壓啟動過程中第1、2階段，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器處于（D）狀態(tài)A.調(diào)節(jié)B.零C.截止D.飽和34.速度電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，在起動時調(diào)節(jié)作用主要靠（A）調(diào)節(jié)器A.電流B.速度C.負(fù)反饋電壓D.電流速度兩個35.速度、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，在突加負(fù)載時調(diào)節(jié)作用主要靠（B）調(diào)節(jié)器來消除轉(zhuǎn)速偏差A(yù).電流B.轉(zhuǎn)速C.電壓D.電壓、電流兩個36.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，在電源電壓波動時的抗擾作用主要通過（A）調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)。（A）電流（B）轉(zhuǎn)速（C）電壓（D）電壓、電流兩個37.速度、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，在系統(tǒng)過載或堵轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器處于（B）A.調(diào)節(jié)狀態(tài)B.飽和狀態(tài)C.截止?fàn)顟B(tài)D.線性調(diào)節(jié)狀態(tài)第四十四頁，共八十七頁，2022年，8月28日43.測速發(fā)電機有交流、直流兩種，通常采用直流測速發(fā)電機。直流測速發(fā)電機有他勵式和（A）兩種A.永磁式B.自勵式C.復(fù)勵式D.串勵式44.直流測速發(fā)電機電樞繞組的電勢大小與轉(zhuǎn)速（A）A.成正比關(guān)系B.成反比關(guān)系C.無關(guān)D.關(guān)系不大62.當(dāng)采用一個電容器和兩個燈泡組成的相序測試器時,如電容器所接為A相,則(A).A.燈泡亮的一相為B相B.燈泡暗的一相為B相C.燈泡亮的一相為C相D.燈泡暗的一相可能為B相也可能為C相63.用查線讀圖法分析電氣原理圖，首先應(yīng)分析(A)A.主電路B.控制回路C.聯(lián)鎖保護回路D.輔助電路第四十五頁，共八十七頁，2022年，8月28日三.多選題1.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用有（A、B、C、D）A.使轉(zhuǎn)速n跟隨給定電壓Un變化B.穩(wěn)態(tài)無靜差C.對負(fù)載變化起抗擾作用D.其輸出限幅值決定允許的最大電流E.對電網(wǎng)電壓起抗擾作用2.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)中，電流調(diào)節(jié)器的作用是（A、B、C、D）A.對電網(wǎng)電壓波動起及時抗擾作用B.起動時保證獲得允許的最大電流

C.在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，使電流跟隨其給定電壓的變化D.當(dāng)電機過載或堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值E.對負(fù)載變化起到抗擾作用3.直流電動機的調(diào)速方法有（A、B、C）A.改變電動機的電樞電壓調(diào)速B.改變電動機的勵磁電流調(diào)速C.改變電動機的電樞回路串聯(lián)附加電阻調(diào)速D.改變電動機的電樞電流調(diào)速4.晶閘管可控整流供電的直流電動機當(dāng)電流斷續(xù)時，其機械特性具有（A、C）特點（A）n0升高（B）n0下降（C）機械特性顯著變軟（D）機械特性硬度保持不變5.積分調(diào)節(jié)器具有（A、B、C）特性A.延緩性B.記憶性C.積累性D.快速性第四十六頁，共八十七頁，2022年，8月28日6.無靜差調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器可采用（A、B）A.比例積分調(diào)節(jié)器B.積分調(diào)節(jié)器C.比例調(diào)節(jié)器D.微分調(diào)節(jié)器7.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動過程有（A、B、C）階段A.電流上升B.恒流升速C.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)D.電壓調(diào)節(jié)8.電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)對（ADE）等擾動所引起的轉(zhuǎn)速降有補償能力。A.晶閘管變流器內(nèi)阻電壓降B、電動機的勵磁電流變化C.電樞電阻Rd電壓降D、電壓調(diào)節(jié)器放大系數(shù)變化E、電源電壓的波動10.直流調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)指標(biāo)有（A、C）A.調(diào)速范圍B.機械硬度C.靜差率D.轉(zhuǎn)速11.直流調(diào)速系統(tǒng)中,給定控制信號作用下的動態(tài)性能指標(biāo)(即跟隨性能指標(biāo))有（ABD）。（A）上升時間（B）超調(diào)量（C）最大動態(tài)速降（D）調(diào)節(jié)時間(E)恢復(fù)時間第四十七頁，共八十七頁，2022年，8月28日四.簡答題3.直流調(diào)速系統(tǒng)有哪些主要性能指標(biāo)?答：直流調(diào)速系統(tǒng)主要性能指標(biāo)包括靜態(tài)性能指標(biāo)和動態(tài)性能指標(biāo)兩個部分。靜態(tài)性能指標(biāo)主要有調(diào)速范圍D、靜差率S。動態(tài)性能指標(biāo)分成給定控制信號和擾動信號作用下兩類性能指標(biāo)。給定控制信號作用下的動態(tài)性能指標(biāo)有上升時間tr,調(diào)節(jié)時間tT（亦稱過渡過程時間）和超調(diào)量σ％等。擾動信號作用下的動態(tài)性能指標(biāo)有最大動態(tài)速降、恢復(fù)時間ts等。4.比例積分調(diào)節(jié)器具有哪些特點?答：PI調(diào)節(jié)器的輸出電壓Usc由兩部分組成。第一部分KpUsr是比例部分，第二部分是積分部分。當(dāng)t=0突加Usr瞬間，電容C相當(dāng)于短路，反饋回路只有電阻Rf，此時相當(dāng)于P調(diào)節(jié)器，輸出電壓Usc=－KpUsr，隨著電容C被充電開始積分，輸出電壓Usc線性增加，只要輸入電壓Usr繼續(xù)存在，Usc一直增加到飽和值（或限幅值）為止。5.試說明轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)工作原理.答：轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速給定、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR、觸發(fā)器CF、晶閘管變流器U、測速發(fā)電機TG等組成。當(dāng)電動機負(fù)載TL增加時，電樞電流Id也增加，電樞回路壓降增加，電動機轉(zhuǎn)速下降，則轉(zhuǎn)速反饋電壓Ufn也相應(yīng)下降，而轉(zhuǎn)速給定電壓Ugn不變，△U=Ugn—Ufn增加。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸出電壓Uc增加，使控制角減小，晶閘管整流裝置輸出電壓Ud增加，于是電動機轉(zhuǎn)速便相應(yīng)自動回升，起調(diào)節(jié)過程可簡述為：TL↑→Id↑→Id(RΣ+Rd)↑→n↓→Ufn↓→△U↑→Uc↑→α↓→Ud↑→n↑第四十八頁，共八十七頁，2022年，8月28日6.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器,電流調(diào)節(jié)器起什么作用?答：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用：（1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的作用

1）使轉(zhuǎn)速n跟隨轉(zhuǎn)速給定電壓Ugn變化，穩(wěn)態(tài)無靜差。2）突加負(fù)載時轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR和電流調(diào)節(jié)器ACR均參與調(diào)節(jié)作用，但轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR處于主導(dǎo)作用，對負(fù)載變化起抗擾作用。

3）其輸出電壓限幅值決定允許最大電流值。（2）電流調(diào)節(jié)器ACR的作用

1）起動過程時保證獲得允許最大電流。

2）在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，使電流跟隨其電流給定電壓Ugi變化。3）電源電壓波動時及時抗擾作用，使電動機轉(zhuǎn)速幾乎不受電源電壓波動的影響。4）當(dāng)電動機過載、堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，從而起到安全保護作用。第四十九頁，共八十七頁，2022年，8月28日第四節(jié)晶閘管-電動機可逆直流調(diào)速系統(tǒng)

有許多生產(chǎn)機械要求電動機既能正轉(zhuǎn)，又能反轉(zhuǎn)，而且常常還需要快速地起動和制動，這就需要電力拖動系統(tǒng)具有四象限運行的特性，也就是說，需要可逆的調(diào)速系統(tǒng)。第五十頁，共八十七頁，2022年，8月28日一、晶閘管可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的電路形式由T＝CmΦId知，改變電機轉(zhuǎn)矩方向有兩種方法：改變電樞電流Id的方向（電樞可逆）

Id→電樞可逆系統(tǒng)→改變Ud的方向?qū)崿F(xiàn)改變電機勵磁磁通Φ的方向（磁場可逆）

Φ→磁場可逆系統(tǒng)→改變If的方向?qū)崿F(xiàn)1、電樞可逆調(diào)速電路1）接觸器切換電樞可逆電路IMKMF閉合，電動機正轉(zhuǎn)；KMR閉合，電動機反轉(zhuǎn)第五十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日2）兩組晶閘管變流器組成的電樞可逆電路有兩種連接方式：一種為反并聯(lián)連接方式；另一種為交叉連接方式a)電路結(jié)構(gòu)MVRVFId-Id+--+--Idb)運行范圍-n-IdnO正向反向電樞可逆:

用于頻繁起制動、過渡過程時間短、中小容量生產(chǎn)機械上。優(yōu)點：電樞回路電感量小，時間常數(shù)?。s幾十ms），正反向切換快速性好。

缺點：需要兩套容量較大的VT整流裝置，投資大。特別是容量大的可逆系統(tǒng)更為突出。

第五十二頁，共八十七頁，2022年，8月28日2、磁場可逆電路改變勵磁電流的方向也能使電動機改變轉(zhuǎn)向。與電樞可逆電路一樣，可以采用接觸器切換方式，也可采用兩組晶閘管反并聯(lián)供電方式來改變勵磁方向。

MVId+-VRVFId-Id+--+--磁場可逆:適用于不要求快速正反轉(zhuǎn)的大容量可逆系統(tǒng)中（礦井提升機、電力機車）優(yōu)點：供電裝置功率小，容量較電樞可逆方案小的多，投資費用低、經(jīng)濟。

缺點：勵磁回路電感量大，時間常數(shù)大，系統(tǒng)反向過程緩慢；控制線路復(fù)雜，必須保證在換向過程中當(dāng)勵磁磁通接近于零時，電樞供點電壓為零（防止“飛車”）。第五十三頁，共八十七頁，2022年，8月28日二、晶閘管-電動機可逆系統(tǒng)的工作狀態(tài)1、直流電動機和晶閘管變流器的工作狀態(tài)VF處于整流狀態(tài)此時，f90°，Ud0fE，n

0電機從電路輸入能量作電動運行。當(dāng)電動機需要發(fā)電制動時，由于電機反電動勢的極性未變，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VF流通的。這時，可以利用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)。MVRVFId-Id+--+--兩組晶閘管反并聯(lián)可逆V-M系統(tǒng)的正組整流和反組逆變狀態(tài)R-+Ud0fM+-nEVF--第五十四頁，共八十七頁，2022年，8月28日VR處于逆變狀態(tài)此時，r90°，E>|Ud0r|，n

0

電機輸出電能實現(xiàn)發(fā)電制動。兩組晶閘管反并聯(lián)可逆系統(tǒng)的反組逆變狀態(tài)+-+--Ud0rRMnEVR--整流狀態(tài)晶閘管-電動機可逆系統(tǒng)工作在第一象限。逆變狀態(tài)晶閘管-電動機可逆系統(tǒng)工作在第二象限。Id-Idn反組逆變發(fā)電制動正組整流電動狀態(tài)O第五十五頁，共八十七頁，2022年，8月28日2、電樞反并聯(lián)可逆系統(tǒng)的工作狀態(tài)在可逆調(diào)速系統(tǒng)中，正轉(zhuǎn)運行時可利用反組晶閘管實現(xiàn)回饋制動，反轉(zhuǎn)運行時同樣可以利用正組晶閘管實現(xiàn)回饋制動。這樣，采用兩組晶閘管裝置的反并聯(lián)，就可實現(xiàn)電動機的四象限運行。

MVRVFId-Id+--+--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，由正組提供電動運行所需的整流供電，反組只提供逆變制動。這時，兩組晶閘管裝置的容量大小可以不同，反組只在短時間內(nèi)給電動機提供制動電流，并不提供穩(wěn)態(tài)運行的電流，實際采用的容量可以小一些。第五十六頁，共八十七頁，2022年，8月28日電樞反并聯(lián)可逆系統(tǒng)的工作狀態(tài)系統(tǒng)的工作狀態(tài)正向運行正向制動反向運行反向制動電樞端電壓極性++－－電樞電流極性+－－+電機旋轉(zhuǎn)方向++－－電機運行狀態(tài)電動回饋發(fā)電電動回饋發(fā)電晶閘管工作的組別和狀態(tài)正組整流反組逆變反組整流正組逆變機械特性所在象限一二三四第五十七頁，共八十七頁，2022年，8月28日三、可逆系統(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，如下圖中所示。反并聯(lián)可逆系統(tǒng)中的環(huán)流

MVRVFUd0f+--+Ud0rRrecRrecRa--~~Ic

—環(huán)流Id

—負(fù)載電流

第五十八頁，共八十七頁，2022年，8月28日環(huán)流的危害和利用：危害：一般地說，這樣的環(huán)流對負(fù)載無益，徒然加重晶閘管和變壓器的負(fù)擔(dān)，消耗功率，環(huán)流太大時會導(dǎo)致晶閘管損壞，因此應(yīng)該予以抑制或消除。利用：只要合理的對環(huán)流進(jìn)行控制，保證晶閘管的安全工作，可以利用環(huán)流作為流過晶閘管的基本負(fù)載電流，使電動機在空載或輕載時可工作在晶閘管裝置的電流連續(xù)區(qū)，以避免電流斷續(xù)引起的非線性對系統(tǒng)性能的影響。環(huán)流的分類：在不同情況下，會出現(xiàn)下列不同性質(zhì)的環(huán)流：（1）靜態(tài)環(huán)流兩組可逆線路在一定控制角下穩(wěn)定工作時出現(xiàn)的環(huán)流，其中又有兩類：直流平均環(huán)流——由晶閘管裝置輸出的直流平均電壓所產(chǎn)生的環(huán)流稱作直流平均環(huán)流。瞬時脈動環(huán)流——兩組晶閘管輸出的直流平均電壓差為零，但因電壓波形不同，瞬時電壓差仍會產(chǎn)生脈動的環(huán)流，稱作瞬時脈動環(huán)流。（2）動態(tài)環(huán)流僅在可逆系統(tǒng)處于過渡過程中出現(xiàn)的環(huán)流。第五十九頁，共八十七頁，2022年，8月28日四、邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)1、概述電樞反并聯(lián)可逆系統(tǒng)根據(jù)有無環(huán)流可分為有環(huán)流可逆系統(tǒng)和無環(huán)流可逆系統(tǒng)，無環(huán)流可逆系統(tǒng)又可分為邏輯無環(huán)流和錯位無環(huán)流。邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)是通過邏輯裝置來實現(xiàn)無環(huán)流，錯位無環(huán)流是利用錯開觸發(fā)脈沖位置的原理來實現(xiàn)無環(huán)流。當(dāng)無環(huán)流控制可逆系統(tǒng)的一組晶閘管工作時，另一組被封鎖，完全處于阻斷狀態(tài)，從根本上切斷了環(huán)流通路，既沒有直流平均環(huán)流，又沒有瞬時脈動環(huán)流。第六十頁，共八十七頁，2022年，8月28日2、可逆系統(tǒng)對邏輯裝置的基本要求3、邏輯裝置的基本組成第六十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日第六十二頁，共八十七頁，2022年，8月28日4、邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)工作過程第六十三頁，共八十七頁，2022年，8月28日第十九單元交流變頻調(diào)速系統(tǒng)引言

變頻調(diào)速是通過改變電動機定子供電頻率來改變同步轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)交流電動機調(diào)速的方法。異步電動機的轉(zhuǎn)速公式：

n=(1-S)60f/p=n1-Δn

式中：S為轉(zhuǎn)差率，f為電源頻率，n1為同步轉(zhuǎn)速，Δn為轉(zhuǎn)速降。如果定子供電電源頻率f，就可以改變電動機的同步轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)速n，這就是變頻調(diào)速的基本原理。

第六十四頁，共八十七頁，2022年，8月28日第一節(jié)基本概念一、異步電動機變頻調(diào)速的控制原則1、恒磁通控制方式和特性在進(jìn)行電機調(diào)速時，常須考慮的一個重要因素是：希望保持電機中每極磁通量m為額定值不變。如果磁通太弱，沒有充分利用電機的鐵心，是一種浪費；如果過分增大磁通，又會使鐵心飽和，從而導(dǎo)致過大的勵磁電流，嚴(yán)重時會因繞組過熱而損壞電機。對于直流電機，勵磁系統(tǒng)是獨立的，只要對電樞反應(yīng)有恰當(dāng)?shù)难a償，m保持不變是很容易做到的。在交流異步電機中，磁通m由定子和轉(zhuǎn)子磁勢合成產(chǎn)生，要保持磁通恒定就需要費一些周折了?？芍灰刂坪肊g和f1，便可達(dá)到控制磁通m的目的，對此，需要考慮基頻（額定頻率）以下和基頻以上兩種情況。第六十五頁，共八十七頁，2022年，8月28日

要保持m

不變，當(dāng)頻率f1從額定值f1N向下調(diào)節(jié)時，必須同時降低Eg。然而，繞組中的感應(yīng)電動勢是難以直接控制的，當(dāng)電動勢值較高時，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認(rèn)為定子相電壓Us≈

Eg。這是恒壓頻比的控制方式，也稱為恒轉(zhuǎn)矩控制方式。2、恒電流的控制方式和特性這種變頻調(diào)速保持定子電流為一恒值。3、恒功率的控制方式和特性這種變頻調(diào)速保持電動機的輸出功率為一恒值。在異步電動機的變頻調(diào)速中，為了得到寬的調(diào)速范圍，可以采用將恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速和恒功率變頻調(diào)速結(jié)合起來使用。在電動機轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速時（即基速以下），采用恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速。在電動機轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速時（即基速以上），恒功率變頻調(diào)速。第六十六頁，共八十七頁，2022年，8月28日二、變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制規(guī)律1、輸出電壓的調(diào)節(jié)方式輸出電壓的PAM控制：通過改變逆變器輸出電壓的幅值來改變輸出電壓。輸出電壓的PAM控制：通過改變其時間寬度來調(diào)節(jié)平均電壓的大小來改變輸出電壓。2、U/f比例控制方式3、轉(zhuǎn)差頻率控制方式它采用的是一種進(jìn)行速度反饋控制的閉環(huán)控制方式。其性能優(yōu)于U/f比例控制方式。4、矢量控制方式第六十七頁，共八十七頁，2022年，8月28日

三、變壓變頻器的分類從整體結(jié)構(gòu)上看，電力電子變壓變頻器可分為交-直-交和交-交兩大類。

1.交-直-交變壓變頻器交-直-交變壓變頻器先將工頻交流電源通過整流器變換成直流，再通過逆變器變換成可控頻率和電壓的交流，如下圖。交-直-交（間接）變壓變頻器

變壓變頻(VVVF)中間直流環(huán)節(jié)恒壓恒頻(CVCF)逆變DCACAC50Hz~整流第六十八頁，共八十七頁，2022年，8月28日

由于這類變壓變頻器在恒頻交流電源和變頻交流輸出之間有一個“中間直流環(huán)節(jié)”，所以又稱間接式的變壓變頻器。具體的整流和逆變電路種類很多，當(dāng)前應(yīng)用最廣的是由二極管組成不控整流器和由功率開關(guān)器件（P-MOSFET，IGBT等）組成的脈寬調(diào)制（PWM）逆變器，簡稱PWM變壓變頻器，如下圖所示。交-直-交PWM變壓變頻器變壓變頻(VVVF)中間直流環(huán)節(jié)恒壓恒頻(CVCF)PWM逆變器DCACAC50Hz~調(diào)壓調(diào)頻C第六十九頁，共八十七頁，2022年，8月28日

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，兩種類型的實際區(qū)別在于直流環(huán)節(jié)采用怎樣的濾波器。電壓源型和電流源型逆變器示意圖電壓源型逆變器（VoltageSourceInverter--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。電流源型逆變器（CurrentSourceInverter--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。LdIdCdUdUd++--a)電壓源逆變器b)電流源逆變器第七十頁，共八十七頁，2022年，8月28日2.交-交變壓變頻器

交-交變壓變頻器的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示，它只有一個變換環(huán)節(jié)，把恒壓恒頻（CVCF）的交流電源直接變換成VVVF輸出，因此又稱直接式變壓變頻器。有時為了突出其變頻功能，也稱作周波變換器（Cycloconveter）。

交-交（直接）變壓變頻器交－交變頻AC50Hz~ACCVCFVVVF第七十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)脈寬調(diào)制型變頻調(diào)速系統(tǒng)一、正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)技術(shù)1.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（Carrierwave），并用頻率和期望波相同的正弦波作為調(diào)制波（Modulationwave），當(dāng)調(diào)制波與載波相交時，由它們的交點確定逆變器開關(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。第七十二頁，共八十七頁，2022年，8月28日PWM調(diào)制原理按照波形面積相等的原則，每一個矩形波的面積與相應(yīng)位置的正弦波面積相等，因而這個序列的矩形波與期望的正弦波等效。這種調(diào)制方法稱作正弦波脈寬調(diào)制（Sinusoidalpulsewidthmodulation，簡稱SPWM），這種序列的矩形波稱作SPWM波。第七十三頁，共八十七頁，2022年，8月28日2.SPWM控制方式如果在正弦調(diào)制波的半個周期內(nèi)，三角載波只在正或負(fù)的一種極性范圍內(nèi)變化，所得到的SPWM波也只處于一個極性的范圍內(nèi)，叫做單極性控制方式。如果在正弦調(diào)制波半個周期內(nèi)，三角載波在正負(fù)極性之間連續(xù)變化，則SPWM波也是在正負(fù)之間變化，叫做雙極性控制方式。第七十四頁，共八十七頁，2022年，8月28日（1）單極性PWM控制方式第七十五頁，共八十七頁，2022年，8月28日（2）雙極性PWM控制方式第七十六頁，共八十七頁，2022年，8月28日二、變頻調(diào)速系統(tǒng)的主電路1、三極管PWM型逆變器2、晶閘管PWM型逆變器第七十七頁，共八十七頁，2022年，8月28日第三節(jié)通用變頻器及其應(yīng)用一、概況電力電子器件的自關(guān)斷化、模塊化，變流電路開關(guān)的高頻化和控制手段的全數(shù)字化，促進(jìn)了變頻電源裝置的小型化、多功能化、高性能化。1、通用變頻器的發(fā)展1）容量不斷擴大2）結(jié)構(gòu)小型化3）多功能化和高性能化4）應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大2、通用變頻器的技術(shù)動向1）IGBT和IPM（智能電力模塊）的應(yīng)用2）網(wǎng)側(cè)變頻器的PWM控制3）矢量控制變頻器的通用化二、通用變頻器的選擇1、變頻器種類的選擇1）簡易通用型變頻器2）多功能通用變頻器3）高性能通用變頻器第七十八頁，共八十七頁，2022年，8月28日2、通用變頻器的規(guī)格指標(biāo)1）型號2）電壓級別200V和400V兩種3）最大適配電動機4）額定輸出5）電源6）控制特性主回路工作方式（電壓型和電流型）、變頻工作方式（PWM和PAM方式）逆變電路控制方式（U/f、轉(zhuǎn)差頻率、矢量運算）、制動方式（能耗制動、電源回饋制動、直流制動）7）保護功能欠壓、過壓、過流保護及防失速功能第七十九頁，共八十七頁，2022年，8月28日復(fù)習(xí)題一.判斷題

20.在電樞反并聯(lián)可逆系統(tǒng)中，當(dāng)電動機正向制動時，正向晶閘管變流器的控制角α>90度處于逆變狀態(tài)（×）21.在電樞反并聯(lián)可逆系統(tǒng)中，當(dāng)電動機反向制動時，電動機處于發(fā)電狀態(tài),正向晶閘管變流器的控制角α〉90°處于逆變狀態(tài)。（√）22.可逆調(diào)速系統(tǒng)反轉(zhuǎn)過程是由正向制動過程和反向起動過程銜接起來的。在正向制動過程中包括本橋逆變和它橋制動兩個階段（√）30.在邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)中，當(dāng)轉(zhuǎn)矩極性信號改變極性時，若零電流檢測器發(fā)出零電流信號可以立即封鎖原工作組，開放另一組。(×)

38.在電樞反并聯(lián)可逆系統(tǒng)中,當(dāng)電動機反向制動時,正向晶閘管變流器的控制角α>90度,處于逆變狀態(tài).(√)40.帶正反饋的電平檢測器的輸入、輸出特性具有回環(huán)繼電特性，回環(huán)寬度與Rf、R2的阻值及放大器輸出電壓幅值有關(guān)，RF的阻值減小，回環(huán)寬度減?。ā粒?。41.帶正反饋的電平檢測器的輸入、輸出特性具有回環(huán)繼電特性，回環(huán)寬度與放大器輸出電壓幅值有關(guān),輸出電壓幅值減小,回環(huán)寬度減小。（√）

42.變頻調(diào)速性能優(yōu)異，調(diào)速范圍大、平滑性好，低速特性較硬是籠型轉(zhuǎn)子異步電動機的一種理想調(diào)速方法（√）第八十頁，共八十七頁，2022年，8月28日43.交流變頻調(diào)速基頻以下屬于恒功率調(diào)速（×）44.異步電動機的變頻調(diào)速裝置，其功能是將電網(wǎng)的恒壓恒頻交流電，變換為電壓、變頻交流電，對交流電動機供電，實現(xiàn)交流無級調(diào)速（45.在變頻調(diào)速時，為了得到恒轉(zhuǎn)矩的調(diào)速特性，應(yīng)盡可能使電動機的磁通φm保持額定值不變（√）46.變頻器的電源端子(RST)接線時，應(yīng)按正確相序接線，否則將影響電動機的旋轉(zhuǎn)方問(×)47.正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）是指參考信號（調(diào)制波）為正弦波的脈沖寬度調(diào)制方式（√）48.在SPWM脈寬調(diào)制的逆變器中，改變參考信號（調(diào)制波）正弦波的幅值和頻率就可以調(diào)節(jié)逆變器輸出交流電壓的大小和頻率（√）49.電壓型逆變器適宜于經(jīng)常起動、制動和反轉(zhuǎn)的拖動裝置中（×）50.電壓型逆變器采用大電容濾波，從直流輸出端看電源具有低阻抗，類似于電壓源，逆變器輸出，電壓為矩形波（√）51.電流型逆變器采用大電感濾波，直流電源呈低阻抗，類似于電流源，逆變器的輸出電流為矩形波（×）52.帶微處理器的全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)在不變硬件情況下，通過軟件參數(shù)設(shè)定就可實現(xiàn)調(diào)節(jié)和控制。(√)第八十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日二.單項選擇題38.電樞反并聯(lián)可逆調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電動機正向運行時，正向組晶閘管變流器處于（A）

A.整流工作狀態(tài)、控制角α<90度B.有源逆變工作狀態(tài)、控制角α>90度C.整流工作狀態(tài)、控制角α>90度D.有源逆變工作狀態(tài)、控制角α<90度39.電樞反并聯(lián)可逆調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電動機反向運行時，反向組晶閘管變流器處于（A）A.整流工作狀態(tài)、控制角α<90度B.有源逆變工作狀態(tài)、控制角α>90度C.整流工作狀態(tài)、控制角α>90度D.有源逆變工作狀態(tài)、控制角α<90度40.電樞反并聯(lián)可逆調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電動機正向制動時，反向組晶閘管變流器處于(A)

A.有源逆變工作狀態(tài)，控制角α＞90B.整流工作狀態(tài)，控制角α＞90C.有源逆變工作狀態(tài)，控制角α＜90D.整流工作狀態(tài)，控制角α＜9041.邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)轉(zhuǎn)矩極性信號改變極性，并有（A）時，邏輯才允許進(jìn)行切換。（A）零電流信號（B）零電壓信號（C）零給定信號（D）零轉(zhuǎn)速信號42.在邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，為了保證系統(tǒng)工作可靠,在檢測出零電流信號后再經(jīng)過封鎖等待時間延時后再封鎖原工作組晶閘管的觸發(fā)脈沖,以避免發(fā)生(C)現(xiàn)象（A）環(huán)流短路（B）電源短路（