電力拖動(dòng)知識(shí)點(diǎn)整理

./電力拖動(dòng)知識(shí)點(diǎn)整理第二章1.脈寬調(diào)制答:利用電力電子開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷,將直流電壓變成連續(xù)可變的電壓,并通過控制脈沖寬度或周期達(dá)到變壓變頻的目的。2.直流蓄電池供電的電流可反向的兩象限直流斬波調(diào)速系統(tǒng),已知:電源電壓Us=300V,斬波器占空比為30%,電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)E=100V,在電機(jī)側(cè)看,回路的總電阻R=1Ω。問蓄電池的電流Id是多少?是放電電流還是充電電流?答:因斬波電路輸出電壓u0的平均值:U0=ρ×Us=30%×300=90V<EaId=<U0-E>/R=<90-100>/1=-10A是充電電流,電動(dòng)機(jī)工作在第Ⅱ象限的回饋制動(dòng)狀態(tài),直流蓄電池吸收能量。3.PWM調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率答:電力晶體管的開關(guān)頻率越高,開關(guān)動(dòng)態(tài)損耗越大；但開關(guān)頻率提高,使電樞電流的脈動(dòng)越小,也容易使電流連續(xù),提高了調(diào)速的低速運(yùn)行的平穩(wěn)性,使電動(dòng)機(jī)附加損耗減??；從PWM變換器傳輸效率最高的角度出發(fā),開關(guān)頻率應(yīng)有一個(gè)最佳值；當(dāng)開關(guān)頻率比調(diào)速系統(tǒng)的最高工作頻率高出10倍左右時(shí),對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的影響可以忽略不計(jì)。4．靜差率s與空載轉(zhuǎn)速n0的關(guān)系p19答：靜差率s與空載轉(zhuǎn)速n0成反比,n0下降,s上升。所以檢驗(yàn)靜差率時(shí)應(yīng)以最低速時(shí)的靜差率為準(zhǔn)。5.反饋控制有靜差調(diào)速成系統(tǒng)原理圖,各部件的名稱和作用。答：①比較器：給定值與測(cè)速發(fā)電機(jī)的負(fù)反饋電壓比較,得到轉(zhuǎn)速偏差電壓ΔUn。②比例放大器A：將轉(zhuǎn)速偏差電壓ΔUn放大,產(chǎn)生電力電子變換器UPE所需的控制電壓Uc。③電力電子變換器UPE：將輸入的三相交流電源轉(zhuǎn)換為可控的直流電壓Ud。④M電機(jī)：驅(qū)動(dòng)電機(jī)。⑤TG發(fā)電機(jī)：測(cè)速發(fā)電機(jī)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。⑥電位器：將測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電壓降壓,以適應(yīng)給定電壓幅值Un*。6．分析轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本性質(zhì),說(shuō)明單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)能減少穩(wěn)態(tài)速降的原因,改變給定電壓或者調(diào)整轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)能否改變電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速?為什么?答：負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(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的變化。穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速為：從上式可得：改變給定電壓能改變穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速；調(diào)整轉(zhuǎn)速反饋系數(shù),則K也要改變,因此也能改變穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速。7．閉環(huán)空載轉(zhuǎn)速ncl比開環(huán)空載轉(zhuǎn)速nop小多少?如何保證ncl=nop?p23答:ncl是nop的1/〔1+K。欲使ncl=n0p有兩種辦法：〔1若給定電源可變,則?！?一般不能改變給定電源,則在控制器中引入KP為好。9．閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾能力和控制精度的原因答：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量偏離希望值而出規(guī)偏差時(shí),必定產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的控制作用去減小或消除這個(gè)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(dòng)能力和控制精度。10．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(duì)象、檢測(cè)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(dòng)量、被控量<輸出量>。13．反饋控制系統(tǒng)為什么極性不能接錯(cuò)答：控制系統(tǒng)一般都是負(fù)反饋系統(tǒng)。如果錯(cuò)接成正反饋系統(tǒng),對(duì)調(diào)速系統(tǒng)造成超速"飛車"或振蕩等故障,后果非常嚴(yán)重。14．截流環(huán)節(jié)的主要作用和物理實(shí)現(xiàn)的方法答:電流截止負(fù)前<反>饋的作用是：<1>限流保護(hù)〔過載自動(dòng)保護(hù);<2>加速起動(dòng)過程。載流環(huán)節(jié)的物理實(shí)現(xiàn)方法有：<1>比較電壓法;<2>穩(wěn)壓管法;<3>封鎖運(yùn)放法。15．有靜差系統(tǒng)與無(wú)差系統(tǒng)的區(qū)別答：根本區(qū)別在于結(jié)構(gòu)上<控制器中>有無(wú)積分控制作用,PI控制器可消除階躍輸入和階躍擾動(dòng)作用下的靜差,稱為無(wú)靜差系統(tǒng),P控制器只能降低靜差,卻不能消除靜差,故稱有靜差系統(tǒng)。16．比例積分<PI>調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)答:PI調(diào)節(jié)器的輸出電壓U0由兩部分組成。第一部分KPUi是比例部分,第二部分是積分部分。當(dāng)t=0突加Ui瞬間,電容C相當(dāng)于短路,反饋回路只有電阻Rf,此時(shí)相當(dāng)于P調(diào)節(jié)器,輸出電壓,隨著電容C被充電開始積分,輸出電壓U0線性增加,只要輸入U(xiǎn)i繼續(xù)存在,U0一直增加飽和值〔或限幅值為止。17.數(shù)字PWM調(diào)速系統(tǒng)與PWM調(diào)速系統(tǒng)有多大差異?答:兩者之間沒有本質(zhì)的區(qū)別,主要區(qū)別是全數(shù)字PWM調(diào)速系統(tǒng)的控制電路應(yīng)用微機(jī)控制,而一般PWM調(diào)速的控制電路應(yīng)用集成電路控制,〔當(dāng)然其控制性能比微機(jī)控制要差很多。簡(jiǎn)述8031單片機(jī)全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。答:主電路由4個(gè)電力晶體管模塊構(gòu)成的H型PWM變換器。采用霍爾電流傳感器經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后將電流反饋信號(hào)Ui送給單片機(jī),有四個(gè)電力晶體管的基極驅(qū)動(dòng)電路,用光電隔離元件使單片機(jī)與主電路隔離,測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓Un、速度給定信號(hào)Un*,經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器將模擬量變成數(shù)字量后輸入單片機(jī),單片機(jī)完成轉(zhuǎn)速、電流的PI調(diào)節(jié)控制算法,產(chǎn)生與V-M系統(tǒng)調(diào)速相似的輸出控制。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器的直流調(diào)速系統(tǒng),當(dāng)其反饋系數(shù)α增大,系統(tǒng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速反饋電壓Un是增加、減小還是不變?第三章1．雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在額定情況下運(yùn)行,如調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α使其逐漸減小時(shí),系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的輸出量將如何變化？答：2.ASR和ACR均采用PI調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng),Uim*=10V,主電路最大電流Idm=100A,當(dāng)負(fù)載電流由20A增加到30A時(shí),試問:①Ui*應(yīng)如何變化?②Uct應(yīng)如何變化?③Uct值由哪些條件決定?答:①Ui*從2V增加到3V。②Uct略有增加。③Uct由轉(zhuǎn)速n和負(fù)載電流Idl<穩(wěn)態(tài)時(shí)即Id>決定。3.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程分為幾個(gè)階段？各有什么特點(diǎn)？答:雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓由靜止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)時(shí),由于在起動(dòng)過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況,整個(gè)動(dòng)態(tài)過程就分成I、II、III三個(gè)階段:①電流上升階段,電流迅速上升,直到,,電流調(diào)節(jié)器很快就壓制了的增長(zhǎng),在這一階段中,ASR很快進(jìn)入并保持飽和狀態(tài),而ACR不飽和②恒流升速階段,ASR飽和,轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán),電流基本上保持恒定,因而系統(tǒng)的加速度恒定,轉(zhuǎn)速呈線性增長(zhǎng)。③轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到給定值時(shí),轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸入偏差減小到零,輸出維持在限幅值,電機(jī)仍在加速,使轉(zhuǎn)速超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)后,ASR輸入偏差電壓變負(fù),開始退出飽和狀態(tài),和很快下降。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程有以下三個(gè)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。4.在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,出現(xiàn)電網(wǎng)電壓波動(dòng)與負(fù)載擾動(dòng)時(shí),哪個(gè)調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用?答：電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí),ACR起主要調(diào)節(jié)作用;負(fù)載擾動(dòng)時(shí),ASR起主要抗擾調(diào)節(jié)作用。5．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)器的作用?p59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轉(zhuǎn)速n跟隨轉(zhuǎn)速給定電壓Un﹡變化?穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差。2>突加負(fù)載時(shí)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(duì)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(dòng)過程中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Un﹡變化。3電源電壓波動(dòng)時(shí)及時(shí)抗擾作用,使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速幾乎不受電源電壓波動(dòng)的影響。4>當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載、堵轉(zhuǎn)時(shí),限制電樞電流的最大值,從而起到安全保護(hù)作用。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(dòng)態(tài)性能指標(biāo)兩個(gè)部分。靜態(tài)主要性能指標(biāo)有調(diào)速圍D、靜差率s、ΔnN。動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)分成給定控制信號(hào)和擾動(dòng)信號(hào)作用下兩類性能指標(biāo)。給定控制信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)有上升時(shí)間tr,調(diào)節(jié)時(shí)間ts<亦稱過濾過程時(shí)間>和超調(diào)量σ％。擾動(dòng)信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)有最大動(dòng)態(tài)速降ΔNmax、恢復(fù)時(shí)間tv。第四章1．什么叫環(huán)流?有環(huán)流可逆系統(tǒng)和無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)相比較,有何優(yōu)缺點(diǎn)?并說(shuō)明有環(huán)流可逆系統(tǒng)的適用場(chǎng)合。答：只限于兩組晶閘管之間流通的短路電流稱為環(huán)流。環(huán)流具有二重性,缺點(diǎn)是:環(huán)流會(huì)顯著地加重晶閘管和變壓器的負(fù)擔(dān),增加無(wú)功損耗,環(huán)流過大會(huì)損壞晶閘管,影響系統(tǒng)安全工作。環(huán)流有可供利用之處,在電動(dòng)機(jī)空載或輕載時(shí),環(huán)流可以保證晶閘管裝置工作在電流連續(xù)區(qū),避免了電流斷續(xù)引起的非線性狀況對(duì)系統(tǒng)動(dòng)、靜態(tài)性能的影響。環(huán)流還具有保證可逆系統(tǒng)的電流實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷反向,加快反向時(shí)的過渡過程之優(yōu)點(diǎn)。適用于中小容量系統(tǒng),有較高快速性能要求的系統(tǒng)。2.畫出兩組晶閘管裝置反并聯(lián)有環(huán)流<α=β工作制>可逆調(diào)速系統(tǒng)控制圖,分析從電機(jī)正轉(zhuǎn)高速制動(dòng)到低速過程中,正、反組晶閘管裝置和電動(dòng)機(jī)各經(jīng)歷了哪幾種工作狀態(tài)?答：本組逆變〔它組待整流階段,電流迅速下降；它組進(jìn)入整流〔本組待逆變,電流反向增大；它組反接制動(dòng)逆變〔本組待整流,電機(jī)減速回饋制動(dòng),把動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能,其部分通過它組逆變回饋電網(wǎng)。3．無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)對(duì)邏輯裝置的基本要求答：<1>在任何情況下,絕對(duì)不允許同時(shí)開放正反兩組晶閘管變流器的觸發(fā)脈沖,必須是一組晶閘管變流器觸發(fā)脈沖開放工作時(shí),另一組晶閘管變流器觸發(fā)脈沖封鎖而關(guān)斷。<2>邏輯裝置根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性信號(hào)<Ui﹡>和零電流信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷。當(dāng)轉(zhuǎn)矩極性信號(hào)<Ui﹡>改變極性時(shí),必須等到有零電流信號(hào)后,才允許進(jìn)行邏輯切換。<3>為了系統(tǒng)工作可靠,在檢測(cè)出"零電流信號(hào)"后再經(jīng)過"關(guān)斷等待時(shí)間t1"<t1=2~3ms>延時(shí)后才能封鎖原工作組晶閘管的觸發(fā)脈沖,再經(jīng)過"觸發(fā)等待時(shí)間t2"延時(shí)后,才能開放另一待工作組晶閘管的觸發(fā)脈沖。論述邏輯無(wú)環(huán)流可逆晶閘管－直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的由正向電動(dòng)到反向電動(dòng)的過程,如何實(shí)現(xiàn)電樞電流的反向？答：從正向電動(dòng)到反向電動(dòng)分別為四個(gè)階段：本組逆變階段,電流方向不變,電流減小它組整流階段,反向電流建立,電流方向改變并迅速增大它組逆變階段,電流方向與2相同反向啟動(dòng)階段,它組整流,電流方向與3相同,包含反向轉(zhuǎn)速上升、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)等階段。第五章異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中,為什么在實(shí)現(xiàn)變頻的同時(shí)必須使電壓也相應(yīng)地變化〔恒壓頻比的控制方式？在低頻段為什么要對(duì)電壓進(jìn)行提升補(bǔ)償？在工頻以上的圍變頻時(shí),電壓還應(yīng)當(dāng)變化嗎？為什么？2變頻器調(diào)速系統(tǒng)一般分為哪幾類?答：<1>變頻調(diào)速系統(tǒng)一般可分為交流—交流變頻和交流—直流—交流變頻兩大類,一般常用的都是交流—直流—交流變頻器。<2>按中間回路對(duì)無(wú)功能量處理方式的不同分為電壓型和電流型兩類；<3>按控制方式的不同分為U／f比例控制、轉(zhuǎn)差頻率控制及矢量控制等三類。3.PWM控制技術(shù)的基本思想基本思想：控制逆變器中電力電子器件的開通和關(guān)斷,輸出電壓幅值相等、寬度按一定規(guī)律變化的脈沖序列,用這樣的高頻脈沖序列代替期望的輸出電壓。前提：全控式電力電子開關(guān)的出現(xiàn)。4.正弦波脈寬調(diào)制<SPWM>技術(shù)答：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(shí),由它們的交點(diǎn)確定逆變器開關(guān)器件的通斷時(shí)刻,從而獲得幅值相等、寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖序列,這種調(diào)制方法稱做正弦波脈寬調(diào)制〔SPWM。5．通用變頻器一般分為哪幾類?在選用通用變頻器時(shí)主要按哪些方面進(jìn)行考慮?答：通用變頻器通常分為簡(jiǎn)易型、多功能型、高性能型等三類。在選擇變頻器時(shí),一般根據(jù)用途和需要進(jìn)行選擇,主要從變頻器的類型、性能和功能、容量的大小及輸出電流大小等幾方面來(lái)進(jìn)行考慮。6．簡(jiǎn)述異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)常用主電路形式的工作原理？并畫出它們的簡(jiǎn)圖。。答：間接變頻裝置<交-直-交變頻裝置>,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。直接變額裝置<交—交變頻裝置>,每一相都是一個(gè)由正、反兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)的可逆線路。第六章1.交流電機(jī)不同模型等效的原則是什么？試以電流為例寫出三相靜止坐標(biāo)系變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的過程?答：不同電動(dòng)機(jī)模型彼此等效的原則是：在不同坐標(biāo)下所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)完全一致。變換過程如下：1三相-兩相變換〔3/2變換,三相靜止繞組A、B、C和兩相靜止繞組α、β之間的變換；兩相-兩相旋轉(zhuǎn)變換〔2s/2r變換,兩相靜止繞組α、β到兩相旋轉(zhuǎn)繞組d、q之間的變換。2.按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想是什么？答：通過坐標(biāo)變換,在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中,得到等效的直流電動(dòng)機(jī)模型,仿照直流電動(dòng)機(jī)的控制方法控制電磁轉(zhuǎn)矩與磁鏈,然后將轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標(biāo)系中的控制