電力拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)平時(shí)作業(yè)答案

1、第一章1、請(qǐng)畫出運(yùn)動(dòng)限制系統(tǒng)及其組成的框圖.答：運(yùn)動(dòng)限制系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、功率放大與變換裝置、限制器及相應(yīng)的傳感器2、如果請(qǐng)你設(shè)計(jì)一輛電動(dòng)滑板車,請(qǐng)問這個(gè)電動(dòng)滑板車的構(gòu)成答：由剎車開關(guān)、電池電壓取樣、限流保護(hù)、驅(qū)動(dòng)電路、直流有刷電機(jī)、霍爾調(diào)速手柄等第二章1、請(qǐng)寫出直流電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速公式,并分析轉(zhuǎn)速與電樞電壓的關(guān)系.答：直流電機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速公式轉(zhuǎn)速n=U-(IR+L*di/dt)/K小,I是電樞電流,R是電樞回路的電阻小是勵(lì)磁磁通,k是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)常數(shù)所以從公式可以看出,要想對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速,一般的方法有兩種：一種是對(duì)勵(lì)磁磁通小進(jìn)行限制的勵(lì)磁限制法,一種是對(duì)電樞電壓U進(jìn)行限制的電樞電壓限制法.2、什

2、么是調(diào)速范圍和靜差率調(diào)速范圍、靜態(tài)速降和最小靜差率之間有什么關(guān)系為什么說“脫離了調(diào)速范圍,要滿足給定的靜差率也就容易多了答：生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速人和最低轉(zhuǎn)速.之比叫做調(diào)速范圍,用字母D表示,即：力二負(fù)載山理想空載增加到額定值時(shí),所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落加石與理想空載轉(zhuǎn)速他小之比,稱為系統(tǒng)的靜差率S,即：5=9omin調(diào)速范圍,靜差速降和最小靜假設(shè)之間的關(guān)系為:D=2由于在定的/下,D越大,勺嗝越小&小又定,那么S變大.所以,如果不考慮D,那么S的調(diào)節(jié)也就會(huì)容易,3、某一直流調(diào)速系統(tǒng),測得的最高轉(zhuǎn)速特性為/g士=1500r/min,最低轉(zhuǎn)速特性為%山尸150r/min.電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為帶額定

3、負(fù)載時(shí)的速度速降“西=15r/min,且在轉(zhuǎn)速下額定速降*.、如不變,試問系統(tǒng)能夠到達(dá)的調(diào)速范圍D是多少系統(tǒng)允許的靜差率s是多少解：nmax打Cmax-1500-15小口150-15An4mtn15二10%1504、轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有那些特點(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)測速反應(yīng)電壓的分壓比是否能夠改變轉(zhuǎn)速,為什么如果測速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)生了變化,系統(tǒng)還有克服什么干擾的水平1轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有以下三個(gè)根本特征只用比例放大器的反應(yīng)限制系統(tǒng),具被被調(diào)量仍是有靜差的.反應(yīng)限制系統(tǒng)的作用是：反抗擾動(dòng),服從給定.擾動(dòng)性能是反應(yīng)限制系統(tǒng)最突出的特征之一.系統(tǒng)的精度依賴于給

4、定和反應(yīng)檢測的精度.2改變給定電壓會(huì)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,由于反應(yīng)限制系統(tǒng)完全服從給定作用.3能夠改變轉(zhuǎn)速,由于轉(zhuǎn)速和反應(yīng)電壓比有關(guān).4沒有干擾的水平,由于反應(yīng)限制系統(tǒng)只對(duì)反應(yīng)環(huán)所包圍的前向通道上的擾動(dòng)起抑制作用,而測速機(jī)勵(lì)磁不是.第三章1、在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,假設(shè)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)速反應(yīng)系數(shù)a行不行假設(shè)要改變電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流,應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的哪些參數(shù)答：改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,應(yīng)調(diào)節(jié)給定電壓口“；改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn,不行；改變電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks,不行；改變轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)a行；假設(shè)要改

5、變電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流,應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的電流反應(yīng)系數(shù)B.2、在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器.當(dāng)系統(tǒng)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí),如果轉(zhuǎn)速反應(yīng)線忽然斷線,當(dāng)系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差信號(hào)Ui是否為零答：轉(zhuǎn)速和電流節(jié)器的輸出到達(dá)飽和為止,電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓;不為零,由于穩(wěn)定后電流反應(yīng)依然為=也只能增加電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速到達(dá)新的平衡4mM十皿o第四章1、什么叫環(huán)流環(huán)流有幾種怎樣抑制直流平均環(huán)流怎樣抑制瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流答：采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆V-M系統(tǒng),如果兩組裝置的整流電壓同時(shí)出現(xiàn),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.靜態(tài)環(huán)流一一兩組可逆線路在

6、一定限制角下穩(wěn)定工作時(shí)出現(xiàn)的環(huán)流,其中又有兩類：直流平均環(huán)流一一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(shí)脈動(dòng)環(huán)流一一兩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(shí)電壓差仍會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)的環(huán)流,稱作瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流.動(dòng)態(tài)環(huán)流一一僅在可逆V-M系統(tǒng)處于過渡過程中出現(xiàn)的環(huán)流直流平均環(huán)流采用配合限制來抑制：為了預(yù)防產(chǎn)生直流平均環(huán)流,應(yīng)該當(dāng)正組處于整流狀態(tài)時(shí),強(qiáng)迫讓反組處于逆變狀態(tài),且限制其幅值與之相等,用逆變電壓把整流電壓頂住,那么直流平均環(huán)流為零.為了抑制瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流,可在環(huán)流回路中用入電抗器,叫做環(huán)流電抗器,或稱均衡電抗器2、什么叫a=B配合限制實(shí)際應(yīng)用中為什么要使aP

7、?答：止產(chǎn)生直流平均環(huán)流,應(yīng)該當(dāng)正組處于整流狀態(tài)時(shí),強(qiáng)迫讓反組處于逆變狀態(tài),且限制其幅值與之相等,用逆變電壓把整流電壓頂住,那么直流平均環(huán)流為零,a=B配合限制.為了更可靠地消除直流平均環(huán)流,可采用apo為了預(yù)防晶閘管裝置在逆變狀態(tài)工作中逆變角太小而導(dǎo)致?lián)Q流失敗,出現(xiàn)一逆變顛覆II現(xiàn)象,必須在限制電路中采用限幅作用,形成最小逆變角bmin保護(hù).與此同時(shí),對(duì)a角也實(shí)施amin保護(hù),以免出現(xiàn)Ud0fUd0r而產(chǎn)生直流平均環(huán)流.第五章1、請(qǐng)畫出異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路,說明電路中的參數(shù)意義答：異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路如下:異蘇電動(dòng)機(jī)丁型給值電路異步電動(dòng)機(jī)葩化等伯電路Rs代表定子銅損耗電阻,Lis代表

8、定子漏磁通電抗,Lm代表主磁通電抗,Lis代表折算后的轉(zhuǎn)子漏磁通電抗,Rr/S代表總機(jī)械損耗的虛擬電阻2、請(qǐng)畫出異步電動(dòng)機(jī)的速度閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速的原理示意圖,并畫出機(jī)械特性.答：如下列圖：3、簡述異步電動(dòng)機(jī)在下面四種不同的電壓-頻率協(xié)調(diào)限制時(shí)的機(jī)械特性,并進(jìn)行比擬.(1)恒壓恒頻正弦波供電時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性；(2)基頻以下電壓一頻率協(xié)調(diào)限制時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械(3)基頻以上恒壓變頻限制時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性；(4)恒流正弦波供電時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性；答：恒壓恒頻正弦波供電時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：當(dāng)s很小時(shí),轉(zhuǎn)矩近似與S成正比,機(jī)械特性是一段直線,s接近于1時(shí)轉(zhuǎn)矩近似與s成反比,這時(shí),Te=f(

9、s)是對(duì)稱于原點(diǎn)的一段雙曲線.基頻以下電壓-頻率協(xié)調(diào)限制時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：包壓頻比限制的變頻機(jī)械特性根本上是平行下移,硬度也較好,當(dāng)轉(zhuǎn)矩增大到最大值以后,轉(zhuǎn)速再降低,特性就折回來了.而且頻率越低時(shí)最大轉(zhuǎn)矩值越小,能夠滿足一般的調(diào)速要求,但低速帶載水平有些差強(qiáng)人意,須對(duì)定子壓降實(shí)行補(bǔ)償.包Eg/al限制是通常對(duì)恒壓頻比限制實(shí)行電壓補(bǔ)償?shù)臉?biāo)準(zhǔn),可以在穩(wěn)態(tài)時(shí)到達(dá)rm=Constant,從而改善了低速性能,但機(jī)械特性還是非線性的,產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的水平仍受到限制.包Er/1限制可以得到和直流他勵(lì)電機(jī)一樣的線性機(jī)械特性,根據(jù)轉(zhuǎn)子全磁通rm恒定進(jìn)行限制,而且,在動(dòng)態(tài)中也盡可能保持rm恒定是矢量限制系統(tǒng)的目標(biāo)

10、,基頻以上恒壓變頻限制時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：當(dāng)角頻率提升時(shí),同步轉(zhuǎn)速隨之提升,最大轉(zhuǎn)矩減小,機(jī)械特性上移,而形狀根本不變.基頻以上變頻調(diào)速屬于弱磁包功率調(diào)速.恒流正弦波供電時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：包流機(jī)械特性的線性段比擬平,而最大轉(zhuǎn)矩處形狀很尖.恒流機(jī)械特性的最大轉(zhuǎn)矩值與頻率無關(guān),包流變頻時(shí)最大轉(zhuǎn)矩不變,但改變定子電流時(shí),最大轉(zhuǎn)矩與電流的平方成正比.4、請(qǐng)畫圖說明spwm的原理及特點(diǎn).答：就是在PWMJ根底上改變了調(diào)制脈沖方式,脈沖寬度時(shí)間占空比按正弦規(guī)律排列,這樣輸出波形經(jīng)過適當(dāng)?shù)臑V波可以做到正弦波輸出.5、簡述轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率限制系統(tǒng)的限制規(guī)律.答：轉(zhuǎn)差頻率限制系統(tǒng)的限制規(guī)律：(1)在叫

11、,仁州的范圍內(nèi)1轉(zhuǎn)矩根本匕與已成正比,條件是氣隙磁通不變a(2)在不同的定子電流值時(shí),4=/(電,心)函數(shù)關(guān)系限制定子電壓和頻率,就能保持氣隙磁通叱恒定.第六章1、坐標(biāo)變換是矢量限制的根底,請(qǐng)問坐標(biāo)變換的等效原那么是什么試分析交流電機(jī)矢量變換的根本思想和方法.答：坐標(biāo)變換的等效原那么是：在不同坐標(biāo)中它們所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)完全一致.根本思想和方法：解決交流電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的有效限制,實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)楊的磁通和轉(zhuǎn)矩分別獨(dú)立限制,使交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)具有直流高速系統(tǒng)的全部優(yōu)點(diǎn).2、試分析并解釋矢量限制系統(tǒng)與直接轉(zhuǎn)矩限制DTC系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn).答：1直接轉(zhuǎn)矩限制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩限制有脈動(dòng),而矢量限制的轉(zhuǎn)矩連續(xù)限制,

12、比擬平滑.2直接轉(zhuǎn)矩限制采用的是靜止坐標(biāo)變換,較簡單.矢量限制采用的是旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換,較復(fù)雜.3直接轉(zhuǎn)矩限制系統(tǒng)不受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響,而矢量限制受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響.4直接轉(zhuǎn)矩限制系統(tǒng)的調(diào)速范圍沒有矢量限制系統(tǒng)的調(diào)速范圍寬.0第七章1、審級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的效率比轉(zhuǎn)子用電阻的效率要高的原因是什么答：在轉(zhuǎn)子回路短接或轉(zhuǎn)子用電阻調(diào)速時(shí),Ps全部消耗在轉(zhuǎn)子回路中,而在審級(jí)調(diào)速時(shí),Ps并未被全部消耗掉,而是扣除了轉(zhuǎn)子銅耗PCur、雜散損耗Ps和附加的審級(jí)調(diào)速裝置損耗Ptan后通過轉(zhuǎn)子整流器與逆變器返回電網(wǎng),所以用級(jí)調(diào)速比轉(zhuǎn)子用電阻調(diào)速效率高.2、審級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性為什么比異步電動(dòng)機(jī)的自然機(jī)械特性要軟,最大轉(zhuǎn)矩要小答：申級(jí)調(diào)速時(shí),異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路需要用入調(diào)速電阻,但由于其轉(zhuǎn)子回路中接入了申級(jí)調(diào)速裝置,實(shí)際上相當(dāng)于在電動(dòng)轉(zhuǎn)子回路中接入了一定數(shù)量的等效電阻和電抗,它們的影響在任何轉(zhuǎn)速下都存在.由于轉(zhuǎn)子回路電阻的影響,異步電動(dòng)機(jī)用級(jí)調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性比其固有特性要軟得多,最大轉(zhuǎn)距要小.第八章1、為什么他控變頻同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)有何優(yōu)點(diǎn),為何其不能克服失步問題答：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單,限制方便,只需一臺(tái)變頻器供電,本錢低廉.由于采用開環(huán)調(diào)速方式,轉(zhuǎn)子振蕩和失步問題并未解決,因此各臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)的