《電力拖動自動控制系統(tǒng)》復(fù)習(xí)

其次章

1、數(shù)字限制系統(tǒng)的被測轉(zhuǎn)速由小變?yōu)?時，引起測量計數(shù)值變更了

一個字，則測速裝置的分辯率定義為Q二〃2。要使系統(tǒng)限制精度越

高，貝|J（B）2o

A.Q越大B.Q越小C./越大D.小越小

2、依據(jù)Shannon采樣定理，采樣頻率幾，”應(yīng)不小于信號最高頻率

人的（B）倍。2

A.0.1B.2C.5D.10

3、采樣后得到的離散信號本質(zhì)上是（A）信號，還須經(jīng)過數(shù)字

量化，即用一組數(shù)碼（如二進(jìn)制碼）來靠近離散模擬信號的幅值，將

它轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，稱為數(shù)字化。2

A.模擬B.數(shù)字C.開關(guān)D.采樣

4、PI調(diào)整器是拖動限制系統(tǒng)中最常用的一種限制器，在微機(jī)數(shù)字限

制系統(tǒng)中，當(dāng)采樣頻率足夠高時，可以先按模擬系統(tǒng)的設(shè)計方法設(shè)計

調(diào)整器，然后再離散化，就可以得到數(shù)字限制器的算法，這就是

（D）調(diào)整器的數(shù)字化。2

A.數(shù)字B.自動C.離散D.模擬

5、在微機(jī)限制系統(tǒng)中，當(dāng)采樣頻率足夠高時，先按模擬系統(tǒng)的設(shè)計

方法設(shè)計調(diào)整器，然后再離散化，得到數(shù)字限制器的算法，這就是

（模擬調(diào)整器）的數(shù)字化。2

6、圖2T繪出了比例積分調(diào)整器的輸入輸出動態(tài)過程，PI調(diào)整器的

輸出電壓有快速響應(yīng)性能和消退調(diào)速系統(tǒng)的（靜差）。2

圖2-1

7、數(shù)字PI調(diào)整器有位置式和增量式兩種算法，下式表述的是差分方

程為（位置式）算法。2

?)=K式左)+-0

8、圖2T為轉(zhuǎn)速反饋限制直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，請在上面

9、比例限制的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)具有被調(diào)量有靜差、反抗擾動、聽

從給定以及精度依靠于給定和反饋檢測精度的三個基本特征。

----------------------------------------(T)2-P31

10、圖3-3表示的是額定勵磁下交(直)流電動機(jī)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖。

(F)2-P28

11、調(diào)速系統(tǒng)的兩人動態(tài)(穩(wěn)態(tài))性能指標(biāo)是“調(diào)速范圍”和“靜

差率二(F)2-P21

12、由下式可知，一個調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在最低速時還能滿

意所須要靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。o(T)2-P23

△以(1)

第三章

1、直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電樞電流（B）,限制電流就能限制轉(zhuǎn)

矩，因此，把直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速調(diào)整器的輸出信號當(dāng)作電流給

定信號，也就是轉(zhuǎn)矩給定信號。3

A.成反比B.成正比C.相關(guān)D.相等

2、在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，當(dāng)ASR不飽和時，轉(zhuǎn)速環(huán)（A）,

整個系統(tǒng)是一個無靜差調(diào)速系統(tǒng)，而電流內(nèi)環(huán)表現(xiàn)為電流隨動系統(tǒng)。

3

A.閉環(huán)B.開環(huán)C.晅值D.變量

3、為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)整器一般都采

納（B）調(diào)整器，構(gòu)成雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。3

A.PB.PIC.PDD.PID

4、為了防止逆變器逆變顛覆，在電流調(diào)整器ACR輸出電壓為零時，

應(yīng)整定觸發(fā)脈沖輸出相位角為（C）。3

A.p>pminB.p<pminC.p—pminD.p—Ctmin

5、限制系統(tǒng)的抗擾性能指標(biāo)包括：（動態(tài)）著陸v-zmax；（復(fù)原）

時間/。------------------------------------------3-P67

6、具有典型I型的調(diào)速系統(tǒng)中，為了獲得快速的動態(tài)響應(yīng)，通常采

納（欠阻尼）狀態(tài)。3-P69

7、限制系統(tǒng)的跟隨性能指標(biāo)包括：上升時間t；（超調(diào)量）。與峰

值時間%;（調(diào)整時間）九。3-P66

8、直流電動機(jī)雙閉環(huán)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)整器作用：a、使轉(zhuǎn)速n跟隨給定

電壓"：變更，穩(wěn)態(tài)時削減轉(zhuǎn)速誤差，b、對負(fù)載變更起抗擾作用，c、

其出限幅值確定電動機(jī)允許的（最大電流）。3-P65

上進(jìn)入反向電動工作狀態(tài)，它要經(jīng)過以下的過渡過程：電動機(jī)的平均

電樞電流L先從正向L降低為零，在圖中是&點過渡到b點；然后從

零反向上升到允許的制動電流.Lm，其大小受電流環(huán)限制，在圖中是

從b點過渡到c點。在c點PWM變換器VT?、VT；和VD、VD交

替工作，直流電動機(jī)工作在回饋制動狀態(tài)，位于第11象限.電動機(jī)的

轉(zhuǎn)速將減到3如圖中從c點過渡到d點。從d點起先，直流電動機(jī)

進(jìn)入了反向起動狀態(tài)。

2、請說明分析什么是正弦波永磁同步電動機(jī)矢量限制系統(tǒng)？P243

3、簡答V-M可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的制動過程中的它組逆變階段？P108

答:ACR調(diào)整器退飽和的唯一途徑是反向電流-1好的超調(diào)，此超

調(diào)表示了制動軌跡圖中的電動機(jī)恒值電流制動階段的起先：ACR輸出

電壓Uc退出飽和，進(jìn)入閉環(huán)工作狀態(tài)，其限制目標(biāo)是維持1產(chǎn)?1必。

由于ACR是I型系統(tǒng)，電流調(diào)整系統(tǒng)的擾動是電動機(jī)的反電動勢，

它是一個線性漸減的擾動量，所以系統(tǒng)做不到無靜差，而是接近于

.Lnio因而E>|u/=|uj,電動機(jī)在恒減速條件下回饋制

動，把機(jī)械動能轉(zhuǎn)換成電能，其中大部分通過VR逆變回饋電網(wǎng)，這

稱為它組逆變階段。

4、請說明分析什么是梯形波永磁同步電動機(jī)（無刷直流電動機(jī)）的

自控變頻調(diào)速系統(tǒng)？P231

5、簡答V-M可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的制動過程中的它組整流階段。P108

答：當(dāng)主電路耳流L下降過零時，本組逆變終止，自然環(huán)流系統(tǒng)

馬上轉(zhuǎn)到反組VR工作，起先通過反組制動，直到制動過程結(jié)束，統(tǒng)

稱“它組制動階段”,它組制動又分第n第m兩部分，起先時，L過

零并反向，直至到達(dá)?I.以前，ACR并未脫離飽和狀態(tài)，其輸出仍為

-U。這時，U.和Ud的大小都和本組逆變階段一樣，但由于本組

逆變靜止，電流變更延緩，L叁的數(shù)值略減，使L%，

反組VR由“待整流”進(jìn)入整流，向主電路供應(yīng)?L。由于反組整流

電壓U.“和反電動勢E極性相同，反向電流很快增長，電機(jī)處于反接

制動狀態(tài)，轉(zhuǎn)速降低，這稱為它組整流階段。

6、在自控變頻同步電動機(jī)中，因為電機(jī)核心部件的不同，使得名稱

上有所區(qū)分，試列出三種以上的電機(jī)，并簡潔介紹其差別。P231

答：1）無換向器電動機(jī)。采納了電子換相取代了機(jī)械式換向器，因

而得名，多用于帶直流勵磁的同步電動機(jī)。

2）正弦波永磁自控變頻同步電動機(jī)。以正弦波永磁同步電動機(jī)為

核心，構(gòu)成的自控變頻同步電動機(jī)。正弦波永磁同步電動機(jī)是指當(dāng)輸

入三相正弦波電流、氣隙磁場為正弦分布，磁極采納永磁材料的同步

電動機(jī)。

3）梯形波永磁自控變頻同步電動機(jī)即無刷直流電動機(jī)。以梯形波

永磁同步電動機(jī)為核心的自控變頻同步電動機(jī)，由于輸入方波電流，

氣隙磁場呈現(xiàn)波形分布，性能更接近于直流電動機(jī)，但沒有電刷，故

稱無刷直流電動機(jī)。

7、簡答V-M可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的制動過程中的本組逆變階段？P108

答：在正向制動過程以前，電動機(jī)處于正向電動穩(wěn)定工作狀態(tài)，由于

ASR、ACR調(diào)整器的倒相作用，所以參數(shù)的極性為：

U：（+）fU：（-）fU&）。VF組（本組）工作在整流狀態(tài)；在自然環(huán)流

系統(tǒng)中VR組工作在待逆變狀態(tài)，在邏輯無環(huán)流系統(tǒng)中，VR組（它

組）的移相觸發(fā)環(huán)節(jié)處于待工作狀態(tài)，發(fā)出停車指令后，轉(zhuǎn)速給定電

壓U：突變?yōu)榱?，進(jìn)入電動機(jī)制動過程中的正向電流衰減階段：

使本組由整流狀態(tài)便快

變成夕=.向的逆變狀態(tài)，同時反組由待逆變狀態(tài)轉(zhuǎn)變成待整流狀

態(tài)。在VF?M回路中，由于本組變成逆變狀態(tài)，U.的極性變負(fù)，而

電動機(jī)反電動勢E極性未變，迫使L快速下降，主電路電感快速釋放

儲能，企圖維持正向電流，這時=大部分能量通

過本組回饋電網(wǎng)，所以稱為本組逆變階段。

8、簡述同步電動機(jī)的起動過程。P228

答：當(dāng)同步電動機(jī)在工頻電源下起動時，定子磁動勢F、馬上以同

步轉(zhuǎn)速n尸竺n旋轉(zhuǎn)。由于機(jī)械慣性的作用，電動機(jī)轉(zhuǎn)速具有較大的

nP

滯后，不能快速跟上同步轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)矩角。以2冗為周期變更，電磁轉(zhuǎn)

矩呈現(xiàn)正弦規(guī)律變更，在一個周期內(nèi)，電磁轉(zhuǎn)矩的平均值等于零，即

故同步電動機(jī)不能起動。在實際的同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子都有類似

籠型異步電動機(jī)的起動繞組，使電動機(jī)按異步電動機(jī)的方式起動，當(dāng)

轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時再通入勵磁電流牽入同步。

仿真題

1、依據(jù)所給的電流環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)，填寫接線圖相應(yīng)的參數(shù),

并回出要求的波形圖。

1,直流電動機(jī)，220V,136A.1460r/min,￡e=0132Vmin/r,允許過轂倍數(shù)為=15

2、晶聞管裝置放大系數(shù)，Ks=40；~

3、電樞回路總電阻?R=05H,~

4、時間常數(shù)：Ti=0.03s,Tm=0.18s?~

5、電流反饋系數(shù)：B=005V/A(A10V/L5IN)、a=0.07Vmin/r(^10V/nN)

設(shè)計分析：繪出電流超調(diào)量。wo%、和。三16.3%的電流輸出狀態(tài)波形。

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5.(0.5/().18s)6.(33.767)7.(0.05/(0.002s+l))

無超調(diào)的參考的波形圖

o^0%

KT=O.25

0.5067+16.89/s

超調(diào)量較大的波形圖

o至16.3%

KT=1.0

2.027+67.567/s

2、依據(jù)所給的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)，填寫接線圖相應(yīng)的參

數(shù)，并畫出要求的波形圖。

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6、PI調(diào)整器的值暫定為KP=0.8,1/T=15

1.(0.8)2.(44/(0.00167S+l))3.(1/(0.00167S+1))4.(1/0.075S)

5.(1/0.192)6.(15)7.(0.01)

超調(diào)量較大的波形圖(Kp=0.8,l/E5)

1200

3、依據(jù)所給的轉(zhuǎn)速環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)，填寫接線圖相應(yīng)的參數(shù),

并畫出要求的波形圖。

1、直流電動機(jī)：220V.135A,1460r/min,132Vmin",允許過載倍數(shù)兀=15~

2、品閘首裝置放大系數(shù)?Ks=40i~

3、電樞回路總電阻：R=0.5C；“

4、時間常數(shù)，Ti=003s,Tm=0.18si卜

5、電流反饋系數(shù)；B=0.05V7A(R10V7L5IN)、a=o.O7Vmin/rC?10V/nN)

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1.(11.7)2.(l/(0,002s+l))3.(1.013)4.(40/(0.00167s+l))

5.(2/(0.03s+l))6.(0.5/0.18s)7.(1/0.132)8.(134.5)

9.(33.767)10.(0.05/(0.002s+l))11.(0.007/(0.01s+l))

轉(zhuǎn)速環(huán)滿載高速起動的波形圖(在負(fù)載電流IdL(s)的輸入端加上負(fù)載

電流)

2000r

1500

1000

4、依據(jù)所給的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)，填寫接線圖相應(yīng)的參

數(shù)，并畫出要求的波形圖。

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電動機(jī)電玲系”C\=z-

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心力拉司J率紐機(jī)電時間*極Tm_0.075^~

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5、對應(yīng)的走轉(zhuǎn)逆時白勺至合走電壓D二=1OX，

6、PI調(diào)整器的值暫定為Kp=0.25,1/T=3

目

1.(0.25)2.(44/(0.00167S+1))3.(1/(0.00167S+1))4.(1/0.075S)

5.(1/0.192)6.(3)7.(0.01)

按題目無超調(diào)的波形圖(Kp=0.25,l/T=3)

7、依據(jù)所給的轉(zhuǎn)速環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)，填寫接線圖相應(yīng)的參數(shù),

并畫出要求的波形圖。

1、直流電動機(jī)，220V,136A,1460r/mm,Ce=O.132Vmin/r,允許過載倍數(shù)久=1.5…

2,品閘管裝置放大系數(shù)，Ks=40；川

3、電樞回路總電阻，M=0.5C；“

4、時間常數(shù)，Ti=0.03s,Tm=O.18s?卜

5、電流反饋系數(shù)，P=0.05V/AC^10V/L5IN).a=0.07Vmin/r(^10V/nN)~

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9.(33.767)10.(0.05/(0.002s+l))11.(0.007/(0.01s+l))

轉(zhuǎn)速環(huán)滿載高速起動的波形圖(把負(fù)載電流設(shè)置為136,滿載起動)

8、依據(jù)所給的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)，填寫接線圖相應(yīng)的參

數(shù)，并畫出要求的波形圖。

1、直流電動機(jī)，額定電壓？＞"=220/

額定電流工的二，5八“

額定'轉(zhuǎn)速=lOOOr/mill~

電動機(jī)電勢系數(shù)C；=0.192r-niiiVr

2、晶閘管整流裝置輸出電沅;可逆，裝置的放大系激K,=44-

滯后時間常敷Tt=O.OOl＜57s~

3、電樞回路總電阻/?=1O￡^~

電樞回路電磁時間筆數(shù)7{=0.00167s~

電力拖動系統(tǒng)機(jī)電時間常數(shù)Tm=0075s~

4、轉(zhuǎn)速,反饋系數(shù)＜z=0.01min力""

5、對應(yīng)額定轉(zhuǎn)速.時的給定電壓C7；=1O斤

6,PI麗節(jié)等的亙哲定為Kp=0.56，?r=11.43~

1.(0.56)2.(44/(0.00167S+l))3.(l/(0.00167S+l))4.(1/0.075S)

5.(1/0.192)6.(11.43)7.(0.01)

按題目要求畫出波形圖(Kp=0.56,1/T=11.43)

9、依據(jù)所給的電流環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)，填寫接線圖相應(yīng)的參數(shù),

并畫出要求的波形圖。

1、直流電動機(jī)：220V,136A,1460r/min,Ce=0.132Vmin/r,允許過載倍數(shù)入=1.5；

2、晶閘管裝置放大系數(shù)：Ks=40；〃

3、電樞回路總電阻：R=0.5相〃

4、時間常數(shù)：Ti=0.03s,Tm=0.18s；，

5、電流反饋系數(shù)：P=0.05V/ACL=0.07Vmin/r(^10V/nN)

設(shè)計要求：設(shè)計電流調(diào)節(jié)器，要求電流超調(diào)量K596

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三411、匕汲G.G73.33

三彳”析3.331.67參考表

用牧關(guān)季KT0.26。.3今OSO.G今1.O

得a.九1上匕，1.O0.8O.707c.cO.S

其IgJj51bO/1.5%43S9.5S1G.3M

4.77

上聲H于同froo<S.673.372.4T

金華值n，pcoa7T3.2T

和珀稔定辛谷應(yīng)y7<5.3°<SS.S°59.2°51.8°

故止則*%CE3/rC3C7/To.Ass/r0.598TO.7S<5^T

1.(l/(0.002s+l))2.(1.013)3.(40/(0.00167s+l))4.(2/(0.03s+l))

5.(0.5/0.18s)6.(33.767)7.(0.05/(0.002s+l))

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250

KT=O.5200

150

1.013+33.767/s10O

50

OOOI002003004005

計算題

1、一臺三相鼠籠異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為：額定電壓UN=380V,額

定轉(zhuǎn)速j二960r/min,額定頻率4=50Hz,定子繞組為Y聯(lián)接。

由試驗測得定子電阻4=0.35Q,定子漏感4=0.006H,定子繞組產(chǎn)

生氣隙主磁通的等效電感0.26H,轉(zhuǎn)子電阻R,=0.5。，轉(zhuǎn)子漏

感心尸0.007H,轉(zhuǎn)子參數(shù)已折算到定子側(cè)，忽視鐵芯損耗。畫出調(diào)

壓調(diào)速在;%和：%時的機(jī)械特性，計算臨界轉(zhuǎn)差率黑和臨界轉(zhuǎn)矩

Tem,分析氣隙磁通的變更，在額定電流下的電磁轉(zhuǎn)矩，分析在恒轉(zhuǎn)

矩負(fù)載和風(fēng)機(jī)類負(fù)載兩種狀況下，調(diào)壓調(diào)速的穩(wěn)定運(yùn)行范圍。

定子相電壓變更，臨界轉(zhuǎn)差率不變，即

Q_______________0.5

=0.122

次+虱小瑁~<0.352+(100元)2x(0.006+0.007)2

4/=-4max=-x155.83mill)

當(dāng)調(diào)壓至1;4時，臨界轉(zhuǎn)矩4岫、4=38.96(TV-

44

1乙〃二一乙mx=-x155.83Tmin)

當(dāng)調(diào)壓至g八時，臨界轉(zhuǎn)矩9皿x9=69.26(V-

2U;

氣隙磁通：4.44/注冊隨定了電壓的降低而減小。

2、有一轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，主電路采納三相橋式整

流電路。已知電動機(jī)參數(shù)為：PN=500kW,4=750V,〃=760A，

nN=38017min,電動勢系數(shù)C，=1.82V,min/r,電樞回路總電阻R=

0.14Q,允許電流過載倍數(shù)入=1.5,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks=75,

電磁時間常數(shù)7；=0.03Is,機(jī)電時間常數(shù)4”=0.112s,電流反饋濾

波時間常數(shù)4尸0.（X）2s,轉(zhuǎn)速反饋濾波時間常數(shù)&=0.02s。設(shè)調(diào)整器

輸入輸出電壓二U；=U〃『1°V,調(diào)整器輸入電阻R〃=40kQ。

設(shè)計指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量5W5%,空載起動到額定轉(zhuǎn)

速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量bnW10%o電流調(diào)整器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計,

并取參數(shù)KT=（）.5。

（1）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)整器結(jié)構(gòu)，并計算其參數(shù)。

（2）計算電流環(huán)的截止頻率和轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率，并考慮

它們是否合理？

解：三相橋式整流電流的平均失控時間丁丁。003）電流環(huán)小時間常

數(shù)之和TLZ+Txoms,s,要求電流超調(diào)量。戶5%,應(yīng)取

KH,因此K產(chǎn)135.1/。

（1）電流環(huán)等效時間常數(shù)1/K/=（）.（）074S；

轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)八「1/K+7,,“=0.0074+0.02=0.0274s

電流反饋系數(shù)

p==---言0.0088(V/A)

A/v1.5x760

轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)

a==J2-=0.0263(V?min/r)

〃N380

選擇轉(zhuǎn)速調(diào)整器結(jié)構(gòu)，其傳遞函數(shù)為

K(rS+1)

2)二。

按跟隨和擾動性能都比較好的原則，取h=5,則ASR的超前時間常

數(shù)為

Tn==5X0.0274=0.137s

轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益

h+15+1=159.84

2〃個2x5晨0.0274,

可得ASR的比例系數(shù)為

=3+1)0CT”_6x0.()088x1.82x0.112°?

K〃-2haRT、＞,~2x5x0.0263x0.14x0.0274”

取調(diào)整器輸入電阻凡二期2，則

Rn~KnRo="67x40=426.8kQ,取427kQ

^=^=^77=3-21xl°-7(F)=0-321/zF

R427x10,XX0.32HF

=皆著器=2xl°6（F）=2"

R40x10,取2UF。

（2）電流環(huán)的截止頻率公尸K/=1351S1

轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率G，”=KM〃=159.84X0.137、2L9S1

校驗近似條件

1）校驗晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件

117

——=---------^196.1（V）＞m

3.3x0.0017血，滿意近似條件;

校驗忽視反電動勢變更對電流環(huán)動態(tài)影響的條件

~50.91(/)(公j

滿意近似條件;

校驗電流環(huán)小時間常數(shù)近似條件

B180.8(丁)>@

3V0.0017x0.002滿意近似條件;

校驗電流環(huán)傳遞函數(shù)近似條件

)>O)cn

校驗轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似條件

滿意近似條件;

校驗轉(zhuǎn)速超調(diào)量

760x(114

1g00274

=2x0.812x(1.5-0)x—_二…J。092-10%

38()0.112

滿意設(shè)計要求。

3、一臺三相鼠籠異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子參數(shù)已折算到定子側(cè)，忽視鐵芯

損耗。畫出異步電動機(jī)T形等效電路和簡化電路。

解：異步電動機(jī)T形等效電路：

異步電動機(jī)簡化電路:

勿1

5、兩電平PWM逆變器主回路，采納雙極性調(diào)制時，用“1”表示上

橋臂開通，”0“表示上橋臂關(guān)斷，共有幾種開關(guān)狀態(tài)，寫出其開關(guān)函

數(shù)。依據(jù)開關(guān)狀態(tài)寫出其電壓矢量表達(dá)式，畫出空間電壓矢量圖。

序號開關(guān)狀態(tài)開關(guān)代碼

1VT.VTiVTz100

2VTiVT2VT3110

2VT2VT3VT4010

4VT3VT4VT5on

5VT4VT,Vle001

6VT5VT^VTj101

7VT)VT,VT,111

8VT2VT4VT6000

s，Sc“41，B"u“s

5

“0OOO530

222

3

1OO33

222昌a

355

“211O

222后

“3O10333

222AJ

O113dJ3d

222713，"

JS

“5OO1J

222

1O1533

22271”，子

“7111333o

222

6、有一轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，主電路采納三相橋式整流

電路。已知電動機(jī)參數(shù)為：PN=500kW,U“=750V,IN=760A,

〃產(chǎn)375r/min,電動勢系數(shù)Q=L82Vmin/r,電樞回路總電阻R二

0.14Q,允許電流過載倍數(shù)人二1.5,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K,二

75,電磁時間常數(shù)￡=0.031s,機(jī)電時間常數(shù)圖二0.112s,電流

反饋濾波時間常數(shù)7；尸0.002s,轉(zhuǎn)速反饋濾波時間常數(shù)刀,“二0.02s。

設(shè)調(diào)整器輸入輸出電壓。，二U：二，調(diào)整器輸入電阻此二

40kQo

設(shè)計指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量5%,空載起動到額定轉(zhuǎn)

速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量bnW10%o電流調(diào)整器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計，

并取參數(shù)KT=0.5o

(1)選擇轉(zhuǎn)速調(diào)整器結(jié)構(gòu)，并計算其參數(shù)。

(2)計算電流環(huán)的截止頻率0ci和轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率①cn,并考慮

它們是否合理？

解：三相橋式整流電流的平均失控時間=電流環(huán)小時間常

數(shù)之和=,要求電流超調(diào)量6"%,應(yīng)取

KTN5,因此K/135」S,

(1)電流環(huán)等效時間常數(shù)1/K/二o.0074s；

740020274

轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)乙〃=1/K+Tnn=°-°°+=°-§

電流反饋系數(shù)

p==--—?0.0088(V/A)

2/v1.5x760

轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)

a==—=0.0276(V?min/r)

375

選擇轉(zhuǎn)速調(diào)整器結(jié)構(gòu)，其傳遞函數(shù)為

K(r5+1)

按跟隨和擾動性能都比較好的原則，取h=5,則ASR的超前時間常

數(shù)為

乙=憶〃=5x0.0274=0.137s

轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益

h+\5+1

KN=、，-，7=159.84“

-

2/fT%2X5-X0.0274'

可得ASR的比例系數(shù)為

h+

K=(^C(Tm=6x0,0088x1.82x0.11298J

K"-2haRT、.“-2x5x0.0267x().15x().0274~,

取調(diào)整器輸入電阻兄=40^,則

=

RnKnR()=9.81x40=392AkQ,取392kQ

C=&=峭L=3.26X1°7(F)=0.326碼

Rn420x10,取0.33uF

4x0.026

=2X10(F)=2//F

c40x1。

R0取2uF。

(2)電流環(huán)的截止頻率0，=K/=135.1/，

1

轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率j=KNT”=59.84X0.137?2L95

校驗近似條件

1)校驗晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件

11

196.1(sCO

玩-3x0.0017x二滿意近似條件;

校驗忽視反電動勢變更對電流環(huán)動態(tài)影響的條件

1.j

30112^00Tl%5091(5,),血

T..T,0112x0031，滿意近似條件;

校驗電流環(huán)小時間常數(shù)近似條件

1

2180.8(/)〉@

Mr、。30.0017x0.002,滿意近似條件;

校驗電流環(huán)傳遞函數(shù)近似條件

]_

3V().0037"Ns)>(O

3cn

校驗轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似條件

,光T黑皿5＞如滿意近似條件;

校驗轉(zhuǎn)速超調(diào)量

760x0.15

=2x0.812x(1.5-0)x—小_x竺也欠0.0996<10%

3750.112

滿意設(shè)計要求。

7、采納電壓空間矢量PWM調(diào)制方法，若直流電壓力恒定，如何協(xié)

調(diào)輸出電壓與輸出頻率的關(guān)系。

解：在一個周期內(nèi)，6個有效工作矢量依次作用一次，定子磁鏈?zhǔn)噶?/p>

是一個封閉的正六邊形。

帆（初二四3式初=帆刈△/=尋々=5署

正六邊形定子磁鏈的大小與直流側(cè)電玉成正比，而與電源角頻率

成反比。在基頻以下調(diào)速時.，應(yīng)保持正六邊形定子磁鏈的最大值恒定。

若直流側(cè)電壓恒定，則助越小時，At越大，勢必導(dǎo)致加〃）|增加。

因此，要保持正六邊形定子磁鏈不變，必需使力/幼為常數(shù)，這意

味著在變頻的同時必需調(diào)整直流電壓，造成了限制的困難性。

有效的方法是插入零矢量，當(dāng)零矢量作用時，定子磁鏈?zhǔn)噶康脑隽俊?/p>

〃?）二0,表明定子磁鏈?zhǔn)噶客Ａ舨粍印?/p>

有效工作矢量作用時間＜△/,

零矢量作用時間段九一4-Xt、，

當(dāng)①H=①1陽+乂）='/3時，定子磁鏈?zhǔn)噶康脑隽繛?/p>

（左）=Us（A）AG+OA/o=?J3

正六邊形定子磁鏈的最大值

IA科(A)H4(%)|Af]=q/M

在直流電壓不變的條件下，要保持(可恒定，只要使A4為常數(shù)

即可。輸出頻率越低，At越大，零矢量作用時間△，()也越大，定

子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E停留的時間越長。由此可知，零矢量的插入有效地解

決了定子磁鏈?zhǔn)噶糠蹬c旋轉(zhuǎn)速度的沖突。

8、有一轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，主電路采納三相橋式整流

電路。已知電動機(jī)參數(shù)為：PN=500kW,UN=750V,lN=760A,

〃N=375I7min,電動勢系數(shù)C,=l.82Vmin/r,電樞回路總電阻R=

0.14Q,允許電流過載倍數(shù)人二1.5,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)降二

75,電磁時間常數(shù)7；=0.031s,機(jī)電時間常數(shù)0=0.112s,電流

反饋濾波時間常數(shù)與二0.002s,轉(zhuǎn)速反饋濾波時間常數(shù)幾二0.02s。

設(shè)調(diào)整器輸入輸出電壓u：=U〃〃「i°v,調(diào)整器輸入電阻.七二

40kQo

設(shè)計指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量/W5%,空載起動到額定轉(zhuǎn)

速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量bnW10%o電流調(diào)整器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計，

并取參數(shù)KT=0.5o

(1)選擇轉(zhuǎn)速調(diào)整器結(jié)構(gòu)，并計算其參數(shù)。

(2)計算電流環(huán)的截止頻率4i和轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率①cn，并考慮

它們是否合理？

解：三相橋式整流電流的平均失控時間T丁。00*)電流環(huán)小時

間常數(shù)之和4L.+TLOmS,s,要求電流超調(diào)量6。％,應(yīng)取

KU,因此K產(chǎn)135.1/

(1)電流環(huán)等效時間常數(shù)l/K/力.0074s；

轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)八〃=I/K+1產(chǎn)0.0074+0.02=0.0274s

電流反饋系數(shù)

?

u1()

?O.OO88(V/A)

1.5x760

轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)

?

a==—=0.0276(V?min/r)

rtz375

選擇轉(zhuǎn)速調(diào)整器結(jié)構(gòu)，其傳遞函數(shù)為

K(rS+1)

憶心)=3—

按跟隨和擾動性能都比較好的原則，取h=5,則ASR的超前時間常

數(shù)為

記=〃7%=5X0.0274=0.137s

轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益

h+\5+1

2,-、-=159.84/

-

2萬工“2X5-XO.O274

可得ASR的比例系數(shù)為

k=(?+1)尸CT,“二6X0.0088X1.82X0.1127051

K”--2x5x0.0267x0.14x0.0274~~

取調(diào)整器輸入電阻RL40"。，則

R=K.R=051x40=420.4版,取420kQ

G=^=4號=3.26x107sx0.326好

氏420X]0,取0.33uF

4x，02

CO,=2xlQ-6(F)=2//F

“凡40x10，，取2m

（2）電流環(huán)的截止頻率公，=K/=135.1$,

轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率①KNT“=159.84X0,137?21.951

校驗近似條件

1）校驗晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件

丁二&3l=gl（S）＞CDci

3。3x0.000n17,滿意近似條件;

校驗忽視反電動勢變更對電流環(huán)動態(tài)影響的條件

1_|

3-----?50.9l(c)<〃)

0112x0031滿意近似條件;

校驗電流環(huán)小時間常數(shù)近似條件

1

力18O.8（s"）＞0

33V0.0017x0.002二滿意近似條件;

校驗電流環(huán)傳遞函數(shù)近似條件

3V0.0037"Ns

3)>公〃

校驗轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似條件

1135.1~27.4($')>①

可Wo.o2\滿意近似條件;

校驗轉(zhuǎn)速超調(diào)量

760x0.14

1OQ00274

=2x().812x(1.5-O)x——x-——?0.093<10%

3750.112

滿意設(shè)計要求。

第四章

1、為了實現(xiàn)協(xié)作限制，可將兩組晶閘管裝置的觸發(fā)脈沖零位都定在

肯定角度，即當(dāng)限制電壓Uc=0時，使af=ar=（C），此

時?二力。，二0,電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)。4

A.180°B.0°C.90°D.45°

2、直流PWM調(diào)速系統(tǒng)以雙極式限制方式，調(diào)速時，p的可謂范

圍為0~1,-l<y<-lo當(dāng)p<0.5時，y為負(fù)，電機(jī)（B）o4

A.正轉(zhuǎn)B.反轉(zhuǎn)C.停止D.起動

3、晶閘管有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)采納（A）協(xié)作限制來消退直流

平均環(huán)流。4

A.a邛B.a<pC.a>pD.a^p

4、在勵磁限制系統(tǒng)中引入電動勢調(diào)整器AER,利用電動勢反饋，使

勵磁系統(tǒng)在弱磁調(diào)速過程中保持（D）基本不變。4

A.轉(zhuǎn)速B.