电力拖动知识点整理

1、电力拖动知识点整理第二章1脉宽调制答:利用电力电子开关的导通与关断，将直流电压变成连续可变的电压，并通过控制脉冲宽 度或周期达到变压变频的目的。2. 直流蓄电池供电的电流可反向的两象限直流斩 波调速系统，已知：电源电压Us=300V,斩波器占空 比为30%,电动机反电动势 E=100V,在电机侧看， 回路的总电阻 R=1Q。问蓄电池的电流Id是多少？ 是放电电流还是充电电流 ？答:因斩波电路输出电压u0的平均值：U0=px Us=30%x 300=90 V < Ea ld=( U0- E)/ R=(90-100)/1=-10A是充电电流，电动机工作在第n象限的回馈制动状 态，直流蓄电池吸

2、收能量。3. PWM调速系统的开关频率答：电力晶体管的开关频率越高，开关动态损耗越大；但开关频率提高，使电枢电流的脉动 越小，也容易使电流连续，提高了调速的低速运行的平稳性，使电动机附加损耗减小；从PWM变换器传输效率最高的角度出发，开关频率应有一个最佳值；当开关频率比调速系统的最高工作频率高出10倍左右时，对系统的动态特性的影响可以忽略不计。4 .静差率s与空载转速n0的关系p19答：静差率s与空载转速n0成反比，n0下降，s上升。所以检验静差率时应以最低速时的ins .静差率为准。5. 反馈控制有静差调速成系统原理图，各部件的名称和作用。答：比较器： 给定值与测速发电机的负反馈电压比较，得

3、到转速偏差电压 Un。 比例放大器 A：将转速偏差电压 Un放大， 产生电力电子变换器 UPE所需的控制电压 Uc。 电力电子变换器 UPE：将输入的三相交流电源转换为可控的直流电压Ud。 M电机：驱动电机。 TG发电机：测速发电机检测驱动电机的转 速。 电位器：将测速发电机输出电压降压，以适应给定电压幅值Un*。6. 分析转速负反馈单闭环调速系统的基本性质，说明单闭环调速系统能减少稳态速降的原因，改变给定电压或者调整转速反馈系数能否改变电动机的稳态转速？为什么？答：负反馈单闭环调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压

4、降的变化。稳态转速为：KpKsU；Ridnn°cl - nclCe(1 K) Ce(1 K)从上式可得：改变给定电压能改变稳态转速；调整转速反馈系数，则 K也要改变，因此也能改变稳态转速。7 .闭环空载转速 ncl比开环空载转速 nop小多少？如何保证ncl=nop?p23答：ncl是nop的1/ (1+K)。欲使ncl=nOp有两种办法：(1 )若给定电源可变，则Ug 厂 U g(k1(2)般不能改变给定电源，则在控制器中引入K)OKP为好。闭环系统沟何不能开环运行丫答！因次闭环故大倍数叭 亡汁*比开环小门+一旦开环运兄 忑心 扩大了 * K)倍，输出量(被控量)擀上升H】倍,后弟

5、是不堪没想的.9 .闭环控制系统具有良好的抗扰能力和控制精度的原因答：闭环控制系统是建立在负反馈基础上，按偏差进行控制。当系统中由于某种原因使被控量偏离希望值而出规偏差时，必定产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控制量与希望值趋于一致，所以闭环控制系统具有良好的抗扰动能力和控制精度。10.闭环控制系统一般由哪几部分组成？有哪些作用量和被控制量 ？答：闭环控制系统一般由给定元件、比较元件、放大校正元件、执行元件、被控对象、检测 反馈元件等组成。系统有给定量 (输入量卜反馈量、控制量、扰动量、被控量(输出量)。12.试说明转速负反馈调速系统工作原理口答£转速负反馈亢流调速系统

6、由转速给定.转速调节器ASR.触发器 GTs晶闸管变流器X测速发电机TG等组成：当电动机负载増加时，电枢电流石也增加.电枢回路压降増加，电 动机转速下降.则转速反锻电压4也相应下降，而转速给耀电压"不 变，au = y； - Un增加扶转速调节器ASR输出g增加*使控制角cr减 小届闸管整流装置输出电压U,增加，于是电动机转速便相应自动回 升其调节过程可简述为：tl T-> id Tm Jr 乞 匚 auh T->uTtM上述过程循环徨直 氏至au=o止。13 反馈控制系统为什么极性不能接错答：控制系统一般都是负反馈系统。如果错接成正反馈系统，对调速系统造成超速“飞车”或

7、振荡等故障，后果非常严重。14 截流环节的主要作用和物理实现的方法答：电流截止负前（反）馈的作用是：（1）限流保护（过载自动保护）；（2）加速起动过程。载流环节的物理实现方法有：（1）比较电压法；（2）稳压管法;（3）封锁运放法。15. 有静差系统与无差系统的区别答：根本区别在于结构上（控制器中）有无积分控制作用，PI控制器可消除阶跃输入和阶跃扰动作用下的静差，称为无静差系统，P控制器只能降低静差，却不能消除静差，故称有静差系统。16. 比例积分（PI）调节器的特点* r Uidt答:PI调节器的输出电压 U0由两部分组成。第一部分KPUi是比例部分，第二部分匚是积分部分。当t=0突加Ui瞬间

8、，电容C相当于短路，反馈回路只有电阻Rf,此时相当于P调节器，输出电压；入，随着电容 C被充电开始积分，输出电压U0线性增加，只要输入Ui继续存在，U0 直增加饱和值（或限幅值）为止。17. 数字PWM调速系统与PWM调速系统有多大差异 ？答：两者之间没有本质的区别，主要区别是全数字 PWM调速系统的控制电路应用微机控制 ， 而一般PWM调速的控制电路应用集成电路控制，（当然其控制性能比微机控制要差很多） 。18. 简述8031单片机全数字直流调速系统的工作原理。答：主电路由4个电力晶体管模块构成的H型PWM变换器。采用霍尔电流传感器经A/D转换后将电流反馈信号Ui送给单片机，有四个电力晶体管

9、的基极驱动电路，内用光电隔离元件使单片机与主电路隔离，测速发电机的输出电压Un、速度给定信号Un*,经A/ D转换器将模拟量变成数字量后输入单片机，单片机完成转速、电 流的PI调节控制算法，产生与 V-M系统调速相似的输出控制。19. 转速调节器为PI调节器的直流调速系统,当其反馈系数a增大，系统稳定后转速反馈电压Un是增加、减小还是不变 ？。t Unt人un'T U c TUd0En0 U “nUn 二O,Uj Un第三章a使其逐渐减1 双闭环调速系统拖动恒转矩负载在额定情况下运行，如调节转速反馈系数 小时，系统各环节的输出量将如何变化？R1+仃.r兴UPEASRq ACR十左E*

10、1/CE答：a l 4 l A Un t t/； t A U t Uc tAtt J Kt jit ET 几牛A 汛 l 弘 I 直到 n = U.2. ASR和ACR均采用PI调节器的双闭环调速系统，Uim*=10V，主电路最大电流ldm=100A ,当负载电流由20A增加到30A时，试问： Ui*应如何变化？ Uct应如何变化? Uct值由哪些条件决定？答：Ui*从2V增加到3V。 Uct略有增加。 Uct由转速n和负载电流Idl（稳态时即Id）决定。3. 双闭环调速系统的起动过程分为几个阶段？各有什么特点？*答：双闭环直流调速系统突加给定电压Un由静止状态起动时，由于在起动过程中转速调节

11、器ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三种情况，整个动态过程就分成I、II、山三个阶段：I 貽 I U R=： U 电流上升阶段，电流 迅速上升，直到 心 1 dm，U i Uim，电流调节器很快就压制了的增长，在这一阶段中，ASR很快进入并保持饱和状态，而ACR不饱和 恒流升速阶段,ASR饱和，转速环相当于开环，电流基本上保持恒定，因而系统的加速度恒定，转速呈线性增长。 转速调节阶段。当转速上升到给定值时，转速调节器ASR的输入偏差减小到零，输出维*持在限幅值Uim，电机仍在加速，使转速超调。转速超调后，ASR输入偏差电压变负，开* 始退出饱和状态，Ui和1 d很快下降。n* = n。双闭环直流

12、调速系统的起动过程有以下三个特点：饱和非线性控制；转速超调；准时间最优控制。4. 在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网电压波动与负载扰动时，哪个调节器起主要 调节作用？答：电网电压波动时， ACR起主要调节作用；负载扰动时，ASR起主要抗扰调节作用。5 .转速电流双闭环系统中，转速调节器、电流调节器的作用？p59答：转速调节器和电流调节器的作用：（1）转速调节器ASR的作用。1）转速n跟随转速给定电压 Un *变化？稳态无静差。2）突加负载时转速调节器 ASR和电流调节器 ACR均参与调节作用，但转速调节器ASR处于主导作用，对负载变化起抗扰作用。3）其输出电压限幅值决定允许最大电流值。电流

13、调节器ACR的作用1）起动过程中保证获得允许最大电流。2）在转速调节过程中，使电流跟随其电流给定电压Un*变化。3）电源电压波动时及时抗扰作用，使电动机转速几乎不受电源电压波动的影响。4）当电动机过载、堵转时，限制电枢电流的最大值，从而起到安全保护作用。6 直流调速系统有哪些主要性能指标？答：直流调速系统主要性能指标包括静态性能指标和动态性能指标两个部分。静态主要性能指标有调速范围D、静差率s、 nN。动态性能指标分成给定控制信号和扰动信号作用下两类性能指标。给定控制信号作用下的动态性能指标有上升时间tr，调节时间tS （亦称过滤过程时间）和超调量（T %。扰动信号作用下的动态性能指标有最大动

14、态速降Nmax、恢复时间tv。第四章1. 什么叫环流？有环流可逆系统和无环流可逆系统相比较，有何优缺点？并说明有环流可逆系统的适用场合。答：只限于两组晶闸管之间流通的短路电流称为环流。环流具有二重性，缺点是：环流会显著地加重晶闸管和变压器的负担，增加无功损耗，环 流过大会损坏晶闸管，影响系统安全工作。环流有可供利用之处，在电动机空载或轻载时， 环流可以保证晶闸管装置工作在电流连续区，避免了电流断续引起的非线性状况对系统动、 静态性能的影响。环流还具有保证可逆系统的电流实现无间断反向，加快反向时的过渡过程之优点。适用于中小容量系统，有较高快速性能要求的系统。2. 画出两组晶闸管装置反并联有环流（

15、a =3 工作制）可逆调速系统控制图，分析从电机正转高速 制动到低速过程中，正、反组晶闸管装置和电动 机各经历了哪几种工作状态 ？答：本组逆变（它组待整流）阶段，电流迅速下 降；它组进入整流（本组待逆变），电流反向增大； 它组反接制动逆变（本组待整流），电机减速回 馈制动，把动能转换成电能，其中大部分通过它组逆变回馈电网。 3 无环流可逆直流调速系统对逻辑装置的基本要求 答：(1)在任何情况下，绝对不允许同时开放正反两组晶闸管变流器的触发脉冲，必须是一 组晶闸管变流器触发脉冲开放工作时，另一组晶闸管变流器触发脉冲封锁而关断。(2) 逻辑装置根据转矩极性信号 (Ui * )和零电流信号进行逻辑判

16、断。当转矩极性信号(Ui * )改变极性时，必须等到有零电流信号后，才允许进行逻辑切换。(3) 为了系统工作可靠，在检测出“零电流信号”后再经过“关断等待时间t1 ” (t仁23ms) 延时后才能封锁原工作组晶闸管的触发脉冲，再经过“触发等待时间t2”延时后，才能开放另一待工作组晶闸管的触发脉冲。4. 论述逻辑无环流可逆晶闸管一直流电动机调速系统的由正向电动到反向电动的过程，如何实现电枢电流的反向？ 答：从正向电动到反向电动分别为四个阶段： 本组逆变阶段，电流方向不变，电流减小 它组整流阶段，反向电流建立，电流方向改变并迅速增大 它组逆变阶段，电流方向与 2相同反向启动阶段，它组整流，电流方向

17、与3相同，包含反向转速上升、转速调节等阶段。第五章1. 异步电动机变频调速系统中， 为什么在实现变频的同时必须使电压也相应地变化(恒压频比的控制方式)？在低频段为什么要对电压进行提升补偿？在工频以上的范围变频时，电压还应当变化吗？为什么？答；保持电动机中每极慮通壘暫为额定值不变.磁通太弱，没有充分利用电机的铁心，是一 种浪费；如果过分增大磯通，使鉄心饱和，导S过大的励磴电流，严重时会因绕组过热而Jffi 坏电机.保持疇不变，当频率石从輙宦值办"向下调节时，便虽=常值，当电动势值较高时，忽略定子统组朗榻磁阻抗压隔，而认汁定孑相电压乞丹弓，则潯=常值，这是恒压频比的控 制方式.底频时，S

18、和冬都较小，定子漏磁阻抗压陋所占的伯量就比較昼着，不再能遇略-这 时，可湫两地把电压抬高一些，以便近似地补偿定子压曄在基頻UA上阔逮时，頻率从彳沖向上升高，而电压超过甑定电压调节圉难，保持屮口严这将迫便磁通与频率咸反比地齡取2变频器调速系统一般分为哪几类 ？ 答：(1)变频调速系统一般可分为交流一交流变频和交流一直流一交流变频两大类，一般常 用的都是交流一直流一交流变频器。(2) 按中间回路对无功能量处理方式的不同分为电压型和电流型两类；(3) 按控制方式的不同分为 U/f比例控制、转差频率控制及矢量控制等三类。3. PWM控制技术的基本思想基本思想：控制逆变器中电力电子器件的开通和关断，输出

19、电压幅值相等、宽度按一定规律变化的脉冲序列，用这样的高频脉冲序列代替期望的输出电压。前提：全控式电力电子开关的出现。4正弦波脉宽调制（SPWM）技术答：以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波（Carrier wave），并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波（Modulation wave），当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得幅值相等、宽度按正弦规律变化的脉冲序列，这种调制方法称做正弦波脉宽调制（SPWM）。5 通用变频器一般分为哪几类 ？在选用通用变频器时主要按哪些方面进行考虑？答：通用变频器通常分为简易型、多功能型、高性能型等三类。在选择变频器时，一般根据用途和需要进行选择，主要从变频器的类型、性能和功能、容量的大小及输出电流大小等几 方面来进行考虑。6 简述异步电动机变频调速系统常用主电路形式的工作原理？并画出它们的简图。答：间接变频装置（交-直-交变频装置），先将工频交流电源通过整流器变换成直流，再通过 逆变器变换成可控频率和电压的交流。直接变额装置（交一交变频装置），每一相都是一个由正、反两组晶闸管可控整流装置反并联 的可逆线路。1桓压帼麵中用直養炜节l