电力拖动自动控制系统考试大纲

1、电力拖动自动控制系统考纲第一章1简述开环系统机械特性与闭环系统静特性的关系l 闭环系统静特性可能比开环系统机械特性硬得多。l 闭环系统的静差率要比开环系统小得多l 如果所要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围l 要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器结论：闭环调速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而保证一公平静差率的要求下，能够提高调速范围，为此所需付出的代价是必须增设电压放大器以及检测与反馈装置。2反馈控制规律l 只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的l 反馈控制系统的作用：抵抗扰动，服从给定l 系统的精度信赖于给定和反馈检测的精度画出带转速单闭环有静差

2、系统方框图，对于环内的干扰有抑制能力，对于环外的干扰没有抑制能力电压比较环节放大器电力电子变换器调速系统开环机械特性测速反馈环节第二章给定阶路信号起动过程分析，起动过程的特点分为三个阶段 第阶段（）是电流上升阶段第阶段（t1）恒流升速阶段第阶段（tt）转速调节阶段特点l 饱和非线性控制l 转速超调l 准时间最优控制带电流反馈截止单闭环系统与双闭环调速系统的静特性和动态性能的比较与带电流截止负反馈的单闭环系统相比，双闭环调速系统的静特性在负载电流小于Idm时表现为转速无静差，这时，转速负反馈起主调作用，系统表现为电流无静差。得到过电流的自动保护。显然静特性优于单闭环系统。在动态性能方面，双闭环系

3、统在起动和升速过程中表现出很快的动态跟随性，在动态抗扰性能上，表现在具有较强的抗负载扰动，抗电网电压扰动。减速双闭环系统要调什么参数来实现？如果调节，可不可以？可通过调节给定电压来实现，调节，不可以实现减速，因为两者都是前向通道上的参数。调节器的工程设计方法，原则，基本思路。n 设计方法“调节器最佳整定法”，包括“模最佳”和“对称最佳”两种参数设计方法n 设计方法的原则 ：（1）概念清楚、易懂；（2）计算公式简明、好记；（3）不仅给出参数计算的公式，而且指明参数调整的方向；（4）能考虑饱和非线性控制的情况，同样给出简单的计算公式；（5）适用于各种可以简化成典型系统的反馈控制系统。关于计算题的公

4、式：（实为第一章内容）第四章（，实为第一章的内容）有制动电流通路的不可逆PWM变换器桥式可逆PWM变换器优缺点双极式控制的桥式可逆PWM变换器有下列优点：（1）电流一定连续；（2）可使电机在四象限运行；（3）电机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区；（4）低速平稳性好，系统的调速范围可达1:20000左右；（5）低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于保证器件的可靠导通。 双极式控制的桥式可逆PWM变换器有下列缺点： 在工作过程中，4个开关器件可能都处于开关状态，开关损耗大，而且在切换时可能发生上、下桥臂直通的事故，为了防止直通，在上、下桥臂的驱动脉冲之间，应设置逻辑延时。3可逆环流的分类，

5、产生的原因（1）静态环流两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流，其中又有两类：n 直流平均环流由晶闸管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。n 瞬时脉动环流两组晶闸管输出的直流平均电压差为零，但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。（2）动态环流仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流。产生的原因：A. 在两组晶闸管反并联的可逆V-M系统中，如果让正组VF 和反组VR都处于整流状态，两组的直流平均电压正负相连，必然产生较大的直流平均环流。B. 瞬时脉动环流：由于晶闸管装置的输出电压是脉动的，造成整流与逆变电压波形上的差异，仍会出现瞬时电压的情况

6、，从而仍能产生瞬时的脉动环流。对比分析位置随动系统和调速系统特征它们的主要区别在于，调速系统的经定量一经设定，即保持恒值，系统的主要作用是保证稳定和抵抗扰动；而位置随动系统的给定量是随机变化的，要求输出量准确跟随给定量的变化，系统在保证稳定的基础上，更突出需要快速响应。总起来看，稳态精度和动态稳定性是两种系统都必须具备的，但在动态性能中，调速系统多强调抗扰性，而位置随动系统则更加强调快速跟随性能。第五章按转差功率S分类l 转差功率消耗型调速系统l 转差功率馈送型调速系统l 转差功率不变型调速系统闭环控制电压系统工作原理，原理图，优点，机械特性图工作原理： 由电力拖动原理可知，当异步电机等效电路

7、的参数不变时，在相同的转速下，电磁转矩与定子电压的平方成正比，因此，改变定子外加电压就可以改变机械特性的函数关系，从而改变电机在一定负载转矩下的转速。原理图：第六章转差频率控制规律（1）在 ws wsm 的范围内，转矩 Te 基本上与 ws 成正比，条件是气隙磁通不变。（2）在不同的定子电流值时，按上图的函数关系 Us = f (w1 , Is) 控制定子电压和频率，就能保持气隙磁通Fm恒定。矢量控制的基本思路在第节中已经阐明，以产生同样的旋转磁动势为准则，在三相坐标系上的定子交流电流 iA、 iB 、iC ，通过三相/两相变换可以等效成两相静止坐标系上的交流电流 ia、ib ，再通过同步旋转

8、变换，可以等效成同步旋转坐标系上的直流电流 im 和 it 。如果观察者站到铁心上与坐标系一起旋转，他所看到的便是一台直流电机，可以控制使交流电机的转子总磁通 F r 就是等效直流电机的磁通，则M绕组相当于直流电机的励磁绕组，im 相当于励磁电流，T 绕组相当于伪静止的电枢绕组，it 相当于与转矩成正比的电枢电流。既然异步电机经过坐标变换可以等效成直流电机，那么，模仿直流电机的控制策略，得到直流电机的控制量，经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电机了。 由于进行坐标变换的是电流（代表磁动势）的空间矢量，所以这样通过坐标变换实现的控制系统就叫作矢量控制系统 交直交（三种）原理图，变压变频调速的基

9、本控制方式并分别画出对应的机械特性基频以下调速1) 恒压频比（ Us /w1 = Constant ）控制2) 恒Eg /w1 控制3) 恒 Er /w1 控制基频以上调速4) 弱磁恒功率调速5) 恒流控制（在变频调速时，保持异步电机定子电流的幅值恒定）减速控制（单极性，双极性）（1）单极性PWM控制方式（）双极性PWM控制方式第七章画出串级调速原理图，机械特性 负载不变，逆变角增大的调速过程第八章（1）交流电机旋转磁场的同步转速w1与定子电源频率 f1 有确定的关系： 异步电动机的稳态转速总是低于同步转速的，二者之差叫做转差 ws ；同步电动机的稳态转速等于同步转速，转差 ws = 0。 （

10、2）异步电动机的磁场仅靠定子供电产生，而同步电动机除定子磁动势外，转子侧还有独立的直流励磁，或者用永久磁钢励磁。 （3） 同步电动机和异步电动机的定子都有同样的交流绕组，一般都是三相的，而转子绕组则不同，同步电动机转子除直流励磁绕组（或永久磁钢）外，还可能有自身短路的阻尼绕组。（4）异步电动机的气隙是均匀的，而同步电动机则有隐极与凸极之分，隐极式电机气隙均匀，凸极式则不均匀，两轴的电感系数不等，造成数学模型上的复杂性。但凸极效应能产生平均转矩，单靠凸极效应运行的同步电动机称作磁阻式同步电动机。（5）异步电动机由于励磁的需要，必须从电源吸取滞后的无功电流，空载时功率因数很低。同步电动机则可通过调节转子的直流励磁电流，改变输入功率因数，可以滞后，也可以超前。当 cosj = 1.0 时，电枢