电力拖动自动控制系统___运动控制系统(第三版)课后答案陈伯时

1、学习参考电力拖动自动控制系统-运动控制系统（第三版）课后答案陈伯时1-1为1卜久PWM一电动机系统比晶闸管一电前机系统能翳茯得更好的动态性能？答:PHN-电动机系统在很多方町有较大的优越性：门）主电路浅路简单，常用的功率器件少。2） H关翔率扃，电流和融通城.谐波少，电机损耗及发她都城小. 低速性能好,已速粘度岛,调速范用宽,可达I： 10000左右.C4） 若与快速响应的电动机配合.则系统频带宽，曲态响帧快，动态抗扰能力强.5） 功率开关密件工作在开天默态，导则如耗小,当开美捌年肥与时，开美也料也 不大,因而装置效率较高.（6） 日流通源采用不控型流时.电网功率四数比相控整流甥昌.1-2试分

2、析行制前通路的不可逆PWM变换器进打制动时.两个VT是如何工作的。净在泡动状态中，为负值，【二就发挥作用了.这种情况篁生在电动运行过程中需空降 速的时候口这时光战小笄制也用，使的正脉冲变窄，负脉冲变宣从而便干均电枢电 压以降低.但是.由于机电惯性.转速和反电动势近来不及变化，因而造成巧，很 快使电流反向，卜普、微止，在% MPVT时.口门变正，十是内；警通.反向电流沿回第IrTWI犀浩工流泡,产生能耗制动作用.在厂W，VT + L时，【工 关的.7小沿网路4鲍JR续流.向心源回慌心工与此同I门间端1：羊”仆心使它人能畀辿口在；1：秋会口. 卜！1轮流导迎，而FW始终是关断的.在朴栽电动状态.这

3、时平均电流较h 以物在不更新后勾”【上续流时.还没有达到周期T,电流已至衰战到零.这时J乌两端电压也降为零，乙便提前导辿了.使电流反向. 产生局部时间的制动作用.1-3调速范国和静差率的定义是什么？调速范南、静差速降和最小静差率之何仃什么大 累？为什么说“脱离调速范恸，罂满足给定的静差率也就容易对多了 7等巨产机帔H求电动机能供的量离特速和低转耀之比叫做调速他用用字母口表示,即小=3旦 其中.修 和川股都指电动ML新定觅我时的最高和量低转速，对I少数负EI1 20 x( 1-0, 05)=33/mn的740此时 耳-1 = -1 = 594An .33则若要求系统的畅差率由1。戋减少到5%.则

4、系统的开环增益将变大.18 楼速单词补调速乐纭行娱此特点？改变生定电压能否改变电动机的转速？为什么T 如果鳍定电压不变，谓节测逑反浦电压的分压比是否能罅改变转速?为什么?如果 测速发电机的恸礴发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力？答；m M速收1二界调速系统有以下三个基本特征只用比网放大器的反辍控制系统,其被被调量仍是有商差的.反馈控制系统的作用是；抵抗扰动.服从给定.扰动性能是反馈控制系统最突出的特 征之一.田鼐茂眄精度依辩于给定和反馈松酒的精度.（2）改变价定电压会改受龟动机的转速，四为反愫控制系统兑金服从堂定作用.（3）如果给定电压不变，调臂测速反馈电用的分压比或测速发电机的励磁发生了

5、变化. 它不能得到反境控制系统的抑霞L反而会增大被调后的遢差.反馈控裔系统所能抑制的只是 被反镣环过用的前向通道卜的扰动.l-o在特速优反馈调速系统中.当他网电乐、位技转地、E七动机励磁电流.电舸电RR恻 速发电机励碌畀房发生变化时，那片川起轼速的变化，问系统对上述各量:仃无调。能力？为 什么？答，当电网电压姿生变化时，系统而n。涓能力.因为电网电库是系统的给定反惆控刷者 统完全服从给定.贝敦利电、电动机励磁电流、电枢电租变化时系统对其召调才能力.因为他们的变化煨 念附喻到转速，都幺被测速装置桩泅出来,再通过反觥控制作用.减小它们对稳态轨速的 影响.朝I速发电机励磁导量发生变化时，它不能得到反

6、馈控制系统的和制,反而会增大破调量 的谩器。反馈控制系统研能抑制的只是被反情环包围的前向通道上的扰动.110 U V-M 调速系统.电动机蓼数为：P,t = 2.2Hi; Lh = 220K, Zv = 12.5/iw-lSOOr/min,电枢电阻凡=1二。.整沛装宜内阻三=L5。，触发整流环。的放大倍数笈.=35 要求索统摘足调速起用D-州.甑年率、石10%.（1）计算开环系统的密态速降3%和诅速要求所允汴的闭环静态速降小心.栗用转速箕反捌细成用环系统.试破翁察维的原理图和静态结构框图.说螯诬系统琴数.使节：=】时.乙=乙，1曰4则转述负反馈系数用诱是多少，（4）计算放大罂所需的放大倍数.

7、解：U）先十仃电动机的电动特系数二，-3 二22 口 12.5x1.21500013671 , - inui7 r则开环系数班定速降为生2,- 一469Hl111n0.1367颍定伪装时的柩念速降应为minMl-s) 20 x( I-0, 1)（力 系统的部态轴国框图如卜所示(3)当%.I1=J1S .则把速质反掰系数Q应谈是151500= 0.01网环系统的开环放人系数成为,246.9%8331 = 28.64运算放大器所需的放大倍数2.64aKJCc 0.01x35/a 1367= 11.191Il在遨1=1。的转速战反情系统中增设电溶截止环忆 要求堵林电流了和2%.临界截止电流心,上1.

8、24附读选用多大的比较电压和电流反流栗样电阻？要求电端反就取样电阻不避过主电路总电阳的1/3,如果做不到,闹费增加电漉反填放大器.试画出系统的生 理图和静态结构框图，并计算电流反馈放大系数.这时电流反馈录样电阻和比较电乐各为多 少？的Fj-第解:因为品砥且U：=1W.计算可得凡=1.5Q, Utul = 22.5Vu*+u/酉=Q E 1 2；赳支七”1-12某调速系统原理阁如图l58所，已知数据如上电劫机：4二1双W, 4 = 220J7t 4=944n, =1000r/imn .七=01皿,豁就装置内阻=03口，触发整流环行 的放大倍数工=40 .最大第定电二=15/,当主电路电流达到最大

9、值时.整定电流 反馈电压已皿=13，设计指标:要求系统满足调速范用EK20.静差率5】0%, 1 = 】 5+打=1” 试画出系统的静态结构据图.井汁葬，转速反演系数Sn(2J 调节器放大系数。) 电阴鸟的数值,(放大器输入电阻飞=20#a) 电网片的数值制粒压管、X的击窍也限值.解：口)转递负反馈系数&应该星。=工二生=0915J?%1000(2)先计座由动机的电动势系数1000壮Q，.仇2的犷1则开环系数额定理降为0. 2059JKtR 94x(0. 15+0. 3) = 205.47- / mm2X1120 x( 1-0. 1)1000?(0. 1 = 5,540 3储产m%. 口算系统

10、允许的福态速降。（3） 如组成将速负反馈有91差调速系统，要求A3。，5 = 10%, at/； =iorw,ld =/.vt计律柠速负反馈系数和放大舞故大系数犬尸S） 如将上述调速家徒改为电用负反领仃睁差调速系统，仍要求U： = IO时4=小期并保符系统原弟的开环放大系数K不变.试版在130忖称工率nM系统开坏工作时.口一)2。-印山切 w/1500I川开环系数颗定速降为2%则5期由1n0.1311% DXnKxl 00% = W - x 100% = N 5.601500 +Mix 297.5(2)当 D=3O.i=10(系统允许的稳态速降An.r11D(1C 30 x( 1-0, ID型

11、巴L56mm则转速啦反悌系的s应诿是f 3)当 U； = 10P 时,=仆 n=nh .U V 10 5=/ = = 0.007n 为 150 口闭环系统的开环放大系数跑为1=-1 = 52.51556运匏放大器所需的放大倍数&KJC. 0,0O7x35/0JSll H M= 30.6(4)在电H；负反疏仃势差识速系统中，开邛在用坏的速降是一样的.所以、叮=An” =2975 P / juin皿=募：黑Ms1-15 在翻 M0的系统中，若主电路电感L=5DmH.系统运动旅分的匕轮惯址5n 整流装置采用二相零式电路试判断按题I4。要求段让的抄速负反符系统能杏稳定运行？如果保证系统稳定运行，允许的

12、最大开坏放大系数K是打 少？M；计兜系统可由环节的时间常数;电磁时间常数r-= 0J5 -0.01855R 1.2+1.5t gd2r L6x(1,2+L5).机电时间常数%Q电6外375x0,1367x-x0.1367集三相桥式整流阻路.晶阍管装置的滞后时同常数为 = 0.00167$ 为保叱系统总定,开环放大系数的谪足的稳定条件：K 2民71所以该系统不可以稳定运行，如果保证条统已定运行.允许的最大开环放大系数K最大为23J.l-lft为什幺用积分控制的调速系统是无fl?差的？在林速单闭环调逑系统中,当积分诩节器 的输入偏爱电压AU=0时，调1。器的辅出也库是多少？它取决于那些因素7答；在

13、动去过程中I当A5f交化时,只要其檐性不变，积分调。蒲的榆出4便一白帽长； 只有达到=口/力=。时，H才停止上升不到&伉变例.q不会卜降节ao;=o 时.S并不是零,而是一个理值工如果AL：不再变化,这个裨僦使保拼恒定而不再变化. 这是积分控制的物点.因此，解分控制可以使察统在无静差的精况下像外恒速运斤.比现比 静差调速.比例温节器的输出只取抉愉入偏差量的域状，而积分调节瞿的检出则包含了输入偏 差后的令部历史.虽然现在八I；r = o,归历史上有过At4,其积分就有一定数值，是以产 生精态追行时需要的控制也压& -1-n 在无fl?基转序性用环调速系统中,特速的楮态精假心杳埼受给定电源和削速发

14、电机特 度的影响？井胡明理由h答；系统的希度侬戳给定和反馈检测的轴度.因此转速的税志精度述受给定电霞和测速发电机梢度的膨响口M8采用比例枳分调节蜀控制的电压仪反馈调速系统，葫态运忏时的速度是否打翻差？为 什么？试逆明理由.管E采用比例枳分蔚丹器控制的电压负反馈调速系线，稳态运行时的速度是无静差的， 叱M负反馈实际是一个I动调卜系统，只有被包闱的电力电子装置内用弓I起的稔态速降被 减小到1/ C14K),它的稳态性能比带同样放大詈的触速黄反惭系统要塞.但基本控制原 理勺转速负反馈类似它与转速仪反馈一样可以实现无静差调节U第二章转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法1-1 在转速、电流

15、取闭环明速点统中.要改变电动机的转速，蛇能节什么参数？改变转 速调打罂的放大倍数KJj：不行？改变电力电子变换耨的放大倍数仃小行？改变 转速反愦系数总行不行7若要改变电动机的培特电流，应调节系速中的什么舞名?瞥工双闭环调速系统在稳态工作中，当两个调个罂都不幽和时,各变武之间有下列关系U = U = an = annElDiU因此晴逐是由给定电压口:决定的；改变特速反馈系数也可以改亶电筋机科速口改变粒速调甘瑞的（放大倍粒A；和电力电子变换器的放人倍数K,不可以口工口 粕速、电流双向环调速系统穗春运行时P两个调炉器的输入偏差电压和输出电压各是 多少？为什么？答；当两个调。器都不剂和时,它们的输入偏

16、差电压都足等传递调节器A5R的输出限幅电怅伉：决定了电流给定电压的最大值；电流调节器AB的输出限幅电用K限制了电力电子变换舞的最大箱出电珏U.2-3 如果转速、电流双闭环调速系统中的转速调节器不是巴调节器,由改为P调节器，对 晶统的酢、动态性能将仑产生什么就响？答；改为P调节器时其输州量总是正比于输入量，P!调节器的愉州量在动态过程中决定于 输入量的积分到达梗态时1植人为零，植出的意态值，输入无美向是由它后而环r的常要 决定的.2-4试从卜述五个方面来比较转速、应流双阴环调速系缆和带血流截止环节的转域单闭环 谓速鼐统；（I）调速兼统的静态特性：C）动态限流性能:：C）起动的快速性!（4）抗京核

17、扰动的性能；0）抗电源电压波动的性能.答:UJ耕速、电流双闭环调速系统在钻出1作点匕 制速卸是由给定电压仃：决定的.ASR的输出量U*i是由负我电流/dL决定的.控制电压件的大小则同时取决于门和AL域厅说，同时取决U；和双环调速系统的Q志参数过津显和无滔汇集线的Q态讣 箕相似.帝电流截止环位的科速通闱环调速系统静态特性特点:电流员反馈的作用相当在上电 路中肃入一个大电阴因而标志速降极大.特性急剧下能 比较电压ttoin与 给定电服Ln*的作用一致.好象把理也空我转惬照育了.这样的两段式静特性常称作下垂 特性诫挖土机特性.（3）双闭环直流调速系统府起动过程行以下三个特在：审和IF线性控制，将速超

18、调.准 时间最优控制.（4）由谢强结构图中可以行阳，负就扰动作用在青满环守因此只能靠转速调节器 A3R来产生抗负载扰劭的作用.在设计ASR时应要求有较好的抗扰性能指标.0)在电闭环调速系统中，电网电压扰动的作用或离被调量较远，调出作用受到多个坤 节的蜒潴,因此单闭环调速系统抵抗电压扰动的性泥要彳:一此口双网环系统中1由于通设了 电流内环.电压波动可以通过电流反馈得到比税及时的调节.不必等它躇响到转速以后才能 反悔叵1来，抗扰性能大有自善.工d 任粕速、电流域用环超速系统中，两个调在器均采用PI调任鲁.当系统指颗定员载运 行时.转速反崩线突然断线，系统聿新进入稳态后，电流调节器的编入偏差电根由匕

19、是否 为霍？为什么?，$在新遮、电漉双阴环调速系统中.转速给定点号口；未改变p片增大转速反微系数”系统检定后箝速反馈电压口二是增加还是减少？为什么？2-7在转谑、四流双用环调速系统中.两个调灯相AR、ACR均采川1调节器n已知参 ft：电动机；Pv=yJJcHUK = 220ryv = 2A = l0O0r/mm .电根回第总电阻/f=15Q-诳a=U=彳U. =8，电枢网路设火电流/.m40* ,电力电子变换器的放大系数心二 40.试求工(1)通流反微系数/和转速反馈系数(2)当电动机在最高速发生堵轼时的见口、U；, L R值.解：(1)稳态时t/*因为“-J TOC o 1-5 h z f

20、 *U所以=一一0一/上L40uHFFT r*ua =- =0.008T mWrj i no。TLiEV.(2)电动机在最速发生堵料时R匕1股+乙发=4。幻占=601吩登嘿=12-B在轨速、电流双用坏调速系统中.调节器ASR、AFR均果用口谢甘器.当其眼输出 达到仃二8尸时.主电路电流达到最大电流的为当鱼豉电流由切A增加到70A时，试问二（1）U；眼如何变化？C2） UJ配如何变化？小）H值由哪些条件淡定？1.9在转速、电流双闭环调速系统中.电动机推动恒转矩负裁在能定工作点正常运行,现 国某种原因使电砂机勘磁电源也跟突舒卜降一号 系统工作情况将会如何变化？百出U4-0加、乙及n在系部瓶新进入稳

21、定后的表达式1-10某反馈控制系统己校I匚揽典型】型系统.已知时间常数TR.H 要求阶跃响应超调垃 a 10% 口U）求系统的开环期益工 算过度过程时同tf和上升时阊用;（3）绘出开环对数的须特性.如果要求上升时间。33s.电流滤波时间常数T4三相桥式电路每个波头的时间是3.3H8,为了基本淀平波头底有H - 2）Tftfn3.33as 因此取T*2. 5ms=0,0025即 电流环小时间常数之和技小时间常数近似处理服 勺.=Al乙= 0.00585（2）选悻电流调节器结构-根据设计要求q 4隰/保证稳态电流无差，可按典配I型系统婚I电流调器.电流 环控制对象是双惯性鳖的,国此可用PI型电流调

22、位犒其传递函数见式（2-57）,检查对电源电氏的抗抗性能：3- = %至=2.07,参照费2-3峋典型I型系统动态 7yj 0.0058J抗扰性能，各项指标都将可跳接受的一（3）计第电流调节器参数电流调。涔超前时间常数；，-0,。】普一电新环开环增益：要求凡W 5 %时，技取2-2,应取广也5 ,因此03 父再- =oOJF4映如广 KjtR 86x0.012x0.18 ”一于是jAGR的比例系数为:（4 4校验近似条件&= J 1 = 0.225工户 35x0,0236电流环截止期率；QK86晶向管整流装置传递的数胸近似条付=101/ * ”i和 3xQO0知隔足近似条件. 忽略金电曲坞变化

23、时时电流坏动态墩响的条件j I! = 3 x - = 79.065*1 （oTJt 0J2jxO.O12j满足近似条件.电流环小时间常数近似处理条件满足近似条件，（5）计算调节器电阻电容山国2-25,按所用运算成大器取& =10k Q.各电眼和电容植为R. = K& = 0j25 x 40*口 = 9*Gr 0 012c = =/与尸=133/1尸= L3&;取L玲mF氏 910347；, 4x0 W5.nC =? = 9 25x10 小=0.上”上，出0.2F“凡 40 乂】03拉即上述承数,电流环可以达到的动志随施性能指保为勺=4.3% 5 % （见表2-2）.港足设计 要求.3.（1）确

24、定时间常数电流环等效时间常数1/E厂已收1人 =0，一=2J =2乂（W。强=0.0116L1 K转速泄潴时间常数心楸州所用测速发电机仪波情况，取&=0. 01S.样速环小时间常数心.按小时间常数近似处珥.收T* =-16s40p01 5s),O266sJ K tK （ f其十）（2）选择处速调好器结构按则设“要求,选用PI调。器,其传递的放印皿（S ）n.3）计算转速调恃器参数按跟随和抗扰性能都找好的原则j取仁3,则A SB的超前时间常数 为 j =h7V加=3 算0.0266-0.079&g 由式(2-75)可同转速环开环增益：心 L - -5U.1J 22h 泞12k32k0.02662

25、* n于息山式(2-2可将拈P的比例系数归_ 1x0.0236x0396x032_ _7K _ = - = xUx 6k”*6 =的3力二IODO 0125.空载起动划漱定/速的时间L如果乂起起-x1八箕巴x0.0266 = 0J86j14 J g-0.02?6KMs 2-15行一科速、他流取用坏调速系统.主的路采用三相桥式彗流电路.已如电动机荽散为:PK = 555制匚U*，75。匕%=760$勺=37/4血屯谢势系数，=1.821】1出帛.电枢向路忠电阴氏三（MM2允许电潦过载倍数，=1.5 ,触发整流环行的放大倍数A； =75 .电磁时间常依 = U,Q31s ,机电时期常效T. =0，

26、电流反慷此波时何常数 Tat =0.0025.扬速反领滤波时间附数二“二6。2上o电调V器喷人输出电压 U：=U：=U由=10产，调卡罂特人电阻与=4似9.设计指标；稳态无静差，电流粗骋量已5%,空我起动到酒定转速时的转速帮调量; qM10，电流调节器已按典型I型系统设计,井取参数KT$口）选择转速调节器结构，抻计算其参教：（2）计算电流环的截止频率仁川1/速环的彼止频率叫/ 井号虐它们是否合理.2-16在一个转速、电流双阳环r-kl系统中.物速调D器ASR.电流涧廿罟其R均果用 P1调节器.（1）在此系统中.告转速给定心号最大使二=】5口时，4=j%=1500min；电 流才定信耳属大值匕=

27、10时，允讦最大电流乙,=30.4*电枢回路总电阻尺=2口 .晶 间管装置的放大倍数K, =30 ,电动机前定也流小户2也4 -电动势系数 C =0J28J7晓系统在= 5V.2=20时稳定运行.求此时脚模愈轼速n=?AC，R的怖出电压2）当系统在上述情况下运行时.电动机突然失礴（卬=口】，系统籽会发生什2现象？ 试分析并说明若系统能稔定下来，则稔定后口 =7 q,？u：=?=?u=?t3）谡系统樗速环按典型I【M系统设计，且按A/m准则选齐参数，垠中期宽心5 已知转速环小时间常敬仁工=0.053,求传速环在跟随给定作用卜的开环传递函数，并计算 出故大多敝及各时间常数.（4）读系统由空钱（=。

28、）究加糊定仇载时.电流分和忖速n的动态过程波膨是 怎楼的？已知机电时间帘数匚=0。5.计斤仄最大动态速降和快夏时间L.Z-17斤一转速、电流双闭环控制的H性形暇根NPWM直流调速系统，已知电动机参数为, 4 = 2004甲,14 = 4即4 =*74A = 200r/mm ,电枢:山阳&=65Q,心枢回路总电阻出=8口，允许也流过搂倍数*= 2.电势系数1=口2 miF.电磁时间常数7； = 0.015和 机电时间常数7； =0.2写一电流反馈谑波时间常数 =0.001w 衿速反馈比如1可数7.TWOXu u；-. 1；:y：-i： -；i：:-li|- | L ；. - i ：.一”- ；.

29、 7酎屯阳凡=40*G.已计算出晶体管D202的开美频率nikllz. PWH坏货的放大侪数K =4HnJF试对该质统进行动态参数设计，设过指标：枪态无静差，也流超调量5%：空我起动到额定轼速时的转速超调量与E20N；过我过程时间3第3章 直流调速系统的数字控制31直流电机题定轨速5= 375mm.电瓶也流隔定值为/出=760,允再逑滤倍数”L5.计尊机内部定点数占一个字的位置门6位，试确定数字控制系统的转速反馈存 储点数和电流反跣存储系数.适当考虑余星.3276Hl.Kx70解；定点数长度为】个字U6位）.但必需位须用作符号位，只有1$位可表示量值,也最 大春储值DbT1，.电一电流最大允许

30、值为L5INi考盅到相节过程中瞬时值可能超 过此值.故取.g=l间R.困此,电枢电流存储系数为=23,95下糠定特速nf3乃Enin, RnfflK=1.3nN.则整速存储系数为叱 2,5-132768* , 门5, * = = min/ r = 67,21r“13nv 1.3x375对上述运算片果敢整得K, =23J）Ka =67mm/n3-2旋转编码静光捌数为102%倍戚系数为I，高翔肘珅脉冲频率, TA田二.旋特编码 黑愉的的脉冲个数和岛版M部财冲个数均采用16位计数器/法和T法据速时间均为O.DIb. 求林速L5Q0rGM和n=15h/miu时的测速分斛率和误差率最大值.解；电动机好转

31、一圈共产生7x204440%个脑汁.（1）U法测班wii3 c 6U（M + 1）60鼠6060i / -测速分辨率O = L =? /mm 1.46rfmin一 ZTe ZTC ZTC 40%x：O.Cl也动机的轼速为万=电业n=1500r/min 时,A/1=ZTert 4096x0.01x 1500 t _ , =10246060侧速误差率最大值 JxlOO%比1024乂 I OU* OR渊 u当 n= 1 SOrAnin I时.A4=ZTf,n 4096x0.01*150 日，- 10260恻速诺基率员大值 JxOO%0,9Ki) 1()2C） T法调速当 u=I SOOfAnin 时

32、,n =60Zhl2测速分辨率Q-Zn4096xi500:工他-D劣 60 x10s-W6xl500= Ulr/min%=嗡=孤%r文取够数）则速误落率最大（H6 =! 乂0。稣= xlOO% h2.5%m 必一1 9rl当 n=l 50rAmn 时.魄* zj Zr*4096x15 j . .轻速调节器采忤时则加=O Olw ,必潇环小惯性时同常敢 小=T +T = 0.001 7j + 0.002 s = 0.0037 J JI 5第4章可逆宜流调速系统和位置随动系统4.1晶闸管电动机票笠需要快速回惭制动时，为什么必须乘用可逆线潞，等：当电动机需要回馈制动时，由于反电动势的极性未变，要回馈

33、电能必须声生反向电流, 而反向电流是不可能通过VF流通的.这时，W以通过控制电路切换到反级晶同管装置TR. 并使它工作存逆变状态，产生逆变电压.电机输出电能区现问调制弱.4-2试画册乘用单组晶闸管装置供电的牛M系统在能源和逆变状态下的机械特性，并分析这 种机械特性适合于何种性瓶的负毂.解、机械梅性图如下！4 3螂群恃逆变、正组逆变和反组逆变，并说明这三种状态谷由现在何种场合下. 答；待逆变正铝逆变电根端电IE为例，电枢血流为正. E(i动机逆向运转，回馈发电1机地特性 在第四象限.反织逆变电根端电氏为正,电枢电流为负.电动机正向运转，回馈发电.机域特性 在第二象限.I分析配合控割的有环端可逆系

34、统反向起动和制动的过程.画出各参变量的动态波脂，并 说明在每个阶段中ASR flACR拜起什么作用.VF和VR各处F什么状态.解二控制电黏采用典嬖的转速、电流双闭珞系统.其中；拷速调打器ASR控制传速，设置双向施出限幅电路,以限制最大起制动电潦；电流调令器AU艮控制电流，役置双向输出磔幅电路.以限制最小控制角mdn与 最小逆交ftl加in皿正杼1品闸首VF，由圻TF控制触发，正转时.性流士反转时.窜F逆变.反组某闸管VR，由GTR控制触发,反转时.MR整端U正转眄.KH逆变。4-5试分析图小U所求逻辑选触无环流可逆系统的工作蟆理，说明正向制硼时芹处电压极 性及能最关系.解：图JJ3逻捌选触无环

35、流可逆系统的原理枇图如卜p lb/jr v图中；AR 酷R分别是正、反组电子模拟升关.采用数字控制时，电f开关的任务可以用条件选择程序米完成，实际系统都是建辑选触 系统.此外.触发装置可采用由定时罂进行移相控制的数字触发器,或果用集成触发电路.J-6试分析位置随动系统和调速系统在哪些方M是不同的.答：位.置防幼系统与调速系统的主要N别布R 调速系统的给定址一统设定，即保持 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.要求特册量速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.位置随动系统 的反翎是也置环.调速系统的反硼是速度环.第5章 闭环控制的异步电

36、动机变压调速系统一种转差功率消耗型调速系统5-1异步也就机从定了传入转子的电磁功率心中，行一邮分是与转差成正比的转差功率2，根据对月处理方式的不同，可把登流调速系统分腐啸儿类？并举例说明.答；从能量转换的角度上看，转差功率是否塔大,是消耗掉还是得到叵1收.是评价调速系统 业率高假的标志.从这点出发，可以把异步电机的调速裁统分成三类Q转差功率消耗型调速系统！这种类型的全部转差功率都转换成熟能消耀在特广回路中， 降电乐调速1尊差离舍需调速、转子串电阻调速属于这一类.在三类异步电机调速系统中, 这类系统的效率最低,而且越到悔速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的 降低的（许封定例载时）*

37、可是这类系统结构简单设备成本最低,所以还有一定的同川价 值.咕建功率馈送里调速系统：在这类系统中，除转子铜损外,大部分转羞功率在增于ffll通 过变流装置馈出或粉入，矍速趋低，能馈送的功率越各.绕纹电机串级调速或双馈电机调速 履这一类.无论是虢出还是馈人的转差功率，扣除交流装置本身的损耗后，城终都转化成 有用的功率*因此这类系统的效率较向.但要炳加一些设备口林荒出率不变型调速反统：在这奘系统中.转一功奉只有不子铜损.前且无论转速而低, 转差功率基本不变.周此效率.史高，变极对数调速、变出变频调速属于此类.其中变极对数 调速是由物的，应用场合仃限.只仃变库变胸调速应用最广,可以构成高动态性能的交

38、流调 速系统,取代内流调速，但在定于电路中须配稿与电动机容量相当的变珏变频舞，相比之3 馒备成本岫膈.57行一台三相四极异状也劫机，其颤定容量为5.以此 频率为501E 在某一拈况卜运行， 白定子方面输入的功率为2 32k必 定子铜物就为311%特子嗣损耗为2螯,5此 铁心粉就为 16,翎.机械损昆为45队 附加损M为29W,试绘出连电动机的功率流程图.注明各顶功率 或损耗的箔.并计兜在这一运行情况下谡自动机的效率、转差率和转速.5-3简述交流变时调逑系统的优触点和适用场合.答；5-4何谓软起劭罂？交流异步电动机乘用软起动得有什么好处，等：带电流用坏的电子控制软起动翳可以限制起动电流并保持恒值

39、，利济速升而后电源仃 动衰说卜来,起动时间也短于一级降用起动。主电路采用晶闸管交流调田器,用连续地改变 输出电用来保证也流起动，稳定运行时可用接触舞令晶网近旁路，以免品闸管不必要地匕 期工作期!起动时所带仇毂的大小，起动电流可在(。,54做之间调整，以获得最佳的起动 效果，但无论如何调整都不宜干稿臻起动.负莪整里或静摩擦转知较大盹，可在起动时突加 场时的脉冲电流.以能短起初时间.软起动的功能同样也可觊用于制动，用以实现软件车-第6章定型异步电动机变出变频调速系统(VWF)转差功率不变型调速系统6-1陆述恒氏豚比控制方式.答，姚维中的感应电动势是难以代接控制的号电劭势值较高时,可以忽略定子线税的

40、漏磁阴抗压降.而认为定子相电压地心曲，则得% =常值这是恒压物比的控制方式.但是在低频时这和凤郡较小.定于祖抗田降所占的方式就 比较显著.不用能忽略.这时.需要人为地把电压 俎 抬高一些，以0!近似地补稹定子压降.6-2前述异步也动机在卜向四种不同的1川1.一捌率协调控制时的机械特性并进忏比较；恒压恒瓢正快波供电时异步电动机的机械特ft基航以卜电出一驳率助调控制时异步电动机的机械特性;C3)基频以卜领压变胸捽制时异步电动机的机械野性工恒流正弦波供电时异步电动机的机板特件：答m恒压忸骑正弦波供电时异毋电动机的机械特性！当s很小时，转地近似与序成正比，机 械特性是一段直线,后接近于1时转矩近觎与与

41、成反比.这时，隹=F (5)是对称十原点 的一段双曲线.基频以下电在一频率协调控制时异步电动机的机械铸件工恒乐频比控制的变场机械特性 基本上是平行卜地.硬度也毅好，当林如增大到最大值以后,转速可降低，特性地折回来了. 而且频率越低时最大转知值越小，能嵯摘足一般的调速要求，但低速借载能力有些差强人意. 初叶定天陆实行补偿.恒维/闻控制是通常忖恒陈频比控制W仃电压补褪的标准，可以 在稳态时达到疝m=ConKant,从而改善门氐速性能，但机械特性还是非线性的，产生鬟 比的能力仍受到限制.恒 历/血 控制可以得到和直流他嫡电机一样的线性机械特性，按 用箱子全磁通0r 恒定进行控制，而且,在动态中也晶可

42、能保持 M 恒定是分量:控制暴 统的目标.基班以卜恒氏史频控制时异步电动机的机械特性.当角颠率提高时,同步转速随之提高. 最大转足充小，机械特性上移，而形技基本不变.基颊以上变频调速属于疆感恒助率调速.恒漪正弦波供电时用步电砂机的机械批件工m谕机械特性的线件段比较平，曲展大转印 处形状根尖.怛流机械揩性的最大转池值与删率无关，恒流变颗时最大轴矩不变，但改变定 了电流时.尻大转姬勺电流的平力成正比.f3如何区别交一直一交变抹变频器是电年源变项器还是eh流源变朔洪了它们在性脩上有 什么差异？誓，根据中间在流坏h直漉也源性质的不同，支流环革录用大电容滤波是用压源型逆变器.它的直流电球波形比较平归 理

43、杷情况F 是一个内阻为零的恒压源，脩出交流电EE是矩形池或佛形波.宜流环兼用大电悠滤波是电流源型逆变器.它的宜流电流波股比较平宜，相与F一个 恒流源.摊出史流电流是炬出波或梯膨波.在性能上划带果了明显的差异，主要表现如下：（1）无功能量的缓冲 在调速系统中，逆变器的负载是异步电机.属感件鱼载.在中间 直流:环节与负载电机之间除了有功功率的他送外.还存在无动功率的交换.潞波器除潼波 外还起着对无功功率的线冲作用，使它不致影响到交流电网因此，两类逆变器的区别还农 现在果用什幺储优元件（电容蹲或电感器）束线押无功能量.（2）能量的同馈 用电流源型逆变舞粉异步电机供电的电流源型变用变频调速系统有一 个

44、显图特征.就是容易实现能量的叵Wb从而筷十四象限运行，近用于需要回爆制动和经常 正、反转的生产机械.（3）动态响师正由于克-fi-交电流源型变长变糊曲速系统的直流电氏可以迅速改变. 所以动态响同比较快,而出压源型变压变频调速鼐绕的动态喻应就慢得步.cn输出波形电儿源型逆变器愉曲的电压波般为方波，电流源型逆变裾输出的电流 波膨为方波.5）应用场合电压源型逆变器属恒压源电压控制响应慢不易激动.所以适r做步 台电机同生运行时的供电电源，或单台电机调速但不要求快速屈制初和快速减速的场合.我 用电流源型逆变器的系统则相反，不危用于多电机传动，口！可以满足快速尼制动和可逆运行 的要求.I 电压源变畅as输

45、出电压是方波，输时电流是近似正弦波，电流源变獐器输出电流是方 波,输出电压是近似正弦波.能否据此得出电压源变频器输出电流波形中的南波成分比电流 源变频器输出电流波形中的漕波成分小的鳍论？在变翔调速系统中.负我也动机希里得到的 是正弦波电压还是正弦波甩流了答：在电猊电机中，实际需要保证的应读是正强波电流，因为在交流电机绕组中只有通入三 相平衡峋正弦电流才能使a成的电磁物矩为恒定值，不含依动分处n此若能对电流次行 闭环控制.以保证其正弦波形，显然将比电压开坏控制能静莪得更好的性能.6-5 乘用二极管不控整流器和功率开关器件除宽调制（mM）逆变器组成的交一直一交变颗 器仃什幺优点？ 答；具书如卜优点

46、；在生电路整箫和逆变两个甲人中，只仃逆变中可控，加过它同时调H屯怅和 领率.结构简单.采用全控型的功率开关器件，只通过骐动电田脓冲遂行控制, 电路也简单.效率高.输出电压波心量是一系列的 m 波.但由于采用恰当的 控制技术，正弦 基波的比重较大,制响电机运行的低沈谐波受到很大的抑制，因而传的豚动小, 提高了系统的调速范阐和植态性能.（3 ） 逆变器同时或:现调技和调频.动态响应不受中间直流环节港波舞叁数的影响. 系统的动态性能也得以提岛.采用不可控的二极管整流器.电源侧功率冏素较高,且不受逆变输出电压大小 的影响.6-6如何改变由品闸件组成的交一交变疏变频署的输出电乐和频率？这种变频舞适用于什

47、 么场合？为什幺？答正.反两维按一定周期相互切换，在负载上就获得交变的输出电用 皿勺帼值决定于 各现可控整流装置的控制用a，tb的数率决定于正、反两城整流装置的切换频率.如果控 制用一直不变.则榆出平均电怅是方波，一般主要用于孔机主传动、球磨机、水泥回转解方人容星、低转速的调速系统，供电给 低速电机宜接传动时,可以省去庞大的齿轮减速箱口6-7 交流P*M变换/和直流PWM变换器官什么算同？6-B请你外出时到一个变频器厂家试变颜器专变店索取一份任意型号的通用变频舞侨科. 用它。异n电劫机组成一个初速拜耳忸压频比控制的明速系统.然后睨明篌系统的工作照 理.&书传速的坏转差频率控制的变领调速系统能铸

48、仿照克流电动机取闭环系统进行控制,但是真动静态性能却不能完全也到宜流双闭环系统晌衣平.这是为什么？答:它的峥、动态性能诲不能完全达到直流双闭环系统的水平.存在差距的原因有以下几个 方面：（1）在分析将差频率控眼规宙时，是从异势电机稳态等效电踣和稳态转施公式出发的.所 谓的“保持磁通 s恒定时的结婚也只在稳态情况卜才能成立.在动态中 心1如何变化还没 行深入研究.但肯定不公恒定.这不得不影响系统的赛标动态性篦.（2）任=代制，人）函数关系中只抓住了定子电端的幅值.没有控制到电流的相位.而 在动志中电流的相位也是影响转矩变化的因素。（3）在算率控制环节中.取加=劭8 +公使领率得以。转速同步升隆，

49、这本是电差频 率控制的优上3然而，如果转速检图侑号不粕确或存在干扰,也就会直接给频率造成误差, 因为所仃这些偏差和干扰加以正反馈的形式老无哀就地传递到地率控制值号上来了.0-10在转差额率控制的变频调速系统中，节知差频率的测量值大于或小厂实际值时.将障系统工作造段怎样的她明了答：在调速过程中,实际翔率而 随着实际转速同步地上升或卜降，仔如水淹而船高. 因此加.减速平滑而且稔定,如果转速冷幽GW不准确皿存而T扰，也就公H接给频率造成误差P因为所有这些偏差和干扰都以正反诙的形式电无衰减地传遇到顿率控制信号上来6-11分别商述直接矢量控制系统和间接矢量控制系统的工作原理,磁谯定向的精度受噂蜕参数的影

50、响？誓：直接矢量控制的工作原理工料速正、反向和躬瞄升速.磁链给定信号由函数发:生程序获 得.传速调节器A业的输出作为钻地给定信号，弱磁时它还耍到磁链给定信号的控制.在转 矩内环中,磁性对控制对象的影响相当于一种扰动作用，因而变到转矩内环的抑制,从而改 造了特速子系统.使它少受碱性变化的能胸.闻接矢最控制的工作原理,录用磁开环控制，系统反而会简单一些.在这种情况3 常利用先量控制方程中的装差公式,构成档差型的欠量控制系统它绻承了基于稳态模型转 差携率控制系统的优点，同时用基于动态模型的矢量控制规律克服了它的大部分不足之处. 修差型无量;控制系统的主电路乘用了交一直-交电流源型变频器，适用于赞府的大容量装 置,在中、小容最装置中多取用带电流控制的电压源型am变时变频器.磁魅开地拌