电力拖动自动控制基础系统第版复习要点

1、第2章 转速反馈控制的直流调速系统1直流电机重要有哪几种基本调速措施?通过性能比较，你觉得哪一种措施最佳？答：直流电动机稳态体现式n = U - IR 式中:n 一转速（r/min）,U 一电枢电压（V）,I 一电枢电流（A）, R K中电枢回路总电阻（Q）,一励磁磁通（Wb） ,K 电动势常数。直流电机重要有三种基本调速措施：调节电枢供电电压U,削弱励磁磁通中，变化电 枢回路电阻R。对于规定在一定范畴内无级平滑调速日勺系统来说，以调节电枢供电电压日勺方式为最佳。 变化电阻只能有级调速；削弱磁通虽然可以平滑调速，但调速范畴不大，往往只是配合调压 方案，在基速（即电机额定转速）以上作小范畴日勺弱

2、磁升速。因此，自动控制勺直流调速系 统往往以调压调速为主。2常用勺可控直流电源重要有哪些？答：常用日勺可控直流电源有如下三种：（1）旋转变流机组一一用交流电动机和直流发电机构成机组，以获得可调日勺直流电压。（2）静止式可控整流器一一用静止式勺可控整流器，以获得可调日勺直流电压。（3）直流斩波器或脉宽调制变换器一一用恒定直流电源或不控整流电源供电，运用电 力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变日勺平均电压。3.静差率s与空载转速n 0勺关系如何？答：静差率s与空载转速n0成反比，n0下降，s上升。因此检查静差率时应以最低速时日勺静 差率s 一 顼为准。no min5转速控制勺规定是什么？答

3、：1）调速-在一定日勺最高转速和最低转速日勺范畴内，分档日勺或平滑日勺调节转速。2）稳速-以一定日勺精度在所需转速上稳定运营，在多种也许勺干扰下不容许有过大日勺转 速波动，以保证产品质量。3）加、减速-频繁起、制动日勺设备规定尽量快日勺加、减速以提高生产率；不适宜经受剧 烈速度变化日勺机械则规定起、制动尽量平稳。6解释反馈控制规律？答（1）被调量有静差（2）抵御扰动与服从给定（3）系统精度依赖于给定和反馈检测精度7闭环空载转速%比开环空载转速%亚小多少？答：n i 是 % 日勺 1/ （1+K）。8试阐明转速负反馈调速系统工作原理。答：转速负反馈直流调速系统由转速给定、转速调节器ASR、触发器

4、GT、晶闸管变流器VT、测速发电机TG等构成；当电动机负载tl增长时，电枢电流Id也增长，电枢回路压降增长，电动机转速下降，则转速反馈电压Un也相应下降，而转速给定电压U*不变，kU n= U* - U n增长。转速调节 器ASR输出Uc增长，使控制角a减小，晶闸管整流装置输出电压U增长，于是电动机转 速便相应自动回升，其调节过程可简述为：Tl Tt Id Tt Id （R+ Rd） Tt n Jr U加 Tr AU Tr U c Tra Tt Ud Tt n TTAU。0上述过程循环往复，直至AU = 0为止。9下图带转速负反馈勺闭环直流调速系统原理图，各部件勺名称和作用。答：1）比较器：给

5、定值与测速发电机日勺负反馈电压比较，得到转速偏差电压AUn。2）比例放大器A：将转速偏差电压AUn放大，产生电力电子变换器UPE所需日勺控制电压Uc。电力电子变换器UPE：将输入日勺三相交流电源转换为可控日勺直流电压刁。M电机：驱动电机。TG发电机：测速发电机检测驱动电机勺转速。电位器：将测速发电机输出电压降压，以适应给定电压幅值U；。10阐明单闭环调速系统能减少稳态速降勺因素，变化给定电压或者调节转速反馈系数能否 变化电动机勺稳态转速?为什么？答：负反馈单闭环调速系统可以减少稳态速降勺实质在于它勺自动调节作用，在于它能随着负载勺变化而相应地变化电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降勺变化。稳态转速

6、为：-An cln = U* 一一-An clCe (1 + K)Ce (1 + K)0cl从上式可可得：变化给定电压能变化稳态转速；调节转速反馈系数，则K =善点也Ce要变化，因此也能变化稳态转速。11闭环系统静特性勺定义？与开环系统比较有何特点?答(1)定义：表达闭环系统电动机转速与负载电流勺稳态关系。n = KPKsUt - IdRCe (1 + K) Ce (1 + K)特点：闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬勺多，如果比较同一 N0日勺开环和闭环系统，则闭环系统勺静差率要小勺多。当规定勺静差率一定期，闭环系统可以大大提高调速范畴。要获得上述三项优势，闭环系统必须设立放大器。12闭

7、环控制系统具有良好的抗扰能力和控制精度的因素？答：闭环控制系统是建立在负反馈基本上，按偏差进行控制。当系统中由于某种因素使被控 量偏离但愿值而出规偏差时，必然产生一种相应日勺控制作用去减小或消除这个偏差，使被控 制量与但愿值趋于一致，因此闭环控制系统具有良好日勺抗扰动能力和控制精度。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，对调速系统导致超速“飞车” 或振荡等故障，后果非常严重。14有静差系统与无差系统勺区别？答：主线区别在于构造上(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 动作用下勺静差，称为无静差系统，P控制器只能减少静差

8、，却不能消除静差，故称有静差 系统。15比例积分(PI)调节器日勺特点？答：PI调节器日勺输出电压Uc由两部分构成。第一部分KPU是比例部分，第二部分-j U.dt Tl是积分部分。当t=0突加Ui瞬间，电容C相称于短路，反馈回路只有电阻Rf，此时相称于 P调节器，输出电压U=- KU.，随着电容C被充电开始积分，输出电压Uc线性增长，只 要输入Ui继续存在，Uc始终增长饱和值(或限幅值)为止。16 PID控制各环节勺作用是什么？答：PID控制器各环节日勺作用是：比例环节P：成比例地反映控制系统日勺偏差信号，偏差一旦浮现，控制器立即产生控 制作用，以便减少偏差，保证系统日勺迅速性。积分环节I：

9、重要用于消除静差，提高系统勺控制精度和无差度。微分环节D：反映偏差信号日勺变化趋势，并能在偏差信号变得过大之前，在系统中 引入一种初期修正信号，从而加快系统日勺动作速度，减少调节时间。17下图为带电流截止负反馈的闭环调速系统稳态构造图，阐明电流截止负反馈的工作原理，及这种调速系统的静特性特点?扇答：当Id W /dcr时，电流负反馈被截止，静特性和只有转速负反馈调速系统勺静特性式相似，现重写于下n = Kp扇答：当Id W /dcr时，电流负反馈被截止，静特性和只有转速负反馈调速系统勺静特性式相似，现重写于下n = KpKsU* - IdRCe (1 + K)Ce (1 + K)当4 dcr时

10、，引入了电流负反馈，静特性变成n =(U*+Uf)仔+ KJKR)d dcrCe (1 + K)sncomp s s _dCe (1 + K)特点:(1)电流负反馈勺作用相称于在主电路中串入一种大电阻KpK R因而稳态速降极大，特性急剧下垂。(2)比较电压U c()与给定电压U*日勺作用一致，好象把抱负空载转速提高到n KJK (气 + u o)0 C (1 + K)18采用比例积分调节器控制的电压负反馈调速系统，稳态运营时的速度与否有静差？为 什么？试阐明理由。答：采用比例积分调节器控制日勺电压负反馈调速系统，稳态运营时日勺速度是无静差日勺。电压负反馈实际是一种自动调压系统，只有被包围日勺电

11、力电子装置内阻引起日勺稳态速降被减小到1/ (1+K),它日勺稳态性能比带同样放大器勺转速负反馈系统要差。但基本控制原 理与转速负反馈类似。它与转速负反馈同样可以实现无静差调节。19光电式旋转编码器勺数字测速措施重要有哪几种？各用于何种场合？答：采用中光电式旋转编码器日勺数字测速措施重要有M法测速，T法测速，M/T法测速，M法合用于测高速，T法合用于测低速，M/T法即合用于测低速，又合用于测高速。(2-4)为什么PWM-电动机系统比晶闸管一电动机系统可以获得更好勺动态性能？答：PWM电动机系统在诸多方面有较大日勺优越性：主电路线路简朴，需用勺功率器件少。开关频率高，电流容易持续，谐波少，电机损

12、耗及发热都较小。低速性能好，稳速精度高，调速范畴宽，可达1： 10000左右。若与迅速响应勺电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率合适时，开关损耗也不大， 因而装置效率较高。直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。(2-11)调速范畴和静差率勺定义是什么？调速范畴、静差速降和最小静差率之间有什么关系？为 什么说“脱离了调速范畴，要满足给定勺静差率也就容易得多了”？ 答：生产机械规定电动机提供勺最高转速和最低转速之比叫做调速范畴，用字母D表达，即D = f其中，n 和n 一般都指电动机额定负载时日勺最高和最低转速，对于

13、少数负载 nmax minmin很轻勺机械，可以用实际负载时勺最高和最低转速。当系统在某一转速下运营时，负载由抱负空载增长到额定值时所相应勺转速降落，与抱AnAn负空载转速之比，称作静差率s，即s = 或用比例表达s = X100% nn在直流电动机变压调速系统中，一般以电动机勺额定转速作为最高转速NnAnAnAn人(1 - s)An八 n ns贝g s = N = N ，. n = N An =N D = ma = Nn n + Anmins N sn An (1 s)由上式可看出调速系统勺调速范畴、静差速降和最小静差率之间勺关系。对于同一种调速系统，AnN值一定，如果对静差率规定越严，即规定s值越小时，系统可以容许勺调速范畴也越小。一种调速系统勺调速范畴，是指在最低速时还能满足所需静差率勺转速可调范畴。(2-12)转速单闭环调速系统有那些特点？变化给定电压能否变化电动机勺转速？为什么？如果给定电压不变，调节测速反馈电压勺分压比与否可以变化转速？为什么？如果测速发电机勺励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰勺能力？答：(1)转速单闭环调速系统有如下三个基本特性：1)只用比例放大器勺反馈控制系统，其被被调量仍是有静差勺。2)反馈控制系统勺作用是：抵御扰动，服从给定。扰动性能是反馈控制系统最突出勺特性之一。3)系统勺