运控简答总结

第二章2-5在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流PWM变换器的输出。电枢回路中还有电流，因为电枢电压与电枢电阻的存在。2-9在晶闸管整流器-电动机开环调速系统中，为什么转速随负载增加而降低？答：负载增加，负载转矩增大，电机减速，并且在减速过程中，反电动势减小，于是电枢电流增大，从而使电磁转矩增加，达到与负载转矩平衡，电机不再减速，保持稳定，故负载增加，重新到达稳态时，电机转速比负载增加之前降低。2-10静差率和调速范围有何关系？静差率和机械特性硬度是一回事吗？举个例子。答：不是一回事。静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度的。机械特性硬度是用来衡量调速系统在负载变化下转速的降落的。是机械特性的斜率。如：变压调速系统在不同转速下的机械特性是相互平行的，机械特性硬度是一样的，但是静差率却不同，空载转速高的静差率小。2-11调速范围与静态速降和最小静差率之间有何关系？为什么必须同时提才有意义？答：若只考虑一个量，其余两个量在一个量一定的情况下另一个量就会不满足要求。若只考虑减小最小静差率，则在一定静态速降下，允许的调速范围不能满足要求；而若只考虑增大调速范围，则在一定静态速降下，允许的最小静差率又大到不能满足要求。因此必须同时提才有意义。2-12转速单闭环调速系统有哪些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调节转速反馈系数是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力？答：特点：减小转速降落，降低静差率，扩大调速范围。改变给定电压能改变电动机转速，因为改变给定电压会改变电压变化值，进而改变控制电压，然后改变输出电压，最后改变转速。如果给定电压不变，调节转速反馈系数是能够改变转速，因为调节转速反馈系数会改变反馈电压，进而改变电压变化值，控制电压，输出电压，最终改变转速。如果测速发电机的励磁发生了变化，会造成Ce的变化，会影响转速，被测速装置检测出来，再通过反馈控制的作用，减小对稳态转速的影响。反馈控制系统有克服这种干扰的能力。2-13为什么用积分控制的调速系统是无静差的？在转速单闭环调速系统中，当积分调节器的输入偏差电压△U=0时，调节器的输出电压是多少？它决定于哪些因素？答：比例调节器的输出只取决于输入偏差量的实时值，而积分调节器的输出取决于偏差量在积分时间内的积累，以及积分调节器的限幅值。积分调节器能在电压偏差为零时仍有稳定的控制电压输出，克服了比例调节器必须存在电压偏差才有控制电压输出的现状（静差存在根本原因）。第三章3-4双闭环直流调速系统调试时，遇到下列情况会出现什么现象？（1）电流反馈极性接反。（2）转速极性接反。答：（1）电流反馈极性接反，起初电枢电流一直上升，由Id−IdL>0可知电机转速增加，电动机会飞车。（2）由于转速环的正反馈作用，ACR无法退饱和，电动机转速持恒流上升。3-6在转速、电流双闭环直流调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数？改变转速调节器的放大倍数Kn行不行？改变电力电子变换器的放大倍数Ks行不行？改变转速反馈系数α行不行？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数？答：转速n是由给定电压Un∗决定的，若要改变电动机转速，应调节给定电压。改变Kn和Ks不行。根据关系Un∗=Un=αn，可知改变转速反馈系数α能够调节电动机的稳态转速。若要改变电动机的堵转电流，由Id=Uim∗/β=Idm可知应调节电流环反馈系数β或者转速调节器饱和输出电压Uim∗。转速调节器ASR的作用：（1）转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n很快地跟随给定电压Un*变化（2）对负载变化起抗扰作用（3）其输出限幅值决定电动机允许的最大电流电流调节器ACR的作用：（1）作为内环的调节器，在转速外环的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压Ui*变化（2）对电网电压的波动变化起及时抗扰的作用（3）在电动机动态过程中，保证获得电动机允许的最大电流，从而加速动态过程（4）当电动机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自我保护作用，一旦故障消失，系统立即自动回复正常。这个作用对系统的可靠运行时十分重要的。第六章坐标变换的原则是：产生的磁动势相等。按转子磁链定向矢量控制的基本思想：通过坐标变换，在按转子磁链定向同步旋旋转正交坐标系统中，得到等效的直流电动机模型，仿照直流电动机的控制方法控制电磁转矩与磁链，然后将转子磁链定向坐标系中的控制量反变换得到三相坐标系的对应量，以实施控制。直接转矩控制系统的基本思想：根据钉子磁链幅值偏差ΔΨs的正负符号和电磁转矩偏差ΔTe的正负符号再依据当前定子磁链矢量Ψs所在的位置，直接选取合适的电压空间矢量，减小定子磁链幅值的偏差和电磁转矩的偏差，实现电磁转矩与定子磁链的控制。定子电压矢量的控制作用:已知两电平PWM逆变器可输出八个空间电压矢量，六个有效工作矢量u1~u6，两个零矢量u0和u7.将期望的定子磁链圆轨迹分为六个扇区。在第Ⅰ个扇区的定子磁链矢量Ψs1顶端施加离歌工作电压空间矢量，将产生不同的磁链增量。由于六个电压矢量的方向，有的电压作用后是磁链幅值增大或减小，磁链的空间矢量位置也会有相应的变化。施加零矢量u0和u7，定子磁链的幅值和位置均不变。表6-1分析当所施加的定子电压分量Usd为“+”时，定子磁链幅值增大，Usd=0时，定子磁链幅值不变，Usd为“-”时，定子磁链幅值减小。当电压分量Usq为“+”时，定子磁链正向旋转，转差频率Ws增大，电流转矩isq和电磁转矩Te加大；当Usq=0，定子磁链停在原地W1=0，转差频率Ws为负，isq和Te减小；当Usq为“-”，反向旋转，isq急剧变负，产生制动转矩。图6-40分析AΨR和ATR分别为定子磁链调节器和转矩调节器，它们的输出分别是定子磁链幅值偏差ΔΨ的符号函数sgn（ΔΨs）和电磁转矩偏差ΔTe的符号函数sgn（ΔTe），P/N为给定转矩极性鉴别器。当期望的电磁转矩为正；即P/N=1，若ΔTe=Te*-Te>0,sgn(ΔTe)=1,应使定子磁场正向旋转，使实际转矩Te加大；若ΔTe=Te*-Te<0,sgn(ΔTe)=0,一般采用定子磁场停止转动，使电磁转矩减小。若ΔTe=Te*-Te<0,sgn(ΔTe)=0,应使定子磁场采用反向旋转，是实际转矩反向加大，若ΔTe=Te*-Te>0,sgn(ΔTe)=1,一般采用定子磁场停止转动，使电磁转矩反向减小。第五章5.11采用电压空间矢量PWM调制方法，若直流电压ud恒定，如何协调输出电压与输出频率的关系。答：由正六边形性质得保持正六边形定子磁链不变，必须Ud/ω1使为常数，即变频的同时必须调节直流电压。插入零矢量，使有效工作矢量的作用时间∆t<∆t1，其余时间∆t0=∆t−∆t1用零矢量补偿，在π/3内，定子磁链矢量增量为所以磁链最大值为在直流电压Ud(k)不变的条件下，要保持ψs(k)恒定，只要使∆t1为常数即可。零矢量的插入有效地解决了定子矢量幅值与旋转速度的矛盾，即在直流电压恒定时协调输出电压与输出频率的关系。5-13在转速开环变压变频调速系统中需要给定积分环节，论述给定积分环节的原理和作用。答：转速开环变压变频调速是依据交流电动机稳态数学模型，按照电压频率协调控制方式来保持气隙磁通恒定，需要电动机运行满足稳态条件要求，不能快速变化，所以要用给定积分器限制起动和制动的速率。给定积分环节的原理与作用：由于系统本身没有自动限制起动制动电流的作用，因此频率设定必须通过给定积分算法产生平缓的升速或者降速信号，限制起动和制动的速率，以便保证较小的转差率。5-14论述转速闭环转差频率控制系统的控制规律、实现方法及系统的优缺点。答：控制规律：ωs<=ωsm的范围内，转矩Te基本上与ωs成正比，条件是气隙磁通不变。（2）在不同的定子电流值时，按Us=f（ω1，Is）函数关系控制定子电压和频率，就能保证气息磁通恒定。优点：1.加减速平滑且稳定2.在动态过程中ASR饱和，系统以对应ωsmax的最大转矩Temax起、制动，并限制了最大电流Ismax，保证了在允许条件下的快速性3、与开环系统相比，静、动态性能都得到很大提高，采用PI调节可实现稳态转速无静差。缺点：性能