電力拖動自動控制系統(tǒng)運動控制系統(tǒng)_阮毅_陳伯時課后思考題習(xí)題答案-章完整版

1、第二章思考題：2-1 直流電動機有哪幾種調(diào)速方法？各有哪些特點？1. 電樞回路串電阻調(diào)速特點：電樞回路的電阻增加時，理想空載轉(zhuǎn)速不變，機械特性的硬度變軟。反之機械特性的硬度變硬。2. 調(diào)節(jié)電源電壓調(diào)速特點：電動機的轉(zhuǎn)速隨著外加電源電壓的降低而下降，從而達到降速的目的。不同電源電壓下的機械特性相互平行， 在調(diào)速過程中機械特性的硬度不變， 比電樞回路串電阻的降壓調(diào)速具有更寬的調(diào)速范圍。3. 弱磁調(diào)速特點：電動機的轉(zhuǎn)速隨著勵磁電流的減小而升高，從而達到弱磁降速的目的。調(diào)速是在功率較小的勵磁回路進行，控制方便，能耗小，調(diào)速的平滑性也較高。2-2簡述直流PWM變換器電路的基本結(jié)構(gòu)。IGBT,電容，續(xù)流二

2、極管，電動機。2-3直流PWM變換器輸出電壓的特征是什么?直流電壓2-4為什么直流PW渡換器-電動機系統(tǒng)比V-M系統(tǒng)能夠獲得更好的動態(tài)性能？直流PW膜換器-電動機系統(tǒng)比V-M系統(tǒng)開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電動機損耗及發(fā)熱都較?。坏退傩阅芎?，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬；若與快速響應(yīng)的電動機配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應(yīng)快，動態(tài)抗擾能力強；電力電子開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適中時，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高；直流電源采用不控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。2-5 在直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電動機停止不動時， 電樞兩端是否還有電壓？電路中是否還有電流？為什么？電樞兩端還

3、有電壓，因為在直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，電動機電樞兩端電壓僅取決于直流。電路中無電流，因為電動機處已斷開，構(gòu)不成通路。2-6直流PWM2換器主電路中反并聯(lián)二極管有何作用？如果二極管斷路會產(chǎn)生什么后果？反并聯(lián)二極管是續(xù)流作用。若沒有反并聯(lián)二極管，則IGBT 的門極控制電壓為負時，無法完成續(xù)流，導(dǎo)致電動機電樞電壓不近似為零。2-7直流PWM變換器的開關(guān)頻率是否越高越好？為什么？不是越高越好，因為太高的話可能出現(xiàn)電容還沒充完電就IGBT關(guān)斷了，達不到需要的輸出電壓。2-8 泵升電壓是怎樣產(chǎn)生的？對系統(tǒng)有何影響？如何抑制？對濾波電容充電的結(jié)果造成直流側(cè)電壓升高。過高的泵升電壓將超過電力電子器件的耐壓限制值。

4、選取電容量較大且合適的電容。2-9 在晶閘管整流器- 電動機開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，為什么轉(zhuǎn)速隨負載增加而降低？負載增加，負載轉(zhuǎn)矩增大，電動機轉(zhuǎn)速下降直到電磁轉(zhuǎn)矩等于負載轉(zhuǎn)矩時速度就不變了，達到穩(wěn)態(tài)。T-TL=J*dn/dt2-10 靜差率和調(diào)速范圍有何關(guān)系？靜差率和機械特性硬度是一回事嗎？舉個例子。不是一回事。靜差率是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負載變化下轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度的。機械特性硬度是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負載變化下轉(zhuǎn)速的降落的。是機械特性的斜率。如：變壓調(diào)速系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下的機械特性是相互平行的，機械特性硬度是一樣的，但是靜差率卻不同，空載轉(zhuǎn)速高的靜差率小。2-11 調(diào)速范圍與靜態(tài)速降和最小靜差率之間有何關(guān)系？

5、為什么必須同時提才有意義？若只考慮一個量，其余兩個量在一個量一定的情況下另一個量就會不滿足要求。2-12 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有哪些特點？改變給定電壓能否改變電動機的轉(zhuǎn)速？為什么？如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)是否能夠改變轉(zhuǎn)速？為什么？如果測速發(fā)電機的勵磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無克服這種干擾的能力？特點：減小轉(zhuǎn)速降落，降低靜差率，擴大調(diào)速范圍。改變給定電壓能改變電動機轉(zhuǎn)速，因為改變給定電業(yè)會改變電壓變化值，進而改變控制電 壓，然后改變輸出電壓，最后改變轉(zhuǎn)速。如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)是能夠改變轉(zhuǎn)速，因為調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)會改變反饋電壓，進而改變電壓變化值，控制電壓，輸出電壓，最終改變轉(zhuǎn)速。

6、如果測速發(fā)電機的勵磁發(fā)生了變化， 會造成 Ce 的變化， 會影響轉(zhuǎn)速， 被測速裝置檢測出來，再通過反饋控制的作用，減小對穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的影響。系統(tǒng)有克服這種干擾的能力。2-13 為什么用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無靜差的？在轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中， 當(dāng)積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓a U=0時，調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少？它決定于哪些因素？比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差量的現(xiàn)狀，而積分調(diào)節(jié)器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史。雖然到穩(wěn)態(tài)時，只要歷史上有過，其積分就有一定的數(shù)值，足以產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)運行所需要的控制電壓UC。2-14 在無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測速發(fā)電機精度的影響？為什么？

7、受影響。因為無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)若給定電源發(fā)生偏移或者測速發(fā)電機精度受到影響會導(dǎo)致轉(zhuǎn)速改變， 進而反饋電壓改變， 使電壓偏差為零， 所以轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度會受影響。2-15 在轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)下列參數(shù)發(fā)生變化時系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用？為什么？1）放大器的放大系數(shù)Kp2供電電網(wǎng)電壓Ud3電樞電阻Ra 。4電動機勵磁電流If 。(5)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a。1 放大器的放大系數(shù)Kp 發(fā)生變化時系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，因為Kp 發(fā)生變化時，控制電壓Uc就會改變，然后輸出電壓Ud0 就會改變，轉(zhuǎn)速改變，反饋電壓隨之改變，改變電壓偏差進一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)速達到調(diào)節(jié)作用。2 供電電網(wǎng)電壓Ud 發(fā)生變化時

8、系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用， 因為Ud 發(fā)生變化時， 會使Ks 變化，進而改變輸出電壓和轉(zhuǎn)速，反饋電壓隨之改變，改變電壓偏差進一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)速達到調(diào)節(jié)作用。(3)電樞電阻Ra發(fā)生變化時系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，因為 Ra發(fā)生變化時，會使電樞電路總電阻變化，使得轉(zhuǎn)速改變，反饋電壓隨之改變，改變電壓偏差進一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)速達到調(diào)節(jié)作用。(4)電動機勵磁電流If發(fā)生變化時系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，因為If發(fā)生變化時，使得Ce變化，轉(zhuǎn)速改變，反饋電壓隨之改變，改變電壓偏差進一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)速達到調(diào)節(jié)作用。(5)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a發(fā)生變化時系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用， 因為a發(fā)生變化時，使反饋電壓改變，改變電壓偏差進一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)

9、速達到調(diào)節(jié)作用。2-16 （1）在轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突減負載后又進入穩(wěn)定運行狀態(tài)，此時品閘管整流裝置的輸出電壓Ud較之負載變化前是增加、減少還是不變？（ 2）在無靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突加負載后進入穩(wěn)態(tài)時轉(zhuǎn)速n 和整流裝置的輸出電壓Ud是增加、減少還是不變？在轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突減負載后又進入穩(wěn)定運行狀態(tài)，此時轉(zhuǎn)速有所增大，反饋電壓增大，電壓偏差減小，控制電壓減小，晶閘管整流裝置的輸出電壓Ud較之負載變化前減小。在無靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突加負載后引起動態(tài)速降時，產(chǎn)生電壓偏差，控制電壓Uc從Uc1不斷上升，使電樞電壓也由Ud1不斷上升，從而使轉(zhuǎn)速n在下降到一定程度后又回升。

10、達到 新的穩(wěn)態(tài)時，電壓偏差又恢復(fù)為零，但Uc已從Uc1上升到Uc2,使電樞電壓由Ud1上升到Ud2,以克服負載電流增加的壓降。所以轉(zhuǎn)速是不變的，輸出電壓Ud是增加的。2-17 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有哪些基本特征？它能減少或消除轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)誤差的實質(zhì)是什么？基本特征：閉環(huán)，有反饋調(diào)節(jié)作用，減小速降，降低靜差率，擴大調(diào)速范圍。實質(zhì)：閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中參數(shù)變化時會影響到轉(zhuǎn)速，都會被測速裝置檢測出來，再通過反饋控制的作用，減小它們對穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的影響從而減小或消除轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)誤差。習(xí)題2-1有制動電流通路的不可逆 PW度換器-直流電動機系統(tǒng)進行制動時，VT1始終不導(dǎo)通。VT2導(dǎo)通時，電動機處于能耗制動狀態(tài)； VT2不導(dǎo)通時，

11、VD1續(xù)流，電動機處于回饋制動狀態(tài) 2.2系統(tǒng)的調(diào)速范圍是1000100r/min ,要求靜差率s=2%那么系統(tǒng)允許的靜差轉(zhuǎn)速降是多少?解： n nnSD(1 s) 1000 0.02(10 0.98) 2.04rpm系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降為2.04rpm2.3某一調(diào)速系統(tǒng)，在額定負載下，最高轉(zhuǎn)速特性為n°max 1500r/min ,最低轉(zhuǎn)速特性為n0min150r/min ,帶額定負載時的速度降落nN 15r/min ,且在不同轉(zhuǎn)速下額定速降 不變，試問系統(tǒng)能夠達到的調(diào)速范圍有多大？系統(tǒng)允許的靜差率是多少？解：1)調(diào)速范圍D nmax/nmin (均指額定負載情況下)2) 靜差率 s

12、nz/n。15/150 10%2.4 直流電動機為 PN=74kW,UN=220V I n=378A, nN=1430r/min , Ra=0.023Q。相控整流器 內(nèi)阻Rrec=0.022 Q。采用降壓調(diào)速。當(dāng)生產(chǎn)機械要求 s=20%寸，求系統(tǒng)的調(diào)速范圍。如果 s=30%寸，則系統(tǒng)的調(diào)速范圍又為多少？ ？解：Ce (Un In Ra). nN (220 378 0.023),1430 0.1478V. rpm2.5 某龍門刨床工作臺采用 V-M調(diào)速系統(tǒng)。已知直流電動機 PN 60kW,UN 220V, I N 305A,nN 1000r/min ,主電路總電阻 R=0.18Q ,Ce=0.2

13、V?min/r, 求：(1)當(dāng)電流連續(xù)時，在額定負載下的轉(zhuǎn)速降落nN為多少?(2)開環(huán)系統(tǒng)機械特性連續(xù)段在額定轉(zhuǎn)速時的靜差率Sn多少?(3)若要滿足D=20,s05%勺要求，額定負載下的轉(zhuǎn)速降落nN又為多少？解：(1) nN In R Ce 305 0.18 0.2 274.5r/min(2) Sn nN； no 274.5,. (1000 274.5) 21.5%(3) n nNS. D(1 s) 1000 0.05 20 0.95 2.63r/min2.6有一品閘管穩(wěn)壓電源，其穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖所小，已知給定電壓 Uu 8.8V、比例調(diào)節(jié)器 放大系數(shù)Kp 2、晶閘管裝置放大系數(shù)Ks 15、反饋

14、系數(shù)丫 =0.7。求：(1)輸出電壓Ud；(2)若把反饋線斷開，Ud為何值？開環(huán)時的輸出電壓是閉環(huán)是的多少倍？ (3)若把反饋系數(shù)減至丫 =0.35,當(dāng)保持同樣的輸出電壓時，給定電壓 Uu應(yīng)為多少？解：(1) Ud KpKsUu/(1 KpKs ) 2 15 8.8(1 2 15 0.7) 12V(2) Ud 8.8 2 15 264V ,開環(huán)輸出電壓是閉環(huán)的22倍(3) Uu Ud(1 KpKs ), KpKs 12 (1 2 15 0.35) (2 15) 4.6V2.7 某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是 1500r/min150r/min ,要求系統(tǒng)的靜差率s 5% ,那 么系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降

15、是多少？如果開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降是100r/min ,則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)應(yīng)有多大？解：1 ) D nNs/ nN 1 s2) Knop/ nd 1 100/3.06 1 31.72.8 某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)為 15時，額定負載下電動機的速降為 8 r/min ，如果將開環(huán)放大倍數(shù)提高到30，它的速降為多少？在同樣靜差率要求下，調(diào)速范圍可以擴大多少倍？解：no1 K ncl 1 15 8 128opc如果將開環(huán)放大倍數(shù)提高到 30, 則速降為：在同樣靜差率要求下，D可以擴大ncM %i21.937倍2.9 有一 V-M 調(diào)速系統(tǒng)：電動機參數(shù) PN=2.2kW, U n=220V, I

16、 n=12.5A, n n=1500 r/min ,電樞電阻R=1.5Q,電樞回路電抗器電阻 RL=0.8Q,整流裝置內(nèi)阻Rec=1.0 Q ,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks=35o要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍 D=2Q靜差率S<=10%（1）計算開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降A(chǔ) nop和調(diào)速要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降A(chǔ) nci 0（ 2）采用轉(zhuǎn)速負反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖。（3）調(diào)整該系統(tǒng)參數(shù)，使當(dāng)U*=15V時，I d=I n, n=nN,則轉(zhuǎn)速負反饋系數(shù)a應(yīng)該是多少？（ 4）計算放大器所需的放大倍數(shù)。解： （ 1）所以， nci 8.33r /min（ 2）（3） （4） n K K

17、sUn IdR /Ce 1 K KUn / 1 K IdR/ Ce 1 Kpsnene可以求得,K*CeKp - p K35.955* 0.13435* 0.009614.34也可以用粗略算法:Un Un n,*Unn15- 0.011500Kp KCe/Ks , Kp 35.955 0.134/ 35 0.0113.762.10在題2.9的轉(zhuǎn)速負反饋系統(tǒng)中增設(shè)電流截止環(huán)節(jié)，要求堵轉(zhuǎn)電流Idbi 2In,臨界截止電流Idcr 1.2In ,應(yīng)該選用多大的比較電壓和電流反饋采樣電阻？要求電流反饋采樣電阻不超過主電路總電阻的1/3 ,如果做不到，需要增加電流反饋放大器，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)

18、圖，并計算電流反饋放大系數(shù)。這時電流反饋采樣電阻和比較電壓各為多少？解：(1)Idbi 2IN25A, Idcr 1.2In 15A. .* . . _ ，. . . _ _ ，一I dbl U n U com / sU com / ss1"Ucom 15 1.5 22.5V com(2)(R /3)1.0 1.5 0.8 /3不符合要求，取Rs 1.1 ,1.1 ,Rs (R /3)需加電流反饋放大器由于需要的檢測電阻值大，說明要求的電流信號值也大。要同時滿足檢測電阻小和電流信號大的要求，則必須采用放大器，對電流信號進行放大。為此，取 Rs 1.1,則 Ucom IdcrRs15

19、1.1 16.5V(3)當(dāng)IdIdcr時，有1)* _nKpKsUn*/Ce 1 K KpKsKi RsI d U com /Ce 1 KRI d /Ce 1 KKpKs Un*KiUcom /Ce 1 K R KpKsKiRs Id / Ce 1 K當(dāng) n=0 時，2.11 在題2.9的系統(tǒng)中，若主電路電感 L=50mH系統(tǒng)運動部分的飛輪慣量 GD2=1.6Nm2,整流裝置采用三相零式電路，試判斷按題 2-9 要求設(shè)計的轉(zhuǎn)速負反饋系統(tǒng)能否穩(wěn)定運行？如要保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，允許的最大開環(huán)放大系數(shù)是多少？解： L 50mH ， GD2 1.6Nm2 ， R 3.3 ， Ce0.134V / rpm

20、K Tm Tl Ts Ts2 /TlTs0.082 0.015 0.00333 0.003332 (/ 0.0151* 0.00333)2可見0.0015 0.003332 / 0.00004983 30.52與前面的K>35.955相矛盾，故系統(tǒng)不穩(wěn)定。要使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，K最大為30.52。2.12 有一個晶閘 -電動機調(diào)速系統(tǒng) ，已知：電動機： PN 2.8kW ， UN 220V ， IN 15.6A，nN 1500r/min , Ra=1.5 Q ,整流裝置內(nèi)阻Rec=1Q,電樞回路電抗器電阻Rl=0.8 Q ,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks 35 。(1)系統(tǒng)開環(huán)工作時，試計算

21、調(diào)速范圍 D 30時的靜差率s值。(2) 當(dāng) D 30 ， s 10% 時，計算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降。 如組成轉(zhuǎn)速負反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，要求D 30, s 10% ,在U； 10V時 Id IN ， n nN ，計算轉(zhuǎn)速負反饋系數(shù)和放大器放大系數(shù)Kp 。解：(2)(3)2.13旋轉(zhuǎn)編碼器光柵數(shù)1024,倍頻系數(shù)4,高頻時鐘脈沖頻率f0 1MHz ,旋轉(zhuǎn)編碼器輸 出的脈沖個數(shù)和高頻時鐘脈沖個數(shù)均采用 16位計數(shù)器，M法測速時間為0.01s,求轉(zhuǎn)速 n 1500r/min和n 150r/min時的測速分辨率和誤差率最大值。解：(1) M法：分辨率Q -60-ZTc60 1.465r/min1024

22、4 0.01最大誤差率:60Ml元n 1500r/min 時，M1nZTc 1500 4 1024 0.01 -10246060n 150r/min 時，M1nZTc 150 4 1024 0.01 “八，102.460601500r/min 時,max %1c,1c,c,100%100% 0.098%M 11024150r / min 時,c,1c,1c,c,max%100%100%0.98%M1102.4可見M法適合高速。(2) T法:分辨率:n 1500r/min 時，QZn260f0 Zn1024 4 1500260 1 106 1025 4 171r /min 1500n 150r/

23、min 時,Zn260foZn60 11024 4 1502106 1024 4 1501.55r / min最大誤差率：n60 f0ZM2，M260 f0Zn 'n 1500r/min 時，M 260 1069.771024 4 1500n 150r/min 時,M260 10697.71024 41501500r/min 時,max%m2 1100%9.77 1100% 11.4%150r/min 時,max %M2 1100%97.7 1100% 1%可見T法適合低速第三章作業(yè)思考題3-1在恒流起動過程中，電樞電流能否達到最大值I dm?為什么?答：不能達到最大值，因為在恒流升速

24、階段，電流閉環(huán)調(diào)節(jié)的擾動是電動機的反電動勢,它正是一個線性漸增的斜坡擾動量，所以系統(tǒng)做不到無靜差，而是I d 略低于 I dm 。3-2 由于機械原因，造成轉(zhuǎn)軸堵死，分析雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作狀態(tài)。答：轉(zhuǎn)軸堵死，則n=0， ， 比較大 , 導(dǎo)致 比較大， 也比較大，然后輸出電壓 較大，最終可能導(dǎo)致電機燒壞。3-3雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，給定電壓Un*不變，增加轉(zhuǎn)速負反饋系數(shù)a,系統(tǒng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速反饋電壓 Un 和實際轉(zhuǎn)速n 是增加、減小還是不變？答：反饋系數(shù)增加使得 增大， 減小， 減小， 減小，輸出電壓減小，轉(zhuǎn)速n 減小，然后會有所減小，但是由于a增大了，總體還是增大的。3-4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系

25、統(tǒng)調(diào)試時，遇到下列情況會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（ 1） 電流反饋極性接反。（ 2）轉(zhuǎn)速極性接反。答：（1）轉(zhuǎn)速一直上升，ASR會飽和，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)有靜差。（ 2）轉(zhuǎn)速上升時，電流不能維持恒值，有靜差。3-5某雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，ASR均采用PI調(diào)節(jié)器，ACR調(diào)試中怎樣才能做到Uim*=6V時，Idm=20A;如欲使Un*=10V時，n=1000rpm,應(yīng)調(diào)什么參數(shù)？答：前者應(yīng)調(diào)節(jié)，后者應(yīng)調(diào)節(jié)。3-6 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，若要改變電動機的轉(zhuǎn)速，應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)？改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn 行不行？改變電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks 行不行？改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a行不行？若要改變電動機的堵轉(zhuǎn)電流，應(yīng)調(diào)節(jié)系

26、統(tǒng)中的什么參數(shù)？答：轉(zhuǎn)速 n 是由給定電壓決定的，若要改變電動機轉(zhuǎn)速，應(yīng)調(diào)節(jié)給定電壓。改變Kn 和 Ks不行。改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a行。若要改變電動機的堵轉(zhuǎn)電流，應(yīng)調(diào)節(jié)或者。3-7 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，兩個調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少？為什么？答：均為零。因為雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當(dāng)兩個調(diào)節(jié)器都不飽和時， PI 調(diào)節(jié)器工作在線性調(diào)節(jié)狀態(tài)，作用是使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時為零。各變量之間關(guān)系如下：3-8 在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，若速度調(diào)節(jié)器改為比例調(diào)節(jié)器，或電流調(diào)節(jié)器改為比例調(diào)節(jié)器，對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能影響如何？答：穩(wěn)態(tài)運行時有靜差，不能實現(xiàn)無靜差。穩(wěn)定性能沒有比例積分調(diào)節(jié)器作用時

27、好。3-9 從下述五個方面來比較轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止負反饋環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉 環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)： （ 1）調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性。（ 2）動態(tài)限流性能。（ 3）起動的快速性。（ 4）抗負載擾動的性能。（ 5）抗電源電壓波動的性能。答：轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性，動態(tài)限流性能，起動的快速性，抗負載擾動的性能，抗電源電壓波動的性能均優(yōu)于帶電流截止負反饋環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。3-10根據(jù)速度調(diào)節(jié)器ASR電流調(diào)節(jié)器ACR的作用，回答下面問題（設(shè) ASR ACR均采用PI 調(diào)節(jié)器） ：（ 1） 雙閉環(huán)系統(tǒng)在穩(wěn)定運行中，如果電流反饋信號線斷開，系統(tǒng)仍能正常工作嗎？（ 2） 雙閉環(huán)系統(tǒng)

28、在額定負載下穩(wěn)定運行時，若電動機突然失磁，最終電動機會飛車嗎？答： （ 1）系統(tǒng)仍能正常工作，但是如果有擾動的話，系統(tǒng)就不能穩(wěn)定工作了。（ 3） 電動機突然失磁，轉(zhuǎn)子在原有轉(zhuǎn)速下只能產(chǎn)生較小的感應(yīng)電動勢，直流電機轉(zhuǎn)子電 流急劇增加，可能飛車。習(xí)題：3.1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的 ASR和ACR均為PI調(diào)節(jié)器，設(shè)系統(tǒng)最大給定電壓 Unm=15V, nN =1500r/min , In =20A,電流過載倍數(shù)為2,電樞回路總電阻R=2Q, Ks =20, Ce=0.127V - min/r ,求：（1）當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行在 Un=5V, IdL=10A 時，系統(tǒng)的 n、Un、Ui、 Ui和Uc各為多少？ （

29、 2）當(dāng)電動機負載過大而堵轉(zhuǎn)時,U*和Uc各為多少？解： （1）（ 2）堵轉(zhuǎn)時，U i*I dm 15V ，3.2 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個調(diào)節(jié)器ASR ACR勻采用PI調(diào)節(jié)器。已知參數(shù)： 電動機：PN=3.7kW, Un =220V, In =20A, nN =1000 r/min ,電樞回路總電阻 R=1.5Q,設(shè) U；m Uim Ucm =8V,電樞回路最大電流Idm=40A,電力電子變換器的放大系數(shù) 九二40。試求：（ 1）電流反饋系數(shù)和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。（2）當(dāng)電動機在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時的Ud0, U* ,Ui,Uc值。*解：1 )m0.2V/ A-nm 0.008V /rpm

30、Idm 40 AnN1000rpm2)IL。ELRCenN IdiR40A*1.560V這時：Un 8V,Un 0, ASRt于飽和，輸出最大電流給定值。 *Ui 8V,Ui 8V, U c U d0.Ks 60 40 1.5VASR輸出達試問：（1）3.3在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器 ASR ACR均采用PI調(diào)節(jié)器。當(dāng) 至Nm =8V時，主電路電流達到最大電流 80A。當(dāng)負載電流由40A增力口至ij 70A時, U*應(yīng)如何變化？ （ 2） Uc應(yīng)如何變化？ （ 3） Uc值由哪些條件決定？解：1）*UimI dm8V80A0.1V/A因此當(dāng)電流從40A 70A時，u；應(yīng)從4V 7V變

31、化。2） Uc要有所增加。3） Uc取決于電機速度和負載大小。因為 Ud0 E IdiRCenN IdiRUcU d0KsCen IdRKs3.5某反饋控制系統(tǒng)已校正成典型I型系統(tǒng)。已知時間常數(shù)T=0.1s,要求階躍響應(yīng)超調(diào)量<10%(1)系統(tǒng)的開環(huán)增益。(2)計算過渡過程時間ts和上升時間tr ；(3)繪出開環(huán)對數(shù)幅頻特性。如果要求上升時間tr <0.25s,則K=?,%=?解：取 KT 0.69,0.6, % 9.5%(1)系統(tǒng)開環(huán)增益： K 0.69/T 0.69/0.1 6.9(1/ s)上升時間tr 3.3T 0.33S過度過程時間：(3)如要求 tr 0.25s,查表

32、3-1 則應(yīng)取 KT 1,0.5 ,tr 2.4T 2.4*0.10.24s 這時K 1/T 10,超調(diào)量=16.3%o3.6 有一個系統(tǒng)，其控制對象的傳遞函數(shù)為 Wobj(s) 旦,要求設(shè)計一個無靜差系 j s 10.01s 1統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量%<5% (按線性系統(tǒng)考慮)。試對系統(tǒng)進行動態(tài)校正，決定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并選擇其參數(shù)。解：按典型I型系統(tǒng)設(shè)計，選KT 0.5,0.707, 查表3-1,得 % 4.3%JO1選I 調(diào)節(jié)器， W(s)一,校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 s則 K = 0.5/T=50,所以W(s) 10,這樣，T = 0.01, K=10/,已選 KT = 0.5

33、,s (0.01s 1)1110/ K 10/50 0.2S , 積分調(diào)下命： W(s) 不。s 0.2s3.7有一個閉環(huán)系統(tǒng)，其控制對象的傳遞函數(shù)為KiWobj(s)許工，要求校正為典型R型系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量030% (按線性系統(tǒng)考慮)。試決定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu), 并選擇其參數(shù)。解：應(yīng)選擇PI調(diào)節(jié)器，Wpi(s)型II型系統(tǒng)， K KpiKi / ,Kpi(s 1),校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)W(s) Kpi( s 1J ,對照典ss s(Ts 1)hT,選h = 8,查表3-4,%=27.2%,滿足設(shè)計要求。這樣hT 8*0.020.16s ,3.8 在一個由三相零式晶閘管整流裝置供電的轉(zhuǎn)

34、速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，已知電動機的額定數(shù)據(jù)為：Pn 60kW, Un 220V , In 308A , nN 1000r/min ,電動勢系數(shù) Ce =0.196V min/r ,主回路總電阻R =0.18 Q ,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks =35。電磁時間常數(shù)Ti=0.012s,機電時間常數(shù)Tm=0.12s,電流反饋濾波時間常數(shù) T°i=0.0025s,轉(zhuǎn)速反饋濾波時 間常數(shù)T0n=0.015s。額定轉(zhuǎn)速時的給定電壓(Un)N =10V,調(diào)節(jié)器ASR ACR飽和輸出電壓*Um =8V,UCm =6.5Vo系統(tǒng)的靜、動態(tài)指標(biāo)為：穩(wěn)態(tài)無靜差，調(diào)速范圍D=10，電流超調(diào)量i05%，空

35、載起動到額定 轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量 n010%試求:(1)確定電流反饋系數(shù)B(假設(shè)起動電流限制在1.11 N以內(nèi))和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a(2)試設(shè)計電流調(diào)節(jié)器ACR計算其參數(shù)R,、C、Coio畫出其電路圖，調(diào)節(jié)器輸入回路電阻 R=40k(3)設(shè)計轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR,計算其參數(shù)R、G、COn。(R°=40kQ)no(4)計算電動機帶40%m定負載起動到最低轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量6(5)計算空載起動到額定轉(zhuǎn)速的時間。解：(1) Um/1dm 8V /(1.1* IN) 8V / 339A 0.0236V / A(2)電流調(diào)節(jié)器設(shè)計確定時間常數(shù):a爪 0.00333s電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定:因為i 5%,

36、可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計，選用PI調(diào)節(jié)器，Wacr(S)Ki( iS 1)iS電 流調(diào)節(jié) 器參數(shù)確定： i Tl0.012s,選KIT i 0.5,KI0.5/T i85.76sKiKi iR 85.76 0.012 0.18I i 0.224 oKs35 0.0173校驗等效條件:._ 1ci KI 85.76s可見滿足近似等效條件，電流調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)：選 R0 40K,則:Ri KiR0 0.224 40K 8.96K , 取 9K.tCii/R 0.012/(9 103) 1.33 F由此QC0i 4T0i / R0 4 0.0025/40 103 0.25 F(3)速度調(diào)節(jié)器設(shè)計確定時間常數(shù)

37、:a)電流環(huán)等效時間常數(shù)1/ KI :因為KIT i 0.5貝U 1/ KI 2T i 2 0.00583 0.01166s速度調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定:按照無靜差的要求，應(yīng)選用 PI調(diào)節(jié)器,Wasr(s)Kn( ns -,速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定:Kn2h2T2n2 52 0.026662168.82s2校驗等效Kn(h 1) CeTm2h RT n6 0.0236 0.196 0.126.942 5 0.01 0.18 0.02666cnKn/ 1 Kn1n 168.82 0.1333 22.5s 1可見滿足近似等效條件。轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(空載Z=0)轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗結(jié)果表明，上述設(shè)計不符合要求。因此需重

38、新設(shè)計。查表，應(yīng)取小一些的h,選h=3進行設(shè)計。按 h=3,速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定如下：n hT n 0.07998sKn (hKn_ 2_2_2_21)/2h T n 4/(2 9 0.02666 ) 312.656s校驗等(h 1) CeTm / 2h RT4 0.0236 0.196 0.12/(2 3 0.01 0.18 0.02666) 7.6效條件： cn KN / 1 KN n 312.656 0.07998 25s可見滿足近似等效條件。轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗：轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗結(jié)果表明，上述設(shè)計符合要求。速度調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)：選 R0 40K,則Rn Kn Ro 7.6 40 304K,取31

39、0K。4） 40%額定負載起動到最低轉(zhuǎn)速時5）空載起動到額定轉(zhuǎn)速的時間是：（書上無此公式）僅考慮起動過程的第二階段。2,根據(jù)電機運動方程：G型 Te Tl375 dtdn Cm(Idm IdL) R(Idm IQI_R_dt GD2 C GD2R (dmdL)CTm 所以：375 e 375cmCe_ *CeTmn0.196*0.12*1000(Idm IdL)R (1.1*308 0)*0.180.385s3.10有一轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，主電路采用三相橋式整流電路。已知電動機參數(shù)為：PN =500kW UN =750V, IN =760A, nN=375 r/min ,電動勢系數(shù) Ce

40、 =1.82V min/r, 電樞回路 總電阻R=0.14Q ,允許電流過載倍數(shù)入=1.5,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù) （=75,電磁時間常數(shù) Tl=0.031s,機電時間常數(shù)Tm=0.112s,電流反饋濾波時間常數(shù) T0i =0.002s,轉(zhuǎn)速反饋濾波時 間常數(shù)T0n =0.02s。設(shè)調(diào)下得輸入輸出電壓 Um=Um = Um=10V,調(diào)下命輸入電阻 R=40kQ。設(shè)計指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量i05%空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量10%電流調(diào)節(jié)器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計,并取參數(shù)KT=0.5。(1)選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并計算其參數(shù)。(2)計算電流環(huán)的截止頻率ci和轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率cn,并考慮它們

41、是否合理？(1)dm101.5*7600.00877V / A0.0267V min/ rg 375電流調(diào)節(jié)器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計如下：a)TS 0.00176s確定時間常數(shù)：b)Toi 0.002s c)T i 0.00367s電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定：因為 6% 5%可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計，選用 PI調(diào)節(jié)器,WAC<s)=Ki( r is+1)/ ns, T l/Te =0.031/0.00367=8.25<10電流調(diào)節(jié)器參數(shù)確定：r i=T=0.031s, KiTe = 0.5 , Ki=0.5/T e =136.24 s -1校驗等效條件：ci=K=136.24 s -1可見滿足近

42、似等效條件。電流調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)：選R0=40K,則RKi R0 0.899 40 35.96 取 36K速度調(diào)節(jié)器設(shè)計確定時間常數(shù)：a)電流環(huán)等效時間常數(shù)1/Ki：因為KR尸0.5則1/Ki=2R尸2*0.00367=0.00734sb) b)T on=0.02sc) c)TEn=1/Ki+Ton=0.00734+0.02=0.02734s速度調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定：按照無靜差的要求，應(yīng)選用 PI 調(diào)節(jié)器，WAsf(S)= K n( T nS+1)/ T nS速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定：pn=hEn,選 h=5, WJ pn=hEn=0.1367s,KN=(h+1)/ (2h2T%n) =6/2*25*0.02

43、734 2=160.54 s -2&=(h+1) B CTm/ (2haRE) = 6*0.00877*1.82*0.112/2*5*0.0267*0.14*0.02734=10.5校驗等效條件： cn=KN/ cd1=Knt n=160.54*0.1367 =21.946 s -2a) 1/3(K i/T e )1/2=1/3(136.24/0.00367) 1/2=64.22s-1>cd cnb) 1/3(K i/Ton) 1/2=1/3(136.24/0.02)1/2=27.51s-1>co cn可見滿足近似等效條件。速度調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)：選 R=40K,貝U Rn=K*

44、R0=10.5*40=420K由此 Cn=r n/Rn=0.1367/420*10 3=0.325 仙 F 取 0.33 F C 0n=4T)n/R0=4*0.02/40*10 3=2 F2)電流環(huán)的截止頻率是：ci=K=136.24 s-1速度環(huán)的截止頻率是：cn=21.946 s -2從電流環(huán)和速度環(huán)的截止頻率可以看出， 電流環(huán)比速度環(huán)要快， 在保證每個環(huán)都穩(wěn)定的情況下，再求系統(tǒng)的快速性，充分體現(xiàn)了多環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計特點。3.11在一個轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán) V-M系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR電流調(diào)節(jié)器ACR均采用PI 調(diào)節(jié)器。(1)在此系統(tǒng)中，當(dāng)轉(zhuǎn)速給定信號最大值 Um=15V時,n=nN=150

45、0 r/min;電流給定信號最大 值Um=10V時，允許最大電流Idm=30A,電樞回路總電阻R=2Q ,晶閘管裝置的放大倍數(shù) K=30 , 電動機額定電流In=20A ,電動勢系數(shù)Ce =0.128V - min/r?，F(xiàn)系統(tǒng)在Un=5V ,I dl=20A時穩(wěn) 定運行。求此時的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 n=? ACR的輸出電壓UC=?( 2)當(dāng)系統(tǒng)在上述情況下運行時, 電動機突然失磁( =0) , 系統(tǒng)將會發(fā)生什么現(xiàn)象? 試分析并說明之。若系統(tǒng)能夠穩(wěn)定下來, 則穩(wěn)定后 n=? U n=? U i*=? U i=? I d=? U c =?(3)該系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)按典型II型系統(tǒng)設(shè)計，且按Mmin準(zhǔn)則選擇參數(shù)，取中

46、頻寬h=5,已知轉(zhuǎn)速 環(huán)小時間常數(shù) Rn =0.05s ,求轉(zhuǎn)速環(huán)在跟隨給定作用下的開環(huán)傳遞函數(shù)，并計算出放大系數(shù) 及各時間常數(shù)。(4)該系統(tǒng)由空載(加=0)突加額定負載時，電流Id和轉(zhuǎn)速n的動態(tài)過程波形是怎樣的？已知機電時間常數(shù)Tm=0.05s,計算其最大動態(tài)速降nmax和恢復(fù)時間tv。1) a = U*nMn N =15/1500=0.01 Vmin/rB = U*M dm = 10/30=0.33 V/AU* n =5 V, n=U*n/a =5/0.01=500 r/minU c=U0/Ks=(E+I d*)/K s=(Cen+I du&)/Ks=(0.128*500+20*2

47、)/30=3.467 V2)在上述穩(wěn)定運行情況下，電動機突然失磁(=0)則電動機無電動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速迅速下降到零，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器很快達到飽和，要求整流裝置輸出最大電流I dm 。因此，系統(tǒng)穩(wěn)定后，n=0， Un=0U* i=U*im =10， Ui=U*i =10Id=I dm=30AU c=Uo/Ks=(E+I dR)/K s=(0+30*2)/30=2 V3) 在跟隨給定作用下，轉(zhuǎn)速環(huán)處于線性狀態(tài)，此時系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是：p n=hR尸5*0.05=0.25sE 尸0.05sKN=(h+1)/2h 2T2=6/2*25*0.052=48s-24) 空載突加額定負載時，轉(zhuǎn)速有動態(tài)降落。p93,94

48、)A nb=2(入-z) A nNTz42*(1-0)*20*2/0.128*(0.05/0.05)= 625 r/minC b=2FKT=2IdNRE"CeT=2*20*2*0.05/0.128*0.05=625 r/min 最大動態(tài)速降：A nmaE A Cma，Cb）* A nb=81.2%*625 =507.5 r/min恢復(fù)時間：t v=8.8T=8.8*0.05=0.44s（p81表）第四章思考題：4-1 分析直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的不可逆和可逆電路的區(qū)別。答：直流PWMB速系統(tǒng)的不可逆電路電流、轉(zhuǎn)速不能夠反向，直流PWMB速系統(tǒng)的可逆電路電流、轉(zhuǎn)速能反向。4-2 晶閘管電路的

49、逆變狀態(tài)在可逆系統(tǒng)中的主要用途是什么？答： 晶閘管電路處于逆變狀態(tài)時， 電動機處于反轉(zhuǎn)制動狀態(tài)， 成為受重物拖動的發(fā)電機，將重物的位能轉(zhuǎn)化成電能，通過晶閘管裝置回饋給電網(wǎng)。4-3 V-M 系統(tǒng)需要快速回饋制動時，為什么必須采用可逆線路。答：由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，對于需要電流反向的直流電動機可逆系統(tǒng)，必須使用兩組晶閘管整流裝置反并聯(lián)線路來實現(xiàn)可逆調(diào)速?？焖倩仞佒苿訒r，電流反向，所以需要采用可逆線路。4-5 晶閘管可逆系統(tǒng)中的環(huán)流產(chǎn)生的原因是什么？有哪些抑制的方法？答：原因：兩組晶閘管整流裝置同時工作時，便會產(chǎn)生不流過負載而直接在兩組晶閘管之 間流通的短路電流。抑制的方法：1.消除直流平均環(huán)流可

50、采用a =B配合控制，采用B能更可靠地消除直流平均環(huán)流。2.抑制瞬時脈動環(huán)流可在環(huán)流回路中用入電抗器（叫做環(huán)流電抗器，或稱均衡電抗器） 。4-6 試從電動機與電網(wǎng)的能量交換，機電能量轉(zhuǎn)換關(guān)系及電動機工作狀態(tài)和電動機電樞電流是否改變方向等方面對本組逆變和反組回饋制動列表作一比較。答：本組逆變：大部分能量通過本組回饋電網(wǎng)。電動機正向電流衰減階段，VF組工作，VF組是工作在整流狀態(tài)。電動機電樞電流不改變方向。反組回饋制動：電動機在恒減速條件下回饋制動，把屬于機械能的動能轉(zhuǎn)換成電能，其中大部分通過VR逆變回饋電網(wǎng)。電動機恒值電流制動階段，VR組工作。電動機電樞電流改變方向。4-7 試分析配合控制的有環(huán)

51、流可逆系統(tǒng)正向制動過程中各階段的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，以及正、反組晶閘管所處的狀態(tài)。答：在制動時，當(dāng)發(fā)出信號改變控制角后，同時降低了ud0f 和 ud0r 的幅值，一旦電機反電動勢 E>|ud0f|=|u d0r| ，整流組電流將被截止，逆變組才真正投入逆變工作，使電機產(chǎn)生回饋制動，將電能通過逆變組回饋電網(wǎng)。當(dāng)逆變組工作時，另一組也是在等待著整流，可稱作處于“待整流狀態(tài)” 。即正組晶閘管處于整流狀態(tài)，反組晶閘管處于逆變狀態(tài)。4-8 邏輯無環(huán)流系統(tǒng)從高速制動到低速時需經(jīng)過幾個象限？相應(yīng)電動機與晶閘管狀態(tài)如何？答：邏輯無環(huán)流系統(tǒng)從高速制動到低速時需經(jīng)過一，二兩個象限。相應(yīng)電動機與晶閘管狀態(tài)：正組逆變

52、狀態(tài)：電動機正轉(zhuǎn)減速，VF組晶閘管工作在逆變狀態(tài)，電樞電流正向開始衰減至零；反組制動狀態(tài)：電動機繼續(xù)減速，VR組晶閘管工作在逆變狀態(tài)，電樞電流由零升至反向最大并保持恒定。4-9從系統(tǒng)組成、功用、工作原理、特性等方面比較直流PWW逆調(diào)速系統(tǒng)與晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的異同點。答：系統(tǒng)組成：直流PWW逆調(diào)速系統(tǒng)：六個二極管組成白整流器，大電容濾波，橋式 PWM 變換器。晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)：兩組晶閘管整流裝置反向并聯(lián)。功用：直流PWW逆調(diào)速系統(tǒng)：電流一定連續(xù)，可使電動機四象限運行晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)：能靈活地控制電動機的起動，制動和升、降速。工作原理：直流PWMT逆調(diào)速系統(tǒng)：六個二極管構(gòu)成的不可

53、控整流器負責(zé)把電網(wǎng)提供的交流電整流成直流電，再經(jīng)過PW喳換器調(diào)節(jié)直流電壓，能夠?qū)崿F(xiàn)控制電動機的正反轉(zhuǎn)。晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)：當(dāng)正組晶閘管 VF供電，能量從電網(wǎng)通過VF輸入電動機，此時工作在第I象限的正組整流電動運行狀態(tài)；當(dāng)電機需要回饋制動時，反組晶閘管裝置 VR工作在逆變狀態(tài)，此時為第II象限運行；如果電動機原先在第III象限反轉(zhuǎn)運行，那么它是利用反組晶閘管 VR實現(xiàn)整流電動運行，利用反組晶閘管VF實現(xiàn)逆變回饋制動。特性：直流 PWW逆調(diào)速系統(tǒng)1.電流一定連續(xù)2.可使電動機四象限運行 3. 電動機停止時有微震電流，能消除靜摩擦死區(qū)。習(xí)題：4-1試分析提升機構(gòu)在提升重物和重物下降時，晶閘管、電

54、動機工作狀態(tài)及a角的控制范圍？答：提升重物：a <90° ,平均整流電壓Ud0>E （E為電動機反電動勢），輸出整流電流Id,電動機產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩作電動運行，提升重物，這時電能從交流電網(wǎng)經(jīng)晶閘管裝置傳送給電動機，V-M系統(tǒng)運行于第I象限。重物下降：a >90° , Ud0為負，晶閘管裝置本身不能輸出電流，電機不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩提升重物,只有靠重物本身的重量下降，迫使電機反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生反向的電動勢-E。4-2 在配合控制的有環(huán)流可逆系統(tǒng)中，為什么要控制最小逆變角和最小整流角？系統(tǒng)中如何實現(xiàn)？答：原因：為了防止出現(xiàn)“逆變顛覆”，必須形成最小逆變角B min保護。實現(xiàn)：通常取amin 0 min=304-3 何謂待逆變、本組逆變和它組逆變，并說明這三種狀態(tài)各出現(xiàn)在何種場合下。答：待逆變：該組晶閘管裝置在逆變角控制下等待工作，這時逆變組除環(huán)流外并未流過負載電流，也沒有能量回饋給電網(wǎng)。本組逆變階段：電動機正向電流衰減階段，VF組工作；它組逆變階段：電動機恒值電流制動階段，VR組工作4-4 分析配合控制的有環(huán)流可逆系統(tǒng)反向起動和