電力拖動自動控制系統(tǒng)考試大綱

1、電力拖動自動控制系統(tǒng)考綱第一章1簡述開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性與閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的關(guān)系l 閉環(huán)系統(tǒng)靜特性可能比開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性硬得多。l 閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要比開環(huán)系統(tǒng)小得多l(xiāng) 如果所要求的靜差率一定，則閉環(huán)系統(tǒng)可以大大提高調(diào)速范圍l 要取得上述三項(xiàng)優(yōu)勢，閉環(huán)系統(tǒng)必須設(shè)置放大器結(jié)論：閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而保證一公平靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍，為此所需付出的代價(jià)是必須增設(shè)電壓放大器以及檢測與反饋裝置。2反饋控制規(guī)律l 只用比例放大器的反饋控制系統(tǒng)，其被調(diào)量仍是有靜差的l 反饋控制系統(tǒng)的作用：抵抗擾動，服從給定l 系統(tǒng)的精度信賴于給定和反饋檢測的精度畫出帶轉(zhuǎn)速單閉環(huán)有靜差

2、系統(tǒng)方框圖，對于環(huán)內(nèi)的干擾有抑制能力，對于環(huán)外的干擾沒有抑制能力電壓比較環(huán)節(jié)放大器電力電子變換器調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性測速反饋環(huán)節(jié)第二章給定階路信號起動過程分析，起動過程的特點(diǎn)分為三個(gè)階段 第階段（）是電流上升階段第階段（t1）恒流升速階段第階段（tt）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段特點(diǎn)l 飽和非線性控制l 轉(zhuǎn)速超調(diào)l 準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制帶電流反饋截止單閉環(huán)系統(tǒng)與雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性和動態(tài)性能的比較與帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)系統(tǒng)相比，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于Idm時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這時(shí)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主調(diào)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差。得到過電流的自動保護(hù)。顯然靜特性優(yōu)于單閉環(huán)系統(tǒng)。在動態(tài)性能方面，雙閉環(huán)系

3、統(tǒng)在起動和升速過程中表現(xiàn)出很快的動態(tài)跟隨性，在動態(tài)抗擾性能上，表現(xiàn)在具有較強(qiáng)的抗負(fù)載擾動，抗電網(wǎng)電壓擾動。減速雙閉環(huán)系統(tǒng)要調(diào)什么參數(shù)來實(shí)現(xiàn)？如果調(diào)節(jié)，可不可以？可通過調(diào)節(jié)給定電壓來實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)，不可以實(shí)現(xiàn)減速，因?yàn)閮烧叨际乔跋蛲ǖ郎系膮?shù)。調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法，原則，基本思路。n 設(shè)計(jì)方法“調(diào)節(jié)器最佳整定法”，包括“模最佳”和“對稱最佳”兩種參數(shù)設(shè)計(jì)方法n 設(shè)計(jì)方法的原則：（1）概念清楚、易懂；（2）計(jì)算公式簡明、好記；（3）不僅給出參數(shù)計(jì)算的公式，而且指明參數(shù)調(diào)整的方向；（4）能考慮飽和非線性控制的情況，同樣給出簡單的計(jì)算公式；（5）適用于各種可以簡化成典型系統(tǒng)的反饋控制系統(tǒng)。關(guān)于計(jì)算題的公式

4、：（實(shí)為第一章內(nèi)容）第四章（，實(shí)為第一章的內(nèi)容）有制動電流通路的不可逆PWM變換器橋式可逆PWM變換器優(yōu)缺點(diǎn)雙極式控制的橋式可逆PWM變換器有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）電流一定連續(xù)；（2）可使電機(jī)在四象限運(yùn)行；（3）電機(jī)停止時(shí)有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)；（4）低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達(dá)1:20000左右；（5）低速時(shí)，每個(gè)開關(guān)器件的驅(qū)動脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。雙極式控制的橋式可逆PWM變換器有下列缺點(diǎn)：在工作過程中，4個(gè)開關(guān)器件可能都處于開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)損耗大，而且在切換時(shí)可能發(fā)生上、下橋臂直通的事故，為了防止直通，在上、下橋臂的驅(qū)動脈沖之間，應(yīng)設(shè)置邏輯延時(shí)。3可逆環(huán)流的分類，產(chǎn)生的

5、原因（1）靜態(tài)環(huán)流兩組可逆線路在一定控制角下穩(wěn)定工作時(shí)出現(xiàn)的環(huán)流，其中又有兩類：n 直流平均環(huán)流由晶閘管裝置輸出的直流平均電壓所產(chǎn)生的環(huán)流稱作直流平均環(huán)流。n 瞬時(shí)脈動環(huán)流兩組晶閘管輸出的直流平均電壓差為零，但因電壓波形不同，瞬時(shí)電壓差仍會產(chǎn)生脈動的環(huán)流，稱作瞬時(shí)脈動環(huán)流。（2）動態(tài)環(huán)流僅在可逆V-M系統(tǒng)處于過渡過程中出現(xiàn)的環(huán)流。產(chǎn)生的原因：A. 在兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆V-M系統(tǒng)中，如果讓正組VF 和反組VR都處于整流狀態(tài)，兩組的直流平均電壓正負(fù)相連，必然產(chǎn)生較大的直流平均環(huán)流。B. 瞬時(shí)脈動環(huán)流：由于晶閘管裝置的輸出電壓是脈動的，造成整流與逆變電壓波形上的差異，仍會出現(xiàn)瞬時(shí)電壓的情況，從而

6、仍能產(chǎn)生瞬時(shí)的脈動環(huán)流。對比分析位置隨動系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)特征它們的主要區(qū)別在于，調(diào)速系統(tǒng)的經(jīng)定量一經(jīng)設(shè)定，即保持恒值，系統(tǒng)的主要作用是保證穩(wěn)定和抵抗擾動；而位置隨動系統(tǒng)的給定量是隨機(jī)變化的，要求輸出量準(zhǔn)確跟隨給定量的變化，系統(tǒng)在保證穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，更突出需要快速響應(yīng)?？偲饋砜?，穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)穩(wěn)定性是兩種系統(tǒng)都必須具備的，但在動態(tài)性能中，調(diào)速系統(tǒng)多強(qiáng)調(diào)抗擾性，而位置隨動系統(tǒng)則更加強(qiáng)調(diào)快速跟隨性能。第五章按轉(zhuǎn)差功率S分類l 轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)l 轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)l 轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)閉環(huán)控制電壓系統(tǒng)工作原理，原理圖，優(yōu)點(diǎn)，機(jī)械特性圖工作原理： 由電力拖動原理可知，當(dāng)異步電機(jī)等效電路的參數(shù)

7、不變時(shí)，在相同的轉(zhuǎn)速下，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比，因此，改變定子外加電壓就可以改變機(jī)械特性的函數(shù)關(guān)系，從而改變電機(jī)在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。原理圖：第六章轉(zhuǎn)差頻率控制規(guī)律（1）在ws wsm 的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩Te 基本上與ws 成正比，條件是氣隙磁通不變。（2）在不同的定子電流值時(shí)，按上圖的函數(shù)關(guān)系Us = f (w1 , Is) 控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通Fm恒定。矢量控制的基本思路在第節(jié)中已經(jīng)闡明，以產(chǎn)生同樣的旋轉(zhuǎn)磁動勢為準(zhǔn)則，在三相坐標(biāo)系上的定子交流電流iA、iB 、iC ，通過三相/兩相變換可以等效成兩相靜止坐標(biāo)系上的交流電流ia、ib，再通過同步旋轉(zhuǎn)變換，可以等效成同步旋

8、轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上的直流電流im 和it 。如果觀察者站到鐵心上與坐標(biāo)系一起旋轉(zhuǎn)，他所看到的便是一臺直流電機(jī)，可以控制使交流電機(jī)的轉(zhuǎn)子總磁通F r 就是等效直流電機(jī)的磁通，則M繞組相當(dāng)于直流電機(jī)的勵磁繞組，im 相當(dāng)于勵磁電流，T 繞組相當(dāng)于偽靜止的電樞繞組，it 相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流。既然異步電機(jī)經(jīng)過坐標(biāo)變換可以等效成直流電機(jī)，那么，模仿直流電機(jī)的控制策略，得到直流電機(jī)的控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，就能夠控制異步電機(jī)了。由于進(jìn)行坐標(biāo)變換的是電流（代表磁動勢）的空間矢量，所以這樣通過坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)就叫作矢量控制系統(tǒng)交直交（三種）原理圖，變壓變頻調(diào)速的基本控制方式并分別畫出對應(yīng)的機(jī)械特

9、性基頻以下調(diào)速1) 恒壓頻比（Us /w1 = Constant ）控制2) 恒Eg /w1 控制3) 恒Er /w1 控制基頻以上調(diào)速4) 弱磁恒功率調(diào)速5) 恒流控制（在變頻調(diào)速時(shí)，保持異步電機(jī)定子電流的幅值恒定）減速控制（單極性，雙極性）（1）單極性PWM控制方式（）雙極性PWM控制方式第七章畫出串級調(diào)速原理圖，機(jī)械特性負(fù)載不變，逆變角增大的調(diào)速過程第八章（1）交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速w1與定子電源頻率f1 有確定的關(guān)系：異步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速的，二者之差叫做轉(zhuǎn)差ws；同步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差ws = 0。（2）異步電動機(jī)的磁場僅靠定子供電產(chǎn)生，而同步電動機(jī)

10、除定子磁動勢外，轉(zhuǎn)子側(cè)還有獨(dú)立的直流勵磁，或者用永久磁鋼勵磁。（3）同步電動機(jī)和異步電動機(jī)的定子都有同樣的交流繞組，一般都是三相的，而轉(zhuǎn)子繞組則不同，同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子除直流勵磁繞組（或永久磁鋼）外，還可能有自身短路的阻尼繞組。（4）異步電動機(jī)的氣隙是均勻的，而同步電動機(jī)則有隱極與凸極之分，隱極式電機(jī)氣隙均勻，凸極式則不均勻，兩軸的電感系數(shù)不等，造成數(shù)學(xué)模型上的復(fù)雜性。但凸極效應(yīng)能產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，單靠凸極效應(yīng)運(yùn)行的同步電動機(jī)稱作磁阻式同步電動機(jī)。（5）異步電動機(jī)由于勵磁的需要，必須從電源吸取滯后的無功電流，空載時(shí)功率因數(shù)很低。同步電動機(jī)則可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的直流勵磁電流，改變輸入功率因數(shù)，可以滯后，也可以超前。當(dāng) cosj= 1.0 時(shí)，電