電拖簡答(課后習題)

1、課后習題1 .VM系統(tǒng)。當電流連續(xù)與斷續(xù)時機械特性特點？答:斷續(xù):理想空載轉速提高,機械特性較軟;連續(xù):機械特性較硬。什么就是電流截止負反饋？答:正常情況下,該反饋不起作用,當電機電流超過所測定得電流時它才起作用,就是轉速下降,直至堵轉。開環(huán)機械特性與閉環(huán)機械特性得比較？答:閉環(huán)機械特性硬;閉環(huán)得靜差率比開環(huán)小;閉環(huán)調速范圍寬。閉環(huán)要獲得比開環(huán)機械特性好得措施就是增設電壓放大器及檢測與反饋裝置。11 什么叫調速范圍？什么叫靜差率？調速范圍與靜態(tài)速降與最小靜差率有什么關系？如何擴大調速范圍?答:最高轉速與最低轉速之比叫做調速范圍,靜差率就是負載由理想空載增加到額定值所對應得轉速降落AnN與理想空

2、載轉速n0之比。調速范圍、靜差率與額定速降之間得關系就是：12 在直流調速系統(tǒng)中,改變給定電壓能否改變電動機得轉速？為什么？若給定電壓不變,調整反饋電壓得分壓比,就是否能夠改變轉速？為什么？答:改變給定電壓可以電動機得轉速,因為系統(tǒng)對給定作用得變化唯命就是從;調整反饋電壓得分壓比可以改變轉速,16 在轉速負反饋系統(tǒng)中,當電網電壓、負載轉矩、勵磁電流、電樞電阻、測速發(fā)電機磁場各量發(fā)生變化時,都會引起轉速得變化,問系統(tǒng)對它們有無調節(jié)能力？為什么？答:系統(tǒng)對反饋環(huán)內前向通道上得擾動作用能夠調節(jié),其它無能為力。測速發(fā)電機磁場發(fā)生變化不能調節(jié)17 積分調節(jié)器有哪些主要功能特點？采用積分調節(jié)器得轉速負反饋

3、調速系統(tǒng)為什么能使轉速無靜差？答:積分調節(jié)器主要功能特點:延緩作用;積累作用;記憶作用;動態(tài)放大系數(shù)自動變化得作用。在動態(tài)過程中，當AUn變化時，只要其極性不變，積分調節(jié)器得輸出Uc便一直增長Uc并不就是零,而就是一個終值；如果AUn再變化,這個終值便保持恒定而不再變化,這就是積分控制得特點。因此,積分控制可以使系統(tǒng)在無靜差得情況下保持恒速運行,實現(xiàn)無靜差調速。18 采用PI調節(jié)器得轉速負反饋調速系統(tǒng),為什么能夠較好地解決系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度與動態(tài)穩(wěn)定性之間得矛盾？答:采用比例積分控制得轉速負反饋調速系統(tǒng),其輸出有比例與積分兩部分組成,比例部分快速響應輸入信號得變化,實現(xiàn)系統(tǒng)得快速控制,發(fā)揮了比例控制

4、得長處,同時,可以滿足穩(wěn)態(tài)精度得要求。此后,隨著電容電壓得電壓不斷變化,輸出電壓逐步增長,直到穩(wěn)態(tài),可以實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無靜差,又可以保證系統(tǒng)得穩(wěn)定。因此,采用PI調節(jié)器得轉速負反饋調速系統(tǒng)能夠較好地解決系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度與動態(tài)穩(wěn)定性之間得矛盾。19 采用PI調節(jié)器得電壓負反饋調速系統(tǒng)能實現(xiàn)轉速無靜差嗎？為什么？答:不可以,還有部分因為電機轉子電阻引起得轉速降無法減小。110在無靜差調速系統(tǒng)中,如果轉速檢測環(huán)節(jié)參數(shù)或轉速給定電壓發(fā)生了變化,就是否會影響調速系統(tǒng)得穩(wěn)態(tài)精度？為什么？答:受它們得影響。因為給定電源與測速發(fā)電機得擾動系統(tǒng)無法克服。因為閉環(huán)系統(tǒng)得運作就是依靠給定得電源電壓發(fā)號施令得,如果“指令”發(fā)生

5、偏差,系統(tǒng)必然依令運作,偏離原來得給定值,可見系統(tǒng)得精度有賴于給定電源得精度,高精度系統(tǒng)需要有高精度得給定電源。反饋檢測裝置得誤差也就是反饋控制系統(tǒng)無法克服得。比如測速發(fā)電機勵磁不穩(wěn)定,轉速反饋回路中電位器阻值在運行中變大,直流測速發(fā)電機輸出電壓中出現(xiàn)紋波等,閉環(huán)系統(tǒng)對這些誤差引起轉速得變化就是無法克服得。21在轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中,若要改變電動機得轉速,應調節(jié)什么參數(shù)？改變轉速調節(jié)器得放大系數(shù)行不行？改變觸發(fā)整流裝置得放大系數(shù)行不行？改變轉速反饋系數(shù)？答:改變電動機得轉速,應調節(jié)給定電壓。改變轉速調節(jié)器得放大系數(shù)與觸發(fā)整流裝置得放大系數(shù)不可以。22在轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中,轉速調節(jié)

6、器在動態(tài)過程中得作用？電流調節(jié)器作用？答:1、轉速調節(jié)器得作用(1)轉速調節(jié)器就是調速系統(tǒng)得主導調節(jié)器,它能使轉速n很快地跟隨給定電壓得變化,穩(wěn)態(tài)時可減小轉速誤差,如果采用PI調節(jié)器,則可實現(xiàn)無靜差。(2)對負載變化起抗擾作用。(3)其輸出限幅值決定電動機允許得最大電流。2.電流調節(jié)器得作用(1)作為內環(huán)得調節(jié)器,在轉速外環(huán)得調節(jié)過程中,它得作用就是使電流緊緊跟隨其給定電壓U*i(即外環(huán)調節(jié)器得輸出量)得變化。(2)對電網電壓得波動起及時抗擾得作用。(3)在轉速動態(tài)過程中,保證獲得電機允許得最大電流,從而加快動態(tài)過程。(4)當電機過載甚至堵轉時,限制電樞電流得最大值,起快速得自動保護作用。23

7、轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)起動過程得3個階段中,轉速調節(jié)器就是不就是都在起調節(jié)作用？電流調節(jié)器呢？答:電流上升階段與恒流升速階段轉速調節(jié)器不起調節(jié)作用;電流調節(jié)器3個階段均起作用。24在轉速電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)得(電流環(huán))動態(tài)結構圖中,為什么?？陕匀ル妱訖C得電動勢反饋回路？答:因為電動機得電動勢與電機得轉速成正比,相對于電流環(huán)而言就是一個緩變得干擾信號,可以視為常數(shù)而略去。26在轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中,轉速調節(jié)器與電流調節(jié)器為什么采用PI調節(jié)器？它們得輸出限幅如何整定？答:為了獲得良好得靜態(tài)與動態(tài)性能,通常轉速調節(jié)器ASR與電流調節(jié)器得輸出限幅值 : 電流調節(jié)器 (ACR) 得輸出限幅值 :2

8、7 雙閉環(huán)調速系統(tǒng)與單閉環(huán)調速系統(tǒng)相比答 : 雙閉環(huán)調速系統(tǒng)與單閉環(huán)調速系統(tǒng)相比啟動性能 ; 可以在故障情況下獲得快速保護ACR均采用PI調節(jié)器,兩個調節(jié)器得輸出均帶有限幅。轉速調節(jié)器(ASR),系統(tǒng)得動態(tài)性能有那些改進？,可以使調速系統(tǒng)在最大電流下迅速起動,提高電機;可以獲得很好得挖土機特性;可以獲得比單閉環(huán)調速系統(tǒng)小得多得動態(tài)超調。28轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中,改變那些參數(shù)才能調節(jié)堵轉電流得大?。慷罗D電流為何受限制？答:改變基準電壓可以調節(jié)堵轉電流得大小,調節(jié)堵轉電流限制就是因為電機本身得負載承受能力受限。29轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時,轉速調節(jié)器與電流調節(jié)器輸入偏差各為多大？答

9、:系統(tǒng)穩(wěn)定運行時,兩個調節(jié)器都不飽與,它們得輸入偏差電壓都就是零。210轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)得轉速調節(jié)器在哪些情況下會出現(xiàn)飽與？電流調節(jié)器在啟動過程中能否飽與？為什么？答:轉速調節(jié)器在啟動過程得電流上升階段、恒流升速階段、電動機突然失磁、轉速反饋突然: 啟動時 ,ACR 應保證獲得電機斷線等情況下會出現(xiàn)飽與。電流調節(jié)器在啟動過程中不能飽與允許得最大電流Idm恒定,從而加快轉速動態(tài)過程。212在轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中,出現(xiàn)電網電壓波動與負載擾動時,哪個調節(jié)器起作用？答:轉速調節(jié)器對負載變化起抗擾作用;電流調節(jié)器對電網電壓波動起及時抗擾作用。213試從下述幾方面來比較雙閉環(huán)調速系統(tǒng)與帶電流

10、截止負反饋得單閉環(huán)調速系統(tǒng)。(1)靜特性。(2)動態(tài)限流特性。(3)起動快速性。(4)抗負載擾動性能。(5)抗電源電壓波動得性能。答:(1)調速系統(tǒng)得靜態(tài)特性一樣。(2)動態(tài)限流性能,雙閉環(huán)調速系統(tǒng)好。(3)起動得快速性雙閉環(huán)調速系統(tǒng)好。(4)抗負載擾動得性能,雙閉環(huán)調速系統(tǒng)好。(5)也就是雙閉好。31、環(huán)流分為哪幾類？有什么優(yōu)缺點？答:環(huán)流分為兩大類:靜態(tài)環(huán)流與動態(tài)環(huán)流。靜態(tài)環(huán)流又分為直流平均環(huán)流與瞬時脈動環(huán)流。優(yōu)點:在保證晶閘管安全工作得前提下,適度得環(huán)流能使晶閘管電動機系統(tǒng)在空載或輕載時保持電流連續(xù),避免電流斷續(xù)對系統(tǒng)性能得影響。缺點:環(huán)流得存在會顯著地加重晶閘管與變壓器負擔,消耗無用功

11、率,環(huán)流太大時甚至會損壞晶閘管,為此必須予以抑制。32改變直流電動機轉矩有哪幾種方式？改變電樞電流方向;改變電動機勵磁磁通方向310、試簡述瞬時脈動環(huán)流及其抑制方法。答:由于整流器電壓與逆變器電壓瞬時值不相等從而產生瞬時脈動環(huán)流。在環(huán)流回路串入環(huán)流電抗器311、兩組晶閘管反并聯(lián)調速時為什么要限制最小逆變角3min?答：為了防止晶閘管有源逆變器因逆變角3太小而導致環(huán)流失敗，出現(xiàn)逆變顛覆”，必須在控制電路中進行限幅，形成最小逆變角3min保護。313無環(huán)流邏輯控制環(huán)節(jié)得任務就是什么？答:當需要切換到正組晶閘管工作時,封鎖反組觸發(fā)脈沖而開放正組脈沖,當需要切換到反組工作時,封鎖正組而開放反組。315

12、、試分析邏輯無環(huán)流直流調速系統(tǒng)正向電動與制動時晶閘管得狀態(tài)。答:正向電動:VF整流;VR封鎖。正向制動:本組逆變階段,VF逆變回饋電能,封鎖它組;它組反接制動狀態(tài),VR整流,封鎖正組;它組回饋制動階段,VR逆變回饋電能,封鎖正組。51,調壓調速原理:隨著電壓得減少,在某一負載情況下,電機所對應得轉差率,電機轉速降低,為調壓調速。61 變頻調速得原理:根據(jù)只要改變電源頻率就能調節(jié)電機轉速62 變極調速得原理:根據(jù)只要改變極對數(shù)就能調節(jié)電機轉速1 直流電動機得調速方法1調節(jié)電樞供電電壓2減弱勵磁磁通3改變電樞回路電阻。特點:調節(jié)電樞供電電壓其機械特性就是一組平行線。弱勵得機械特性比1較軟,所有起點

13、在同一點,當增大電阻時特性變軟。2 有靜差:調節(jié)器有偏差輸入。無靜差:要求穩(wěn)態(tài)時,調節(jié)器得穩(wěn)態(tài)輸入為0,輸出不為0。區(qū)別:輸出轉速就是否隨負載得變化而變化。3 雙閉環(huán)調速系統(tǒng)具有良好得挖土機特性:在設定得電流范圍內,電機具有很硬得機械特性,但當電機電流達到最大電流時,負載增加,電流環(huán)保持電機最大電流不變,電機轉速迅速下降,獲得陡峭得下垂特性,從而其靜特性具有很好得挖土機特性。4 在調壓調磁系統(tǒng)中電動勢負反饋可否用轉速負反饋代替？不可以,以為電動勢與轉速得關系就是非線性得。5PWM斬波器得工作原理：斬波周期一定時，調節(jié)導通時間，即調節(jié)占空比，從而改變平均輸出電壓得大小,以調節(jié)電機轉速。6PFM斬

14、波器得工作原理:維持導通時間不變,調節(jié)周期T、輸出電業(yè)得波形就是周期變化得,因而頻率也就是變化得。7兩級時控制直流斬波器得工作原理:輸出控制在給定上下一個小得誤差帶內,隨著誤差帶得減小,轉差脈沖頻率越高。8VM與PWM相比,PWM得優(yōu)點：1主電路線路簡單,需用得功率器件少。2開關頻率高,電流容易連續(xù),諧波少,電機損耗及發(fā)熱都低3直流電源采用不控整流時,電網功率因數(shù)逼相控整流器高。9VM系統(tǒng)中電流脈動會產生:1電機輸出脈動轉矩,影響電機轉速穩(wěn)定,影響調速范圍2增加電源輸入得諧波,差生諧波損耗。10VM系統(tǒng)一直電流脈動得措施:1增加整流電路相數(shù)2采用多重化技術3設置平波電抗器。11VM系統(tǒng),當電流

15、連續(xù)、斷續(xù)時得機械特性特點:斷續(xù):理想空載轉速提高,機械特性較軟:當電流連續(xù)時機械特性變硬。12調速范圍:生產機械要求電動機提高得最高轉速與最低轉速之比13靜差率：靜差率就是負載由理想空載增加到額定值所對應得轉速降落AnN與理想空載轉速n0之比14調速范圍、靜差率與額定速降之間得關系就是：D=nNS/AnN(1S)只有設法減小靜態(tài)速降AnN才能擴大調速范圍，減小靜差率，提高轉速得穩(wěn)定度。15 閉環(huán)系統(tǒng)靜特性可以比開環(huán)特性硬得多,閉環(huán)系統(tǒng)得靜差率要逼開環(huán)要小得多,如果所需要得靜差率一定,則閉環(huán)系統(tǒng)可以大大提高調速范圍,要取得上述3項優(yōu)勢,閉環(huán)系統(tǒng)必須設置前置放大器。16 閉環(huán)系統(tǒng)要獲得比開環(huán)系統(tǒng)

16、好得機械特性要增設電壓放大器以及檢測與反饋裝置。17 閉環(huán)系統(tǒng)對前向通道上有抑制能力,對反饋通道上無抑制能力。18 在采用比例調節(jié)器得調速系統(tǒng),調節(jié)器得輸出就是電力電子變換器得控制電壓,只要電動機在運行就必須有控制電壓,因而也必須有轉速偏差電壓,一次這類系統(tǒng)有靜差。19 提高調速精度得條件就是1高精度給定,2高精度檢測環(huán)節(jié)。20 理想運放滿足:1輸入信號為0時,輸出端應恒定地處于0電位2輸入阻抗無窮大3輸出阻抗為04頻帶寬度為0到無窮大5開環(huán)電壓放大倍數(shù)為無窮大。2122 電流截至負反饋:在正常情況下,該反饋環(huán)不起作用,當電機電流超過所測定得電流時她才起作用,使轉速下降,直至堵轉。23 給出一

17、個系統(tǒng)得特性方程,她得穩(wěn)定條件就是:勞斯判據(jù)各項系數(shù)均大于0。24Bode得中頻段以20DB/dec得斜率穿越得頻帶越寬,穩(wěn)定性越好。25 截至頻率越高系統(tǒng)得快速性越好。26 低頻斷得斜率陡、增益高、系統(tǒng)得穩(wěn)定精度高。27 高頻斷衰減越快系統(tǒng)抗高頻噪聲干擾能力越強。28 調節(jié)器對運放限幅:1被控電量得限制2運算放大器工作范圍得限制。29PI調節(jié)器構成得閉環(huán)系統(tǒng)就是無靜差系統(tǒng)：在動態(tài)過程中,當AnN變化時，只要極性不變,積分調節(jié)器得輸出便一直增長,只有達到給定電壓等于反饋電壓,偏差為0時,Uc才停止上升且不為0,而就是一個終值，如果AnN不再變化，這個終值便保持恒定而不再變化。30電壓負反饋系統(tǒng)

18、:電壓調速系統(tǒng)隨著負載得升高,電機轉速下降:變流器輸出電壓也要下降,點機端口電壓引入到控制系統(tǒng)得輸入端與給定比較,可以調整變流器輸出端電壓,電機轉速上升,就為電壓負反饋系統(tǒng)。在電動機轉速很低時,電視電阻壓降比電樞端電壓要小得多,因而可以認為直流電動機得反電動勢與端電壓近似相等,在這種情況下,采用電壓負反饋就基本上代替轉速負反饋得作用了。30 、什么叫電壓負反饋系統(tǒng),說明它代替轉速負反饋得指導思想？答:電壓調速系統(tǒng)隨著負載得升高電機轉速下降,變流器輸出電壓也要下降,電機端口電壓引入到控制系統(tǒng)得輸入端與給定比較,可以調整變流器輸出電壓,電機轉速上升,就為電壓負反饋系統(tǒng)。直流電動機得反電勢與端電壓近

19、似相等,或者說,電機轉速近似得與端電壓成正比,在這種情況下,采用電壓負反饋就能基本上代替轉速負反饋得作用了。31 、可否用電流補償來實現(xiàn)無靜差？答:不可以,雖然用電流負反饋可以用來補償一部分靜差,以提高調速系統(tǒng)得穩(wěn)態(tài)性能,但就是,不能指望電流負反饋來實現(xiàn)無靜差,因為這時,系統(tǒng)已經達到穩(wěn)定得邊緣了。32 、為什么采用P調節(jié)器雙閉環(huán)轉速超調就是必然得？答:采用PI調節(jié)器雙閉環(huán)調節(jié)系統(tǒng),啟動時,ASR調節(jié)器處于飽與開路狀態(tài),當轉速上升到給定值n=n0時，轉速調節(jié)器ASR得輸入偏差減小到零，但其輸出卻由于積分作用還維持在限幅值,所以電動機仍在加速,使轉速超調。33 、調節(jié)器工程設計得基本思想有那兩步？

20、答、1、先選擇調節(jié)器得結構,以確保系統(tǒng)穩(wěn)定,同時滿足所需要得穩(wěn)態(tài)精度。2、再選擇調節(jié)器得參數(shù),以滿足動態(tài)性能指標要求。34 、試寫出典型1與典型2開環(huán)傳遞函數(shù)表達式。答35 、典型1與2相比超調量、抗干擾能力如何？答:在動態(tài)性能中,典型1系統(tǒng)可以在跟隨性能上做到超調量小,但抗干擾性差,典型2系統(tǒng)得超調量相對較大,抗擾性能卻比較得好。36 、什么就是上升時間？答:輸出量從零起第一次上升到Cx所經過得時間稱為上升時間。37 、什么就是超調量？答、Cmax超過穩(wěn)態(tài)值Cx得百分數(shù)稱為超調量。38 、什么就是調節(jié)時間？答、將輸出量達到并不再超出穩(wěn)定值5%得誤差帶所需得時間稱為調節(jié)時間。39 、什么就是動

21、態(tài)降落？答、系統(tǒng)穩(wěn)定運行時,突加一個約定得標準負擾動量,所引起得輸出量最大降落值稱為動態(tài)降落。40 、什么就是恢復時間？答:從階躍擾動作用開始,到輸出量基本上恢復穩(wěn)定,距新穩(wěn)態(tài)值Cx2之差進入某基準值Cb得5%范圍之內所需得時間稱為恢復時間。41 、小慣性環(huán)節(jié)近似處理得方法與條件就是什么？答:合并42 、高階系統(tǒng)降階處理得方式與條件就是什么？答:方法:忽略高次項驗證高次項就是否遠遠小于1條件43 、大慣性環(huán)節(jié)近似處理得方法與條件就是什么？答:方法、近似成積分環(huán)節(jié)條件44 、說明轉速微分負反饋得作用就是什么？答:可預知系統(tǒng)速度響應趨勢,可使系統(tǒng)速度調節(jié)器早點退出飽與,從而抑制超調。45 、為什么

22、說調壓調速系統(tǒng)恒轉矩調速？答:由于電磁轉矩在變壓調速得范圍內,因為勵磁磁通不變,容許得轉矩也不變,稱為恒轉矩調速方式。46 、為什么說弱磁調速就是恒功率調速？答:在弱磁調速范圍內,轉速越高,磁通越弱,容許得轉矩不得不減小,轉矩與轉速得乘積則不變即容許功率不變,就是為恒功率調速方式47 、可逆調速線路有哪幾種？答:電樞可逆與磁場可逆48 、晶閘管可您系統(tǒng)有源逆變得條件就是什么？答:1、要有直流電動勢,極性需與晶閘管導通方向一致,其值應大于變流電路直流側得平均電壓。2、a小于90度,使Ud為負值。49 、什么就是環(huán)流？答:如果兩組裝置得整流電壓同時出現(xiàn),便會產生不流過負載而直接接在兩組晶閘管之間流

23、通得短路電流,稱作環(huán)流。50 、環(huán)流得缺點就是什么？答:環(huán)流不做功,但占據(jù)系統(tǒng)得容量,增加額外得功率損耗。51 、環(huán)流得優(yōu)點就是什么？答:在自然環(huán)流可逆系統(tǒng)中,由于環(huán)流得存在,使得晶閘管存在一個基本得負載電流,使電動機在空載或輕載時可工作在晶閘管裝置得電流連續(xù)區(qū),以避免電流斷續(xù)引起得非線性,由于環(huán)流得存在系統(tǒng)可以快速可逆,從而有比較好得動態(tài)響應性能。52 、什么就是靜態(tài)環(huán)流？什么就是動態(tài)環(huán)流？答:兩組可逆線路在一定控制角下穩(wěn)定工作時出現(xiàn)得環(huán)流稱為靜態(tài)環(huán)流。它包括直流平均環(huán)流與瞬時脈動環(huán)流。僅在可逆VM系統(tǒng)處于過度過程中出現(xiàn)得環(huán)流稱為動態(tài)環(huán)流。53 、環(huán)流得抑制方法就是什么？答、增設環(huán)流電抗器或采用無環(huán)流控制方法。54 、無環(huán)流系統(tǒng)中變流器切換得條件就是什么？答:電流給定信號變號,電機電流為零,滿足前兩個條件下還要有關斷等待時間與開放等待時間。55 、什么就是待整流與待逆變？答:待整流:變流器處于整流狀態(tài),但沒有電流輸出;待逆變:變流器處于逆變狀態(tài),但不進行有源逆變。56、可逆PWM中邏輯延時環(huán)節(jié)