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1、电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统1 1 电力传动控制系统电力传动控制系统 复习课 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统2 2 第一章 l1.脉宽调制 p11 l答:利用电力电子开关的导通与关断，将直流 电压变成连续可变的电压，并通过控制脉冲 宽度或周期达到变压变频的目的(三种方式) 。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统3 3 第一章 l2. 直流蓄电池供电的电流可反向的 两象限直流斩波调速系统,已知:电源 电压Us=300V,斩波器占空比为30%, 电动机反电动势E=100V,在
2、电机侧 看,回路的总电阻R=1。问蓄电池 的电流Id是多少?是放电电流还是充 电电流? lp13 l答:因斩波电路输出电压u0的平均值: U0=Us=30%300=90 V Ea lId=( U0- E)/ R=(90-100)/1=-10A l是充电电流,电动机工作在第象限 的回馈制动状态, 直流蓄电池吸收能 量。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统4 4 第一章 l3. PWM调速系统的开关频率 l l答: 电力晶体管的开关频率越高，开关动态损 耗越大；但开关频率提高，使电枢电流的脉动 减小，也容易使电流连续，提高了调速的低速 运行平稳性，使电动机附加
3、损耗减小；从 PWM变换器传输效率最高的角度出发，开关 频率应有一个最佳值；当 开关频率比调速系 统的最高工作频率高出10倍左右时，对系统的 动态特性的影响可以忽略不计。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统5 5 第一章 l4静差率s与空载转速n0的关系 p19 l答：静差率s与空载转速n0成反比，n0下降，s 上升。所以检验静差率时应以最低速时的静差 率 为准。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统6 6 第一章 l5. 反馈控制有静差调速成系统原理图 ,各部件的名称和作用。 lp21 l答： 比较器： 给定值与测速发
4、电 机的负反馈电压比较,得到转速偏差 电压Un。 l比例放大器A：将转速偏差电压 Un放大，产生电力电子变换器UPE 所需的控制电压Uc。 l电力电子变换器UPE：将输入的三 相交流电源转换为可控的直流电压 Ud。 lM电机：驱动电机。 lTG测速发电机：测速发电机检测 驱动电机的转速。 l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*n 。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统7 7 第一章 l6分析转速负反馈单闭环调速系统的基本性质,说明 单闭环调速系统能减少稳态速降的原因，改变给定电 压或者调整转速反馈系数能否改变电动机的稳态转速 ?为什么
5、? lP2325 l答：负反馈单闭环调速系统能够减少稳态速降的实质 在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而 相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变 化。 l 稳态转速为： l 从上式可可得：改变给定电压能改变稳态转速；调 整转速反馈系数，则K也要改变，因此也能改变稳态 转速。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统8 8 第一章 l7闭环空载转速n0b比开环空载转速n0k小多少?如何 保证n0b=n0k lp23 l答: n0b是n0k的1/（1+K）。欲使n0b=n0k有两种办法： l（1）若给定电源可变，则 。 l（2）一般不能改变给定电源
6、，则在控制器中引入KP 为好。 8 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统9 9 第一章 l9闭环控制系统具有良好的抗扰能力和控制 精度的原因 l答：闭环控制系统是建立在负反馈基础上，按 偏差进行控制。当系统中由于某种原因使被控 量偏离希望值而出规偏差时，必定产生一个相 应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控 制量与希望值趋于一致，所以闭环控制系统具 有良好的抗扰动能力和控制精度。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统1010 第一章 l10闭环控制系统一般由哪几部分组成?有哪些作用量和 被控制量? l答：闭环控制系统一般
7、由给定元件、比较元件、放大校正 元件、执行元件、被控对象、检测反馈元件等组成。系统 有给定量(输入量)、反馈量、控制量、扰动量、被控量(输 出量)。 l11调速系统中的调节器常用输出限幅电路有哪几种? l答：调节器放大器的输出限幅电路常用输出限幅电路有： l (1)输出外限幅电路：二极管钳位的输出限幅电路。 l（2）反馈限幅电路：二极管钳位反馈限幅电路、三极管 钳位反馈限幅电路、稳压管钳位反馈限幅电路。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统1111 第一章 l12试说明转速负反馈调速系统工作原理。 l答：转速负反馈直流调速系统由转速给定、转速调节器ASR、触
8、 发器GT、晶闸管变流器V、测速发电机TG等组成； l当电动机负载TL增加时，电枢电流Id也增加，电枢回路压降增加， 电动机转速下降，则转速反馈电压Ufn也相应下降,而转速给定电压 Ugn不变，U=Ugn-Ufn增加。转速调节器ASR输出Uc增加，使控制 角减小,晶闸管整流装置输出电压Ud增加，于是电动机转速便相 应自动回升,其调节过程可简述为： l上述过程循环往复，直至U=0为止。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统1212 第一章 l13反馈控制系统为什么极性不能接错 l答：控制系统一般都是负反馈系统。如果错接成正反 馈系统，对调速系统造成超速“飞车”
9、或振荡等故障， 后果非常严重。 l14截流环节的主要作用和物理实现的方法 lP2829 l答: 电流截止负前(反)馈的作用是：(1)限流保护（过 载自动保护）;(2)加速起动过程。 l截流环节的物理实现方法有：(1)比较电压法;(2)稳压 管法;(3)封锁运放法。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统1313 第1章 l15有静差系统与无差系统的区别 4042 l答：根本区别在于结构上(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 动作用下的静差，称为无静差系统，P控制器 只能降低静差，却不能消除静差，故称有静差 系统。 电力拖动自动控制系
10、统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统1414 第一章 l16比例积分(PI)调节器的特点 p42 l答:PI调节器的输出电压U0由两部分组成。第 一部分KPUi是比例部分,第二部分 是积分部 分。当t=0突加Ui瞬间，电容C相当于短路，反 馈回路只有电阻Rf,此时相当于P调节器，输出 电压 ，随着电容C被充电开始积分， 输出电压U0线性增加，只要输入Ui继续存在， U0一直增加至饱和值（或限幅值）为止。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统1515 第二章 l1双闭环 调速系统拖 动恒转矩负 载在额定情 况下运行， 如调节转速 反馈系数 使
11、其逐渐减 小时，系统 各环节的输 出量将如何 变化？p54 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统1616 第二章 l4. 在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网 电压波动与负载扰动时，哪个调节器起主要调 节作用? p5859 l答：电网电压波动时，ACR起主要调节作用; 负载扰动时，ASR起主要抗扰调节作用。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统1717 第二章 l5转速电流双闭环系统中，转速调节器、电流调节器的作用 ? 答：转速调节器和电流调节器的作用： l(1)转速调节器ASR的作用。 l 1）转速n跟随转速给定电压U
12、n变化 / 稳态无静差。 l 2) 突加负载时转速调节器ASR和电流调节器ACR均参与 调节作用，但转速调节器ASR处于主导作用，对负载变化起 抗扰作用。 l 3）其输出电压限幅值决定允许最大电流值。 l(2)电流调节器ACR的作用 l 1)起动过程中保证获得允许最大电流。 l 2)转速调节过程中，使电流跟随其电流给定电压Un变化 。 l 3）电源电压波动时及时抗扰作用，使电动机转速几乎不 受电源电压波动的影响。 l 4)当电动机过载、堵转时，限制电枢电流的最大值，从而 起到安全保护作用。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统1818 第二章 l6直流调速系
13、统有哪些主要性能指标? p19, p62 l答：直流调速系统主要性能指标包括静态性能指标和 动态性能指标两个部分。 l 静态主要性能指标有调速范围D、静差率s、nN。动 态性能指标分成给定控制信号和扰动信号作用下两类 性能指标。给定控制信号作用下的动态性能指标有上 升时间tr，调节时间ts (亦称过滤过程时间)和超调量 。扰动信号作用下的动态性能指标有最大动态速降 Nmax、恢复时间tv。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统1919 第三章 l1.数字PWM调速系统与PWM调速系统有多 大差异? lP9798 l答: 两者之间没有本质的区别，主要区别是全
14、数字PWM调速系统的控制电路应用微机控制 ,而一般PWM调速的控制电路应用集成电路 控制，（当然其控制性能比微机控制要差很 多）。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统2020 第三章 l2. 简述8031单片机全数字直流调速系统的工作原理 。 p100101 l答: 主电路由4个电力晶体管模块构成的H型PWM变换 器。 l采用霍尔电流传感器经AD转换后将电流反馈信号 Ui送给单片机，有四个电力晶体管的基极驱动电路， 内用光电隔离元件使单片机与主电路隔离，测速发电 机的输出电压Un、速度给定信号Un*，经AD转换 器将模拟量变成数字量后输入单片机，单片机完成
15、转 速、电流的PI调节控制算法，产生与V-M系统调速相 似的输出控制 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统2121 第四章 l1什么叫环流?有环流可逆系统和无环流可逆系统相比较 ,有何优缺点?并说明有环流可逆系统的适用场合。 l124，129 l答：只限于两组晶闸管之间流通的短路电流称为环流。 l 环流具有二重性,缺点是:环流会显著地加重晶闸管和 变压器的负担，增加无功损耗，环流过大会损坏晶闸管， 影响系统安全工作。环流有可供利用之处，在电动机空载 或轻栽时，环流可以保证晶闸管装置工作在电流连续区， 避免了电流断续引起的非线性状况对系统动、静态性能的 影响。环流还具有保证可逆系统的电流实现无间断反向， 加快反向时的过渡过程之优点。 l适用于中小容量系统, 有较高快速性能要求的系统。 电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力传动控制系统电力传动控制系统2222 第四章 l3可逆直流调速系统对逻辑装
