电力传动控制系统-知识点复习
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箝位反馈限幅电路、稳压管箝位反馈限幅电路。
10
第一章
• 12．试说明转速负反馈调速系统工作原理。 • 答：转速负反馈直流调速系统由转速给定、转速调节器ASR、触
发器GT、晶闸管变流器V、测速发电机TG等组成； • 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Ug动n不机变转，速Δ下U=降U，gn-则Uf转n增速加反。馈转电速压调U节fn也器相AS应R下输降出,而Uc转增速加给，定使电控压制 角α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：
13
第一章
• 16．比例积分(PI)调节器的特点
p42
• 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
wk.baidu.com
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，U0一直增加饱和值 14（或限幅值）为止。
化。
• •
稳从态上转式速可为可：得：n 改CKep变(1KsUK给n*) 定Ce (电R1Id K压) 能n0cl改 变ncl 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。
7
第一章
• 7．闭环空载转速n0b比开环空载转速n0k小多少?如何 保证n0b=n0k
• p23 • 答: n0b是n0k的1/（1+K）。欲使n0b=n0k有两种办法：
6
第一章
• 6．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?
• P23~25
• 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
损耗越大；但开关频率提高，使电枢电流 的脉动越小，也容易使电流连续，提高了 调速的低速运行的平稳性，使电动机附加 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 4 以忽略不计。
第一章
• 4．静差率s与空载转速n0的关系 p19
• 上述过程循环往复，宣至ΔU=0为止。
11
第一章
• 13．反馈控制系统为什么极性不能接错 • 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”或振荡等故障 ，后果非常严重。
• 14．截流环节的主要作用和物理实现的方法 • P28~29 • 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。 • 载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。
12
第1章
• 15．有静差系统与无差系统的区别 Ｐ40～42
• 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。
第二章
• 1．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α 使其逐渐减 小时，系统 各环节的输 出量将如何 变化？p54
• p13 • 答:因斩波电路输出电压u0的平均值:
U0=ρ×Us=30%×300=90 V < Ea • Id=( U0- E)/ R=(90-100)/1=-10A • 是充电电流,电动机工作在第Ⅱ象限
的回馈制动状态, 直流蓄电池吸收能 量。
3
第一章
• 3. PWM调速系统的开关频率
• • 答: 电力晶体管的开关频率越高，开关动态
电力传动控制系统
复习课
1
第一章
• 1.脉宽调制 p11
• 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。
2
第一章
• 2. 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,在电机侧 看,回路的总电阻R=1Ω。问蓄电池 的电流Id是多少?是放电电流还是充 电电流?
• （1）若给定电源可变，则 Ugb Ugk (1 K ) 。
• （2）一般不能改变给定电源，则在控制器中引入KP 为好。
8
8
第一章
• 9．闭环控制系统具有良好的抗扰能力和控 制精度的原因
• 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。
• 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。
5
第一章
• 5. 反馈控制有静差调速成系统原 理图,各部件的名称和作用。
• p21 • 答： ①比较器： 给定值与测速发
电机的负反馈电压比较,得到转速 偏差电压ΔUn。 • ②比例放大器A：将转速偏差电压 ΔUn放大，产生电力电子变换器 UPE所需的控制电压Uc。 • ③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。 • ④M电机：驱动电机。 • ⑤TG发电机：测速发电机检测驱 动电机的转速。 • ⑥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 。
9
第一章
• 10．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?
• 答：闭环控制系统一般由给定元件、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)。
• 11．调速系统中的调节器常用输出限幅电路有哪几种? • 答：调节器放大器的输出限幅电路常用输出限幅电路有： • (1)输出外限幅电路：二极管箝位的输出限幅电路。 • （2）反馈限幅电路：二极管箝位反馈限幅电路、三极管
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第一章
• 12．试说明转速负反馈调速系统工作原理。 • 答：转速负反馈直流调速系统由转速给定、转速调节器ASR、触
发器GT、晶闸管变流器V、测速发电机TG等组成； • 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Ug动n不机变转，速Δ下U=降U，gn-则Uf转n增速加反。馈转电速压调U节fn也器相AS应R下输降出,而Uc转增速加给，定使电控压制 角α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：
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第一章
• 16．比例积分(PI)调节器的特点
p42
• 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
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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，U0一直增加饱和值 14（或限幅值）为止。
化。
• •
稳从态上转式速可为可：得：n 改CKep变(1KsUK给n*) 定Ce (电R1Id K压) 能n0cl改 变ncl 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。
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第一章
• 7．闭环空载转速n0b比开环空载转速n0k小多少?如何 保证n0b=n0k
• p23 • 答: n0b是n0k的1/（1+K）。欲使n0b=n0k有两种办法：
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第一章
• 6．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?
• P23~25
• 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
损耗越大；但开关频率提高，使电枢电流 的脉动越小，也容易使电流连续，提高了 调速的低速运行的平稳性，使电动机附加 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 4 以忽略不计。
第一章
• 4．静差率s与空载转速n0的关系 p19
• 上述过程循环往复，宣至ΔU=0为止。
11
第一章
• 13．反馈控制系统为什么极性不能接错 • 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”或振荡等故障 ，后果非常严重。
• 14．截流环节的主要作用和物理实现的方法 • P28~29 • 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。 • 载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。
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第1章
• 15．有静差系统与无差系统的区别 Ｐ40～42
• 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。
第二章
• 1．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α 使其逐渐减 小时，系统 各环节的输 出量将如何 变化？p54
• p13 • 答:因斩波电路输出电压u0的平均值:
U0=ρ×Us=30%×300=90 V < Ea • Id=( U0- E)/ R=(90-100)/1=-10A • 是充电电流,电动机工作在第Ⅱ象限
的回馈制动状态, 直流蓄电池吸收能 量。
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第一章
• 3. PWM调速系统的开关频率
• • 答: 电力晶体管的开关频率越高，开关动态
电力传动控制系统
复习课
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第一章
• 1.脉宽调制 p11
• 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。
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第一章
• 2. 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,在电机侧 看,回路的总电阻R=1Ω。问蓄电池 的电流Id是多少?是放电电流还是充 电电流?
• （1）若给定电源可变，则 Ugb Ugk (1 K ) 。
• （2）一般不能改变给定电源，则在控制器中引入KP 为好。
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第一章
• 9．闭环控制系统具有良好的抗扰能力和控 制精度的原因
• 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。
• 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。
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第一章
• 5. 反馈控制有静差调速成系统原 理图,各部件的名称和作用。
• p21 • 答： ①比较器： 给定值与测速发
电机的负反馈电压比较,得到转速 偏差电压ΔUn。 • ②比例放大器A：将转速偏差电压 ΔUn放大，产生电力电子变换器 UPE所需的控制电压Uc。 • ③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。 • ④M电机：驱动电机。 • ⑤TG发电机：测速发电机检测驱 动电机的转速。 • ⑥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 。
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第一章
• 10．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?
• 答：闭环控制系统一般由给定元件、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)。
• 11．调速系统中的调节器常用输出限幅电路有哪几种? • 答：调节器放大器的输出限幅电路常用输出限幅电路有： • (1)输出外限幅电路：二极管箝位的输出限幅电路。 • （2）反馈限幅电路：二极管箝位反馈限幅电路、三极管