电力拖动知识点整理

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第二章

1.脉宽调制

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. 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?

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. 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以忽略不计。

4．静差率s与空载转速n0的关系p19

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. 反馈控制有静差调速成系统原理图,各部件的名称和作用。

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Un*。

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?

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。

稳态转速为：

从上式可得：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。

7．闭环空载转速ncl 比开环空载转速nop 小

多少?如何保证ncl=nop?

p23

答: ncl 是nop 的1/（1+K ）。欲使ncl=n0p 有两

种办法： （1）若给定电源可变，则 (1)gb gk U U K =+。

（2）一般不能改变给定电源，则在控制器中引入KP 为好。

cl cl e d e n

s p n n K C RI K C U K K n ∆-=+-+=0*)

1()1(

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。

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)。

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

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。

15．有静差系统与无差系统的区别

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。

16．比例积分(PI)调节器的特点

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，U0一直增加饱和值（或限幅值）为止。

17.数字PWM调速系统与PWM调速系统有多大差异?

答: 两者之间没有本质的区别，主要区别是全数字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）。

18.简述8031单片机全数字直流调速系统的工作原理。

答: 主电路由4个电力晶体管模块构成的H型PWM变换器。

采用霍尔电流传感器经A／D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，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A／D转换器将模拟量变成数字量后输入单片机，单片机完成转速、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。

19.转速调节器为PI调节器的直流调速系统，当其反馈系数α增大，系统稳定后转速反馈电压Un是增加、减小还是不变?

0,*

n n c d

n n n n

U U U U

E n U U U U

α↑→↑→∆↓→↓→↓

→↓→↓→↓→∆==

第三章

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？

答：

2. ASR和ACR均采用PI调节器的双闭环调速系统，Uim*=10V，主电路最大电流Idm=100A，当负载电流由20A增加到30A时,试问:

①Ui*应如何变化?

②Uct 应如何变化?

③Uct 值由哪些条件决定?

答: ①Ui*从2V增加到3V。