电力拖动运动控制系统平时作业

第一章

1、请简述《电力拖动运动控制系统》课程与《电机学》课程的关系？

答：电机学是电力拖动运动控制系统的基础，电力拖动运动控制系统：了解电机的工作原理，研究如何控制电机的启动、稳速、调速和制动等

电机学：研究电机的工作原理、设计和制造工艺等

2、请画出运动控制系统及其组成的框图。

答：运动控制系统由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成，其框图如下：

3、请你叙述如何设计一辆电动自行车的思路。

答：由刹车开关、电池电压取样、限流保护、驱动电路、直流有刷电机、霍尔调速手柄等

===================================================================== 第二章

1、请写出直流电动机的稳态转速公式，并分析转速与电枢电压的关系。

答：直流电机的稳态转速公式转速n=U-(IR+L*di/dt)/Kφ，

I是电枢电流，R是电枢回路的电阻

φ是励磁磁通，k是感应电动势常数

所以从公式可以看出，要想对直流电机进行调速，一般的方法有两种：一种是对励磁磁通φ进行控制的励磁控制法，一种是对电枢电压U进行控制的电枢电压控制法。

2、什么是调速范围和静差率？调速范围、静态速降和最小静差率之间有什么关系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易多了”？

3、某一直流调速系统，测得的最高转速特性为=1500 r/min, 最低转速特性

为=150 r/min。电动机额定转速为，带额定负载时的速度速降 =

15r/min，且在转速下额定速降如不变，试问系统能够达到的调速范围D

是多少？系统允许的静差率s是多少？

解：

4、转速单闭环调速系统有那些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速，为什么？如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速，为什么？如果测速发电机的励磁发生了变化，系统还有克服什么干扰的能力？

答：

1）转速单闭环调速系统有以下三个基本特征

①只用比例放大器的反馈控制系统，其被被调量仍是有静差的。

②反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。扰动性能是反馈控制系统

最突出的特征之一。

③系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。

2）改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作用。3）能够改变转速，因为转速和反馈电压比有关。

4）没有干扰的能力，因为反馈控制系统只对反馈环所包围的前向通道上的扰动起抑制作用，而测速机励磁不是。

===================================================================== 第三章

1、在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速,应调节什么参数?改变转速调节器的放大倍数Kn行不行? 改变电力电子变换器的放大倍数Ks行不行? 改变转速反馈系数α行不行?若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的哪些参数?

答：改变电动机的转速,应调节给定电压；改变转速调节器的放大倍数Kn，不行；改变电力电子变换器的放大倍数Ks，不行；改变转速反馈系

数α行；若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的电流反馈系数β。

2、在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。当系统带额定负载运行时，如果转速反馈线突然断线，当系统重新进入稳定运行时电流调节器的输入偏差信号△Ui是否为零？

答：转速和电流节器的输出达到饱和为止，电流调节器的输入偏差电压

不为零，因为稳定后电流反馈依然为只能增加电动机的转速达到新的平

衡。

===================================================================== 第四章

1、什么叫环流？环流有几种？怎样抑制直流平均环流？怎样抑制瞬时脉动环流？

答：采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。

⑴静态环流——两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流，其中又有两类：直流平均环流——由晶闸管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。

瞬时脉动环流——两组晶闸管输出的直流平均电压差为零，但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。

⑵动态环流——仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流直流平均环流采用配合控制来抑制：为了防止产生直流平均环流，应该当正组处于整流状态时，强迫让反组处于逆变状态，且控制其幅值与之相等，用逆变电压把整流电压顶住，则直流平均环流为零。为了抑制瞬时脉动环流，可在环流回路中串入电抗器，叫做环流电抗器，或称均衡电抗器

2、什么叫α=β配合控制？实际应用中为什么要使α≥β？

答：止产生直流平均环流，应该当正组处于整流状态时，强迫让反组处于逆变状态，且控制其幅值与之相等，用逆变电压把整流电压顶住，则直流平均环流为零，α=β配合控制。

为了更可靠地消除直流平均环流，可采用 a ≥β。为了防止晶闸管装置在逆变状态工作中逆变角太小而导致换流失败，出现―逆变颠覆‖现象，必须在控制电路中采用限幅作用，形成最小逆变角bmin保护。与此同时，对 a 角也实施amin 保护，以免出现 Ud0f > Ud0r 而产生直流平均环流。

===================================================================== 第五章

1、请画出异步电动机的稳态等效电路，说明电路中的参数意义。

答：异步电动机的稳态等效电路如下：

Rs代表定子铜损耗电阻，Lis代表定子漏磁通电抗，Lm代表主磁通电抗，L'is 代表折算后的转子漏磁通电抗，R'r/S代表总机械损耗的虚拟电阻

2、请画出异步电动机的速度闭环调压调速的原理示意图，并画出机械特性。

答：如下图：