2022年电力拖动自动控制系统第版复习要点.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 复习提示 :1.在使用本复习题(要点)之前,务必要将教材的相关章节至少通读 识不系统、不连贯;切记!切记!2 遍以上,以免造成知2.本复习题(要点)掩盖了运动掌握系统考试所要求的全部学问点,要求懂得加记忆,但这绝不是考试原题;切记!3.有些是书中例题和课后习题;第 1 章 闭环掌握的直流调速系统1 直流电机主要有哪几种基本调速方法 答:直流电动机稳态表达式nUeIRK.通过性能比较,你认为哪一种方法最好?式中 : n 转速(r/min ),U 电枢电压 (V), I 电枢电流 (A), R 电枢回路总电阻 ( ),励磁磁通( Wb ),K 电动
2、势常数;U,减弱励磁磁通,转变电直流电机主要有三种基本调速方法:调剂电枢供电电压枢回路电阻R;对于要求在肯定范畴内无级平滑调速的系统来说,以调剂电枢供电电压的方式为最好;转变电阻只能有级调速;减弱磁通虽然能够平滑调速,但调速范畴不大,往往只是协作调压方案,在基速(即电机额定转速)以上作小范畴的弱磁升速;因此,自动掌握的直流调速系统往往以调压调速为主;2 常用的可控直流电源主要有哪些?答:常用的可控直流电源有以下三种:(1)旋转变流机组用沟通电动机和直流发电机组成机组,以获得可调的直流电压;(2)静止式可控整流器用静止式的可控整流器,以获得可调的直流电压;(3)直流斩波器或脉宽调制变换器用恒定直
3、流电源或不控整流电源供电,利用电 力电子开关器件斩波或进行脉宽调制,以产生可变的平均电压;名师归纳总结 3静差率s与空载转速n0的关系如何 . 第 1 页,共 37 页答: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snon为准;min- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5 转速掌握的要求是什么?答: 1)调速 -在肯定的最高转速和最低转速的范畴内,分档的或平滑的调剂转速;2)稳速 -以肯定的精度在所需转速上稳固运行,速波动,以确保产品质量;在各种可能的干扰下不答应有过大的转3)加、减速 -频繁起、制
4、动的设备要求尽量快的加、减速以提高生产率;不宜经受猛烈速度变化的机械就要求起、制动尽量平稳;6 说明反馈掌握规律?答( 1)被调量有静差( 2)抗击扰动与听从给定( 3)系统精度依靠于给定和反馈检测精度7 闭环空载转速n0cl比开环空载转速n0 op小多少 . 答:n0cl是n0op的 1/(1+K);8 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、转速调剂器 ASR、触发器 GT、晶闸管变流器VT 、测速发电机 TG 等组成;当电动机负载 T L 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,就转速反馈电压 U n 也相应下降,而转速给定电压
5、U n *不变,U n U *n U n 增加;转速调剂器 ASR 输出 U 增加, 使掌握角 减小, 晶闸管整流装置输出电压 U d 增加, 于是电动机转速便相应自动回升,其调剂过程可简述为:T LIdIdRR dnUfnUUcUdnUU0上述过程循环往复,直至0为止;9 下图带转速负反馈的闭环直流调速系统原理图,各部件的名称和作用;名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 37 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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U ;2)比例放大器 A :将转速偏差电压 U n 放大,产生电力电子变换器
6、UPE 所需的掌握电压 U ;3)电力电子变换器 UPE:将输入的三相沟通电源转换为可控的直流电压 U d;4)M 电机:驱动电机;5)TG 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 ;*10 说明单闭环调速系统能削减稳态速降的缘由,转变给定电压或者调整转速反馈系数能否转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削减稳态速降的实质在于它的自动调剂作用,在于它能随着负载的变化而相应地转变电枢电压,以补偿电枢回路电阻压降的变化;稳态转速为:nKPKSU* nCeIdRn0clnclKKpKs也Ce 1K 1K从上式可可得
7、:转变给定电压能转变稳态转速;调整转速反馈系数,就Ce要转变,因此也能转变稳态转速;名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 37 页精选学习资料 - - - - - - - - - 11 闭环系统静特性的定义?与开环系统比较有何特点?答( 1)定义:表示闭环系统电动机转速与负载电流的稳态关系;nKPKSU* nCeIdRCe1K 1K(2)特点:1)闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬的多,2)假如比较同一 N0的开环和闭环系统,就闭环系统的静差率要小的多;3)当要求的静差率肯定时,闭环系统可以大大提高调速范畴;4)要取得上述三项优势,闭环系统必需设置放大器;12 闭环掌握系
8、统具有良好的抗扰才能和掌握精度的缘由?答:闭环掌握系统是建立在负反馈基础上,按偏差进行掌握;当系统中由于某种缘由使被控量偏离期望值而出规偏差时,必定产生一个相应的掌握作用去减小或排除这个偏差,使被控制量与期望值趋于一样,所以闭环掌握系统具有良好的抗扰动才能和掌握精度;13 反馈掌握系统为什么极性不能接错?答:掌握系统一般都是负反馈系统;假如错接成正反馈系统,对调速系统造成超速“ 飞车 ”或振荡等故障,后果特别严峻;14 有静差系统与无差系统的区分?答:根本区分在于结构上掌握器中 有无积分掌握作用,PI 掌握器可排除阶跃输入和阶跃扰动作用下的静差,称为无静差系统,系统;15 比例积分 PI 调剂
9、器的特点?P掌握器只能降低静差,却不能排除静差,故称有静差答: PI 调剂器的输出电压 Uc由两部分组成; 第一部分 KPUi 是比例部分, 其次部分 1 U i dtT l是积分部分;当 t=0 突加 Ui 瞬时,电容 C 相当于短路,反馈回路只有电阻 Rf,此时相当于P 调剂器,输出电压 U o K p U i,随着电容 C 被充电开头积分,输出电压 U c线性增加,只要输入 Ui 连续存在, U c始终增加饱和值(或限幅值)为止;名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 37 页精选学习资料 - - - - - - - - - 16 PID 掌握各环节的作用是什么 . 答:
10、 PID 掌握器各环节的作用是:l 比例环节 P:成比例地反映掌握系统的偏差信号,偏差一旦显现,掌握器立刻产生控制作用,以便削减偏差,保证系统的快速性;2 积分环节 I:主要用于排除静差,提高系统的掌握精度和无差度;3 微分环节 D:反映偏差信号的变化趋势,并能在偏差信号变得过大之前,在系统中引入一个早期修正信号,从而加快系统的动作速度,削减调剂时间;17 下图为带电流截止负反馈的闭环调速系统稳态结构图,及这种调速系统的静特性特点?说明电流截止负反馈的工作原理,名师归纳总结 答:当I d I dcr时,电流负反馈被截止,静特性和只有转速负反馈调速系统的静特性式第 5 页,共 37 页相同,现重
11、写于下nKPKSU* nCeIdRC e1K1K当 I dI dcr时,引入了电流负反馈,静特性变成- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - nKpKs U* nUcomRKpKsR sIdCe1KCe 1K特点:( 1)电流负反馈的作用相当于在主电路中串入一个大电阻KpKsR s,因而稳态速降极大,特性急剧下垂;( 2)比较电压*Ucom与给定电压U*的作用一样,好象把抱负空载转速提高到nn 0KpKs UUcomnC e1K(1-1)为什么 PWM 电动机系统比晶闸管电动机系统能够获得更好的动态性能?答: PWM 电动机系统在很多方面有较大的优越性:(1)
12、主电路线路简洁,需用的功率器件少;(2)开关频率高,电流简洁连续,谐波少,电机损耗及发热都较小;(3)低速性能好,稳速精度高,调速范畴宽,可达 1:10000 左右;(4)如与快速响应的电动机协作,就系统频带宽,动态响应快,动态抗扰才能强;(5)功率开关器件工作在开关状态,导通损耗小,当开关频率适当时,开关损耗也不大,因而装置效率较高;(6)直流电源采纳不控整流时,电网功率因数比相控整流器高;(1-2)名师归纳总结 试分析有制动通路的不行逆PWM 变换器进行制动时,两个VT 是如何工作的 . 第 6 页,共 37 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 答
13、:在制动状态中,di为负值, VT 2 就发挥作用了;这种情形发生在电动运行过程中需要降速的时候;这时,先减小掌握电压,使 U g 1 的正脉冲变窄,负脉冲变宽,从而使平均电枢电压 U d 降低;但是,由于机电惯性,转速和反电动势仍来不及变化,因而造成 E U d,很快使电流 di 反向, VD 2截止,在 ton t T , U g 2 变正,于是 VT 2导通,反向电流沿回路3 流通,产生能耗制动作用;在 T t T t on 时, VT 2关断,-di 沿回路 4 经 VD 1续流,向电源回馈制动,与此同时,VD 1 两端压降钳住 VT 1 使它不能导通;在制动状态中,VT 2和 VT
14、1 轮番导通,而 VT 1始终是关断的;在轻载电动状态,这时平均电流较小,以致在 VT 1 关断后 di 经 VD 2续流时,仍没有达到周期, 电流已经衰减到零,这时 VD 2 两端电压也降为零,便提前导通了, 使电流反向,产生局部时间的制动作用;(1-3)调速范畴和静差率的定义是什么?调速范畴、静差速降和最小静差率之间有什么关系?为什么说“ 脱离了调速范畴,要满意给定的静差率也就简洁得多了” ?答:生产机械要求电动机供应的最高转速和最低转速之比叫做调速范畴,用字母表示, 即D n m ax其中,n max 和 n m in 一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速,对于少数负载n min很轻
15、的机械,可以用实际负载时的最高和最低转速;名师归纳总结 当系统在某一转速下运行时,负载由抱负空载增加到额定值时所对应的转速降落,与理第 7 页,共 37 页想空载转速之比,称作静差率s ,即sn N 或用百分比表示n 0snN100%n 0在直流电动机变压调速系统中,一般以电动机的额定转速作为最高转速N n就sn NnminnNnNn0nminnNnN1s nNssDn maxnnNss n minN 1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 由上式可看出调速系统的调速范畴、静差速降和最小静差率之间的关系;对于同一个调速系统,nN值肯定, 假如对静差率要求越
16、严,即要求 s 值越小时, 系统能够答应的调速范围也越小;一个调速系统的调速范畴,(1-8)是指在最低速时仍能满意所需静差率的转速可调范畴;转速单闭环调速系统有那些特点?转变给定电压能否转变电动机的转速?为什么?假如给 定电压不变, 调剂测速反馈电压的分压比是否能够转变转速?为什么?假如测速发电机的励磁发生了变化,系统有无克服这种干扰的才能?答:(1)转速单闭环调速系统有以下三个基本特点:1)只用比例放大器的反馈掌握系统,其被被调量仍是有静差的;2)反馈掌握系统的作用是:抗击扰动,听从给定;扰动性能是反馈掌握系统最突出的特点之一;3)系统的精度依靠于给定和反馈检测的精度;( 2)转变给定电压会
17、转变电动机的转速,由于反馈掌握系统完全听从给定作用;( 3)假如给定电压不变,调剂测速反馈电压的分压比或测速发电机的励磁发生了变化,它不能得到反馈掌握系统的抑制,反而会增大被调量的误差;反馈掌握系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动;(1-9)在转速负反馈调速系统中,当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测速发电机励磁各量发生变化时,都会引起转速的变化,问系统对上述各量有无调剂才能?为什么?答:当电网电压发生变化时,系统对其有调剂才能;由于电网电压是系统的给定反馈掌握系统完全听从给定;负载转矩、 电动机励磁电流、 电枢电阻变化时系统对其有调剂才能;由于他们的变化最终会影响到
18、转速, 都会被测速装置检测出来;再通过反馈掌握作用,减小它们对稳态转速的影响;测速发电机励磁各量发生变化时,它不能得到反馈掌握系统的抑制,反而会增大被调量的误差;反馈掌握系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动;(1-13)名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 37 页精选学习资料 - - - - - - - - - 在电压负反馈单闭环有静差调速系统中,当以下参数发生变化时系统是否有调剂作用,为什么?( 1)放大器的放大系数 K p;(2)供电电网电压; (3)电枢电阻 R ;(4)电动机励磁电流;(5)电压反馈系数;答:在电压负反馈单闭环有静差调速系统中,当放大器的
19、放大系数 K p 发生变化时系统有调节作用再通过反馈掌握作用,由于他们的变化最终会影响到转速,减小它们对稳态转速的影响;电动机励磁电流、 电枢电阻R 发生变化时仍旧和开环系统一样,由于电枢电阻处于反馈环外;当供电电网电压发生变化时系统有调剂作用;完全听从给定;由于电网电压是系统的给定反馈掌握系统当电压反馈系数发生变化时, 它不能得到反馈掌握系统的抑制,反而会增大被调量的误差;反馈掌握系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动;(1-16)为什么用积分掌握的调速系统是无静差的?在转速单闭环调速系统中,当积分调剂器的输入偏差电压 U 0 时,调剂器的输出电压是多少?它取决于那些因素?答:在动
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