2022年电力拖动自动控制知识点总结.docx

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1、精品_精品资料_第1章 绪论1、电机的分类？发电机 其她能电能 直流发电机与沟通发电机电动机 电能其她能 直流电动机 : 有换向器直流电动机 串励、并励、复励、她励 与无换向器直流电动机 又属于一种特别的同步电动机 沟通电动机 : 同步电动机异步电动机 : 鼠笼式、绕线式、伺服电机掌握电机 : 旋转变压器自整角机力矩电机测速电机步进电机 反应式、永磁式、混合式 2、依据直流电机转速方程n 转速r/min; U 电枢电压 V nI 电U枢电流IRA; R 电枢回路总电阻 ; 励磁磁通 Wb;Ke 由电机结构打算C的电动势常数.三种方法调剂电动机的转速 :1调剂电枢供电电压 Ue; 2 减弱励磁磁

2、通;3 转变电枢回路电阻R.调压调 速: 调剂电压供电电压进行调速, 适应于 :U Unom,基频以下 , 在肯定范畴内无级平滑调速.弱 磁 调 速 : 无级, 适用于 nom,一 般只能协作调 压调速方案, 在 基频 以上 即电动机额定转速以上 作小范畴的升速.变电阻调速 : 有级调速.问题 3: 请比较直流调速系统、沟通调速系统的优缺点, 并说明今后电力传动系统的进展的趋势. *直流电机调速系统优点: 调速范畴广 , 易于实现平滑调速 , 起动、制动性能好 , 过载转矩大 , 牢靠性高 , 动态性能良好.缺点: 有机械整流器与电刷 , 噪声大, 爱护困难 ; 换向产生火花 , 使用环境受限

3、 ; 结构复杂 , 容量、转速、电压受限.* 沟通电机调速系统 正好与直流电机调速系统相反 优点: 异步电动机结构简洁、牢固耐用、爱护便利、造价低廉, 使用环境广 , 运行牢靠 , 便于制造大容量、高转速、高电压电机.大量被用来拖动转速基本不变的生产机械.缺点: 调速性能比直流电机差.* 进展趋势 : 用直流调速方式掌握沟通调速系统, 达到与直流调速系统相媲美的调速性能; 或采纳同步电机调速系统、第 2 章 闭环掌握的直流调速系统1、常用的 可控直流电源 有以下三种旋转变流机组用沟通电动机与直流发电机组成机组, 以获得可调的直流电压.相控整流器把沟通电源直接转换成可控的直流电源.直流斩波器或脉

4、宽调制变换器先用不行控整流沟通电变换成直流电, 然后用 PWM脉宽调制方式调剂输出的直流电压.2、由原动机 柴油机、沟通异步或同步电动机 拖动直流发电机 G 实现变流 , 由 G 给需要调速的直 流电动机 M 供电, 调剂 G 的励磁电流 i f即可转变其输出电压 U, 从而调剂电动机的转速 n .这样的调速系统简称 G-M系统, 国际上通称 Ward-Leonard 系统.3、晶闸管 - 电动机调速系统 简称 V-M系统, 又称静止的 Ward-Leonard 系统,4、晶闸管触发与整流装置的放大系数与传递函数在动态过程中 , 可把晶闸管触发与整流装置瞧成就是一个纯滞后环节 , 其滞后效应就

5、是由晶闸管的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_失控时间引起的.传递函数近似成一阶惯性环节 .W sKs可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5、采纳脉冲宽度调制 PWM的 高频开关掌握方式形成的脉宽调制s 变换器- 直流电动机调速系统 , 简称可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_直流脉宽调速系统 , 即直流 PWM调速系统 .PWM系统的优点(1) 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;1Tss可编

6、辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(4) 如与快速响应的电机协作 , 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.6、PWM掌握与变换器的数学模型PWM掌握与变换器 简称 PWM装置 也可以瞧成就是一个 滞后环节 , 其传递函数可以写成间常数这么小的s滞Ks PWM装置的放大系数 ;Ts PWM装置的推迟时间 ,Ts T0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7、当开关频率为 10kHz

7、时, T = 0 、1ms , 在一般的电力拖动自动掌握系统中W,sU d sK e Ts s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_时s后环节可以近似瞧成就是一个 一阶惯性环节 , 因此,与晶闸管装U c置s传递函数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_完全一样8、调速系统的转速掌握要求Ws sKsTss1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(1) 调速在肯定的最高转速与最低转速范畴内, 分挡的 有级 或 平滑的 无级 调剂转速 ;(2) 稳速以肯定的精度在所需转速上稳固运行, 在各种干扰下不答应有过大的转速波动, 以确保产品质量 ;(3) 加、减速频繁起、制动

8、的设备要求加、减速尽量快, 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.9、调速范畴 : 生产机械要求电动机供应的最高转速与最低转速之比叫做调速范畴, 用字母 D 表示,即静差率 : 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nN ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_与抱负空载转速 n0 之比, 称作静差率 s , 即nN = n0 -nNnmaxNDnsnmin可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_n010、调速范畴与静差率这两项指标并不就是彼此孤立的, 必需同时提才有意义.调速系统的静差率指标应以最低速时所

9、能达到的数值为准.一个调速系统的调速范畴 , 就是指在最低速时仍能满意所需静差率的转速可调范畴.11、系统特性比较可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(1) 闭环系统静性可以比开环系统机械特性硬得多.(2) 假如比较同一的开环与闭环系统 , 就闭环系统的静差率要小得D多. nnN s 1s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_n(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n.opNcl(4) 要取得上述三项优势 , 闭环系统必需设置放大器.1K闭环调速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性, 从D而在s 保证s一op 定静差率的要求下, 能够cl c

10、l 1K D op提高调速范畴 , 为此所需付出的代价就是 , 须增设电压放大器以及检测与1反K馈装置.12、反馈掌握规律1 、 比例掌握的反馈掌握系统就是被调量有静差的掌握系统:【闭环系统的开环放大系数 K值越大,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_系统的稳态性能越好.然而 , Kp = 常数, 稳态速差就只能减小 , 却不行能排除.】2 、 反馈掌握系统的作用就是 :抗击扰动 ,听从给定反馈掌握系统所能抑制的只就是被反馈环包围的前向通道上的扰动.抗扰性能就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与反馈检测的精度.nclRI dCe IK 可编辑资料 - -

11、- 欢迎下载精品_精品资料_反馈掌握系统的规律就是: 一方面能够有效的抑制一切被包在负反馈环内前向通道上的扰动作用;另一方面 , 就紧紧的跟随着给定作用 , 对给定信号的任何变化都就是唯命就是从的.13、采纳比例积分调剂器的闭环调速系统就是无静差调速系统.积分掌握可以使系统在无静差的情形下保持恒速运行, 实现无静差调速.比例调剂器的输出只取决于输入偏差量的现状; 而积分调剂器的输出就包含了输入偏差量的全部历史.PI 调剂器的输出电压由比例与积分两部分相加而成.比例积分掌握综合了比例掌握与积分掌握两种规律的优点, 又克服了各自的缺点 , 扬长避短 , 相互补充.比例部分能快速响应掌握作用, 积分

12、部分就最终排除稳态偏差.14、无静差调速系统的稳态参数运算 很简洁, 在抱负情形下 , 稳态时Un = 0, 因而 Un = Un* , 可以按式1-67直接运算转速反馈系数15、为明白决反馈闭环调速系统的起动与堵转时电流过大的问题, 系统中必需有 自动限制电枢电流的环节.U *假如采纳某种方法 , 当电流大到肯定程n度ma时x 才接入电流负反馈以限制电流, 而电流正常时仅有转速可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_负反馈起作用掌握转速.这种方法叫做n电流截止负反馈 , 简称截流反馈.max可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_16、微机数字掌握系统的主要特点就是离散化与数

13、字化:离散化 : 为了把模拟的连续信号输入运算机, 必需第一在具有肯定周期的采样时刻对它们进行实时采样 , 形成一连串的脉冲信号 , 即离散的模拟信号 , 这就就是离散化.数字化 : 采样后得到的离散信号本质上仍就是模拟信号, 仍须经过数字量化 , 即用一组数码 如二进制码 来靠近离散模拟信号的幅值 , 将它转换成数字信号 , 这就就是数字化.17、由光电式旋转编码器产生与被测转速成正比的脉冲, 测速装置将输入脉冲转换为以数字形式表示的转速值.脉冲数字 P/D 转换方法 :(1) M法脉冲直接计数方法 ;M 法测速只适用于高速段.(2) T法脉冲时间计数方法 ;T 法测速适用于低速段.(3)

14、M/T法脉冲时间混合计数方法. M/T 法测速可在较宽的转速范畴内 , 具有较高的测速精度.18、数字掌握器 不仅能够实现模拟掌握器的数字化 , 而且可以突破模拟掌握器只能完成线性掌握规 律的局限 , 完成各类非线性掌握 、自适应掌握 乃至智能掌握 等等, 大大拓宽了掌握规律的实现范畴.智能掌握特点 :掌握算法不依靠或不完全依靠于对象模型, 因而系统具有较强的 鲁棒性与对环境的适应性.第 3章转速、电流双闭环直流调速系统与调剂器的工程设计方法1、转速调剂器 ASR的输出限幅电压 U*im 打算了电流给定电压的最大值 ;电流调剂器 ACR的输出限幅电压 Ucm限制了电力电子变换器的最大输出电压U

15、dm.2、双闭环调速系统在稳态工作中, 当两个调剂器都不饱与时 , 各变量之间有以下关系可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_*U nU nnn0*UUIiidI dL可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_UC nI RC U * /IRc比例环节的U输出量d0总就是e 正比d 于其输e 入n量, d而L PI 调剂器就不然, 其输出量在动态过程中打算于输入量的积分 , 达到稳Ks态时 , 输K入s为零 , 输出K量s的稳态值与输入无关 , 而就是由它后面环节的需要打算的.后面需要 PI 调剂器供应多么大的输出值 , 它就能供应多少 ,直到饱与为止.3、起动过程分析在起动过

16、程中转速调剂器 ASR经受了不饱与、饱与、退饱与三种情形【1】电流上升阶段 0t1 .在这一阶段中 ,ASR 很快进入并保持饱与状态 , 而 ACR一般不饱与.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_【2】恒流升速阶段 t1t2, 就是起动过程中的主要阶段.为了保证电流环的主要调剂作用 , 在起动过程中 ACR就是不应饱与的 , 电力电子装置 UPE 的最大输出电压也须留有余的 , 这些都就是设计时必需留意的.系统的加速度恒定 , 转速呈线性增长.【3】第 阶段转速调剂阶段 t 2 以后 在这最终的转速调剂阶段内 ,ASR与 ACR都不饱与 ,ASR起主导的转速调剂作用 , 而 ACR

17、就力图使 I d 尽快的跟随其给定值 U*i , 或者说, 电流内环就是一个电流随动子系统.4、双闭环直流调速系统的起动过程 有以下三个特点 :1饱与非线性掌握 ; 2转速超调 ; 3准时间最优掌握5、在双闭环系统中 , 由电网电压波动引起的转速动态变化会比单闭环系统小得多.6、双闭环直流调速系统中 转速调剂器的作用 1 转速调剂器就是调速系统的主导调剂器, 它使转速n 很快的跟随给定电压变化 , 稳态时可减小转速误差 , 假如采纳 PI 调剂器, 就可实现无静差. 2 对负载变化起抗扰作用. 3 其输出限幅值打算电机答应的最大电流. 电流调剂器的作用 1 作为内环的调剂器 , 在外环转速的调

18、剂过程中 , 它的作用就是使电流紧紧跟随其给定电压 即外环调剂器的输出量 变化.2 对电网电压的波动起准时抗扰的作用. 3 在转速动态过程中 , 保证获得电机答应的最大电流 , 从而加快动态过程. 4 当电机过载甚至堵转时 , 限制电枢电流的最大值 , 起快速的自动爱护作用.一旦故障消逝 , 系统立刻自动复原正常. 这个作用对系统的牢靠运行来说就是特别重要的.7、【1】 跟随性能指标 : 常用的阶跃响应跟随性能指标有t r 上升时间 ; 超调量; t s 调剂时间.【2】抗扰性能指标标志着掌握系统抗击扰动的才能. 常用的抗扰性能指标有Cmax 动态降落 ; t v 复原时间. 一般来说 , 调

19、速系统的动态指标以抗扰性能为主 , 而随动系统的动态指标就以跟随性能为主.8、在阶跃输入下的 I型系统稳态时就是无差的 ; 但在斜坡输入下就有恒值稳态误差 , 且与 K 值成反比;在加速度输入下稳态误差为. 因此,I型系统不能用于具有加速度输入的随动系统.9、典型 I型系统在跟随性能上可以做到超调小, 但抗扰性能稍差 , 典型型系统的超调量相对较大 , 抗扰性能却比较好 .这就是设计时挑选典型系统的重要依据.系统设计的一般原就:“先内环后外环”电流的闭环掌握改造了掌握对象, 加快了电流的跟随作用 , 这就是局部闭环 内环 掌握的一个重要功能.外环的响应比内环慢 , 这就是按上述工程设计方法设计

20、多环掌握系统的特点.这样做 , 虽然不利于快速性, 但每个掌握环本身都就是稳固的 , 对系统的组成与调试工作特别有利 .10、恒转矩调速方式 , 依据电力拖动原理 , 在不同转速下长期运行时 , 为了充分利用电机 , 都应使电枢电流达到其额定值 I N.于就是 , 由于电磁转矩 Te = Km I d, 在调压调速范畴内 , 由于励磁磁通不变, 容许的转矩也不变 , 称作“恒转矩调速方式 ”. 恒功率调速方式 而在弱磁调速范畴内 , 转速越高, 磁通越弱 , 容许的转矩不得不削减 , 转矩与转速的乘积就不变 , 即容许功率不变 , 就是为“ 恒功率调速方式 ”.第 4 章 可逆调速系与弱磁掌握

21、的直流调速系统1、V-M 系统的可逆线路 有两种方式 : 电枢反接可逆线路 电枢反接反向过程快 , 但需要较大容量的晶闸管装置 ; 励磁反接可逆线路 励磁反接反向过程慢 , 掌握相对复杂 , 但所需晶闸管装置容量小.每一类线路又可用不同的换向方式 : 接触器切换线路适用于不常常正反转的生产机械 ;晶闸管开关心换线路适用于中、小功率的可逆系统; 两组晶闸管反并联线路适用于各种可逆系统.2、环流的定义 :采纳两组晶闸管反并联的可逆V-M 系统, 假如两组装置的整流电压同时显现 ,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(1) 静态环流 两组可逆线路在肯定掌握角下稳固工作

22、时显现的环流, 其中又有两类 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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.(2) 动态环流 仅在可逆 V-M系统处于过渡过程中显现的环流.3、由于 V-M 系统中晶闸管的单向导电性 , 需要设置可逆线路来使电动机反向运行或制动, 主要的可逆线路有电枢反接可逆线路 ; 励磁反接可逆线路 ;两组晶闸管反并联就是大功率传动系统的主要供电方式.在两组晶闸管反并联线路中 , 会显现环流 , 为此, 需要实行措施抑制环流设置环流电抗器 ; 实行=协作掌握方式 ; 实行封锁触发脉冲的方式 , 使两组晶闸管不能同时工作.依据掌握环流方式 , 直流可逆调速系统分为 : 有环流可逆调速系统 ; 无环流可逆调速系统.可编辑资料 - - - 欢迎下载