电力拖动习题课

习题课电气自动控制系统电力拖动系统运动方程式的实用形式为_基速以下调速又称为_调速；基速以上调速又称为_调速。图中，TE为电机机械特性曲线，TL为负载的机械特性曲线，试判断各运行点是否为稳定运行点在机械特性TN平面上，T0，N0，电机运行于何种状态T0，电机运行于何种状态直流电动机有几种调速方法，各有哪些特点能耗制动与反接制动的工作条件、限流、机械特性方程的比较。调速方法EEMEEEDTNTKKRKUKRIUN02电枢回路串电阻调速；改变电枢端电压调速；弱磁调速。电机机械特性电枢回路串电阻调速；EEMEETNTKKRKUN02此时N；UUN调节过程增加电阻RARN，N0不变；调速特性A转速只能向下调B转速不能平滑调节C调速范围随负载转矩而变化D调速后效率降低弱磁调速；EEMEETNTKKRKUN02此时UUN；RRA；调节过程减小励磁NN，斜率变大。调速特性A一般情况下，使转速上升。B效率并不降低。C用于基速以上的升速小范围调速调压调速EEMEETNTKKRKUN02此时N；RRA调节过程UNUUN，N0调速特性A用于基速以下的降速调速B是一族与固有机械特性曲线相平行的直线，特性较硬。C效率基本不变使晶闸管导通的条件是什么晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或UAK0且UGK0维持晶闸管导通的条件是什么怎样才能使晶闸管从导通变为关断使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。整流电路负载为直流电动机时，如果出现电流断续，则直流电动机的机械特性变_。解决方法是在主电路中直流输出侧串联一个_。晶闸管触发与整流装置准确的传递函数为_，经工程近似处理后，传递函数可近似为_，其中TS为_，大小为_，与_和_有关。直流电动机的动态数学模型包含两个环节，一个是_环节，时间常数为_，一个是_环节，时间常数为_晶闸管导通后，门极改加适当大小的反向电压，会发生什么情况单相桥式全控整流有反电势负载时，在无电感和有大电感的情况下，画出输出电压波形和电流波形分析有制动通路的不可逆PWM变换器进行制动时，两个VT是如何工作的静差率和调速范围有什么关系静差率和机械特性硬度是一回事么特性越硬，静差率越小，转速稳定度越高对于同样硬度的特性，理想空载转速越低时，静差率越大，转速的相对稳定度也就越差。S与D关系1SNSNDNN与晶闸管整流器电动机系统相比，PWM变换器电动机系统具有哪些优点主电路线路简单，需用的功率器件少；开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小；低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强；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；电网功率因数比相控整流器高。某一调速系统，在额定负载下，最高转速为N0MAX1500R/MIN，最低转速为N0MIN150R/MIN，带额定负载时的转速降落NN15R/MIN，且在不同转速下额定速降NN不变，试问系统调速范围有多大系统静差率是多少解10150151115150151500MIN0MIN0MAX0MINMAXNNSNNNNNNDNNN调速系统的调速范围是1000100R/MIN，要求静差率S2，那么系统允许的稳态速降是多大解MIN/0421098010000201101001000MAXMINMAXRDSNSNNNDN如果开环系统的稳态速降是100R/MIN，则闭环系统的开环放大倍数应有多大4814021001CLOPNNK某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动机的速降为8R/MIN，如果将开环放大倍数提高到30，它的速降为多少在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍解MIN/1281KRNNNCLNOPMIN/134311281RKNNNOPNCLK30时，闭环速降为941134812112NCLNCLNNCLNNDDSNSDNS和额定转速不变时，闭环速降与D的乘积不变在同样静差率要求下，K由15变为30时，调速范围增大194倍。比例控制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，系统有无克服这种干扰的能力答1三个特征被调量有静差、抵制扰动服从给定、系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。2能。系统服从给定3能。偏差量会随之改变，打破原有平衡，系统调节后进入新的平衡，转速发生改变。4不能克服。只能克服反馈环前向通道上的扰动。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节能力为什么答当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻变化时，系统对其均有调节能力。当测速发电机励磁各量发生变化时，系统没有调节能力。因为反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。有一个晶闸管电动机调速系统，已知电动机PN22KW，UN220V，IN125A，NN1500R/MIN。电枢电阻RA12，整流装置内阻RREC15，触发整流环节的放大倍数KS35。要求系统满足调速范围D20，静差率S10解RVNRIUCNANNEMIN/1370150021512220（1）计算开环系统的静态速降和满足稳态性能指标的闭环速降MIN/338101201015001MIN/3524613705125121RSDSNNRCRINNENCLOP（2）画出系统静态结构框图（3）调整系统参数，使当给定电压等于15V时，IDIN，NNN，则转速反馈系数应该是多少100150015NNNU（4）计算放大器所需放大倍数KP18111370/350105728/75281338532461ESPCLOPCKKKNNKM法测速的原理是什么说明其适用条件。记取一个采样周期内旋转编码器发出的脉冲个数来算出转速的方法称为M法测速。适用于高速测速在单闭环转速调速系统中，引入电流截止负反馈的目的是什么带电流截止负反馈的比例控制直流调速系统的稳态结构图和静特性方程。典型I型系统和典型型系统在稳态误差上有区别。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。典型型系统和型系统各有何特点典型型系统和型系统的开环传递函数，使系统具有足够稳定性，参数需要满足的要求，参数与系统动态性能的关系在转速、电流双闭环系统中，采用PI调节器，当系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压UI是否为0，为什么反馈线未断之前，IDIN，令NN1，当转速反馈断线，ASR迅速进入饱和，UIUIM，ID至IDM，TETL，N，E，ID，UI出现，ID至IDM，N，ID，此过程重复进行直到ACR饱和，N，ID。当IDIN，系统重新进入稳态，此时的速度N2N1，电流给定为UIMIDM电流反馈信号UIIN，偏差UI不为0。在转速、电流双闭环直流调速系统中，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行不行改变转速反馈系数行不行若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数答改变电动机的转速，可以调节给定输入电压或转速的反馈系数。改变电动机的堵转电流，可以调节ASR的限幅值或电流的反馈系数IMDMNUIUN画出双闭环控制直流调速系统起动过程的转速和电流波形图示为转速电流双闭环VM系统的不完善的动态结构图。其中WAS_；WBS_。变量A_；B_；C_；D_。B框传递函数WBS相对应的原始微分方程式为_；在转速、电流双闭环调速系统中，ASR、ACR都采用PI调节器。试回答下述问题两个调节器ASR和ACR各起什么作用它们的输出限幅值应如何整定如果要速度给定不变时，改变系统的转速，可调节什么参数若要改变系统启动电流应调节什么参数改变堵转电流应调节什么参数在系统中出现电源电压波动和负载转矩变化时，哪个调节器起主要调节作用系统拖动恒转矩负载在额定情况下运行，如调解转速反馈系数使其逐渐减小时，系统各环节的输出量如何变化如果使逐渐增大呢说明原因在一个由三相零式晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环直流调速系统中，已知电动机的额定数据为电动势系数CE0196VMIN/R，主电路总电阻R018，触发整流环节的放大倍数KS35，电磁时间常数TL0012S，机电时间常数TM012S，电流反馈滤波时间常数TOI00025S，转速反馈滤波时间常数TON0015S，额定转速给定电压为10V，调节器ASR饱和输出电压为8V，ACR饱和输出电压为65V。系统静动态指标为稳态无静差，调速范围D10，电流超调量I5，空载起动到额定转速时的转速超调量N15MIN/1000,308,220,60RNAIVUKWPNNNN求1确定电流反馈系数（假设起动电流限制在15IN以内）和转速反馈系数。0173030851851010100010NIMDMIMNNMIUIUNU求2设计电流调节器ACR，计算其参数RI，CI，COI。画出电路图，调节器输入回路电阻RI40K。解1）确定时间常数整流装置滞后时间常数TS00033S。电流滤波时间常数TOI00025S。电流环小时间常数之和TITSTOI00058S。2）选择电流调节器结构和参数要求I5，按典型I型系统设计电流调节器。用PI型电流调节器SSKSWIIIACR1电流调节器超前时间常数ITL0012S。电流环开环增益要求取KITI05ACR的比例系数为286005805050IITK13300170351800120286SIIIKRKK5I3）校验近似条件电流环截止频率CIKI862S1（1）校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件（2）校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件（3）校验电流环小时间常数近似处理条件101003303131CI1STS7901201201313CI1STTLM1160025000330131131CI1STTOIS0RRKIIIIICROIOICRT0415）计算调节器电阻和电容KR400KRKRII5124013300FRCIII9601051201203FRTCIOI25010400025044300求3设计转速调节器，计算其参数RN，CN，CON。RI40K。解1）确定时间常数电流环等效时间常数转速滤波时间常数TON0015S。转速环小时间常数STKII012000580221STKTONIN02700150012012）选择转速调节器结构和参数要求无静差，按典型型系统设计转速调节器。用PI调节器SSKSWNNNASR1空载起动到额定转速时N15，取H5，则有155152102700100028305128122MAX）（MNNBNTTNNZCCMIN/2831960180308RCRINENN取H4，ASR超前时间常数NHTN0108S。转速环开环增益ASR的比例系数为查表，取H4，则有158142102700100028305157722MAX）（MNNBNTTNNZCC21401080425212222NNTHHK41502701800104212019600170521NMENRTHTCHK3）检验近似条件转速环截止频率为电流环传递函数简化条件转速环小时间常数近似处理条件111231080214SKKNNNCNCNIISTK1640005802863131CNONISTK1325015028631314）计算调节器电阻和电容KR400KRKRNN6205404150FRCNNN525010620510803FRTCONON51104001504430求4计算电动机带40负载起动