机电运动控制系统模拟卷_答案.doc

机电运动控制系统模拟卷答案一、 双闭环晶闸管直流电动机不可逆调速系统电原理图如下：两闭环连接上的关系是速度调节器的输出作为电流调节器的输入，这就使得该系统具有由速度调节器的输出限幅值确定了电流环的给定值，进而确定了系统的最大电流的特点。(1) 改变转速时只能改变速度调节器的输入ug，因为它是速度环的指令信号。改变速度调节器的参数对稳态速度无调菜作用，仅会影响动态响应速度快慢。(2) 要控制系统的起动电流、确保系统运行安全，应调节速度调节器的输出限幅值。因为速度调节器的输出限幅值确定了电流环的给定值，进而确定了系统的最大电流。二、 异步电机调速方法可按其速度公式来分类： (1) 变同步速调速 , 具体有 变频调速。可采用直一交变换的逆变器戓交一交变频器改变电机供电频率fl。 变极调速。需同时改变定、转子极对数，故只适合鼠笼式异步电机。(2) 变滑差S调速。这是一种改变转子滑差功率消耗的调速方式。具体有： 交流调压调速 采用双向晶闸管构成的交流固态调压器实现。 转子串电阻调速，仅适合绕线式异步电机。 串级调速，绕线式异步电机转子中串入与转子同频的电势吸收或补充滑差功率来实现速度的调节，采用不控整流器一有源逆变器装置。 双馈调速，绕线式异步电机转子中采用功率可双向流动变频装置，实现同步速上、下的调速和四限象运行。三、 异步电机变频调速当频率变化时，电机端电压U1要随运行频率f1变化，以保持电机磁路工作点m不变或按要求规律变。其规律如图所示：(1) 基频以下(fl f1N ) 作恒电压频率比(Ulfl C )控制，以保持电机气隙磁通m不变，但在频率很低时应作电压提升，以补偿定子电阻压降的影响。(2) 基频以上(fl f1N )则维持电压为恒定(U1N C )，此时电机气隙磁通、电磁转矩反比频率变化，使电机进入弱磁状态，电机作恒功率运行。四、 （1）脉宽调制(PWM)变频器与方波(六阶梯波) 变频器相比，其优越性是输入特性好、输出特性也好。 为实现调压，方波(六阶梯波) 变频器釆用可控整流器相控调压，使输入功率因数恶化，特别是低速(低压)时移相触发角很大，功率因数会很低。而脉宽调制(PWM)变频器采用不控整流器，其等效移相触发角为零，有效改善了输入功率因数。 方波(六阶梯波) 变频器釆用低频开关方式工作，每周期每个开关只动作一次，故输出为六阶梯波，5、7等低次谐波严重，输出电能品质差。而脉宽调制(PWM)变频器采用高频开关方式工作，故谐波频率很高，影响大大削弱，同时脉宽又按正弦规律变化，故基波成分大大增加，故输出特性好。（2）异步调制： 调制波频率变化，载波频率恒定不变， 特点： （a）控制方便 （b）输出电压不稳定 (c) 高频运行时谐波增大。同步调制：载波频率与调制波频率正比变化，特点：（a）任何频率下，半周内脉冲数相同，输出电压波形稳定（b）低频时谐波成分增大，增大 N，以增加脉冲数，减小谐波。分段同步调制：将运行频率范围分段，各段N不同，但段内N不变 （同步调制），且低频段N大，以增加脉冲数，减少谐波。五、 交直交变频调速系统：（1）六阶梯波逆变器中， 改变Ul 依靠调节可控整流器的移相触发角来实现， 改变f1依靠调节逆变器晶闸管换流快慢(频率) 来实现，改变电机转向依靠改变 逆变器晶闸管触发脉冲的分配规律 来实现。（2）在正弦脉宽调制型SPWM逆变器中， 改变Ul