电力拖动自动控制系统(名词解释)

1、一、名词解释：1.G-M系统（旋转变流机组）：由交流电动机拖动直 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，调节 G的励磁If即改变其输出电压U，从而调节电动机的转速n,这样的 调速系统简称G-M系统，国际上统称 Ward-Leonard系统。 2.V-M 系统（晶闸管-电动机调速系统）：通过调解器触发装置GT的控制电 压Uc来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整流电压 Ud，从而实现 评平滑调速，这样的系统叫 V-M系统。 3.（SPWM ）:按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相 等，因而这个序列的矩形波雨期望波的争先等效，这种调制方法称作正弦波脉宽

2、调制（SPWM ）。4.（旋转编码器的测速方法）M法测速一一在一定时间Tc内测取旋转编码器输出的脉冲个数 M1,用以计 算这段时间内的平均转速，称作 M法测速。T法测速一一在编码器 两个相邻输出脉冲间隔时间内，用一个计数器对已知频率为f0的高 频时钟脉冲进行计数，并由此来计算转速，称作T法测速。M/T法测速一一既检测Tc时间内旋转编码器输出的脉冲个数 M1，又检测用 一时间间隔的高频时钟脉冲个数 M2，用来计算转速，称作M/T法测 速。5无刷电动机：磁极仍为永磁材料，但输出方波电流，气隙磁 场呈梯形波分布，这样就更接近于直流电动机，但没有电刷，故称无 刷电动机（梯形波永磁同步电动机）。6.DT

3、C （直接转矩控制系统）： 它是利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，是既矢量控制系统之后发展起来的另一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。7.恒Eg/f仁C控制：对于三相异步电动机，要保持气隙磁通不变，当 频率从额定值向下调节时，必须同时降低气隙磁通在在定子每相中感 应电动势的有效值Eg,使Eg/f仁恒定值，像这样的控制方法叫恒 Eg/f仁C控制。（譬如，对于异步电动机，如果在电压-频率协调控制 中，恰当地提高电压Us的数值，使它在克服钉子阻抗压降以后，能 维持Eg/f1为恒值，这种控制方法叫Eg/f仁C控制。）8恒压频比控 制（Us/f1控制）：绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电

4、动势 较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压Us二Eg，则得Us/f仁恒值，这种方式叫做恒压频比控制。9.环流：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。10.软启动：现代带电流闭环的电子控制软起动器可 以限制起动电流并保持恒值，直到转速升高后电流自动衰减下来， 起 动时间也短于一级降压起动。主电路采用晶闸管交流调压器，用连续 地改变其输出电压来保证恒流起动，稳定运行时可用接触器给晶闸管 旁路，以免晶闸管不必要地长期工作.视起动时所带负载的大小，起 动电流可在（0.54） Is

5、N之间调整，以获得最佳的起动效果，但无论 如何调整都不宜于满载起动。负载略重或静摩擦转矩较大时，可在起 动时突加短时的脉冲电流，以缩短起动时间。11.a=b配合控制：为了防止产生直流平均环流，应该当正组处于逆变状态时，强迫让反组 处于逆变状态，且控制其幅值与其相等，用你变电压把整流电压顶住， 则直流平均环流为零，即为 a=b配合控制。1二、简答题。1交流异步电动机的恒压频比控制有哪几种方式？试 就其实现难易程度、机械特性进行比较。 答：恒压频比控制（Us/w仁 恒值）、恒Egw1控制、恒Er/w1控制。实现起来依次变难，机械特 性越来越硬。（恒压频比控制最容易实现，它的变频机械特性基本上 是平

6、行下移，硬度也较好；恒 Wgw1控制是通常对恒压频比实行电 压补偿的标准，可以改善了低速性能，但机械特性还是非线性的，产 生转矩的能力仍受到限制；恒Er/w1控制可以得到和直流他励电动机 一样的特性，实现比较复杂的。）2从结构上看，静止式变频装置分哪两类？简述其结构和优缺点。答：分为“交-直-交” “交-交”两大类；前者（先将工频交流电源通过整流器变换成直流，再通过逆 变器变换成可控频率和电压的交流）在恒频交流电源和变频交流输出 之间有个“中间直流环节”，优点（驱动电路简单，效率高；转矩脉 动小，提高系统的调速范围和稳定性能；课提高系统动态性能；电源侧功率因数较高，且不易被影响）；后者只有一个

7、变换环节，把恒压 恒频的交流电源直接变换成 VVVF输出。优点（省去中间直流环节， 结构简单）缺点（所用器件多，总总体设备相当庞大，且输入功率因 数较低，谐波电流含量大，频谱复杂，因此须配置滤波和无功补偿设 备）3双闭环调速系统的启动过程分几个阶段？简述各阶段电流变化特点，电流调节其 ACR和速度电解器ASR的输出变化，加以 解释。答：a第1阶段是电流上升阶段（突加电压后，经过两个调节 器的跟随作用，转速不会很快增长， ASR很快进入并保持饱和状态， 而ACR 一般不饱和）、第11阶段是横流升速阶段（这是启动过程中的主要阶段，此过程中ASR始终饱和，转速相当于开环，加速度恒 定，转速呈线性增长

8、，为了保证电流环的调节作用，ACR不应饱和）、 第111阶段是转速调节阶段（转速调节器ASR的输入偏差减小到零， 继而超调，又变为负值，使他推出饱和状态，在最后，ASR和ACR都不饱和）：4位置随动系统的特点？比较位置随动系统与调速系 统的异同点。答：特点：a位置随动系统的这要功能输出位移快速而 准确地复现给定位移，b.必须有具备一定精度的位置传感器，能准确 地给出反映位移误差的电信号，c电压和功率放大器以及拖动系统都 必须是可逆的.d.控制系统应能满足稳态精度和动态快速响应要求。 异同点：（同）都是反馈控制系统，即通过对输出量和输出量和给定 量的比较组成闭环控制；（异）调速系统的给定量一经设

9、定，即保持 恒值，系统的主要作用是保证稳定和抵抗扰动， 而位置随动系统的给 定量是随机变化的，要求输出量准确跟随给定量的变化， 系统在保证 稳定的基础上，更突出需要快速响应。总起来看， 稳态精度和动态稳 定性是两种系统都必须具备的， 但在动态性能中，调速系统多强调抗 扰性，而位置随动系统则更强调快速跟随性能。5开环系统为什么加 闭环？为什么采用限流保护？ 答：1.闭环系统可以获得比开环调速系 统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下， 能够提高调 速范围，为此所需付出的代价是须增设电压放大器以及检测与反馈装 置。2.如果没有限流措施，电机起动时会产生很大的冲击电流，对电 动机换向和过载

10、能力低的电力电子器件来说是不允许的。同样在生产机械的电动机可能会遇到堵转，若没有限流环节， 硬干下去，电流将远远超过允许值。如果只依靠过流继电器或熔断器保护， 给正常工作 带来不便。6反馈控制规律？ 1.只用比例放大器的反馈控制系统，其 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。 3系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。消除指定次数谐波的脉冲宽度调制（SHEPWM）de的原理：采用直接计算的下图中各脉冲起 始与终了相位:-1, : 2,2m的方法，以消除指定次数的谐波，构 成近似正弦的PWM波形。（例如，取 m=5，可消除4个不同次数 的谐波。常常希望消除影响最大的5、7、

11、11、13次谐波，就让这些谐波电压的幅值为零，并令基波幅为需要值，可得一组三角函数的 联立方程。解出开关时刻相位角，然后再利用1/4周期对称性，计算出各值。一般用计算机离线求出开关角的数值，放入微机内存，以备控制时调用。）2.电流滞环跟踪控制的脉冲宽度调制（CHBPWM ）:将给定电流与输出电流进行比较，电流偏差超过时h,经滞环控制器控制逆变器 A相上（或下）桥臂的功率器件动作。 如果，ia < i*a ,且i*a - ia > h,滞环控制器输出正电平，驱动上桥 臂功率开关器件V导通，变压变频器输出正电压，使增大。当增长 到与相等时，虽然，但滞环控制器仍保持正电平输出，保持导通，

12、使 继续增大，直到达到ia= i*a+ h ,ia =-，使滞环翻转，滞环控制器输出负电平，关断V1，并经延时后驱动V4。但此时未必能够导 通，由於电机绕组的电感作用，电流不会反向，而是通过二极管续流， 使受到反向钳位而不能导通。此后， 逐渐减小，直到时，到达滞环偏 差的下限值，使滞环控制器再翻转， 又重复使导通。这样，与交替工作，使输出电流给定值之间的偏差保持在范围内，在正弦波上下作锯齿状变化，输出电流是十分接近正弦波的。3矢量变换控制的原理：异步电动机经过坐标变换可以等效成直流电动机，那么，模仿直流电动机的控制策略，得到直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换， 就能够控制异步电动机了，这

13、样的通过坐标变幻时显得控制系统就叫 矢量控制系统，简称 VC系统。4怎样选择1型还是11型，其各自 的控制要求？答：在动态性能中典型1型系统可以在跟随性能上做到 超调量小，但抗扰动性能稍差，而典型11型系统的超调量相对较大， 抗扰性能却比较好。（这是设计时的重要依据）5.PWM变换器的5种结构及特点：正弦波脉宽调制（SPWM ）技术：有单极性控制和 双极性控制两种方式；消除指定次数谐波的 PWM（ SHEPWM ）控 制技术：采用直接计算各脉冲起始与终了相位的方法，以消除指定次数的谐波，构成近似正弦的消除指定次数谐波 PWM波形；电流滞环 跟踪PWM（ CHBPWM）控制技术：电流滞环跟踪控制方法的精度高、 相应快且易于实现，但受功率开关器件允许开关频率的限制， 课采用 具有恒定开关频率的电流控制器， 但又对电流波形产生影响。当用于 调速系统时，只需改变电流给定信号的额定值即可实现变频调速，无须人为地调节； 电压空间矢量PWM（SVPWM）控制技术（或磁链跟 踪）:把逆变器和交流电动机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控 制逆变器的工作，期效果更好，这就叫作磁链跟踪控制，其磁链的轨迹是交替使用不用的电压空间矢量得到的，又叫电压空间矢量。6.电流截至负反馈闭环调速系统的原理。 答：为了解决反馈闭环调