电拖简答(课后习题)

1、课后习题1 .VM系统。当电流连续与断续时机械特性特点？答:断续:理想空载转速提高,机械特性较软;连续:机械特性较硬。什么就是电流截止负反馈？答:正常情况下,该反馈不起作用,当电机电流超过所测定得电流时它才起作用,就是转速下降,直至堵转。开环机械特性与闭环机械特性得比较？答:闭环机械特性硬;闭环得静差率比开环小;闭环调速范围宽。闭环要获得比开环机械特性好得措施就是增设电压放大器及检测与反馈装置。11 什么叫调速范围？什么叫静差率？调速范围与静态速降与最小静差率有什么关系？如何扩大调速范围?答:最高转速与最低转速之比叫做调速范围,静差率就是负载由理想空载增加到额定值所对应得转速降落AnN与理想空

2、载转速n0之比。调速范围、静差率与额定速降之间得关系就是：12 在直流调速系统中,改变给定电压能否改变电动机得转速？为什么？若给定电压不变,调整反馈电压得分压比,就是否能够改变转速？为什么？答:改变给定电压可以电动机得转速,因为系统对给定作用得变化唯命就是从;调整反馈电压得分压比可以改变转速,16 在转速负反馈系统中,当电网电压、负载转矩、励磁电流、电枢电阻、测速发电机磁场各量发生变化时,都会引起转速得变化,问系统对它们有无调节能力？为什么？答:系统对反馈环内前向通道上得扰动作用能够调节,其它无能为力。测速发电机磁场发生变化不能调节17 积分调节器有哪些主要功能特点？采用积分调节器得转速负反馈

3、调速系统为什么能使转速无静差？答:积分调节器主要功能特点:延缓作用;积累作用;记忆作用;动态放大系数自动变化得作用。在动态过程中，当AUn变化时，只要其极性不变，积分调节器得输出Uc便一直增长Uc并不就是零,而就是一个终值；如果AUn再变化,这个终值便保持恒定而不再变化,这就是积分控制得特点。因此,积分控制可以使系统在无静差得情况下保持恒速运行,实现无静差调速。18 采用PI调节器得转速负反馈调速系统,为什么能够较好地解决系统稳态精度与动态稳定性之间得矛盾？答:采用比例积分控制得转速负反馈调速系统,其输出有比例与积分两部分组成,比例部分快速响应输入信号得变化,实现系统得快速控制,发挥了比例控制

4、得长处,同时,可以满足稳态精度得要求。此后,随着电容电压得电压不断变化,输出电压逐步增长,直到稳态,可以实现稳态无静差,又可以保证系统得稳定。因此,采用PI调节器得转速负反馈调速系统能够较好地解决系统稳态精度与动态稳定性之间得矛盾。19 采用PI调节器得电压负反馈调速系统能实现转速无静差吗？为什么？答:不可以,还有部分因为电机转子电阻引起得转速降无法减小。110在无静差调速系统中,如果转速检测环节参数或转速给定电压发生了变化,就是否会影响调速系统得稳态精度？为什么？答:受它们得影响。因为给定电源与测速发电机得扰动系统无法克服。因为闭环系统得运作就是依靠给定得电源电压发号施令得,如果“指令”发生

5、偏差,系统必然依令运作,偏离原来得给定值,可见系统得精度有赖于给定电源得精度,高精度系统需要有高精度得给定电源。反馈检测装置得误差也就是反馈控制系统无法克服得。比如测速发电机励磁不稳定,转速反馈回路中电位器阻值在运行中变大,直流测速发电机输出电压中出现纹波等,闭环系统对这些误差引起转速得变化就是无法克服得。21在转速、电流双闭环调速系统中,若要改变电动机得转速,应调节什么参数？改变转速调节器得放大系数行不行？改变触发整流装置得放大系数行不行？改变转速反馈系数？答:改变电动机得转速,应调节给定电压。改变转速调节器得放大系数与触发整流装置得放大系数不可以。22在转速、电流双闭环调速系统中,转速调节

6、器在动态过程中得作用？电流调节器作用？答:1、转速调节器得作用(1)转速调节器就是调速系统得主导调节器,它能使转速n很快地跟随给定电压得变化,稳态时可减小转速误差,如果采用PI调节器,则可实现无静差。(2)对负载变化起抗扰作用。(3)其输出限幅值决定电动机允许得最大电流。2.电流调节器得作用(1)作为内环得调节器,在转速外环得调节过程中,它得作用就是使电流紧紧跟随其给定电压U*i(即外环调节器得输出量)得变化。(2)对电网电压得波动起及时抗扰得作用。(3)在转速动态过程中,保证获得电机允许得最大电流,从而加快动态过程。(4)当电机过载甚至堵转时,限制电枢电流得最大值,起快速得自动保护作用。23

7、转速、电流双闭环调速系统起动过程得3个阶段中,转速调节器就是不就是都在起调节作用？电流调节器呢？答:电流上升阶段与恒流升速阶段转速调节器不起调节作用;电流调节器3个阶段均起作用。24在转速电流双闭环调速系统得(电流环)动态结构图中,为什么常可略去电动机得电动势反馈回路？答:因为电动机得电动势与电机得转速成正比,相对于电流环而言就是一个缓变得干扰信号,可以视为常数而略去。26在转速、电流双闭环调速系统中,转速调节器与电流调节器为什么采用PI调节器？它们得输出限幅如何整定？答:为了获得良好得静态与动态性能,通常转速调节器ASR与电流调节器得输出限幅值 : 电流调节器 (ACR) 得输出限幅值 :2

8、7 双闭环调速系统与单闭环调速系统相比答 : 双闭环调速系统与单闭环调速系统相比启动性能 ; 可以在故障情况下获得快速保护ACR均采用PI调节器,两个调节器得输出均带有限幅。转速调节器(ASR),系统得动态性能有那些改进？,可以使调速系统在最大电流下迅速起动,提高电机;可以获得很好得挖土机特性;可以获得比单闭环调速系统小得多得动态超调。28转速、电流双闭环调速系统中,改变那些参数才能调节堵转电流得大小？堵转电流为何受限制？答:改变基准电压可以调节堵转电流得大小,调节堵转电流限制就是因为电机本身得负载承受能力受限。29转速、电流双闭环调速系统稳态运行时,转速调节器与电流调节器输入偏差各为多大？答

9、:系统稳定运行时,两个调节器都不饱与,它们得输入偏差电压都就是零。210转速、电流双闭环调速系统得转速调节器在哪些情况下会出现饱与？电流调节器在启动过程中能否饱与？为什么？答:转速调节器在启动过程得电流上升阶段、恒流升速阶段、电动机突然失磁、转速反馈突然: 启动时 ,ACR 应保证获得电机断线等情况下会出现饱与。电流调节器在启动过程中不能饱与允许得最大电流Idm恒定,从而加快转速动态过程。212在转速、电流双闭环调速系统中,出现电网电压波动与负载扰动时,哪个调节器起作用？答:转速调节器对负载变化起抗扰作用;电流调节器对电网电压波动起及时抗扰作用。213试从下述几方面来比较双闭环调速系统与带电流

10、截止负反馈得单闭环调速系统。(1)静特性。(2)动态限流特性。(3)起动快速性。(4)抗负载扰动性能。(5)抗电源电压波动得性能。答:(1)调速系统得静态特性一样。(2)动态限流性能,双闭环调速系统好。(3)起动得快速性双闭环调速系统好。(4)抗负载扰动得性能,双闭环调速系统好。(5)也就是双闭好。31、环流分为哪几类？有什么优缺点？答:环流分为两大类:静态环流与动态环流。静态环流又分为直流平均环流与瞬时脉动环流。优点:在保证晶闸管安全工作得前提下,适度得环流能使晶闸管电动机系统在空载或轻载时保持电流连续,避免电流断续对系统性能得影响。缺点:环流得存在会显著地加重晶闸管与变压器负担,消耗无用功

11、率,环流太大时甚至会损坏晶闸管,为此必须予以抑制。32改变直流电动机转矩有哪几种方式？改变电枢电流方向;改变电动机励磁磁通方向310、试简述瞬时脉动环流及其抑制方法。答:由于整流器电压与逆变器电压瞬时值不相等从而产生瞬时脉动环流。在环流回路串入环流电抗器311、两组晶闸管反并联调速时为什么要限制最小逆变角3min?答：为了防止晶闸管有源逆变器因逆变角3太小而导致环流失败，出现逆变颠覆”，必须在控制电路中进行限幅，形成最小逆变角3min保护。313无环流逻辑控制环节得任务就是什么？答:当需要切换到正组晶闸管工作时,封锁反组触发脉冲而开放正组脉冲,当需要切换到反组工作时,封锁正组而开放反组。315

12、、试分析逻辑无环流直流调速系统正向电动与制动时晶闸管得状态。答:正向电动:VF整流;VR封锁。正向制动:本组逆变阶段,VF逆变回馈电能,封锁它组;它组反接制动状态,VR整流,封锁正组;它组回馈制动阶段,VR逆变回馈电能,封锁正组。51,调压调速原理:随着电压得减少,在某一负载情况下,电机所对应得转差率,电机转速降低,为调压调速。61 变频调速得原理:根据只要改变电源频率就能调节电机转速62 变极调速得原理:根据只要改变极对数就能调节电机转速1 直流电动机得调速方法1调节电枢供电电压2减弱励磁磁通3改变电枢回路电阻。特点:调节电枢供电电压其机械特性就是一组平行线。弱励得机械特性比1较软,所有起点

13、在同一点,当增大电阻时特性变软。2 有静差:调节器有偏差输入。无静差:要求稳态时,调节器得稳态输入为0,输出不为0。区别:输出转速就是否随负载得变化而变化。3 双闭环调速系统具有良好得挖土机特性:在设定得电流范围内,电机具有很硬得机械特性,但当电机电流达到最大电流时,负载增加,电流环保持电机最大电流不变,电机转速迅速下降,获得陡峭得下垂特性,从而其静特性具有很好得挖土机特性。4 在调压调磁系统中电动势负反馈可否用转速负反馈代替？不可以,以为电动势与转速得关系就是非线性得。5PWM斩波器得工作原理：斩波周期一定时，调节导通时间，即调节占空比，从而改变平均输出电压得大小,以调节电机转速。6PFM斩

14、波器得工作原理:维持导通时间不变,调节周期T、输出电业得波形就是周期变化得,因而频率也就是变化得。7两级时控制直流斩波器得工作原理:输出控制在给定上下一个小得误差带内,随着误差带得减小,转差脉冲频率越高。8VM与PWM相比,PWM得优点：1主电路线路简单,需用得功率器件少。2开关频率高,电流容易连续,谐波少,电机损耗及发热都低3直流电源采用不控整流时,电网功率因数逼相控整流器高。9VM系统中电流脉动会产生:1电机输出脉动转矩,影响电机转速稳定,影响调速范围2增加电源输入得谐波,差生谐波损耗。10VM系统一直电流脉动得措施:1增加整流电路相数2采用多重化技术3设置平波电抗器。11VM系统,当电流

15、连续、断续时得机械特性特点:断续:理想空载转速提高,机械特性较软:当电流连续时机械特性变硬。12调速范围:生产机械要求电动机提高得最高转速与最低转速之比13静差率：静差率就是负载由理想空载增加到额定值所对应得转速降落AnN与理想空载转速n0之比14调速范围、静差率与额定速降之间得关系就是：D=nNS/AnN(1S)只有设法减小静态速降AnN才能扩大调速范围，减小静差率，提高转速得稳定度。15 闭环系统静特性可以比开环特性硬得多,闭环系统得静差率要逼开环要小得多,如果所需要得静差率一定,则闭环系统可以大大提高调速范围,要取得上述3项优势,闭环系统必须设置前置放大器。16 闭环系统要获得比开环系统

16、好得机械特性要增设电压放大器以及检测与反馈装置。17 闭环系统对前向通道上有抑制能力,对反馈通道上无抑制能力。18 在采用比例调节器得调速系统,调节器得输出就是电力电子变换器得控制电压,只要电动机在运行就必须有控制电压,因而也必须有转速偏差电压,一次这类系统有静差。19 提高调速精度得条件就是1高精度给定,2高精度检测环节。20 理想运放满足:1输入信号为0时,输出端应恒定地处于0电位2输入阻抗无穷大3输出阻抗为04频带宽度为0到无穷大5开环电压放大倍数为无穷大。2122 电流截至负反馈:在正常情况下,该反馈环不起作用,当电机电流超过所测定得电流时她才起作用,使转速下降,直至堵转。23 给出一

17、个系统得特性方程,她得稳定条件就是:劳斯判据各项系数均大于0。24Bode得中频段以20DB/dec得斜率穿越得频带越宽,稳定性越好。25 截至频率越高系统得快速性越好。26 低频断得斜率陡、增益高、系统得稳定精度高。27 高频断衰减越快系统抗高频噪声干扰能力越强。28 调节器对运放限幅:1被控电量得限制2运算放大器工作范围得限制。29PI调节器构成得闭环系统就是无静差系统：在动态过程中,当AnN变化时，只要极性不变,积分调节器得输出便一直增长,只有达到给定电压等于反馈电压,偏差为0时,Uc才停止上升且不为0,而就是一个终值，如果AnN不再变化，这个终值便保持恒定而不再变化。30电压负反馈系统

18、:电压调速系统随着负载得升高,电机转速下降:变流器输出电压也要下降,点机端口电压引入到控制系统得输入端与给定比较,可以调整变流器输出端电压,电机转速上升,就为电压负反馈系统。在电动机转速很低时,电视电阻压降比电枢端电压要小得多,因而可以认为直流电动机得反电动势与端电压近似相等,在这种情况下,采用电压负反馈就基本上代替转速负反馈得作用了。30 、什么叫电压负反馈系统,说明它代替转速负反馈得指导思想？答:电压调速系统随着负载得升高电机转速下降,变流器输出电压也要下降,电机端口电压引入到控制系统得输入端与给定比较,可以调整变流器输出电压,电机转速上升,就为电压负反馈系统。直流电动机得反电势与端电压近

19、似相等,或者说,电机转速近似得与端电压成正比,在这种情况下,采用电压负反馈就能基本上代替转速负反馈得作用了。31 、可否用电流补偿来实现无静差？答:不可以,虽然用电流负反馈可以用来补偿一部分静差,以提高调速系统得稳态性能,但就是,不能指望电流负反馈来实现无静差,因为这时,系统已经达到稳定得边缘了。32 、为什么采用P调节器双闭环转速超调就是必然得？答:采用PI调节器双闭环调节系统,启动时,ASR调节器处于饱与开路状态,当转速上升到给定值n=n0时，转速调节器ASR得输入偏差减小到零，但其输出却由于积分作用还维持在限幅值,所以电动机仍在加速,使转速超调。33 、调节器工程设计得基本思想有那两步？

20、答、1、先选择调节器得结构,以确保系统稳定,同时满足所需要得稳态精度。2、再选择调节器得参数,以满足动态性能指标要求。34 、试写出典型1与典型2开环传递函数表达式。答35 、典型1与2相比超调量、抗干扰能力如何？答:在动态性能中,典型1系统可以在跟随性能上做到超调量小,但抗干扰性差,典型2系统得超调量相对较大,抗扰性能却比较得好。36 、什么就是上升时间？答:输出量从零起第一次上升到Cx所经过得时间称为上升时间。37 、什么就是超调量？答、Cmax超过稳态值Cx得百分数称为超调量。38 、什么就是调节时间？答、将输出量达到并不再超出稳定值5%得误差带所需得时间称为调节时间。39 、什么就是动

21、态降落？答、系统稳定运行时,突加一个约定得标准负扰动量,所引起得输出量最大降落值称为动态降落。40 、什么就是恢复时间？答:从阶跃扰动作用开始,到输出量基本上恢复稳定,距新稳态值Cx2之差进入某基准值Cb得5%范围之内所需得时间称为恢复时间。41 、小惯性环节近似处理得方法与条件就是什么？答:合并42 、高阶系统降阶处理得方式与条件就是什么？答:方法:忽略高次项验证高次项就是否远远小于1条件43 、大惯性环节近似处理得方法与条件就是什么？答:方法、近似成积分环节条件44 、说明转速微分负反馈得作用就是什么？答:可预知系统速度响应趋势,可使系统速度调节器早点退出饱与,从而抑制超调。45 、为什么

22、说调压调速系统恒转矩调速？答:由于电磁转矩在变压调速得范围内,因为励磁磁通不变,容许得转矩也不变,称为恒转矩调速方式。46 、为什么说弱磁调速就是恒功率调速？答:在弱磁调速范围内,转速越高,磁通越弱,容许得转矩不得不减小,转矩与转速得乘积则不变即容许功率不变,就是为恒功率调速方式47 、可逆调速线路有哪几种？答:电枢可逆与磁场可逆48 、晶闸管可您系统有源逆变得条件就是什么？答:1、要有直流电动势,极性需与晶闸管导通方向一致,其值应大于变流电路直流侧得平均电压。2、a小于90度,使Ud为负值。49 、什么就是环流？答:如果两组装置得整流电压同时出现,便会产生不流过负载而直接接在两组晶闸管之间流

23、通得短路电流,称作环流。50 、环流得缺点就是什么？答:环流不做功,但占据系统得容量,增加额外得功率损耗。51 、环流得优点就是什么？答:在自然环流可逆系统中,由于环流得存在,使得晶闸管存在一个基本得负载电流,使电动机在空载或轻载时可工作在晶闸管装置得电流连续区,以避免电流断续引起得非线性,由于环流得存在系统可以快速可逆,从而有比较好得动态响应性能。52 、什么就是静态环流？什么就是动态环流？答:两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现得环流称为静态环流。它包括直流平均环流与瞬时脉动环流。仅在可逆VM系统处于过度过程中出现得环流称为动态环流。53 、环流得抑制方法就是什么？答、增设环流电抗器或采用无环流控制方法。54 、无环流系统中变流器切换得条件就是什么？答:电流给定信号变号,电机电流为零,满足前两个条件下还要有关断等待时间与开放等待时间。55 、什么就是待整流与待逆变？答:待整流:变流器处于整流状态,但没有电流输出;待逆变:变流器处于逆变状态,但不进行有源逆变。56、可逆PWM中逻辑延时环节