电力拖动运动控制系统平时作业答案

1、第一章1、请画出运动限制系统及其组成的框图.答：运动限制系统由电动机、功率放大与变换装置、限制器及相应的传感器2、如果请你设计一辆电动滑板车,请问这个电动滑板车的构成答：由刹车开关、电池电压取样、限流保护、驱动电路、直流有刷电机、霍尔调速手柄等第二章1、请写出直流电动机的稳态转速公式,并分析转速与电枢电压的关系.答：直流电机的稳态转速公式转速n=U-(IR+L*di/dt)/K小,I是电枢电流,R是电枢回路的电阻小是励磁磁通,k是感应电动势常数所以从公式可以看出,要想对直流电机进行调速,一般的方法有两种：一种是对励磁磁通小进行限制的励磁限制法,一种是对电枢电压U进行限制的电枢电压限制法.2、什

2、么是调速范围和静差率调速范围、静态速降和最小静差率之间有什么关系为什么说“脱离了调速范围,要满足给定的静差率也就容易多了答：生产机械要求电动机提供的最高转速人和最低转速.之比叫做调速范围,用字母D表示,即：力二负载山理想空载增加到额定值时,所对应的转速降落加石与理想空载转速他小之比,称为系统的静差率S,即：5=9omin调速范围,静差速降和最小静假设之间的关系为:D=2由于在定的/下,D越大,勺嗝越小&小又定,那么S变大.所以,如果不考虑D,那么S的调节也就会容易,3、某一直流调速系统,测得的最高转速特性为/g士=1500r/min,最低转速特性为%山尸150r/min.电动机额定转速为带额定

3、负载时的速度速降“西=15r/min,且在转速下额定速降*.、如不变,试问系统能够到达的调速范围D是多少系统允许的静差率s是多少解：nmax打Cmax-1500-15小口150-15An4mtn15二10%1504、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,调节测速反应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,系统还有克服什么干扰的水平1转速单闭环调速系统有以下三个根本特征只用比例放大器的反应限制系统,具被被调量仍是有静差的.反应限制系统的作用是：反抗扰动,服从给定.扰动性能是反应限制系统最突出的特征之一.系统的精度依赖于给

4、定和反应检测的精度.2改变给定电压会改变电动机的转速,由于反应限制系统完全服从给定作用.3能够改变转速,由于转速和反应电压比有关.4没有干扰的水平,由于反应限制系统只对反应环所包围的前向通道上的扰动起抑制作用,而测速机励磁不是.第三章1、在转速、电流双闭环调速系统中,假设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行不行改变电力电子变换器的放大倍数Ks行不行改变转速反应系数a行不行假设要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的哪些参数答：改变电动机的转速,应调节给定电压口“；改变转速调节器的放大倍数Kn,不行；改变电力电子变换器的放大倍数Ks,不行；改变转速反应系数a行；假设要改

5、变电动机的堵转电流,应调节系统中的电流反应系数B.2、在转速、电流双闭环调速系统中,两个调节器均采用PI调节器.当系统带额定负载运行时,如果转速反应线忽然断线,当系统重新进入稳定运行时电流调节器的输入偏差信号Ui是否为零答：转速和电流节器的输出到达饱和为止,电流调节器的输入偏差电压;不为零,由于稳定后电流反应依然为=也只能增加电动机的转速到达新的平衡4mM十皿o第四章1、什么叫环流环流有几种怎样抑制直流平均环流怎样抑制瞬时脉动环流答：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.静态环流一一两组可逆线路在

6、一定限制角下稳定工作时出现的环流,其中又有两类：直流平均环流一一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.瞬时脉动环流一一两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.动态环流一一仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流直流平均环流采用配合限制来抑制：为了预防产生直流平均环流,应该当正组处于整流状态时,强迫让反组处于逆变状态,且限制其幅值与之相等,用逆变电压把整流电压顶住,那么直流平均环流为零.为了抑制瞬时脉动环流,可在环流回路中用入电抗器,叫做环流电抗器,或称均衡电抗器2、什么叫a=B配合限制实际应用中为什么要使aP

7、?答：止产生直流平均环流,应该当正组处于整流状态时,强迫让反组处于逆变状态,且限制其幅值与之相等,用逆变电压把整流电压顶住,那么直流平均环流为零,a=B配合限制.为了更可靠地消除直流平均环流,可采用apo为了预防晶闸管装置在逆变状态工作中逆变角太小而导致换流失败,出现一逆变颠覆II现象,必须在限制电路中采用限幅作用,形成最小逆变角bmin保护.与此同时,对a角也实施amin保护,以免出现Ud0fUd0r而产生直流平均环流.第五章1、请画出异步电动机的稳态等效电路,说明电路中的参数意义答：异步电动机的稳态等效电路如下:异苏电动机丁型给值电路异步电动机葩化等伯电路Rs代表定子铜损耗电阻,Lis代表

8、定子漏磁通电抗,Lm代表主磁通电抗,Lis代表折算后的转子漏磁通电抗,Rr/S代表总机械损耗的虚拟电阻2、请画出异步电动机的速度闭环调压调速的原理示意图,并画出机械特性.答：如下列图：3、简述异步电动机在下面四种不同的电压-频率协调限制时的机械特性,并进行比拟.(1)恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性；(2)基频以下电压一频率协调限制时异步电动机的机械(3)基频以上恒压变频限制时异步电动机的机械特性；(4)恒流正弦波供电时异步电动机的机械特性；答：恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性：当s很小时,转矩近似与S成正比,机械特性是一段直线,s接近于1时转矩近似与s成反比,这时,Te=f(

9、s)是对称于原点的一段双曲线.基频以下电压-频率协调限制时异步电动机的机械特性：包压频比限制的变频机械特性根本上是平行下移,硬度也较好,当转矩增大到最大值以后,转速再降低,特性就折回来了.而且频率越低时最大转矩值越小,能够满足一般的调速要求,但低速带载水平有些差强人意,须对定子压降实行补偿.包Eg/al限制是通常对恒压频比限制实行电压补偿的标准,可以在稳态时到达rm=Constant,从而改善了低速性能,但机械特性还是非线性的,产生转矩的水平仍受到限制.包Er/1限制可以得到和直流他励电机一样的线性机械特性,根据转子全磁通rm恒定进行限制,而且,在动态中也尽可能保持rm恒定是矢量限制系统的目标

10、,基频以上恒压变频限制时异步电动机的机械特性：当角频率提升时,同步转速随之提升,最大转矩减小,机械特性上移,而形状根本不变.基频以上变频调速属于弱磁包功率调速.恒流正弦波供电时异步电动机的机械特性：包流机械特性的线性段比拟平,而最大转矩处形状很尖.恒流机械特性的最大转矩值与频率无关,包流变频时最大转矩不变,但改变定子电流时,最大转矩与电流的平方成正比.4、请画图说明spwm的原理及特点.答：就是在PWMJ根底上改变了调制脉冲方式,脉冲宽度时间占空比按正弦规律排列,这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出.5、简述转速闭环转差频率限制系统的限制规律.答：转差频率限制系统的限制规律：(1)在叫

11、,仁州的范围内1转矩根本匕与已成正比,条件是气隙磁通不变a(2)在不同的定子电流值时,4=/(电,心)函数关系限制定子电压和频率,就能保持气隙磁通叱恒定.第六章1、坐标变换是矢量限制的根底,请问坐标变换的等效原那么是什么试分析交流电机矢量变换的根本思想和方法.答：坐标变换的等效原那么是：在不同坐标中它们所产生的磁动势完全一致.根本思想和方法：解决交流电动机电磁转矩的有效限制,实现交流电动杨的磁通和转矩分别独立限制,使交流电动机的变频调速系统具有直流高速系统的全部优点.2、试分析并解释矢量限制系统与直接转矩限制DTC系统的优缺点.答：1直接转矩限制系统的转矩限制有脉动,而矢量限制的转矩连续限制,

12、比拟平滑.2直接转矩限制采用的是静止坐标变换,较简单.矢量限制采用的是旋转坐标变换,较复杂.3直接转矩限制系统不受转子参数变化的影响,而矢量限制受转子参数变化的影响.4直接转矩限制系统的调速范围没有矢量限制系统的调速范围宽.0第七章1、审级调速系统的效率比转子用电阻的效率要高的原因是什么答：在转子回路短接或转子用电阻调速时,Ps全部消耗在转子回路中,而在审级调速时,Ps并未被全部消耗掉,而是扣除了转子铜耗PCur、杂散损耗Ps和附加的审级调速装置损耗Ptan后通过转子整流器与逆变器返回电网,所以用级调速比转子用电阻调速效率高.2、审级调速系统的机械特性为什么比异步电动机的自然机械特性要软,最大转矩要小答：申级调速时,异步电动机转子回路需要用入调速电阻,但由于其转子回路中接入了申级调速装置,实际上相当于在电动转子回路中接入了一定数量的等效电阻和电抗,它们的影响在任何转速下都存在.由于转子回路电阻的影响,异步电动机用级调速时的机械特性比其固有特性要软得多,最大转距要小.第八章1、为什么他控变频同步电机调速系统有何优点,为何其不能克服失步问题答：优点：结构简单,限制方便,只需一台变频器供电,本钱低廉.由于采用开环调速方式,转子振荡和失步问题并未解决,因此各台同步电动机的