电力系统及其拖动

P2调速控制系统的技术指标（1）调速：在一定的最高转速和最低转速范围内，有级或无级地调节转速。（2）稳速：以一定的精度在要求的转速上稳定运行，不因各种可能的外来扰动（负载变化，电网电压波动等）而产生过大的转速波动，以确保产品质量。（3）加减速控制：对频繁启制动的设备要求尽可能地加快加减速没缩短启制动时间，以提高生产效率，对不宜经受剧烈速度变化的机械，则要求起制动尽可能平稳2.P2稳态性能指标（1）调速范围D：电动机在额定负载下,运行的最高转速和最低转速之比，inin（2）静差率s：当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所引起的额定转速降落AH与理想空载转速诃_4)€r4%[w0miJi—%如*3.D与S的关系动态指标在P4P6U^=E+』&RE=C畀=KgnE5-打化K*koeKe式中：Rf+R土乜-"&为电源空载电压；J为电动机电枢电压；E为电枢电动势；灭为电枢回路总电阻，n转速，单位厂/皿加：（P为励磁磁通：笛为电动机结构决定的电动势系数.P7直流他励电动机的调速方法：（1）调节电枢供电电压调速（2）减弱励磁磁通的调速（3）改变电枢回路电阻的调速P8直流调速系统由：（1）系统主电路包括电源，交流器，直流电动机等部件（2）系统控制电路由控制指令装置，控制器，反馈信号检测装置等组成P12直流斩波器或脉宽调制变换器（PWM）特别注意下各个调速象限的结构图单相限P11I,11象限P12III,IVP象限P13⑷四象限P14P16PWM-M系统的能量回馈与电压泵升概念在P17第一段泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电性，使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网，而只能向滤波电容充电，造成电容两端电压升高。泵升电压过大将导致电力电子开关器件被击穿。应合理选择滤波电容的容量，或采用泵升电压限制电路。P26例1-1算能否满足要求需要用到公式nOmin还有nnomin=nmi□+△nnom11.P29闭环系统静特性与开环系统机械特性的比较(1)闭环系统静特性比开环系统机械特性硬的多，关系为(2)闭环系统系统的静差率比开环系统的静差率小的多当noci=n°opnoci=n°op时有提高，如果电机的最高转速都是nnom,且对最低转速的静差一甘+K、D缚率要求相同，则闭环系统必须设有放大器。D=#与开环的^n12.P30例1-2用、求么比较与开环的^n有静差：采用比例放大器的反馈控制系统是有静差的。被调量紧紧跟随给定量变化：在转速反馈调节系统中，改变给定电压«*，转速就随之跟着变化。因此，对于反馈控制系统，被调量总是紧紧跟随着给定信号变化的。闭环系统对包围在环内的一切主通道上的扰动作用都能有效抑制反馈控制系统对于给定电源和检测装置中的扰动是无法抑制的。P33例1-3P37电压负反馈直流调速系统16.P39PI调节器中书上的说比例部分K.U.能讯速反映输入-加快响应过法：程；积分部分是输入量对时间的积累过程，最终消除误差P的作用比例系数Kp:加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。Kp越大，系统响应速度越快，系统调节精度越高，对偏差的分辨率越高。Kp过大，会产生超调，甚至导致系统不稳定；Kp取值过小，则会降低调节精度，尤其是响应速度变慢，从而延长调节时间，使系统静态、动态特性变坏。I的作用积分系数Ti:积分环节的主要作用是确保在系统稳态时过程输出和设定值一致。比例控制通常产生稳态误差，在积分作用下，无论多小的正向误差总是导致控制信号增加，无论多小的负向误差总是导致控制信号减小，因此，具有积分作用的控制器总是使得稳态误差为零。Ti越小，系统的静态误差消除越快，但Ti过小，在响应过程初期会产生积分饱和现象，从而引起响应过程的较大超调；Ti过大，积分作用越小，将使系统的静态误差难以消除，影响系统的调节精度。P40无静差的实现P43转速电流双闭环直流调速系统中电流环和转速环的作用答：转速环：1，在电源电压波动，负载波动下，保持转速有足够的精度；2,缩短调速过程的动态过度历程；3，如果是带有速度截止的转速环，还可限定最高转速。电流环：在调速过程中，和负载波动时，以电机允许的最大力矩进行调速（一般是电动机额定电流1.1~1.25倍）。缩短调速过程的动态过度历程。P44（1）双闭环直流调速系统的稳态结构图（2）双闭环调速系统的静特性（3）双闭环调速系统各个变量的稳态工作点和稳态参数计算20.P50可逆直流调速系统1）电枢反接可逆电路（2）励磁反接可逆电路（3）回馈制动21.P52可逆直流调速系统中的环流分析（1）知道概念所谓环流，是指不流过电动机或者其他负载，而直接在两组晶闸管装置之间流通的短路电流。（2）有哪几种？—静态环流二动态环流三脉动环流(3)a=B配合时，有环流有瞬时脉动环流(4)怎么消除a=3工作制；设置电抗器22.P661-3直流电动机有哪几种调速方式？各有什么特点？直流电动机有三种调速方法1、降低电枢电压调速基速以下调速2、电枢电路串电阻调速3、弱磁调速基速以上调速各种调速成方法特点：1、降低电枢电压调速，电枢回路必须有可调压的直流电源，电枢回路及励磁回路电阻尽可能小，电压降低转速下降，人为特性硬度不变、运行转速稳定，可无级调速。2、电枢回路串电阻调速，人为特性是一族过n。的射线，串电阻越大，机械特性越软、转速越不稳定，低速时串电阻大，损耗能量也越多，效率变低。调速范围受负载大小影响，负载大调速范围广，轻载调速范围小。3、弱磁调速，一般直流电动机，为避免磁路过饱和只能弱磁不能强磁。电枢电压保持额定值，电枢回路串接电阻减至最小，增加励磁回路电阻Rf，励磁电流和磁通减小，电动机转速随即升高，机械特性变软。转速升高时，如负载转矩仍为额定值，则电动机功率将超过额定功率，电动机过载运行、这是不允许的，所以弱磁调速时，随着电动机转速的升高，负载转矩相应减小，属恒功率调速。为避免电动机转子绕组受离心力过大而撤开损坏，弱磁调速时应注意电动机转速不超过允许限度。1-6I出基闭坏通谯幡统的开环启攵大聃败为15时.卷宦负SfcF电动机的递降AHrAnint如果将开环放大信更他提高到它的速阵为笋少？在凤样静差率要浆调腮盟13可以扩大旁少佶？K-\S\K-,=30；ICj―"14叫廿；IC拯肺i严同样做载扰动窗条件卞A/1与开环放大倍数加I成反比，则〔K,V(K2+1)=4a/aa如..=，+A«.=属十〃x8st4r/min心+130+I同打苛年率时务PKF阖:直莅国仃开环放应缶甑加1成正弋(A\+1)/<K.+])=/?,JD一心+130十I、“必瓦+115+11-71-5曲环调速系统的调逵范围是I5IHI--I5ik.'Irin*要求蔡统的野餐S<=2AA许的静态速降是多少？如果开环舄统的静S&K«IWr/HiinfUffl环系8E的开环放知M应有多大丫1*d一舟味^00-KMA...-—1A—,‘‘Ki'?：j-,.(A'mmH150£)(1-5)10(1-2%}2.a--a+1GIIXa--1=31.7A”,3*Q61-81-101-V-MW速系靠电动机券善妁攵耳二2.2AWQ=220VJA二12.5儿倡电超电阻出二I?Q，SOI内阻氏二1如,Mfttilff节的放大倍tJr,=35.s*wt调速范僭D二20,静差率冬10蚪.计算开环翱的静铀虐」％和曲期朗兄许的用环静杏噫降血词整该系统能参配便当U；J5V，=)“心3财转逋^反,凄剩应该是多少T⑶计算放大箭砂大龈n-1r220-125x1.2解：(1)电动机的电动势系数Q二~CA诚0一«.v开环系统静念逸降％=号=空策户=闭环静态速降九=带矿器晋伽闭环系统开环放人倍数.癸竺1=2&64933⑵冈为n二----一」所以心忍=407.4288Ka==0.00961V-min/r也/c;(3)运算放人器的放大倍数K==旻*=11.64JaK/C000961x35/0.1367st1-14有一个系统，己知:电动机：(15分)人=2.aKW；Un=220V;/v=15A;nv=l500r/min;/?u=0.15Q,Ra=1.5,整流装置内阻R，=IQ，触发整流环节的放大倍数心二35(15分)(1)系统开环工作时，试计算调速范围D=30时的静差覃s值；⑵当D=30,5=10%时,计算系统允许的稳态速降；(3)如组成转速负反馈有静差调速系统，要求0=30,S=10%,在，”:TOUJd=*〃=心，计算转速负反馈系数a和放大器放大系数Kp;(4)如将上述调速系统改为电压负反馈有静差调速系统，仍要求在U:=10V，/.=人，〃二〃中并保持系统原来的开环放大系数K不变,试求在D=30时的静差率.解:1)，=以一人尽=220二15.6x1.5=0竹出和厂(原来多加了1)15007空止凹R解:1)，=0J31当d=30.s=io%Nil允许的稳态速降D(\-S)30(1-0J)5.56求取凸的方祛同i-io|】」得a=0*00652Vmin/7―K52.54aKJCv=0.00652*35/0，131~J0i6<1U-Q)⑷站电任磁种殍趾约气C暇)M131(1+52!*笋'0:1；其224+17踊=血当调就当xl00%=7835%叶+D典1500+30x(X0.8驮啖度反赫雉Wffl叫廨此F搭大般但比顾耐膏辛水了1-12ASR,ACR匀为比例积分调节器的双闭环直流调速系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，当系统重新进入稳定运行时，ACR的输入偏差信号么4是否为0?答「反馈线未断之言丁1卞1口令n=n】当转速反馈断线，ASRfi.速进入饱和，Ucf,Id］至Idm*Te>Tbn\IdjMH出现,I曲至Idm,n\Idl,比讨ACR饱和・nnIdl+Id=In.系统聿新讲人桧态〃此时的速皮陀>11门电侃给定为L口“蛙此-Idma邓〉邑流反•馈信号UnInp#【扁走AUi不为OoP69要知道系统的稳定就是对K)的要求P73低中高频段的特点(1)如果中频段以-20dB/dec的斜率穿越OdB线且这一斜率能够覆盖足够的频带宽度，则系统的稳定性好。(2)截止频率(或称为剪切频率)3c越高，则系统的稳态精度越高。(3)低频段的斜率陡，增益高，则系统的稳态精度高。(4)高频段衰减越快，则高频特性负分贝值越低，说明系统抗高频噪音干扰的能力越强。P77知道单环，双环怎么抗干扰下面就有P77工程设计方法P90表2-7表2-8要会用P195异步电动机变频调速系统是重点P197基频以上的调速控制方法P200变频器的分类看那个图而且要知道SPWM逆变既可以调频又可以调压，180度电压型120度电流型P224什么是矢量控制，思想是什么？矢量控制是：由于异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。上世纪70年代西门子工程师F.BIaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的思想是：具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量（励磁电流）和产生转矩的电流分量（转矩电流）分别加以控制，