电力自动控制系统zhai

1/6直流电机调速的方法 P1〔1〕调整电枢供电电压U〔2〕减弱励磁磁通〔3〕电枢回路电阻R。解释泵升电压 P17对于PWM变换器中的滤波电容，其作用除滤波外，还有当这将使电容两端电压上升，称作“泵升电压”。

正弦波脉宽调制〔SPWM〕技术 P170多的等腰三角波作为载波〔Carrierwav，并用频率和期望波一样的正弦波作为调制波〔Modulationwav，当调制波与载波相在正弦调制波的半个周期内呈两边窄中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波。转差频率掌握规律： P189稳态性能指标P191)调速X围 要求电动机供给的最高转速和最低转速之比叫做调速X围，用字母D表示

在s通不变

Te根本上与sm

成正比，条件是气隙磁静差率 当系统在某一转速下运行时，负载由抱负空载增加到额定值所对应的转速降落nN，与抱负空载转速

2〕在不同的定子电流值时，按Us

f(

,Ism

函数关系掌握n0s

定子电压和频率，就能保持气隙磁通 恒定。转速反响掌握规律：P25转速反响闭环调速系统是一种的根本规律，各种不另加其他调整器的根本反响掌握系统都听从于这些规律。只用比例放器的反响掌握系统，其被调量是有静差的；反响系统的作用：抵抗挠动，听从给定；系统的精度依靠于给定和反响检测的精度。双闭环直流调速系统的起动过程三个阶段 P56阶段3〕转速调整阶段6．电力电子变压变频器的主要类型 P165交-直-交和交-交变压变频器120º导通型逆变器7．变压变频调速的根本掌握方式 P158-159比的掌握方式属于“恒转矩调速”“恒功率调速”三、问答题

m10．矢量掌握系统P206标反变换，就能够掌握异步电机了。〔代表磁动势〕的空间矢量，所以这样通过坐标变换实现的掌握系统就叫作矢量控制系统〔VectorControlSyste，11．转子磁链定向掌握P207现在d轴是沿着转子总磁链矢量的方向，并称之为Mq90°，即垂直于转子总磁链矢量，称之为T〔Torque〕轴。这样的两一样步旋转坐标系就具体规定为MT坐标系，即按转子磁链定向〔FieldOrientation〕的坐标系。12．直接转矩掌握系统P214直接转矩掌握系统简称DTC(DirectTorqueControl)系接掌握电机的电磁转矩，因而得名。为什么PWM-电动机系统比晶闸管-电动机〔V-M〕系统能够获得更好的动态性能？P11主电路线路简洁，需用的功率器件少；较小；低速性能好，稳速精度高，调速X围宽；调速系统的扰动源有哪些 P25负载变化的扰动〔Id变化；沟通电源电压波动的扰动〔Ks变化；

系统频带宽，动态响应快，动态抗扰力量强；适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；直流电源承受不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。放大器输出电压漂移的扰动〔p变化；温升引起主电路电阻增大的扰动〔R变化；

变化；

在双闭环直流调速系统中两个调整器作用是什么？ P591〕〔1〕转速调整器是调速系统的主导调整器，它使转速nPI调整器，则可实现无静差。〔2〕〔3〕其输出限幅值打算电机允许的最大电流。电流调整器作用：作为内环的调整器，在外环转速的调整过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压〔即外环调整器的输出量〕变化。对电网电压的波动起准时抗扰的作用。在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程。作用对系统的牢靠运行来说是格外重要的。比较单闭环调速和双闭环调速 P58动的性能要差一些。回来，抗扰性能大有改善。因此，在双闭环系统中，由电网电压波动引起的转速动态变化会比单闭环系统小得多。V-MP124-125V-M系统，假设两组装置的整流电压同时消灭，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，应当予以抑制或消退。或轻载时可工作在晶闸管装置的电流连续区，以避开电流断续引起的非线性对系统性能的影响。环流种类：在不同状况下，会消灭以下不同性质的环流：静态环流——两组可逆线路在肯定掌握角下稳定工作时消灭的环流，其中又有两类：直流平均环流——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——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——仅在可逆V-M系统处于过渡过程中消灭的环流。简述沟通变压调速系统的优缺点和适用场合 P145应用领域：1)2)3)特大容量、极高转速的沟通调速直流电机具有电刷和换相器因而必需常常检查修理、换向火花使直流电机的应用环境受到限制、以及换向力量限制了直流电机的沟通拖动掌握系统已经成为当前电力拖动掌握的主要进展方向。那样通过电枢电流施行敏捷的实时掌握。异步电动机调速方法有哪几种？其中哪些是转差功率消耗型的哪些是转差功率馈送型的哪些是转差功率不变型的？ P1461，23是是转差功率消耗型的，4是转差功率馈送型的，56是转差功率不变型的。在转差频率掌握的转速闭环变压变频调速系统中，静动态性能为什么还不能到达直流双闭环系统的水平？P190〔1〕在分析转差频率掌握规律时，是从异步电机稳态等效电路和稳态转矩公式动身的，所谓的“m

恒定”的结论也只在稳态状况下才能成立。在动态中m如何变化还没有深入争论，但确定不会恒定，这不得不影响系统的实际动态性能。1 〔2〕Usf(I)1 〔3〕=+，使频率得以与转速同步升降，这本是转差频率掌握的优点。然而，假设转速检测信号不准1 s了。直接转矩掌握〔DTC〕系统与矢量掌握〔VC〕系统不同的特点是什么？转矩和磁链的掌握承受双位式砰-砰掌握器，并在PWM 电压的SVPWM波形，从而避开了将定子电流分解成转矩和磁链重量，省去了旋转变换和电流掌握，简化了掌握器的构造。VC系统中那样选择转子磁链，这样一来，计算磁链的模型可以不受转子参数变化的影响，提高了掌握系统的鲁棒性。假设从数学模型推导按定子磁链掌握的规律，明显要比按转子磁链定向时简单，但是，由于承受了砰-砰掌握，这种简单性对掌握器并没有影响。以免损坏功率开关器件，因此实际的转矩响应的快速性也是有限的。从总体掌握构造上看，直接转矩掌握(DTC)系统和矢量掌握(VC)系统是全都的，都能获得较高的静、动态性能。二、分析题试分析有制动通路的不行逆PWM变换器工作过程 P12-13VT23VDVT23VDUg22E 2-+MVT11VD4Ug11C+s一般电动g10≤t≤ton期间，U为正，VT1导通，Ug2为负，VT2关断。此时，电源Usid沿图中的g11流通。g1 却不能马上VD2续VD2两端产生的压降给VT2g1 反压，使它失去导通的可能。

制动状态0tton期间，VT2关断，－id沿回路4经VD1续流，向电源回馈制动，与此同时，VD1两端压降钳住VT1使它不能导通。ton≤t≤T期间，Ug2变正，于是dVT2导通，反向电流i 沿回路3流通，产生能耗制动作用。d

轻载电动状态1 第1阶段，VD 续流电流–i 沿回路1 流通；2阶段，VT1id1流通；3阶段，VD2id2流通；阶段，VT2–id沿回路3流通。+UsVT142+UsVT142VTVD3Ug1A1+VD3-Ug3MBVT2VTVD4Ug22VD431Ug4正向运行：第1阶段在0≤t≤t 期间

U 为正，VT1、VT4

2t

U 为负，VT1、VT4on g1 g4 on g1 g4AB 导通，Ug2、Ug3为负，VT2、VT3截止，电流id沿回路1流通，电动机M两端电压U =+UAB 反向运行：

续流，并钳位使VT2、VT3保持截止，电流id沿回路2流通，电动机M两端电压U =–UAB on g3 2 3 1 4 1 4 第1阶段，在0≤t≤t 期间，U 、U 为负，VT、VT 截止，VD、VD 续流，并钳位使VT、VT 截止，电流AB on g3 2 3 1 4 1 4 AB 沿回路4流通，电动机M两端电压U = +UAB on 第2阶段，在t ≤t≤T期间，on

、U 为正，VT2、VT3导通，U

、U 为负，使VT、VT 保持截止，电流–i 沿g1g4 1 4 g33流通，电动机MUAB=–Usg1g4 1 4 g3泵升限压电路工作原理 P17-18++RbUs+CVTb过电压信号-在大容量或负载有较大惯量的系统中，不行能只靠电容器来

过逆变器的续流二极管向电容C充电，当中间直流回路的电压〕上升到肯定的限制值时，通过泵升限制电路使VTb便于散热，制动电阻器常作为附件单独装在变频器机箱外边。限制泵升电压，这时，可以承受以下图中的镇流电阻

来消耗VTb值时接通。

在泵升电压到达允许数以下图是双闭环直流调速系统电路原理图，表达其工作原理。P54-55电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。这就形成U+i R C+R C R i i

TA 了转速、电流双闭环调速系统。L 为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调整器一般U* RRP n 01

n ASR

0LMR

ACR+

LMGT VUPE

I +承受PI调整器。图中标出了两个调整器输入输出电压的实际dMR +0 + U*U n

0 + Uc

Ud2RP 2

极性，它们是依据电力电子变换器的掌握电压U 为正电压的情cnc+ 况标出的，并考虑到运算放大器的倒相作用。Idm图中，把转速调整器的输出当作电流调整器的输入，再用电UPE。从闭环构造上看，

的恒流过程。作用。以下图是变压变频异步电机APWMVVUVD11HBC12dUVD4V2d+i*aiaiV4-4L负载iiOt*图中，电流掌握器是带滞环的比较器，环宽为2h。将给定电流ia与输出电流 ia进展比较，电流偏差ia超过时h，经滞环HBC掌握逆变器A相上〔或下〕桥臂的功率器件动作。B、C 二相的原理图均与此一样。a a a 1假设，i<i* i*-i≥h，滞环掌握器HBC输出正电平，驱动上桥臂功率开关器件V a a a 1*a a a 增大。当增长到与相等时，虽然∆i=0，但HBC仍保持正电平输出，保持导通，使连续增大，直到到达i=i +h，i=–ha a a 1V1

，并经延时后驱动V 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4，4*4 4 a 2 a 通过二极管VD 续流，使VT 受到反向钳位而不能导通。此后，i渐渐减小，直到t=t 时，i=i -h4 4 a 2 a HBC 导通。这样，VT1VD4ia

*之间的偏差保持在±hX围内，在正弦

*ia

是格外接近正弦波的。以下图是转差频率掌握的转速闭环变压变频调速系统构造原理图，说明它的掌握原理。P189Is 1)频率掌握——转速调整器ASR的输出信号是转差频率给定

ASR

s 1

U Us sa 电

*，与实测转速信号相加，即得定子频率给定信号*，1s**1s

U 压PWM sb 型 U 逆

即 s 13~1 sc 变器

电压掌握——由 和定子电流反响信号I 从微机存储的1 sU=f( I)U*U*和FBS

s 1 s s s*四、计算题

掌握PWM1频电源。nnomax＝1500r/minnomin=150r/min，带额定负载时的转速降落∆nN=15r/min，且在不同转速下额定速降∆nNX围有多大？系统允许的静差率是多少？nDnmax

nN

15001511nmin

n

nN

15015s n 1510%n0min

150S≤2%，那么系统允许的静差速降是多少？假设开环系统的100r/min，则闭环系统的开环放大倍数是多大？1，D

nmax

150010则n nN

S 15002%3.06r/minnminn

150 10(12%)100op2，op

1则K

131.7n 3.06cl8r/min30，它的速降为多少？X围可以扩大多少倍？K 15;K1

30;K n1

;Kcl1 2

n

cl2同样负载扰动的条件下n与开环放大倍数加1成反比，则〔K1

/ K2

/n

cl1K 1 151n

1 n 84r/mincl2

K 2

301同样静差率的条件下调速X围与开环放大倍数加1成正比〔K / K1

/Dcl2Dcl2

K2

130