電力拖動自動控制系統(tǒng)直流調(diào)速課后思考題

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1、第2章2-1直流電動機有哪幾種調(diào)速方法？各有哪些特點？（調(diào)速指標）答：調(diào)壓調(diào)速，弱磁調(diào)速，轉子回路串電阻調(diào)速。特點略。2-2簡述直流PWM變換器電路的基本結構。（表2-3，P17主電路）答：直流PWM變換器基本結構如圖，包括IGBT和續(xù)流二極管。三相交流電經(jīng)過整流濾波后送往直流PWM變換器，通過改變直流PWM變換器中IGBT的控制脈沖占空比，來調(diào)節(jié)直流PWM變換器輸出電壓大小，二極管起續(xù)流作用。2-3直流PWM變換器輸出電壓的特征是什么？答：脈動直流電壓。2=4為什么直流PWM變換器-電動機系統(tǒng)比T-M系統(tǒng)能夠獲得更好的動態(tài)性能？答：PWM開關頻率快

2、、周期短。直流PWM變換器和晶閘管整流裝置均可看作是一階慣性環(huán)節(jié)。其中直流PWM變換器的時間常數(shù)Ts等于其IGBT控制脈沖周期（1/fc），而晶閘管整流裝置的時間常數(shù)Ts通常取其最大失控時間的一半（1/（2mf））。因fc通常為kHz級，而f通常為工頻（50或60Hz），m為一周內(nèi)整流電壓的脈波數(shù)，通常也不會超過20，故直流PWM變換器時間常數(shù)通常比晶閘管整流裝置時間常數(shù)更小，從而響應更快，動態(tài)性能更好。2=5在直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，當電動機停止不動時，電樞兩端是否還有電壓？電路中是否還有電流？為什么？答：電樞兩端還有電壓，因為在直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，電

3、動機電樞兩端電壓僅取決于直流PWM變換器的輸出。電樞回路中還有電流，因為電樞電壓和電樞電阻的存在。2-6直流PWM變換器主電路中反并聯(lián)二極管有何作用？如果二極管斷路會產(chǎn)生什么后果？答：為電動機提供續(xù)流通道。若二極管斷路則會使電動機在電樞電壓瞬時值為零時產(chǎn)生過電壓。電樞電壓不可控，無法調(diào)速2-7直流PWM變換器的開關頻率是否越高越好？為什么？答：不是。受器件約束。因為若開關頻率非常高，當給直流電動機供電時，有可能導致電樞電流還未上升至負載電流時，就已經(jīng)開始下降了，從而導致平均電流總小于負載電流，電機無法運轉。2=8泵升電壓是怎樣產(chǎn)生的？對系統(tǒng)有何影響？

4、如何抑制？答：泵升電壓是當電動機工作于回饋制動狀態(tài)時，由于二極管整流器的單向導電性，使得電動機由動能轉變?yōu)榈碾娔懿荒芡ㄟ^整流裝置反饋回交流電網(wǎng)，而只能向濾波電容充電，造成電容兩端電壓升高。泵升電壓過大將導致電力電子開關器件被擊穿。應合理選擇濾波電容的容量，或采用泵升電壓限制電路。2-9在晶閘管整流器-電動機開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，為什么轉速隨負載增加而降低？答：負載增加意味著負載轉矩變大，電機減速，并且在減速過程中，反電動勢減小，于是電樞電流增大，從而使電磁轉矩增加，達到與負載轉矩平衡，電機不再減速，保持穩(wěn)定。故負載增加，穩(wěn)態(tài)時，電機轉速會較增加之前降低。2

5、-10靜差率和調(diào)速范圍有何關系？靜差率和機械特性硬度是一回事嗎？舉個例子。答：D=（nN/△n）（s/（1-s））。不是一回事。靜差率是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負載變化下轉速的穩(wěn)定度的，而機械特性硬度是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負載變化下轉速的降落的。2-11調(diào)速范圍與靜態(tài)速降和最小靜差率之間有何關系？為什么必須同時提才有意義？答：D=（nN/△n）（s/（1-s））。因為若只考慮減小最小靜差率，則在一定靜態(tài)速降下，允許的調(diào)速范圍就小得不能滿足要求；而若只考慮增大調(diào)速范圍，則在一定靜態(tài)速降下，允許的最小轉差率又大得不能滿足要求。因此必須同時提才有意義。2=12轉速

6、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有哪些特點？改變給定電壓能否改變電動機的轉速？為什么？如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)轉速反饋系數(shù)是否能夠改變轉速？為什么？如果測速發(fā)電機的勵磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無克服這種干擾的能力？（已驗證）答：轉速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)增加了轉速反饋環(huán)節(jié)（由轉速檢測裝置和電壓放大器構成），可獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而保證在一定靜差率下，能夠提高調(diào)速范圍。改變給定電壓能改變電動機轉速。因為改變給定電壓則改變實際轉速反饋電壓與給定電壓的偏差，從而改變電力電子變換器的輸出電壓，即改變電動機的電樞電壓，改變了轉速。調(diào)節(jié)轉速反饋系數(shù)能改變給定電壓能改變轉速。U*

7、=na。若測速發(fā)電機勵磁發(fā)生變化，則反饋電壓發(fā)生變化，當給定電壓一定時，則電壓偏差發(fā)生變化，從而轉速改變。故系統(tǒng)無克服測速發(fā)電機勵磁發(fā)生變化干擾的能力。2=13為什么用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無靜差的？在轉速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，當積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓△U=0時，調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少？它決定于哪些因素？答：因為積分調(diào)節(jié)器能在電壓偏差為零時仍有穩(wěn)定的控制電壓輸出，從而克服了比例調(diào)節(jié)器必須要存在電壓偏差才有控制電壓輸出這一比例控制的調(diào)速系統(tǒng)存在靜差的根本原因。當積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓為零時，調(diào)節(jié)器輸出電壓應為一個恒定的積分終值。它取決于輸入偏差量在積分時

8、間內(nèi)的積累，以及積分調(diào)節(jié)器的限幅值。2=14在無靜差轉速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測