電力拖動自動控制系統(tǒng)思考題答案

1、第2章三、思考題21直流電動機(jī)有哪幾種調(diào)速方法？各有哪些特點？答：調(diào)壓調(diào)速，弱磁調(diào)速，轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速，變頻調(diào)速。特點略。22簡述直流PWM變換器電路的基本結(jié)構(gòu)。答：直流PWM變換器基本結(jié)構(gòu)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。23直流PWM變換器輸出電壓的特征是什么？答：脈動直流電壓。24

2、為什么直流PWM變換器電動機(jī)系統(tǒng)比VM系統(tǒng)能夠獲得更好的動態(tài)性能？答：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（1fc），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為一周內(nèi)），m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

3、應(yīng)更快，動態(tài)性能更好。25在直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電動機(jī)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，電動機(jī)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。26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(jī)提供續(xù)流通道。若二極管斷路則會使電動機(jī)在電樞電壓瞬時值為零時產(chǎn)生過電壓。27直流P

4、WM變換器的開關(guān)頻率是否越高越好？為什么？答：不是。因為若開關(guān)頻率非常高，當(dāng)給直流電動機(jī)供電時，有可能導(dǎo)致電樞電流還未上升至負(fù)載電流時，就已經(jīng)開始下降了，從而導(dǎo)致平均電流總小于負(fù)載電流，電機(jī)無法運(yùn)轉(zhuǎn)。2=8泵升電壓是怎樣產(chǎn)生的？對系統(tǒng)有何影響？如何抑制？答：泵升電壓是當(dāng)電動機(jī)工作于回饋制動狀態(tài)時，由于二極管整流器的單向?qū)Т穑阂驗榉e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

5、比例控制的調(diào)速系統(tǒng)存在靜差的根本原因。當(dāng)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(yīng)為一個恒定的積分終值。它取決于輸入偏差量在積分時間內(nèi)的積累，以及積分調(diào)節(jié)器的限幅值。214在無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測速發(fā)電機(jī)精度的影響？為什么？答：仍然受影響。因為無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)只是實現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)誤差為零，因此若給點電源發(fā)生偏移，或者測速發(fā)電機(jī)精度受到影響而使反饋電壓發(fā)生改變，系統(tǒng)仍會認(rèn)為是給定或轉(zhuǎn)速發(fā)生改

6、變，從而改變轉(zhuǎn)速，以達(dá)到電壓偏差為零。215在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)下列參數(shù)發(fā)生變化時系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用？為什么？（已驗證）（1）放大器的放大系數(shù)Kp。（2）供電電網(wǎng)電壓Ud。（3）電樞電阻Ra。（4）電動機(jī)勵磁電流If。（5）轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α。答：（1）有。假設(shè)Kp減小，則控制電壓減小，則電力電子變換器輸出減小，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降；而電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則反饋電壓減小，則偏差電壓增大，則控制電壓增大，則轉(zhuǎn)速上升。（2）有。不解釋

7、。（3）有。不解釋。（4）有。不解釋。（5）沒有。不解釋。216在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突減負(fù)載后又進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，此時晶閘管整流裝置的輸出電壓Ud較之負(fù)載變化前是增加、減少還是不變？在無靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突加負(fù)載后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時轉(zhuǎn)速n和整流裝置的輸出電壓Ud是增加、減少還是不變？（已驗證）答：（1）Ud減小。因負(fù)載減小，轉(zhuǎn)速上升，反饋電壓增加，給定電壓一定，偏差電壓減小，控制電壓減小，故輸出電壓減小。（2）n不變，Ud增加。轉(zhuǎn)

8、速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速僅取決于給定電壓，故不變；略。一、可以作為填空題或簡答題的21簡述直流電動機(jī)的調(diào)速方法。答：直流調(diào)速系統(tǒng)常以（調(diào)壓調(diào)速）為主，必要時輔以（弱磁調(diào)速），以（擴(kuò)大調(diào)速范圍），實現(xiàn)（額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)速）。22直流調(diào)壓調(diào)速主要方案有（GM調(diào)速系統(tǒng)，VM調(diào)速系統(tǒng)，直流PWM調(diào)速系統(tǒng)）。23VM調(diào)速系統(tǒng)的電流脈動和斷續(xù)是如何形成的？如何抑制電流脈動？答：整流器輸出電壓大于反電動勢時，電感儲能，電流上升，整流器輸出電壓小于反電動勢時