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矿大电力拖动自动控制系统 课后思考题答案及2013试卷
电力拖动自动控制系统-运动控制系统( 阮毅 陈伯时)课后思考题答案
第2 章
2-1 直流电动机有哪几种调速方法?各有哪些特点?
答:调压调速,弱磁调速,转子回路串电阻调速,变频调速。特点略。
2-2 简述直流 PWM 变换器电路的基本结构。
答:直流 PWM 变换器基本结构如图,包括 IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流
滤波后送 往直流 PWM 变换器,通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比,
来调节直流 PWM 变换 器输出电压大小,二极管起续流作用。
2-3 直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么?
答:脉动直流电压。
2=4 为什么直流 PWM 变换器- 电动机系统比 V-M 系统能够获得更好的动态性能?
答:直流 PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流 PWM 变换
器的时 间常数 Ts 等于其 IGBT 控制脉冲周期(1/fc),而晶闸管整流装置的时间常数 Ts
通常取其最大 失控时间的一半(1/ (2mf )。因 fc 通常为 kHz 级,而 f 通常为工频(50 或
60Hz ) 为一周内 ) ,m 整流电压的脉波数,通常也不会超过 20,故直流 PWM 变换器
时间常数通常比晶闸管整流装置时 间常数更小,从而响应更快,动态性能更好。
2=5 在直流脉宽调速系统中, 当电动机停止不动时, 电枢两端是否还有电压?电路中是
否还有电 流?为什么?
答:电枢两端还有电压,因为在直流脉宽调速系统中,电动机电枢两端电压仅取决于直流
PWM 变换器的输出。电枢回路中还有电流,因为电枢电压和电枢电阻的存在。
2-6 直流 PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用?如果二极管断路会产生什么后
果?
答:为电动机提供续流通道。若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过
电 压。
2-7 直流 PWM 变换器的开关频率是否越高越好?为什么?
答:不是。因为若开关频率非常高,当给直流电动机供电时,有可能导致电枢电流还未上
升 至负载电流时,就已经开始下降了,从而导致平均电流总小于负载电流,电机无法运转。
2-8 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。
2-9 在晶闸管整流器- 电动机开环调速系统中,为什么转速随负载增加而降低? 答:负载增
加意味着负载转矩变大,电机减速,并且在减速过程中,反电动势减小,于是电 枢电流增
大,从而使电磁转矩增加,达到与负载转矩平衡,电机不再减速,保持稳定。故负载 增加,
稳态时,电机转速会较增加之前降低。
2-10 静差率和调速范围有何关系?静差率和机械特性硬度是一回事吗?举个例子。
答:D= (nN/△n )(s/ (1-s )。静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度的,)
而机械特性硬度是用来衡量调速系统在负载变化下转速的降落的。
2-11 调速范围与静态速降和最小静差率之间有何关系?为什么必须同时提才有意义?
答:D= (nN/△n ) (s/ (1-s )。因为若只考虑减小最小静差率,则在一定静态速降下,允
许 ) 的调速范围就小得不能满足要求;而若只考虑增大调速范围,则在一定静态速降下,
允许的最 小转差率又大得不能满足要求。因此必须同时提才有意义。
2-12 转速单闭环调速系统有哪些特点?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,调节转速反馈系数是否能够改变转速?为什么?如果测速发电机的励磁
发生了变 化,系统有无克服这种干扰的能力?(已验证) 答:转速单闭环调速系统增加了
转速反馈环节(由转速检测装置和电压放大器构成) ,可获得比 开环调速系统硬得多的稳
态特性,从而保证在一定静差率下,能够提高调速范围。改变给定电压能改变电动机转速。
因为改变给定电压则改变实际转速反馈电压与给定电压的 偏差,从而改变电力电子变换器
的输出电压,即改变电动机的电枢电压,改变了转速。 调节转速反馈
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