电力拖动自动控制系统-运动控制系统-阮毅-陈伯时思考题和课后习题答案样本

电力拖动自动控制系统•运动控制系统（阮毅陈伯时）课后答案包括思考题和课后习题第章2直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？2-1答调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速特点略简述直流变换器电路的基本结构2-2PWM答直流变换器基本结构如图，包括和续流二极管三PWM IGBT相交流电经过整流滤波后送往直流变换器，经过改变直流PWM PWM变换器中的控制脉冲占空比，来调节直流变换器输出电压IGBT PWM大小，二极管起续流作用直流变换器输出电压的特征是什么？2-3PWM答脉动直流电压为什么直流变换器-电动机系统比系统能够获得更好的2=4PWM V-M动态性能？答直流变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节其PWM中直流变换器的时间常数等于其控制脉冲周期（）,PWM TsIGBT1/fc而晶闸管整流装置的时间常数一般取其最大失控时间的一半（Ts1/（）因一般为级，而一般为工频（或）为一2mf fckHz f5060Hz周内），m整流电压的脉波数，一般也不会超过20,故直流PWM变换器时间常数一般比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好作状态（未验证）答电动机堵转则转速恒为零，在一定的给定下，偏差电压相当大,从而使迅速达到饱和，又电动机转速由于转轴堵死无法提升，故ASR ACR无法退饱和，因此系统处于饱和状态ASR双闭环直流调速系统中，给定电压不变，增加转速负反馈系数3-3Un*系统稳定后转速反馈电压和实际转速是增加、减小还是不变？a,Un n（已验证）答转速反馈系数增加，则转速反馈电压增加，给定a Un电压则转速偏差电压减小，则给定电压减小，则控制电Un*,ASR Ui*压减小，则转速减小；转速减小，则转速反馈电压减小，直Uc nn Un到转速偏差电压为零；故稳态时转速反馈电压不变，且实际转速Un n减小双闭环直流调速系统调试时，遇到下列情况会出现什么现象（未3-4经过验证，求姐）

（1）电流反馈极性接反

（2）转速极性接反答

（1）由于电流环的正反馈作用，电枢电流将持续上升，转速上升飞快，电动机飞车

（2）由于转速环的正反馈作用,ACR无法退饱和，电动机转速持续恒流上升某双闭环调速系统，、均采用调节器，调试中怎样才3-5ASR PIACR能做到时，如欲使时,应调Uim*=6V Idm=20A;Un*=10V n=1000rpm,什么参数？答（）调节电流反馈系数（）调节转速反馈系数10=032a=

0.01o在转速、电流双闭环直流调速系统中，若要改变电动机的转速,应3-6调节什么参数？改变转速调节器的放大倍数行不行？（二=|||）改Kn变电力电子变换器的放大倍数行不行？改变转速反馈系数行不Ks a行？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数？答一般能够调节给定电压改变和都不行，因为转速电流双Kn Ks闭环直流调速系统对前向通道内的阶跃扰动均有能力克服也能够改变但目的一般是为了获得更理想的机械特性若要改变堵转电流，应a,调节电流反馈系数6转速电流双闭环直流调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差3-7电压和输出电压各是多少？为什么？答输入偏差电压皆是零因为系统无静差则输出电压ASR Ui*=Ui=输出电压=见£Id=£IdL;ACR Uc=UdO/Ks P62O在双闭环系统中，若速度调节器改为比例调节器，或电流调节器改3-8为比例调节器，对系统的稳态性能影响如何？答速度调节器对阶跃扰动的静差由变为（）,或电流调节01/1+Kn器对阶跃扰动的静差由变为（）,而对斜坡扰动的静差变得01/1+Kc更大从下述五个方面来比较转速电流双闭环直流调速系统和带电流截3-9止负反馈环节的转速单闭环直流调速系统（）调速系统的静态特性1

（2）动态限流性能

（3）起动的快速性

（4）抗负载扰动的性能

（5）抗电源电压波动的性能方.口•根据和的作用，回答（均为）（已验证）（）3-10ASR ACRPIR1双闭环系统在稳定运行中，如果电流反馈信号线断开，系统仍能正常工作吗？

（2）双闭环系统在额定负载下稳定运行时，若电动机突然失磁，最终电动机会飞车吗？答

（1）稳态时转速不变,电流减小

（2）不会飞车，而是停转

一、能够作为填空题或简答题的为了实现（电流的实时控制和快速跟随），希望电流调节器（不要）3-1进入饱和状态，因此，对于静特性来说，只有（转速调节器的饱和与不饱和两种情况）O当两个调节器都不饱和且稳态时，它们的输入偏差电压分别为（）3-20O当输出（达到限幅值）,转速外环呈（开环状态），转3-3ASR Uim*速变化对转速环（不会）产生影响，双闭环系统变成一个（电流无静差的单电流闭环调节系统）稳态时,

（二）Id1dm电流限幅值取决于（电动机的容许过载能力和系统要求的最大3-41dm加速度）简述采用两个调节器分别形成内外闭环的效果答双闭环直流3-5PI调速系统的静特性在负载电流小于时表现为转速无静差，此时转1dm速负反馈起主要调节作用当负载电流达到时,对应于转速调节器1dm为饱和输出此时电流调节器起主要调节作用，系统表现为电流无Uim*,静差，起到过电流的自动保护作用简述的退饱和条件答当处于饱和状态时，若实际转3-6ASR ASR速大于给定转速，则反馈电压大于给定电压，使偏差电压小于零，则反向积分，从而退饱和，返回线性调节状态简述转速电流负ASR3-7反馈控制电流调速系统起动过程简述双闭环直流调速系统起动633-8过程的特点饱和非线性控制；转速超调；隹时间最优控制双闭环直流调速系统的抗扰性能主要包括抗负载扰动；抗电网电3-9压扰动简述双闭环直流调速系统中转速调节器的作用答作为主导调3-10节器，在转速动态过程中，使转速快速跟随给定电压变化，稳态时减小转速误差，采用可实现无静差对负载变化其抗扰作用其输PIR出限幅值决定电动机允许最大电流简述双闭环直流调速系统中电流调节器的作用答作为内环调3-11节器，在转速调节过程中，使电流紧紧跟随给定电流变化对电网电压波动起及时抗扰作用在转速动态过程中，保证获得电动机最大允许电流，从而加快动态过程当电动机过载或堵转时，限制电枢电流最大值，起快速的自动保护作用一旦故障消失，系统立即自动恢复正常

二、公式和特性稳态时二

1.P62Un*Un=a n=a n0Ui*=Ui=6Id=0IdLUc=UdO/Ks=Cen+IdR/Ks=CeUn*/a+IdR/Ks.转速反馈系数2a=Un*m/nm.电流反馈系数.转速电流反馈控制直流调速系统-系3£=Ui*m/Idm1统原理图.转速电流反馈控制直流调速系统-稳态结构图转速电

23.流反馈控制直流调速系统-动态结构图.时间最优的理想过渡过程

1.双闭环直流调速系统静特性第章24

一、能够作为填空题或简答题的直流可逆调速系统中当电动机停止时，电枢电压瞬时值（）4-1PWM零，是（正负脉宽相等的交变脉冲电压），故（电流也是交变的），称为（高频微振电流），其平均值为（），不能产生（平均转矩）高频微振电流对电机有何影响？答消除电机正反向时的静摩擦死4-2区，起动力润滑作用同时也增大了电机的损耗

二、公式和特性.双极式控制可逆变换器输出电压平均值（）1PWM Ud=2ton/T-l.调速系统四象限运行-示意图.桥式可逆变换器电路-原Us12PWM理图.桥式可逆调速系统主电路-原理图3PWM第章5对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大？电机机械特性5-1越软调速范围越大吗？答带恒转矩负载工作时，普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为本来就不大，因此调速范围也不大降压调速时，0ssm,sm机械特性变软，但不变，故调速范围不变sm异步电动机变频调速时，为何要电压协调控制？在整个调速范围内，5-2保持电压恒定是否可行？为何在基频以下时，采用恒压频比控制，而在基频以上保持电压恒定？答因为定子电压频率变化时，将导致气隙磁通变化，影响电动机工作在整个调速范围内，若保持电压恒定，则在基频以上时，气隙磁通将减少，电动机将出力不足；而在基频以下时，气隙磁通将增加，由于磁路饱和，励磁电流将过大，电动机将遭到破坏因此保持电压恒定不可行在基频以下时，若保持电压不变，则气隙磁通增加，由于磁路饱和，将使励磁电流过大，破坏电动机，故应保持气隙磁通不变，即保持压频比不变，即采用恒压频比控制；而在基频以上时，受绕组绝缘耐压和磁路饱和的限制，电压不能随之升高，故保持电压恒定异步电动机变频调速时，基频以下和基频以上分别属于恒功率还是5-3恒转矩调速方式？为什么？所谓恒功率或恒转矩调速方式,是否指输出功率或转矩恒定？若不是，那么恒功率和恒转矩调速究竟是指什么？答在基频以下调速，采用恒压频比控制，则磁通保持恒定，又额定电流不变，故允许输出转矩恒定，因此属于恒转矩调速方式在基频以下调速，采用恒电压控制，则在基频以上随转速的升高，磁通将减少，又额定电流不变，故允许输出转矩减小，因此允许输出功率基本保持不变，属于恒功率调速方式恒功率或恒转矩调速方式并不是指输出功率或输出转矩恒定，而是额定电流下允许输出的功率或允许输出的转矩恒定基频以下调速能够是恒压频比控制，恒定子磁通、恒气隙磁通5-4“ms和恒转子磁通的控制方式，从机械特性和系统实现两个方面分0m“mr析与比较四种控制方法的优缺点答恒压频比控制最容易实现，其机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，能满足一般调速要求，低速时需适当提高定子电压，以近似补偿定子阻抗压降恒定子磁通（、恒气隙磁通和恒转子磁通pms0m（的控制方式均需要定子电压补偿，控制要复杂一些恒定子磁通pmr电和恒气隙磁通的控制方式虽然改进了低速性能，但机械特ms（pm性还是非线性的，仍受到临界转矩的限制恒转子磁通（控制方式pmr能够获得和直流她励电动机一样的线性机械特性，性能最佳常见的交流有三种控制方式，分别为、和5-5PWM SPWMCFPWM论述它们的基本特征及各自的优缺点答略SVPWM,分析控制中，环宽对电流波动与开关频率的影响答5-6CFPWM h略三相异步电动机联结，能否将中性点与直流侧参考点短接为什5-7Y么？答不宜因为当电动机发生故障或不正常运行时其中性点可能会有不平衡电流流过当三相异步电动机由正弦对称电压供电，并达到稳态时，能够定义5-8电压相量、电流相量等，用于分析三相异步电动机的稳定工作状U I态节定义的空间矢量、与相量有何区另在正弦稳态时，两,545us isU者有何联系？答空间矢量位置固定（如空间矢量固定在相绕组轴线上），uAO A但大小随时间变化；而相量大小是不变的（如有效值相量其大小即为稳态时的有效值），但位置随相角变化稳态时，空间矢量相当于一种相角固定的瞬时值相量采用控制，用有效工作电压矢量合成期望的输出电压，5=9SVPWM由于期望输出电压矢量是连续可调的，因此，定子磁链矢量轨迹能够是圆，这种说法是否正确？为什么？答不正确尽管期望输出电压矢量是连续的，然而其作用时间是断续的，因此定子磁链矢量只能是断续的总结转速闭环转差频率控制系统的控制规律，若（）设5-10Us=f col,Is置不当，会产生什么影响？一般说来，正反馈系统是不稳定的，而转速闭环转差频率控制系统具有正反馈的内环，系统却能稳定，为什么？答

一、能够作为填空题或简答题的简述矢量控制的基本思想5-1答将逆变器和交流电动机视为一体，以在电机内产生圆形旋转磁场为目标来控制变频器工作异步电动机变压变频调速系统中，基频以下调速采用（恒压频比）5-2控制，称为（恒转矩）调速；基频以上采用（保持电压不变）控制，称为（近似的恒功率调速）为什么？略六拍式逆变器控制的异步电动机正六边形定子磁链的大小与（直流5-3侧电压）成正比，而与（电源角频率）成反比在基频以下调速时，Ud应（保持正六边形定子磁链的最大值恒定）若直流侧电压恒定，Ud则越小时，越大，势必导致（（））增大因此，要保持31At|%s kI正六边形定子磁链不变，必须使为常数,这意味着在变频的同时Ud/col必须调节直流电压造成了控制的复杂性有效的方法是（插入零矢Ud,量）简述转差频率控制的基本思想答保持（气隙磁通不5-40m变）的前提下，经过控制（转差频率

①s）来控制（转矩）5-5转差频率控制变压变频调速系统经过（最大转差频率）间接限制（了最大的允许电流）与直流调速系统相似，转差频率控制变压变频调速系统起动过程5-6分为（转矩上升）（恒转矩、升速）与（转速调节）三个阶段:在恒转矩升速阶段，（）不参与调节，相当于（转速开环），在正反馈ASR内环作用下，保持（加速度恒定）；转速超调后，（退出饱和），ASR进入（转速调节阶段），最后达到稳态简述转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统起动过程答5-7转矩上升阶段恒转矩升速阶段转速调节

二、公式和特性公式

1.略.异步电动机等效电路图.交-直-交电压源型变频器主电路12PWM（各个元件作用需知）.转速开环变压变频调速系统-系统原理图.34转速闭环转差频率控制变压变频调速系统-系统原理图.异步电动机1调压调速机械特性.异步电动机转子2串阻调速机械特性.异步电动机变压变频调速机械特性.异34步电动机变压变频调速控制特性第章6

一、能够作为填空题或简答题的异步电动机的动态数学模型是一个（高阶、非线性、强耦合）的（多6-1变量）系统异步电动机的动态数学模型由（磁链方程、电压方程、转矩方程、6-2运动方程）组成异步电动机每个绕组的磁链是（自感磁链）和（互感磁链）之和6-3绕组间的互感分为哪几类？答定子三相彼此之间和转子三相彼此6-4之间的互感，因其位置固定，故为常值定子任一相与转子任一相之间的互感，因其相对位置变化，故为（角位移）的函数为什么说异步电动机的三相原始数学模型不是物理对象最简洁的描6-5述？答由异步电动机三相数学模型的约束条件（）可知，对于无中性线联结绕组的电动机，三相变量中只有两相是独立的Y/Y不同坐标系中电动机模型等效的原则是（在不同坐标下绕组所产6-6生的合成磁动势相等）三相绕组能够用（互相独立的两相正交对称绕组）等效代替,等效6-7的原则是（）O6-8坐标变换有（3/2变换及其反变换）和（2r/2s变换及其反变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2=5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变换器的输出电枢回路中还有电流，因为PWM电枢电压和电枢电阻的存在直流变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断2-6PWM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直流变换器的开关频率是否越高越好？为什么？2-7PWM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，电机无法运转泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？2-8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经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2-9而降低？答负载增加意味着负载转矩变大，电机减速，而且在减速过程中，反电动势减小，于是电枢电流增大，从而使电磁转换）O异步电动机经过坐标变换简化其数学模型时，若以静止正交坐标为6-9变换方向，定转子绕组的变换方式有何不同？答异步电动机定子绕组是静止的，因此只要进行（3/2变换）即可，而转子绕组是旋转的，因此必须经过（3/2变换）及（2r/2s变换），才能变换到（静止两相正交坐标系）（变换）将（按加/分布的三相绕组）等效为（互相垂直的6-103/223两相绕组），消除了（定子三相绕组间）以及（转子三相绕组间）的相互耦合，减小了状态变量的维数，简化了定转子的自感矩阵（变换）将（相对运动的定转子绕组）等效为（相对静止的6-112r/2s等效绕组），消除了（定转子绕组间夹角对磁链和转矩的影响）（变换）将非线性耦合矛盾从磁链方程转移到电压方程，没6-122r/2s有改变对象的（非线性耦合程度）6-13（2s/2r变换）是用（旋转绕组）代替（原来静止的定子绕组），并使等效的转子绕组与等效的定子绕组（重合），且保持（严格同步），等效后定转子绕组间（不存在）相对运动（静止正交坐标系动态数学模型）一＞（旋转正交坐标系动态数学6-14模型）转速为（）O6-15旋转正交坐标系的优点在于（增加了一个输入量口1,提高了系统控制的自由度）

二、公式和特性.异步电动机三相动态数学模型1磁链方程+电压方程+转矩方程+运动方程+约束条件习题解答（供参考）习题二系统的调速范围是要求静差率那么系

2.21000〜100”min,s=2%,统允许的静差转速降是多少=1000X

0.02/10X

0.98=

2.04rpm系统允许的静态速降为小帆

2.04某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为为最

2.3max=1500〃min,低转速特性为带额定负载时的速度降落且在不同%n=150r/min,A^=15r/min,转速下额定速降不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？解1）调速范围O=扪（均指额定负载情况下）max/min1500—15=1485max=〃0max-A“N=—150—15—135〃min—Wmin-O=%/〃min=1485/135=11静差率2）s=A®/%=15/150=10%n直流电动机为

2.4PN=74kW,UN=220V,I=378A,n=1430r/min,NN相控整流器内阻采用降压调速当生产机Ra=

0.023Q Rrec=

0.022Q械要求时，求系统的调速范围如果时，则系统的调速s=20%s=30%范围又为多少？？解综Ce=U-IRDI=220-378x

0.023/1430=

0.1478V/^mN N力帆An=IR/Ce=378x

0.023+

0.022/

0.1478=115ND=nS/[Anl-5]=1430x

0.2/[l15x1-

0.2]=

3.1ND=nS/[\ny-5]=1430X

0.3/[l15X1-

0.3]=

5.33N某龙门刨床工作台采用调速系统已知直流电动机

2.5V-M班=主电路总电阻=60W,UN=220V,/N=305A1000〃min,R=

0.18Q,Ce=

0.2V*min/r,求当电流连续时，在额定负载下的转速降落八电为多少？1开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率%多少？2若要满足的要求，额定负载下的转速降落跳又为多3D=20,s5%A少？解1=7^x7/C^=305x

0.18/

0.2=

274.5r/min2S=△〃/%=

274.5/1000+

274.5=

21.5%N八〃=3nS/[Dl-s]=1000x

0.05/[20x

0.95]=

2.63r/minN有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压、

2.6U=

8.W比例调节器放大系数舂、晶闸管装置放大系数勺=、反馈系数，=215=

0.7求输出电压力；若把反馈线断开，力为何值？开环时的输出电压:12是闭环是的多少倍？若把反馈系数减至＞当保持同样的输出3=

0.35,电压时，给定电压应为多少？U解1U=KKUl/I+KKy=2X15X

8.8/l+2x15x

0.7=12Vd ps ps开环输出电压是闭环的倍2U4=

8.8x2x15=264V,22々/勺3U=41+0=12xl+2xl5x

0.35/2xl5=

4.6V某闭环调速系统的调速范围是要求系统的静

2.71500r/min〜150r/min,差率小那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速5%,降是则闭环系统的开环放大倍数应有多大？解WOr/min,1D=ns/^{\-sN N10=1500x2%7^x98%An=1500x2%/98%xl0=

3.06r/min/v2K=An/An-1=100/

3.06-1=

31.7op cl某闭环调速系统的开环放大倍数为时，额定负载下电动机的速

2.815降为如果将开环放大倍数提高到它的速降为多少在同样静8r/min,30,差率要求下，调速范围能够扩大多少倍？解\n=1+K\n=1+15x8=128op cl如果将开环放大倍数提高到则速降为30,里加\n=/1+K=128/1+30=

4.13cl在同样静差率要求下,能够扩大△心倍D/A%=L937有一调速系统电动机参数

2.9V-M P=

2.2kW,U=220V,I=

12.5A,N NN电枢电阻电枢回路电抗器电阻整流n=1500r/min,Ra=

1.5Q,RL=

0.8Q,N装置内阻触发整流环节的放大倍数要求系统满足调Rrec=L0Q Ks=35速范围静差率D=20,S=10%计算开环系统的静态速降加叩和调速要求所允许的闭环静态速降1Ana采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的原理图和静态结构图2调整该系统参数，使当时,则转速负反馈系数3Un*=15V II,n=nN,『N应该是多少？a计算放大器所需的放大倍数4解1n=U-IxR/CN Na e=C=220-

12.5x

1.5/1500=

201.25/1500=

0.134Vmin/ren=“N-*4/Gn△%“=I xRJ C,=

12.5x

3.3/

0.134=

307.836r/minN\n=ns/01-5=1500x10%/20*90%=

8.33r/minN N因此，\n=

8.33/7mincl2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2-10吗？举个例子答:静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转D=nN/Ans/1-so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2-11时提才有意义？答:因为若只考虑减小最小静差率，则在一定静D=nN/Ans/1-so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2-12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系数而不改变给定电压能改变转速因为改变转速反馈系数则改变实际转速反馈电压，而给定电压不变，则电压偏差改变，从而电力电子变换器输出电压改变，即电动机电枢电压改变，转速改变若测速发电机励磁发生变化，则反馈电压发生变化，当给定电压一定时，则电压偏差发生变化，从而转速改变故系统无克服测速发电机励磁发生变化干扰的能力为什么用积分控制的调速系统是无静差的？在转速单闭环调速系2-13统中，当积分调节器的输入偏差电压△1；=时，调节器的输出电压是多少？它决定于哪些因素？答因为积分调节器能在电压偏差为零时仍有稳定的控制电压输出，从而克服了比例调节器必须要存在电压偏差才有控制电压输出这一比例控制的调速系统存在静差的根本原因当积分调节器的输入偏差电压为零时，调节器输出电压应为一个恒定的积分终值它取决于输入偏差量在积分时间内的积累，以及积分调节器的限幅值在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度是否还受给定2-14电源和测速发电机精度的影响？为什么？答依然受影响因为无静差转速单闭环调速系统只是实现了稳态误差为零，因此若给点电源发生偏移，或者测速发电机精度受到影响而使反馈电压发生改变，系统仍会认为是给定或转速发生改变，从而改变转速，以达到电压偏差为零在转速负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列参数发生变2-15化时系统是否有调节作用？为什么？（已验证）

（1）放大器的放大系数（）供电电网电压（）电枢电阻（）电动Kp2Udo3Ra4o机励磁电流（）转速反馈系数Ifo5a o答

（1）有假设Kp减小，则控制电压减小，则电力电子变换器输出减小，则电动机转速下降；而电动机转速下降，则反馈电压减小，则偏差电压增大，则控制电压增大，则转速上升

（2）有不解释

（3）有不解释

（4）有不解释

（5）没有不解释在转速负反馈单闭环有静差调速系统中，突减负载后又进入稳定2-16运行状态，此时晶闸管整流装置的输出电压较之负载变化前是增加、Ud减少还是不变？在无静差调速系统中，突加负载后进入稳态时转速n和整流装置的输出电压Ud是增加、减少还是不变？（已验证）答

（1）减小因负载减小，转速上升，反馈电压增加，给定电压一定，偏Ud差电压减小，控制电压减小，故输出电压减小（）不变,增加2n Ud转速负反馈调速系统转速仅取决于给定电压，故不变；略闭环2-17调速系统有哪些基本特征？它能减少或消除转速稳态误差的实质是什么

一、能够作为填空题或简答题的简述直流电动机的调速方法答直流调速系统常以（调压调速）2-1为主，必要时辅以（弱磁调速），以（扩大调速范围），实现（额定转速以上调速）直流调压调速主要方案有（调速系统，调速系统，直流2-2G-M V-M调速系统）PWM调速系统的电流脉动和断续是如何形成的？如何抑制电流脉2-3V-M动？答整流器输出电压大于反电动势时，电感储能，电流上升,整11-12流器输出电压小于反电动势时，电感放能，电流下降整流器输出电压为脉动电压，时而大于反电动势时而小于，从而导致了电流脉动当电感较小或电动机轻载时，电流上升阶段电感储能不够大，从而导致当电流下降时，电感已放能完毕、电流已衰减至零,而下一个相却尚未触发，于是形成电流断续看图简述调速系统的最大失控时间2-4P14V-M答时刻某一对晶闸管被触发导通，触发延迟角为在时14tl a1,t2tl刻，控制电压发生变化，但此时晶闸管已导通，故控制电压的变化对它已不起作用，只有等到下一个自然换向点时刻到来时，控制电压t3才能将正在承受正电压的另一对晶闸管在触发延迟角后导通a2t3-t2即为失控时间，最大失控时间即为考虑时的失控时间简述12nl2-5调速系统存在的问题答:整流器晶闸管的单向导电性导致的V-M16电动机的不可逆行性整流器晶闸管对过电压过电流的敏感性导致的电动机的运行不可靠性整流器晶闸管基于对其门极的移相触发控制的可控性导致的低功率因数性2-6简述不可逆PWM变换器（无制动电流通路与有制动电流通路）各个工作状态下的导通器件和电流通路调速时一般以电动机的（额定转速）作为最高转速（调17-182-72-8速范围）和（静差率）合称调速系统的（稳态性能指标）一个调2-8速系统的调速范围，是指（在最低转速时还能满足所需静差率的转速可调范围）简述转速反馈控制的直流调速系统的静特性本质答O2-9在闭环系统中，每增加（或减少）一点负载,就相应地提高（或降低）一点电枢电压，使电动机在新的机械特性下工作因此闭环系统的静特性本质上就是无数开环机械特性上各取一个相应的工作点连接而成的（）简述比例反馈控制的规律答:比例控制的反馈控制系统2-1是（被调量有静差）的控制系统；反馈控制系统的作用是（抵抗前向通道的扰动，服从给定）；反馈系统的精度依赖于（给定和反馈检测的精度）简述积分控制规律2-11答积分控制能够使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速比例调节器和积分调节器有何不同？2-12答比例调节器的输出只取决于（输入偏差的现状），而积分调节器的输出则包含了（输入偏差量的全部历史）简述比例积分控制规2-13律答比例部分能（迅速响应控制作用），积分部分则（最终消除稳态偏差）微机控制的调速系统有什么特点答（信号离散化，2-14信息数字化）旋转编码器分为哪几种各有什么特点？答绝对2-15式编码器常见语检测转角信号，若需要转速信号，应对转角微分增量式编码器可直接检测转速信号2-16数字测速方法有哪些精度指标？答（分辨率，测速误差率）采用旋转编码器的数字测速方法有（）高低全为2-17M,T,M/T2-18什么积分需限幅？答若没有积分限幅，积分项可能很大，将产生较大的退饱和超调简述带电流截止负反馈环节转速反馈调速系统机械特性的特2-19点答电流负反馈的作用相当于在主电路中串入一个大电阻导致KpKsR,当时，机械特性急剧下垂；比较电压与给定电压作Id=Idcr UcomUn*用一致，相当于把理想空载转速提高到nO=KpKsUn*+Ucom/Cel+K

二、公式和特性.整流电压平均值兀1UdO=m/7iUmsinm/cos a单相全波/三相半波/三相全波Um/m_—M2U2/M2U2/M6U2/2/3/6调速系统机械特性方程:

2.V-M n=UdO-IdR/Ce.晶闸管整流器最大失控时间:3Tsmax=l/mf.调速范围定义式:4D=nmax/nmin.静差率定义式:5s=An/n闭环静特性与开环静特性

6.ncl=UdOcl-IdR/Ce=KpKsUn*-IdR/Ce1+Knop=UdOop-IdR/Ce=KpKsUn*-IdR/Ce.调速范围，静差率和额定速降之间的关系式开环和闭环

7.转速反馈控制直流调速系D_=nN/An_s/l-s Ancl=Anop/1+K8统的定义式及表示式.临界开环放大倍数K K=KpKs a/Ce9Kcr=TmTl+Ts+TsA2/TlTsK T1=L/R|.各种数字测速方法其分辨率和测速误差Tm=G»2R/375CeCm10率表示式nM=60Ml/ZTc|QM=60/ZTc|6M=1/M1|nT=60f0/ZM2|QT=ZnA2/60f0-Zn|d T=1/M2-1|nMT=60f0M｛低速高速一1/ZM2=nTM1|QMT=60/ZTc=QM|5MT=-5T|3连续式算式.位置式算M|

11.PI ut=Kpet+l/T J0_tetdt12PI式:uk=Kpek+Tsam/^i=0_kei

13.增量式PI算式△T调速-系统原理uk=uk-uk-1=Kpek-ek-1+Tsam/r ekl.V-M图无制动和有制动直流变换器-电动机-电路原理图.转

2.PWM3速负反馈直流调速系统-系统原理图.转速负反馈直流调速系统-静4态结构图.转速负反馈直流调速系统-动态结构图.带电流截止负56反馈的闭环直流调速系统-静态结构图.有制动电流通路的不可逆1变换器-直流电动机系统各工作状态下的电压和电流波形.带PWM2电流截止负反馈比例控制闭环直流调速系统-静特性第章3

三、思考题在恒流起动过程中，电枢电流能否达到最大值为什么？答3-11dm不能因为恒流升速过程中，电流闭环调节的扰动是电动机的反电动势，是一个线性渐增的斜坡扰动量，而电流闭环采用的调节器对斜PI坡扰动无法消除静差，故略低于Id1dm由于机械原因，造成转轴堵死，分析双闭环直流调速系统的工3-2。