文档介绍:第一章:闭环控制直流调速系统00000
1-1 为什么PWM-电动机系统比晶闸管-电动机系统可以获得更好动态性能?
答:PWM系统与V-M系统相比,在诸多方面有较大优越性:
(1) 主电路线路简朴,需用功率器件少;
(2) 开关频率高,电流容易持续,谐波少,电机损耗及发热都较小;
(3) 低速性能好,稳速精度高,调速范畴宽,可达1:10000左右;
(4) 若与迅速响应电动机配合,则系统频带宽,动态响应快,动态抗扰能力强;
(5) 功率开关器件工作在开关状态,导通损耗小,当开关频率恰当时,开关损耗也大,
因而装置效率较高;
(6) 直流电源采用不控整流时,电网功率因数比相控整流器高;
1-2 试分析有制动通路不可逆PWM变换器进行制动时,两个VT是如何工作。
答:如图P13,1-17,制动状态时,先减小控制电压,使Ug1正脉冲变窄,负脉冲变宽,从而使平均电枢电压Ud减少。但是,由于机电惯性,转速和反电动势还来不及变化,因而导致E>Ud,不久使电流id反向,VD2截止,在ton≤t<T时,Ug2变正,于是VT2导通,反向电流沿回路3流通,产生能耗制动作用。在T≤t<T+ton(即下一周期0≤t<Ton)时,VT2关断,-id沿回路4经VD1续流,向电源回馈制动,与此同步,VD1两端压降钳住VT1使它不能导通。在制动状态中,VT2和VD1轮流导通,而VT1始终是关断。
有一种特殊状态,即轻载电动状态,这时平均电流较小,以致在VT1关断后id经VD2续流时,还没有达到周期T,电流已经衰减到零,这时VD2两端电压也降为零,VT2便提前导通了,使电流反向,产生局部时间制动作用。
1-3 调速范畴和静差率定义是什么?调速范畴、静差速降和最小静差率之间有什么关系?为什么说“脱离了调速范畴,要满足给定静差率也就容易得多了”?
答:生产机械规定电动机提供最高转速和最低转速之比叫做调速范畴,用字母D表达,即:
当系统在某一转速下运营时,负载由抱负空载增长到额定值时所相应转速降落ΔnN与抱负空载转速n0之比,称作静差率s,即
。
调速范畴、静态速降和最小静差率之间关系是:
按上述关系可得出:D越小,s越小,D越大,s越大;D与s互相制约,因此说“脱离了调速范畴,要满足给定静差率也就容易得多了”。
1-4 某一调速系统,测得最高转速特性为,最低转速特性为,带额定负载时速度降落,且在不同转速下额定速降不变,试问系统可以达到调速范畴有多大?系统容许静差率是多少?
解:思路一:
系统可以达到调速范畴为:
系统容许静差率:
思路二:
系统容许静差率:
系统可以达到调速范畴为:
1-5 某闭环调速系统调速范畴是1500~150r/min,规定系统静差率,那么系统容许静态速降是多少?如果开环系统静态速降是100r/min,则闭环系统开环放大倍数应有多大?
解:由于:
,
因此系统容许静态速降:
又:
,,
故闭环系统开环放大倍数:
1-6 某闭环调速系统开环放大倍数为15时,额定负载下电动机速降为8r/min,如果将开环放大倍数提高到30,它速降为多少?在同样静差率规定下,调速范畴可以扩大多少倍?
解:由于:
因此:
K=30时,电动机在额定负载下速降为:
又由于:
因此在同样静差率规定下,且不变,D变化只与关于,即调速范畴D扩大了8/=。
1-7 某调速系统调速范畴D=20,额定转速,开环转速降落,若规定系统静差率由10%减少到5%,则系统开环增益将如何变化?
解:当静差率s=10%时,
当静差率s=5%时,
因而,若规定系统静差率由10%减少到5%,。
1-8 转速单闭环调速系统有那些特点?变化给定电压能否变化电动机转速?为什么?如果给定电压不变,调节测速反馈电压分压比与否可以变化转速?为什么?如果测速发电机励磁发生了变化,系统有无克服这种干扰能力?
答:(1)转速单闭环调速系统有如下三个基本特性:
① 只用比例放大器反馈控制系统,其被调量仍是有静差。
② 抵抗扰动,服从给定。
③ 系统精度依赖于给定和反馈检测精度。
(2)变化给定电压会变化电动机转速,由于反馈控制系统完全服从给定作用。
(3)如果给定电压不变,调节测速反馈电压分压比会变化转速,由于反馈信号与给定信号比较值发生了变化,破坏了原先平衡,调速系统就要继续