电力自动控制系统zhai
- 格式:doc
- 大小:2.17 MB
- 文档页数:6
电气自动化控制系统电气自动化控制系统是一种应用于工业生产和设备控制的技术,通过电气信号和自动化设备的配合,实现对生产过程的自动化控制和监测。
本文将详细介绍电气自动化控制系统的定义、组成、工作原理、应用领域和优势。
一、定义电气自动化控制系统是指利用电气信号和自动化设备,对工业生产过程进行自动化控制和监测的系统。
它通过传感器感知生产过程中的各种参数,并将这些参数转化为电信号,再通过控制器对信号进行处理和判断,最终通过执行器实现对生产设备的控制。
二、组成电气自动化控制系统主要由传感器、控制器、执行器和通信网络组成。
1. 传感器:用于感知生产过程中的各种参数,如温度、压力、流量等。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
2. 控制器:负责对传感器采集到的信号进行处理和判断,并根据预设的控制策略发出控制信号。
常见的控制器有PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分散控制系统)等。
3. 执行器:根据控制器发出的控制信号,对生产设备进行控制。
常见的执行器有电动阀门、电动机、气动执行器等。
4. 通信网络:用于传输传感器采集到的信号和控制器发出的控制信号。
常见的通信网络有以太网、现场总线等。
三、工作原理电气自动化控制系统的工作原理可以分为传感器采集、控制器处理和执行器控制三个步骤。
1. 传感器采集:传感器感知生产过程中的各种参数,并将其转化为电信号。
例如,温度传感器感知到的温度值会转化为电压或者电流信号。
2. 控制器处理:控制器接收传感器采集到的信号,并根据预设的控制策略进行处理和判断。
例如,当温度超过预设值时,控制器会发出控制信号。
3. 执行器控制:执行器接收控制器发出的控制信号,并对生产设备进行相应的控制。
例如,当控制器发出开启信号时,电动阀门会打开,控制流体的流动。
四、应用领域电气自动化控制系统广泛应用于各个行业的工业生产和设备控制领域。
以下是几个常见的应用领域:1. 创造业:电气自动化控制系统可以实现对生产线的自动化控制,提高生产效率和产品质量。
电力自动化控制系统的原理及应用研究摘要:电力系统运行的稳定性和安全性与电力系统控制技术密切相关。
在现代信息技术和移动通信技术发展的关键时期,相关人员将现代技术应用于电力系统建设的具体环节,逐步建立电力自动控制系统,确保电力系统的正常运行。
关键词:电力自动化;控制系统;原理;应用研究1 电力自动化控制系统的概述1.1 基本要求自动化电力管理系统是集发电、输电、变电、配电等功能于一体的现代化生产和能源消费系统。
将自然能源转化为科技手段,充分利用电力系统控制系统,完成电力的输送和使用,为当地相关业务的发展和发展提供充足的能源。
电力在现代社会的发展中起着至关重要的作用。
在电力系统运行过程中,能量的转换和传输主要体现在电力线、变电站等基站上,起到了合理配置当地电源的作用。
电力自动化管理系统的开发和实施,极大地提高了能源转换、分配和供应的效率和效益,为能源企业生产高效运营创造了经济效益,实现了电网与能源系统的联动,改善能源环境,扩大能源系统效率,不断改善发电、变电、配电和配电的流动性。
1.2 工作原理随着电力自动控制系统的运行,现代能源管理技术主要用于有效控制电力的产生和传输,了解电力的自动调节和传输,衡量电力流量控制的效果,进行规范。
运输和能源消耗的目标,以及确保自动电源管理。
一般操作和系统稳定性。
自动化系统控制系统主要包括三个方面:电力的实时监测和传输,站和变电站的控制和控制,电力负荷压力。
在系统运行过程中,主要体现在计算机上,为电力行业提高了供电和输电效率,增强了经济效益。
自动化电力管理系统的可持续运行基于移动工作场所、远程监控站、性能管理站和数据分析站。
在现实世界中,能源系统中的工作人员正在设置三相间隔。
间隔层为光电感应开关,由连接单元和智能工作箱组成。
在每个操作间,都采用远程网络监控技术实时监控电力传输,受影响人员必须仔细分析操作系统和电力数据信息,以确保这些远程操作系统的正常运行,提高电力转换效率和效率。
自动控制系统在电力系统中的应用自动控制系统一直以来都在电力系统中扮演着重要的角色。
它们通过监控和调节电力设备和过程,提高了电力系统的稳定性和可靠性。
本文将探讨自动控制系统在电力系统中的应用,并讨论其优势和挑战。
一、引言自动控制系统是一种通过电子、计算机和通信技术实现的自动化系统。
它由传感器、执行器、控制器和通信网络组成,能够根据预设的目标自主地调节系统参数。
在电力系统中,自动控制系统被广泛应用于发电、输电和配电环节,以保证电力系统的稳定运行。
二、发电控制系统发电控制系统是电力系统中最重要的一部分。
它通过监测和控制发电机的运行参数,确保发电过程的安全和稳定。
自动控制系统可以实时监测发电设备的电流、电压、功率因数等关键指标,并通过控制器调整发电机的输出功率。
此外,自动控制系统还能自动启动和停机发电机,根据电力系统的负荷变化进行动态调整,提高发电效率。
三、输电控制系统输电控制系统是电力系统中的另一个重要组成部分。
它主要负责将发电厂产生的电能从发电厂送至用户。
自动控制系统通过监测输电线路的电流、电压和功率等参数,实现优化的电能传输。
它能够实时检测输电线路的负荷情况,并自动调整电流和电压以保持在安全范围内。
此外,自动控制系统还能检测和隔离故障线路,提高电力系统的可靠性。
四、配电控制系统配电控制系统用于将输电系统的电能分发至终端用户。
它通过监测和控制配电设备,确保电能的稳定供应。
自动控制系统能够实时监测配电设备的状态,并进行自动切换和分配电能。
它还能快速检测故障,并自动隔离故障设备以保护其他设备的正常运行。
通过自动控制系统,电力系统可以实现远程监控和管理,提高运行效率和可管理性。
五、自动化技术带来的优势自动控制系统的应用为电力系统带来了诸多优势。
首先,它提高了电力系统的稳定性和可靠性。
自动控制系统能够实时监测和调节电力设备和过程,避免因人为误操作而导致的故障。
其次,它提高了电力系统的效率和节能性。
自动控制系统能够根据实时的负荷情况进行动态调整,避免无效的能量损耗。
电力系统及自动化控制技术电力系统及自动化控制技术是指利用计算机和相关设备对电力系统进行监测、控制和管理的一种技术手段。
电力系统是现代工业和生活的重要基础设施,而自动化控制技术则是对电力系统进行自动化运行和控制的关键技术。
电力系统的自动化控制技术广泛应用于电力生产、传输、配电和用电等环节,能够提高电力系统的可靠性、稳定性和经济性。
电力系统是由发电机组、变电站、输电线路和配电网络等组成的一个复杂的系统。
传统的电力系统主要依靠人工操作来进行运行和控制,然而人工操作存在着效率低、安全隐患大等问题。
而自动化控制技术的应用可以实现对电力系统的实时监测、故障检测和智能控制,提高了电力系统的自动化程度和运行效率。
电力系统的自动化控制技术主要包括以下几个方面的内容:1. 监测与测量技术:通过安装传感器和测量设备,对电力系统的电量、电压、电流、功率等相关参数进行实时监测和测量。
监测与测量数据可以为电力系统的运维提供准确的依据,同时也是自动化控制的基础。
2. 信息通信技术:利用计算机、通信网络和传感器等技术手段,实现电力系统的信息传输和数据共享。
信息通信技术可以将分布在不同位置的电力设备连接起来,形成统一的网络,方便对电力系统的监控和控制。
3. 自动化控制技术:利用计算机和相关设备,对电力系统的运行进行实时监控和控制。
自动化控制技术可以根据电力系统的实时运行状态和负荷变化,自动调整发电机组的出力,实现对电力系统的稳定运行。
4. 故障检测与恢复技术:通过故障检测和故障隔离等手段,及时发现电力系统中的故障,并采取相应的措施进行恢复。
故障检测与恢复技术可以减少电力系统的停电时间,提高用户的供电可靠性。
5. 人机界面技术:设计友好的人机界面,方便用户对电力系统进行监测和控制。
人机界面技术可以使用户通过图像、声音等方式直观地了解电力系统的运行状态,进行操作指令的输入和执行。
电力系统及自动化控制技术对于提高电力系统的安全性、可靠性和经济性具有重要意义。
配电网运行管理中的电力自动化系统技术随着社会的不断发展,电力系统的规模和复杂程度也在不断增加。
为了提高配电网的可靠性、安全性和经济性,电力自动化系统技术在配电网运行管理中发挥着越来越重要的作用。
电力自动化系统技术运用了现代信息技术和智能控制技术,实现了配电网的智能化运行管理,为电力系统的安全稳定运行提供了强有力的支持。
一、电力自动化系统的概念电力自动化系统是指利用现代控制技术、通信技术和计算机技术,对电力系统进行智能化控制和管理的系统。
它是在传统的电力系统基础上,引入了大量先进的信息技术和智能控制技术,对电力系统进行全面的监控、保护、调度和故障处理,使得电力系统的运行更加智能化、自动化和可靠化。
电力自动化系统包括了智能电网、SCADA系统、远动系统、自动化装置、智能终端等多种功能模块,通过这些功能模块之间的互联互通,实现对配电网全面的监测、调度和控制。
它可以实现对电力系统的远程监控和控制,对电力设备的状态进行实时监测和分析,提高了对电力系统的管理水平和运行效率。
1. 智能电网技术智能电网技术是电力自动化系统的核心技术之一,它主要包括了智能感知、智能传输、智能配电、智能控制和智能服务等功能模块。
通过智能电网技术的应用,可以实现电力系统的智能化运行管理,监测全面、快速、准确,减少电力系统的损耗,提高电力系统的可靠性和稳定性。
2. SCADA系统3. 远动系统远动系统是利用通信技术和智能控制技术,实现对电力设备的远程监控和控制。
远动系统可以实现对变电站、配电站、开关设备等设备的远程监测和控制,及时发现和处理设备的故障,提高了电力系统的运行效率和安全性。
4. 自动化装置自动化装置是利用现代控制技术,对电力设备进行智能化控制和管理的装置。
它可以根据电力系统的负载变化,自动调整电力设备的运行状态,保证电力系统的运行在最佳状态下。
自动化装置可以实现对电力系统的自动化调度和智能化控制,大大提高了电力系统的运行效率和可靠性。
自动化控制系统在电力行业中的应用随着科技的不断发展,自动化控制系统在电力行业中得到了越来越广泛的应用。
它可以通过全自动化控制方式,提高电力系统的稳定性,降低生产成本,提高生产效率。
本文将详细介绍自动化控制系统在电力行业中的应用及其优点。
一、自动化控制系统在电力行业中的应用主要分为三个方面:发电系统的控制、输电系统的控制和配电系统的控制。
1、发电系统的控制自动化控制系统在电力发电系统中主要负责以下几个方面的任务:(1)启动和停止发电机组,根据电网负荷的变化合理分配发电机组。
(2)监控发电机组各项参数,及时发现发电机组异常现象并进行处理。
(3)控制发电机组的调节系统,使其维持电网频率、电压等参数恒定。
(4)根据电网需求和发电能力的大小及时调整负荷,并保证最大限度地利用发电能力。
2、输电系统的控制自动化控制系统在输电系统中主要负责以下几个方面的任务:(1)监测线路、变电站等设备的运行状态,及时发现故障,并为快速修复故障提供帮助。
(2)实时更新电网的状态,包括电网负荷、电压、电流等参数,及时发现电网异常现象并进行处理。
(3)根据电网负荷变化及时调整输电线路的电流和电压。
(4)对大功率负荷进行控制和优化,以减少输电损耗和电网压降。
3、配电系统的控制自动化控制系统在配电系统中主要负责以下几个方面的任务:(1)监测各个配电设备的运行状态,保证电能按时供应,避免停电事故的发生。
(2)根据用户需求,根据负荷变化及时调整配电设备的状态。
(3)防止电能被非法盗用,减少供电损失。
(4)保障用户人身安全和设备的完好性,防止因配电设备的故障而引发安全事故。
二、自动化控制系统在电力行业中的优点自动化控制系统在电力行业中的应用可以带来诸多优点,这些优点包括以下几个方面:1、提高电力系统的稳定性自动化控制系统可以快速、准确地监测电力系统的运行状态,及时检测故障和异常情况,防止电力系统因故障而失稳。
2、降低生产成本自动化控制系统可以提高电力系统的自动化程度,减少人工干预,降低生产成本,提高生产效率。
电气自动控制系统分析电气自动控制系统是一种用于控制和监视电气设备、机器和工艺流程的系统,它能够通过传感器和执行器实现自动化和远程控制。
电气自动控制系统广泛应用于工业生产、交通运输、建筑物管理等领域,对提高生产效率、降低能耗、保障安全生产具有重要作用。
本文将从系统架构、工作原理和应用领域等方面对电气自动控制系统进行分析。
一、系统架构电气自动控制系统通常由传感器、控制器和执行器组成。
传感器用于采集被控对象的实时参数,如温度、压力、速度等,将采集到的信号转化为电信号送至控制器。
控制器根据传感器反馈的信号进行数据处理,根据预设的控制策略生成控制信号,通过执行器对被控对象进行调节。
执行器包括电机、阀门、开关等,能够根据控制信号实现对被控对象的控制。
电气自动控制系统通常还包括人机界面和通信网络,用于操作控制系统和监视被控对象的状态。
二、工作原理电气自动控制系统的工作原理是基于反馈控制的闭环控制。
传感器不断采集被控对象的参数,并将这些参数反馈给控制器进行处理。
控制器根据传感器反馈的信息与设定值进行比较,计算出误差,并据此调整控制信号,使被控对象的实际参数逐渐接近设定值。
通过反复调节执行器的控制信号,使被控对象保持在设定状态,实现控制系统对被控对象的自动调节和监控。
三、应用领域电气自动控制系统在工业自动化领域有着广泛的应用。
在制造业中,电气自动控制系统能够实现对生产设备的自动控制,提高生产效率和产品质量。
在交通运输领域,电气自动控制系统能够实现对交通信号、车辆行驶路线的智能控制,提高交通运输效率和安全性。
在建筑物管理领域,电气自动控制系统能够实现对空调、照明、电梯等设备的自动控制,降低能耗,提高建筑物的舒适性和安全性。
电气自动控制系统还在能源、环保、医疗等领域有着重要的应用价值。
电气自动控制系统是一种能够实现对电气设备、机器和工艺流程的自动化控制与监测的系统,它在工业生产、交通运输、建筑物管理等领域有着广泛的应用。
电力系统自动化控制引言:随着科技的不断发展和应用,电力系统自动化控制已经成为现代电力领域中不可或缺的重要组成部分。
这项技术的涉及范围十分广泛,不仅包括电力生产、输送、配电等方面,还涉及到电力设备的监控、故障诊断以及系统优化等诸多方面。
本文将从电力系统自动化控制的基本概念、发展历程、技术框架、应用领域等方面进行探讨,以期能够全面、深入地了解这一领域的相关内容。
一、基本概念与背景介绍电力系统自动化控制是指利用先进的信息技术手段,对电力系统的各种运行状态、运行参数进行实时监测、自动控制和故障诊断,以提高电力系统的运行效率、稳定性和安全性的技术体系。
电力系统自动化控制的出现,极大地提高了电力系统的自动化程度,使得电力系统的运行更加智能化、高效化。
二、发展历程与技术框架1. 发展历程:电力系统自动化控制的发展经历了多个阶段。
初期阶段,主要运用了远动技术,实现电力设备的远程控制和监测。
随着信息技术的不断进步,电力系统自动化控制逐渐由分散控制向集中控制发展,系统实现了更高级别的智能化。
近年来,随着大数据和人工智能的快速发展,电力系统自动化控制得到了进一步的创新和应用。
2. 技术框架:电力系统自动化控制的技术框架主要包括以下几个方面:(1)远动技术:通过远程通信技术,实现对电力设备的远程监测和控制。
(2)智能监测技术:运用传感器、数据采集与传输技术,实时监测电力系统的各项参数。
(3)故障诊断技术:利用智能算法和大数据分析技术,对电力系统中的故障进行快速诊断和处理。
(4)预测与优化技术:通过大数据分析和机器学习等技术手段,对电力负荷进行预测,并进行合理的优化调度。
三、应用领域与前景展望电力系统自动化控制的应用领域非常广泛,涵盖了电力生产、输电、配电等方方面面。
在电力生产方面,自动化控制技术能够实现发电机组的自动控制和调度,提高设备的利用率和效率;在输电方面,通过智能监测技术,可以实时监测输电线路的负荷和电压变化,及时预防潜在风险;在配电方面,自动化控制技术可以实现对各级变电站的远程控制和监测,提高供电的可靠性和稳定性。
自动控制系统的优缺点及其在电气工程中的应用场景自动控制系统(Automatic Control System)是指通过传感器对被控对象进行实时监测和测量,再根据预先设定的规则或算法,通过执行器对被控对象进行调节和控制的系统。
它在电气工程领域中具有广泛的应用,并且具有一系列的优点和缺点。
本文将从这两个方面来探讨自动控制系统,并讨论它在电气工程中的应用场景。
一、优点1.1 精确性高自动控制系统能够实时感知和测量被控对象的状态,并根据设定的控制规则进行精确的控制。
它能够快速而准确地调节被控对象的参数,使得系统能够保持稳定的工作状态。
这在需要高精度控制的电气工程项目中尤为重要,比如机器人控制、精密仪器控制等。
1.2 自动化程度高自动控制系统能够自主地进行监测和控制,无需人工干预。
这种自动化程度的提高,大大减轻了人力成本和工作负担,提高了生产效率。
在电气工程中,自动控制系统广泛应用于工业生产线、电力系统、交通管理等领域,实现了生产过程的自动化管理和控制。
1.3 灵活性强自动控制系统具有很高的灵活性和扩展性。
它可以根据具体的控制需求进行灵活的调整和扩展,适应不同的工程项目。
这使得它在电气工程领域中广泛应用于不同的场景,满足了不同的控制要求。
二、缺点2.1 成本较高自动控制系统涉及到传感器、执行器、控制算法等多个组成部分,因此成本较高。
特别是在一些复杂的电气工程项目中,系统的安装、维护和升级等方面的费用都需要考虑进去。
这对于一些预算有限的项目来说,可能会成为一种制约因素。
2.2 可靠性不足自动控制系统是一种高度复杂的系统,它依赖于传感器、执行器、控制算法等多个环节的协同工作。
一旦其中一个环节发生故障,整个系统的稳定性和可靠性都会受到影响。
在电气工程中,一些关键控制系统的失效可能会导致严重的事故和损失,因此确保自动控制系统的可靠性是一个重要的挑战。
三、应用场景自动控制系统在电气工程中有着广泛的应用场景。
以下列举几个常见的应用场景:3.1 电力系统电力系统是自动控制系统的重要应用领域之一。
电力自动控制系统zhai电力自动控制系统在现代电力工业中起着越来越重要的作用。
随着电网规模的不断扩大和电力负荷的增加,电力系统的设备数量和复杂性不断上升,要保证电力系统的稳定运行,就需要借助高效的自动控制系统。
本文将从介绍电力自动控制系统的定义、特点、应用范围以及发展趋势等方面进行详细论述。
一、电力自动控制系统的定义电力自动控制系统(Electric Power Automatic Control System, EPACS)是指以计算机技术和电力自动化技术为基础,通过设计一系列控制策略,实现电力系统在不同负荷、不同故障状态下的自动控制和保护。
简单来说,它是一个集电力自动化、计算机控制、通信技术等于一体的电力自动化系统。
二、电力自动控制系统的特点1.高可靠性电力自动控制系统的一个最主要的特点就是其高可靠性。
它可以通过设置多个备用设备来保证电力系统的稳定运行。
当某一设备出现故障时,自动控制系统可以及时自动转换到备用设备上,避免负荷的中断或频繁的切换,保障电力系统的连续供电。
2.高效性电力自动控制系统采用自动化技术,通过将各个元件联系在一起,实现系统的自动控制和操作。
它可以实现快速的故障侦测和分析,及时进行故障处理,保障电力系统的正常运行。
3.灵活性电力自动控制系统具有很强的灵活性。
它可以根据电力系统的运行情况,自动调整电压、频率等参数,保证电力负载的正常运行。
同时,它还可以实现不同载荷和负荷条件下的控制策略,以适应不同的电力系统需求。
三、电力自动控制系统的应用范围电力自动控制系统已被广泛应用于各种电力系统中,包括发电厂、变电站以及配电线路等。
其中,电力自动控制系统主要应用于以下领域:1.电力系统的监测和控制。
2.电力系统的保护和故障检测。
3.电力系统的稳定性分析和优化。
4.电力系统的能量管理和节约。
5.电力系统的信息化建设。
四、电力自动控制系统的发展趋势未来,电力自动控制系统的发展趋势将主要体现在以下几个方面:1.智能化电力自动控制系统将应用更先进的人工智能和机器学习技术,实现智能化的控制和优化。
1.直流电机调速的方法P1(1)调节电枢供电电压U;(2)减弱励磁磁通Φ;(3)改变电枢回路电阻R。
2.解释泵升电压P17对于PWM变换器中的滤波电容,其作用除滤波外,还有当电机制动时吸收运行系统动能的作用。
由于直流电源靠二极管整流器供电,不可能回馈电能,电机制动时只好对滤波电容充电,这将使电容两端电压升高,称作―泵升电压‖。
3.稳态性能指标P191) 调速范围生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围,用字母 D 表示2)静差率当系统在某一转速下运行时,负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落∆n N,与理想空载转速n0 之比,称作静差率s4.转速反馈控制规律:P25 转速反馈闭环调速系统是一种基本的反馈控制系统,它具有以下三个基本特征,也就是反馈控制的基本规律,各种不另加其他调节器的基本反馈控制系统都服从于这些规律。
1)只用比例放器的反馈控制系统,其被调量是有静差的;2)反馈系统的作用:抵抗挠动,服从给定;3)系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。
5.双闭环直流调速系统的起动过程三个阶段P561) 电流上升阶段2)恒流升速阶段3)转速调节阶段6.电力电子变压变频器的主要类型P1651)交-直-交和交-交变压变频器2)电压源型和电流源型逆变器3)180º导通型和120º导通型逆变器7.变压变频调速的基本控制方式P158-1591)基频以下调速:采用恒值电动势频率比的控制方式或恒压频比的控制方式属于―恒转矩调速‖2)基速以上调速:属于―恒功率调速‖8.正弦波脉宽调制(SPWM)技术P170以正弦波作为逆变器输出的期望波形,以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波(Carrier wave),并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波(Modulation wave),当调制波与载波相交时,由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻,从而获得在正弦调制波的半个周期内呈两边窄中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波。
9.转差频率控制规律:P1891)在s smωω≤,转矩Te基本上与sω成正比,条件是气隙磁通不变2)在不同的定子电流值时,按(,)s sm sU f Iω=函数关系控制定子电压和频率,就能保持气隙磁通mφ恒定。
10.矢量控制系统P206既然异步电机经过坐标变换可以等效成直流电机,那么,模仿直流电机的控制策略,得到直流电机的控制量,经过相应的坐标反变换,就能够控制异步电机了。
由于进行坐标变换的是电流(代表磁动势)的空间矢量,所以这样通过坐标变换实现的控制系统就叫作矢量控制系统(Vector Control System),11.转子磁链定向控制P207现在d轴是沿着转子总磁链矢量的方向,并称之为M (Magnetization)轴,而q 轴再逆时针转90°,即垂直于转子总磁链矢量,称之为T(Torque)轴。
这样的两相同步旋转坐标系就具体规定为M,T 坐标系,即按转子磁链定向(Field Orientation)的坐标系。
12.直接转矩控制系统P214直接转矩控制系统简称DTC ( Direct Torque Control) 系统,是继矢量控制系统之后发展起来的另一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。
在它的转速环里面,利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩,因而得名。
三、问答题1.为什么PWM-电动机系统比晶闸管-电动机(V-M)系统能够获得更好的动态性能?P111)主电路线路简单,需用的功率器件少;2)开关频率高,电流容易连续,谐波少,电机损耗及发热都较小;3)低速性能好,稳速精度高,调速范围宽;4)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,当开关频率适当时,开关损耗也不大,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。
2.调速系统的扰动源有哪些P25(1)负载变化的扰动(使Id变化);(2)交流电源电压波动的扰动(使Ks变化);(3)电动机励磁的变化的扰动(造成Ce 变化);(4)放大器输出电压漂移的扰动(使Kp变化);(5)温升引起主电路电阻增大的扰动(使R变化);(6)检测误差的扰动(使α变化)3.在双闭环直流调速系统中两个调节器作用是什么?P591)转速调节器作用:(1)转速调节器是调速系统的主导调节器,它使转速n 很快地跟随给定电压变化,稳态时可减小转速误差,如果采用PI调节器,则可实现无静差。
(2)对负载变化起抗扰作用。
(3)其输出限幅值决定电机允许的最大电流。
2)电流调节器作用:(1)作为内环的调节器,在外环转速的调节过程中,它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压(即外环调节器的输出量)变化。
(2)对电网电压的波动起及时抗扰的作用。
(3)在转速动态过程中,保证获得电机允许的最大电流,从而加快动态过程。
(4)当电机过载甚至堵转时,限制电枢电流的最大值,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。
这个作用对系统的可靠运行来说是十分重要的。
4.比较单闭环调速和双闭环调速 P581)在单闭环调速系统中,电网电压扰动的作用点离被调量较远,调节作用受到多个环节的延滞,因此单闭环调速系统抵抗电压扰动的性能要差一些。
2) 双闭环系统中,由于增设了电流内环,电压波动可以通过电流反馈得到比较及时的调节,不必等它影响到转速以后才能反馈回来,抗扰性能大有改善。
因此,在双闭环系统中,由电网电压波动引起的转速动态变化会比单闭环系统小得多。
*5.可逆V-M 系统中的环流定义、危害、利用和种类P124-1251)环流的定义:采用两组晶闸管反并联的可逆V-M 系统,如果两组装置的整流电压同时出现,便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流,称作环流,2)危害:一般地说,这样的环流对负载无益,徒然加重晶闸管和变压器的负担,消耗功率,环流太大时会导致晶闸管损坏,因此应该予以抑制或消除。
3)利用:只要合理的对环流进行控制,保证晶闸管的安全工作,可以利用环流作为流过晶闸管的基本负载电流,使电动机在空载或轻载时可工作在晶闸管装置的电流连续区,以避免电流断续引起的非线性对系统性能的影响。
4)环流种类:在不同情况下,会出现下列不同性质的环流:(1)静态环流——两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流,其中又有两类:⏹ 直流平均环流——由晶闸管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。
⏹ 瞬时脉动环流——两组晶闸管输出的直流平均电压差为零,但因电压波形不同,瞬时电压差仍会产生脉动的环流,称作瞬时脉动环流。
(2)动态环流——仅在可逆V-M 系统处于过渡过程中出现的环流。
6.简述交流变压调速系统的优缺点和适用场合 P145应用领域:1)一般性能的节能调速 2)高性能的交流调速系统和伺服系统 3)特大容量、极高转速的交流调速直流电机具有电刷和换相器因而必须经常检查维修、换向火花使直流电机的应用环境受到限制、以及换向能力限制了直流电机的容量和速度等缺点日益突出起来,用交流可调拖动取代直流可调拖动的呼声越来越强烈,交流拖动控制系统已经成为当前电力拖动控制的主要发展方向。
许多在工艺上需要调速的生产机械过去多用直流拖动,鉴于交流电机比直流电机结构简单、成本低廉、工作可靠、维护方便、惯量小、效率高,如果改成交流拖动,显然能够带来不少的效益。
但是,由于交流电机原理上的原因,其电磁转矩难以像直流电机那样通过电枢电流施行灵活的实时控制。
7.异步电动机调速方法有哪几种?其中哪些是转差功率消耗型的,哪些是转差功率馈送型的,哪些是转差功率不变型的? P146①降电压调速;②转差离合器调速;③转子串电阻调速;④绕线电机串级调速或双馈电机调速;⑤变极对数调速;⑥变压变频调速等等。
其中1,2和3是是转差功率消耗型的,4是转差功率馈送型的,5和6是转差功率不变型的。
8.在转差频率控制的转速闭环变压变频调速系统中,静动态性能为什么还不能达到直流双闭环系统的水平?P190 (1)在分析转差频率控制规律时,是从异步电机稳态等效电路和稳态转矩公式出发的,所谓的―保持磁通 Φm恒定‖的结论也只在稳态情况下才能成立。
在动态中 Φm如何变化还没有深入研究,但肯定不会恒定,这不得不影响系统的实际动态性能。
(2)U s = f (ω1 , I s ) 函数关系中只抓住了定子电流的幅值,没有控制到电流的相位,而在动态中电流的相位也是影响转矩变化的因素。
(3)在频率控制环节中,取 ω1 = ωs+ ω ,使频率得以与转速同步升降,这本是转差频率控制的优点。
然而,如果转速检测信号不准确或存在干扰,也就会直接给频率造成误差,因为所有这些偏差和干扰都以正反馈的形式毫无衰减地传递到频率控制信号上来了。
9.直接转矩控制(DTC )系统与矢量控制(VC )系统不同的特点是什么?1)转矩和磁链的控制采用双位式砰-砰控制器,并在 PWM 逆变器中直接用这两个控制信号产生电压的SVPWM 波形,从而避开了将定子电流分解成转矩和磁链分量,省去了旋转变换和电流控制,简化了控制器的结构。
2)选择定子磁链作为被控量,而不象VC 系统中那样选择转子磁链,这样一来,计算磁链的模型可以不受转子参数变化的影响,提高了控制系统的鲁棒性。
如果从数学模型推导按定子磁链控制的规律,显然要比按转子磁链定向时复杂,但是,由于采用了砰-砰控制,这种复杂性对控制器并没有影响。
3)由于采用了直接转矩控制,在加减速或负载变化的动态过程中,可以获得快速的转矩响应,但必须注意限制过大的冲击电流,以免损坏功率开关器件,因此实际的转矩响应的快速性也是有限的。
从总体控制结构上看,直接转矩控制(DTC)系统和矢量控制(VC)系统是一致的,都能获得较高的静、动态性能。
二、分析题1.试分析有制动通路的不可逆PWM 变换器工作过程 P12-13s1)一般电动在0 ≤ t ≤ ton 期间, U g1为正,VT 1导通, Ug2为负,VT 2关断。
此时,电源电压U s 加到电枢两端,电流 i d 沿图中的回路1流通。
在 t on ≤ t ≤ T 期间, U g1和U g2都改变极性,VT 1关断,但VT 2却不能立即导通,因为i d 沿回路2经二极管VD 2续流,在VD 2两端产生的压降给VT 2施加反压,使它失去导通的可能。
2)制动状态在 0 ≤ t ≤ t on 期间,VT 2 关断,-i d 沿回路 4 经 VD 1 续流,向电源回馈制动,与此同时, VD 1 两端压降钳住 VT 1 使它不能导通。
在 t on ≤ t ≤ T 期间, U g2 变正,于是VT 2导通,反向电流 i d 沿回路 3 流通,产生能耗制动作用。
3)轻载电动状态第1阶段,VD 1续流,电流 – i d 沿回路4流通; 第2阶段,VT 1导通,电流 i d 沿回路1流通; 第3阶段,VD 2续流,电流 i d 沿回路2流通; 第4阶段,VT 2导通,电流 – i d 沿回路3流通。