第二章 调压调速
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第一章绪论1 电力拖动实现了电能与机械能之间的能量变换。
2 运动控制系统的任务是通过控制电动机电压、电流、频率等输入量,来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量。
3 功率放大器与变换装置有电机型、电磁型、电力电子型(晶闸管SCR为半控型)等4 转矩控制是运动控制的根本问题,与磁链控制同样重要。
5 风机、泵类负载特性。
第一篇直流调速系统1 电力拖动自动控制系统有调速系统、伺服系统、张力控制系统、多电动机同步控制系统等多种类型。
2 直流电动机的稳态转速公式:3 调节电动机转速的方法:1)调压调速2)弱磁调速3)变电阻调速第二章转速反馈控制的直流调速系统1 晶闸管整流器—电动机调速系统(V-M系统)通过调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位,改变可控整流器平均输出直流电压,从而实现直流电动机的平滑调速。
2 在动态过程中,可把晶闸管触发与整流装置看成一个滞后环节(由晶闸管的失控时间引起)。
3 与V-M系统相比,直流PWM调速系统在很多方面有较大的优越性:(1)主电路线路简单,需用的电力电子器件少;(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)若与快速响应的电机配合,则系统频带宽,动态响应快,动态抗扰能力强;(5)电力电子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。
4 直流PWM调速系统的机械特性(电流连续时,机械特性曲线相平行)1)稳态:电动机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态;2)机械特性:平均转速与平均转矩(电流)的关系。
5调速系统转速控制的要求(1)调速—在一定的最高转速和最低转速范围内,分挡地(有级)或平滑地(无级)调节转速;(2)稳速—以一定的精度在所需转速上稳定运行,在各种干扰下不允许有过大的转速波动,以确保产品质量;(3)加、减速—频繁起动、制动的设备要求加、减速尽量快,以提高生产率;不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起动、制动尽量平稳。
第二章交流电机练习一、判断题(对的打√,错的打×)1、三相异步电动机不管其转速如何改变,定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。
(×)2、交流电动机由于通入的是交流电,因此它的转速也是不断变化的,而直流电动机则其转速是恒定不变的。
(×)3、单相电机一般需借用电容分相方能起动,起动后电容可要可不要。
(√)4、异步电机转子的转速永远小于旋转磁场的转速。
(×)5、三相笼型异步电动机的电气控制线路,如果使用热继电器作过载保护,就不必再装设熔断器作短路保护。
(×)6、转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数,当电动机转速越快时,则对应的转差率也就越大。
(×)7、三相异步电动机在起动时,由于某种原因,定子的一相绕组断路,电动机还能起动,但是电动机处于很危险的状态,电动机很容易烧坏。
(√)8、异步是指转子转速与磁场转速存在差异。
(√)9、三相异步电动机为交流电机,同步电机为直流电机。
(×)10、正在运行的三相异步电动机突然一相断路,电动机会停下来。
(×)二、填空题1、笼型异步电机的降压起动方法有:定子绕组串自耦变压器(电阻、电抗)、星三角、延边三角形的降压起动。
2、三相同步电动机所带的负载越轻,转子转速不变。
同步电动机的常用启动方法是异步起动,同步运行。
3、电机转子转速和旋转磁场的转速的差称为转差。
当三相异步电动机的转差率S=1时,电动机处于停止状态,当S趋近于零时,电动机处于同步状态。
4、三相异步电动机的调速方法有:改变电源频率调速、改变转差率调速、改变极对数调速。
5、反接制动时,当电机接近于转速为零时,应及时退出反接制动防止电机反转。
6、三相异步电动机的制动方法列举出三种方法:反馈制动、能耗制动、反接制动。
7、三相异步电动机进行变极调速时,将定子绕组串联时,磁极对数大(大或小),电动机可以低(高或低)速;定子绕组联结方式有△或YY,YY 的联结方式可以使电动机高速运行。
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。