1、第一节 可控直流电源 电动机系统 1对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说,以( )的方式为最好。因此,自动控制的直流调速系统往往以 ( )为主。调压调速是直流调速系统的主要方法,而调节( )电压需要有专门向电动机供电的( )电源。 2、 常用的可控直流电源有以下 两 种: ( ) 用静止式的可控整流器,以获得可调的直流电压。 ( ) 用恒定直流电源或不控整流电源供电,利用电力电子开 关器件斩波或进行脉宽调制,以产生可变的平均电压。 3、 晶闸管 -电动机调速系统(简称 ),图中 VT 是( ),通过调节触发装置 GT 的( ) 来移动( ),即可改变整流电压 Udo ,从而实现平滑调速。
2、用触发脉冲的( )控制整流电压的平均值 Ud0是晶闸管整流器的特点。 Ud0与触发脉冲( )的关系因( )的形式而异。 4、 下图为单闭环转速控制系统。 (1)图中 V 是 ; (2)图中 Ld是 ,它的作用是 ; (3) 图中采用的是 调 节 器 , 它 的 主 要 作 用是 ; (4)此系统主电路由 相交流电供电; (5)此系统具有 负反馈环节; (6)改变转速,应调节 _电位器; (7)整定额定转 速 1500 转 /分 , 对应 8V,应调节 _电位器; (8)系统的输出量 (或被控制量 )是 _。 5、 在 V-M 系统中,脉动电流会产生( ),对生产机械不利,同时也增加( )。为了
3、避免或减轻这种影响,须采用抑制电流脉动的措施,主要是: 整流电路 单相全波 三相半波 三相全波 六相半波 U m 22 U * 22 U 26 U 22 U m 2 3 6 6 U d0 c o s9.0 2U c o s17.1 2U c o s34.2 2U c o s35.1 2U 设置平波电抗器; 增加整流电路相数; 采用多重化技术。 6、 平波电抗器的计算 单相桥式全控整流电路 L ( ) 三相 半波整流电路 L ( ) 三相桥式整流电路 L ( ) 7、 脉冲宽度调制( PWM)变换器的作用是:用 PWM 调制的方法,把( )的直流电源电压调制成( )一定、( )一定、( )可变的
4、脉冲电压系列,从而可以改变平均输出电压的大小,以调节电动机转速。 采用脉冲宽度调制( PWM)的高频开关控制方式形成的脉 宽调制变换器 直流电动机调速系统,简称( )系统,即直流( )调速系统 8、 可逆 PWM变换器 直流电动机的主电路有多种形式,最常用的是( )式,也称为( )主电路。 9、 H 形主电路的 PWM M 系统,电路中 A、 B 两点间电压的极性随( )的变化而改变,其控制方式有( )式、( )式、( )式等多种,现代最常用的是( )的可逆 PWM变换器 电动机系统。 10、 双极式控制可逆 PWM 变换器的输出平均电压为 12)12(则:设调压系数:如果设占空比:Sdoon
5、SonSonSondoUUTtUTtUTtTUTtU11、 双极式控制可逆 PWM变换器 电动机系统即 PWM M 系统 调速时, 的可调范围为( ), 10.5 时, 为( ),电机正转; 当 0.5 时, 为( ),电机( ); 当 = 0.5 时, =( ) ,电机( ) 12、 双极式控制方式的不足之处是:在工作过程中, 4个开关器件可能都处于开关状态,开关损耗大,而且在切换时可能发生( )的事故,为了防止直通,在上、下桥臂的驱动脉 冲之间( )环节。 13、 对于 PWM 变换器 电动机系统中的滤波电容,其作用除( )外,还有当电机制动时( )的作用。由于直流电源靠二极管整流器供电,
6、电机制动时不可能( ),只好对滤波电容充电,这将使电容两端电压升高,称作( )。 电力电子器件的耐压限制着最高 ( 泵升 ) 电压,因此电容量就不可能很小,一般几千瓦的调速系统所需的电容量达到 ( 数千 ) 微法 。 在大容量或负载有较大惯量的系统中,为了限制电容器过高的泵 升电压,这时,可以采用下图中的镇流电阻 bR 来消耗掉部分动能。分流电路靠开关器件 VTb 在 ( 泵升 ) 电压达到允许数值时接通。 14、 对于调速系统的转速控制的基本要求有以下三个方面 ( 1)调速 在一定的最高转速和最低转速范围内,分挡地( )或平滑地( )调节转速; ( 2)稳速 以一定的精度在所需转速上稳定运行
7、,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、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,制动尽量平稳。 15、 根据自动控制原理,反馈控制的闭环系统是按( )进行控制的系统,只要 被调 量出现偏差,它就会自动产生( )的作用。 调速系统中由( )引起的的转速降落是( ),显然,引入转速闭环( )将使调速系统应该能够大大减少转速降落。 16、 闭环调速系统可以获得比开环调速系统( )的稳态特性,从而在保证一定 静差率 的要求下,能够提高调速范围,为此所需付出的代价是,须增设( )以及( )装置。 17、 在反馈控制的闭环
8、直流调速系统中,与电动机同轴安装一台( ),从而引出与被调量( ),与给定电压 U*n 相比较后,得到( ),经过放大器 A,产生电力电子变换器 UPE 的控制电压 Uc ,用以控制电动机转速 n。 18、 转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中各环节的稳态关系如下: fndctnUnUUU测速反馈环节:调速系统开环机械特性可控调压装置:调节器:放大器电压比较环节:019、 闭环系统静性可以比开环系统机械特性硬得多 20、 采用( ),使得闭环系统的开环放大系数 KOP值越大,系统的稳态性能越好。然而, KOp =常数,稳态速差就只能减小,却不可能消除。只有 KOP = ,才能使 ncl = 0
9、,而这是不可能的。因此,这样的调速系统叫做( )调速系统。实际上,这种系统正是依靠( )进行控制的。 21、 系统中,除给定信号外,作用在控制系统( )上的一切会 引起输出量变化的因素都叫做( )作用 22、 限流保护 电流截止负反馈 为了解决( )负反馈直流电动机调速系统的( )和( )时电流过大的问题,系统中必须有( )的环节。 根据反馈控制原理,要维持哪一个物理量基本不变,就应该引入那个物理量的负反馈。那么,引入电流负反馈,就应该能够保持电流基本不变,使它不超过允许值。 仅采用电流负反馈,不要转速负反馈:这种系统的静特性如图中 B 线,特性很陡。显然仅对起动有利,对稳态运行不利 。 绘制
10、系统的静特性 图 : 考虑到,限流作用只需在( )和( )时起作用,正常运行时应让电流( )增减。 如果采用某种方法,当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流,而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。这些方法之一:叫做( )反馈,简称( )反馈。 23、 某调速系统的调速范围 D=20,静差率 S=5%,额定负载最低转速为 50转 /分,那么该系统的额定负载最高转速是 ,系统允许的静态速降是 。 24、比例调节器的输出只取决于输入偏差量的 ,而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的 。 25、 画出桥式可逆脉宽调速系统的主电路原理图。并简要分析双极式控制可逆运行原理。 26、 桥式可逆
11、PWM变换器给直流电动机供电时采用双极性控制方式,其输出平均电压 dU 等于( B)。 A sond UTtU 1B sond UTtU 12C sond UTtU D sond UTtU 227、 系统的静态速降 ned 一定时,静差率 S越小,则( )。 A 调速范围 D 越小 B 额定转速 edn 越大 C 调速范围 D 越大 D 额定转速 edn 越大 28、 当理想空载转速 n0相同时,闭环系统的静差率 bs 与开环下的 ks 之比为( D )。 A 1 B 0 ( K为开环放大倍数) C 1+K D 1/( 1+K) 29、 配合控制有环流可逆调速系统的主回路中( D ) A既有直
12、流环流又有脉动环流 B有直流环流但无脉动环流 C既无直流环流又无脉动环流 D 无直流环流但有脉动环流 30、 配合控制有环流可逆调速系统的主回路采用反并联接线,除平波电抗器外,还需要( )个环流电抗器 。 A 2 B 3 C 4 D 1 31、 输入为零时输出也为零的调节器是 A P 调节器 B I 调节器 C PI调节器 D PID 调节器 32、可逆调速系统 1 从电动机转矩公式可得出改变转矩方向的两种基本方法:改变电枢电流或改变励磁磁通的方向。采用接触器切换、晶闸管开关切换、反并联线路都能实现。前两者都只适用于动态性能要求不高的情况。由于励磁绕组电感量大,改变励磁磁通方向的方法只适用于对快速性要求不高、正反转不频繁的可逆系统。 33、 环流是采用正、反两组晶闸管供电后带来的新问题。可分为有环流系统和无环流 系统。有环流系统中必须加环流电抗器,而无环流可省出环流电抗器,在控制策略上必须加上无环流逻辑来控制选触开关。 判断题 1、 采用光电式旋转编码器的数字测速方法中, M法适用于测高速, T法适用于测低速。 2、 静差率和机械特性硬度是一回事。 3、 带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。 4、 调速系统的静差率指标应以最高速时能达到的数值为准。