电力拖动自动控制系统的重点复习.doc
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运动控制系统是由电动机、功率放大与变换装置、控制器相应的传感器等构成,交流调速系统取代直流调速系统已成为不争的事实。
V-M:晶闸管整流器—调速系统VWM:电压空间矢量PWM控制
直流PWM调速系统:脉宽调整变换器—调速系统
脉宽调制变换器的作用是:用脉冲宽度调制的方法,把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列,从而可以改变平均输出电压的大小,以调节电动机转速
泵升电压:逆变状态时,对滤波电路中滤波电容进行充电,使电容两端电压升高
:表示闭环系统电动机转速与负载电流()稳态关系
调速系统:在比例控制调速系统中,存在扰动引起的稳态误差;
调速系统:对于积分和比例积分控制系统,由阶跃扰动引起的稳态误差为
电流截止负反馈: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。
准时间最优控制:在设备物理上的允许条件下,实现最短时间的控制;
调速系统:在电流、转速反馈控制系统中,闭环结构上看,电流环在里构成的内环和由转速环在外面构成的环,两个闭环构成的系统双闭环调速系统
可逆调速系统:实现电机正反转,具有四象限运行功能的调速系统可逆调速系统;
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
(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。
两种抑制环流方法:(1)( ≥ (配合控制就能保证消除直流平均环流。
(2)
脉冲宽度调制(PWM):利用电力电子开关的导通与关断,将直流电压变成连续可变的电压,并通过控制脉冲宽度或周期达到变压变频的目的
SPWM 控制方式:SPWM 即以正弦波作为调制信号对载波信号进行调制后,产生一组等幅而脉冲宽度正比干正弦波的矩形脉冲。将该组脉冲作为逆变器开关元件的控制信号,从而在逆变器负载上(多为异步电动机)得到与控制信号波形相同,等效于正弦波的驱动电压。
电压空间矢量PWM(SVPWM)的基本思想:按空间矢量的平行四边形合成法则,用相邻的两个有效工作矢量合成期望的输出矢量。
电流截止负前反馈的作用:(1)限流保护(过载自动保护);(2)加速起动过程。
载流环节的物理实现方法:(1)比较电压法;(2)稳压管法;(3)封锁运放法
PID 控制器各环节的作用是:
(l) 比例环节 P:成比例地反映控制系统的偏差信号,偏差一旦出现,控制器立即产生控制作用,以便
减少偏差,保证系统的快速性。
(2) 积分环节 I:主要用于消除静差,提高系统的控制精度和无差度。
(3) 微分环节 D:反映偏差信号的变化趋势,并能在偏差信号变得过大之前,在系统中引入一个早期修
正信号,从而加快系统的动作速度,减少调节时间。
反馈控制规律(转速反馈闭环调速系统的三个基本特性)。
1)比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统(2)反馈控制系统的作用是:抵抗扰动, 服从给定(3)系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度
双闭环直流调速系统中
(1) 转速调节器 ASR 的作用:
1)转速 n 跟随转速给定电压Un*变化,稳态无静差。
2) 突加负载时转速调节器 ASR 和电流调节器 ACR 均参与调节作用,但转速调节器 ASR 处于主导作用对负载变化起抗扰作用。
3)其输出电压限幅值决定允许最大电流值。
(2) 电流调节器 ACR 的作用:
1) 起动过程中保证获得允许最大电流。
2) 在转速调节过程中,使电流跟随其电流给定电压Un*变化。
3) 电源电压波动时及时抗扰作用,使电动机转速几乎不受电源电压波动的影响。
4) 当电动机过载、堵转时,限制电枢电流的最大值,从而起到安全保护作用
双闭环调速系统,电网电压波动时,ACR 起主要调节作用;负载扰动时,ASR 起主要抗扰调节作用
交流异步电动机数学模型具有高阶、非线性、强耦合、多变量的性质。异步电动机的动态模型由磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程组成。磁链方程和转矩方程为代数方程,电压方程和运动方程为微分方程。
试述双闭环直流调速系统起动过程的三个阶段和三个特点,以及性能指标。
答:(1) 三个阶段:第 1 阶段为电流上升阶段,第 2 阶段为恒流升速阶段,第 3 阶段为转速调节阶段。
(2)三个特点:饱和非线性控制,准时间最优控制,转速超调。
(3)性能指标:稳态调速性能指标,动态性能指标;
调速范围、静差率;
时间、超调量、调节时间)降落、恢复时间)
调节器的设
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