《电力拖动自动控制系统》知识点及习题.pdf

《电力拖动自动控制系统》知识点、习题解 问题 1：电机的分类？ ① 发电机（其他能→电能）直流发电机 交流发电机 ② 电动机（电能→其他能） 直流电动机： 有换向器直流电动机（串励、并励、复励、他励） 无换向器直流电动机（又属于一种特殊的同步电动机） 交流电动机：同步电动机 异步电动机：鼠笼式 绕线式 ： 伺服电机 旋转变压器 控制电机 自整角机 力矩电机 测速电机 步进电机（反应式、永磁式、混合式） U −IR 问题2 ：根据直流电机转速方程 n n-转速（r/min）；U-电枢电压（V）；I-电枢电流（A）； K Φ e R— 电枢回路总电阻（ Ω ）；Φ— 励磁磁通（Wb）；Ke — 由电机结构决定的电动势常数。 三种方法调节电动机的转速：（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。 调压调速：调节电压供电电压进行调速，适应于：U ≤Unom ，基频以下，在一定范围内无级 平滑调速。 弱磁调速：无级，适用于 Φ≤Φnom ，一般只能配合调压调速方案，在基频以上(即电动机额 定转速以上)作小范围的升速。 变电阻调速：有级调速。 问题3 ：请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点，并说明今后电力传动系统的发展的趋势。 * 直流电机调速系统 优点：调速范围广，易于实现平滑调速，起动、制动性能好，过载转矩大，可靠性高，动态性 能良好。 缺点：有机械整流器和电刷，噪声大，维护困难；换向产生火花，使用环境受限；结构复杂， 容量、转速、电压受限。 * 交流电机调速系统（正好与直流电机调速系统相反） 优点：异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉，使用环境广，运行可靠，便于 制造大容量、高转速、高电压电机。大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。 缺点：调速性能比直流电机差。 * 发展趋势：用直流调速方式控制交流调速系统，达到与直流调速系统相媲美的调速性能；或采用 同步电机调速系统. 第 2 章 转速反馈控制的直流调速系统 1、常用的可控直流电源有以下三种 旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。 第 1 页 共 44 页 静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。 直流斩波器或脉宽调制变换器——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。 2 、由原动机（柴油机、交流异步或同步电动机）拖动直流发电机 G 实现变流，由 G 给需要调速 的直流电动机 M 供电，调节 G 的励磁电流 i 即可改变其输出电压 U，从而调节电动机的转 f 速 n 。这样的调速系统简称G-M 系统，国际上通称Ward-Leonard 系统。 3、晶闸管- 电动机调速系统（简称V-M 系统，又称静止的Ward-Leonard 系统）， 4 、采用简单的单管控制时，称作直流斩波器，后来逐渐发展成采用各种脉冲宽度调制开关的电路， 脉宽调制变换器（PWM-Pulse Width Modulation ）。 PWM 系统的优点 （1）主电路线