1、電力拖動自動控制系統考綱第一章1簡述開環系統機械特性與閉環系統靜特性的關系l 閉環系統靜特性可能比開環系統機械特性硬得多。l 閉環系統的靜差率要比開環系統小得多l 如果所要求的靜差率一定，則閉環系統可以大大提高調速范圍l 要取得上述三項優勢，閉環系統必須設置放大器結論：閉環調速系統可以獲得比開環調速系統硬得多的穩態特性，從而保證一公平靜差率的要求下，能夠提高調速范圍，為此所需付出的代價是必須增設電壓放大器以及檢測與反饋裝置。2反饋控制規律l 只用比例放大器的反饋控制系統，其被調量仍是有靜差的l 反饋控制系統的作用：抵抗擾動，服從給定l 系統的精度信賴于給定和反饋檢測的精度畫出帶轉速單閉環有靜差

2、系統方框圖，對于環內的干擾有抑制能力，對于環外的干擾沒有抑制能力電壓比較環節放大器電力電子變換器調速系統開環機械特性測速反饋環節第二章給定階路信號起動過程分析，起動過程的特點分為三個階段 第階段（）是電流上升階段第階段（t1）恒流升速階段第階段（tt）轉速調節階段特點l 飽和非線性控制l 轉速超調l 準時間最優控制帶電流反饋截止單閉環系統與雙閉環調速系統的靜特性和動態性能的比較與帶電流截止負反饋的單閉環系統相比，雙閉環調速系統的靜特性在負載電流小于Idm時表現為轉速無靜差，這時，轉速負反饋起主調作用，系統表現為電流無靜差。得到過電流的自動保護。顯然靜特性優于單閉環系統。在動態性能方面，雙閉環系

3、統在起動和升速過程中表現出很快的動態跟隨性，在動態抗擾性能上，表現在具有較強的抗負載擾動，抗電網電壓擾動。減速雙閉環系統要調什么參數來實現？如果調節，可不可以？可通過調節給定電壓來實現，調節，不可以實現減速，因為兩者都是前向通道上的參數。調節器的工程設計方法，原則，基本思路。n 設計方法“調節器最佳整定法”，包括“模最佳”和“對稱最佳”兩種參數設計方法n 設計方法的原則：（1）概念清楚、易懂；（2）計算公式簡明、好記；（3）不僅給出參數計算的公式，而且指明參數調整的方向；（4）能考慮飽和非線性控制的情況，同樣給出簡單的計算公式；（5）適用于各種可以簡化成典型系統的反饋控制系統。關于計算題的公式

4、：（實為第一章內容）第四章（，實為第一章的內容）有制動電流通路的不可逆PWM變換器橋式可逆PWM變換器優缺點雙極式控制的橋式可逆PWM變換器有下列優點：（1）電流一定連續；（2）可使電機在四象限運行；（3）電機停止時有微振電流，能消除靜摩擦死區；（4）低速平穩性好，系統的調速范圍可達1:20000左右；（5）低速時，每個開關器件的驅動脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導通。雙極式控制的橋式可逆PWM變換器有下列缺點：在工作過程中，4個開關器件可能都處于開關狀態，開關損耗大，而且在切換時可能發生上、下橋臂直通的事故，為了防止直通，在上、下橋臂的驅動脈沖之間，應設置邏輯延時。3可逆環流的分類，產生的

5、原因（1）靜態環流兩組可逆線路在一定控制角下穩定工作時出現的環流，其中又有兩類：n 直流平均環流由晶閘管裝置輸出的直流平均電壓所產生的環流稱作直流平均環流。n 瞬時脈動環流兩組晶閘管輸出的直流平均電壓差為零，但因電壓波形不同，瞬時電壓差仍會產生脈動的環流，稱作瞬時脈動環流。（2）動態環流僅在可逆V-M系統處于過渡過程中出現的環流。產生的原因：A. 在兩組晶閘管反并聯的可逆V-M系統中，如果讓正組VF 和反組VR都處于整流狀態，兩組的直流平均電壓正負相連，必然產生較大的直流平均環流。B. 瞬時脈動環流：由于晶閘管裝置的輸出電壓是脈動的，造成整流與逆變電壓波形上的差異，仍會出現瞬時電壓的情況，從而

6、仍能產生瞬時的脈動環流。對比分析位置隨動系統和調速系統特征它們的主要區別在于，調速系統的經定量一經設定，即保持恒值，系統的主要作用是保證穩定和抵抗擾動；而位置隨動系統的給定量是隨機變化的，要求輸出量準確跟隨給定量的變化，系統在保證穩定的基礎上，更突出需要快速響應。總起來看，穩態精度和動態穩定性是兩種系統都必須具備的，但在動態性能中，調速系統多強調抗擾性，而位置隨動系統則更加強調快速跟隨性能。第五章按轉差功率S分類l 轉差功率消耗型調速系統l 轉差功率饋送型調速系統l 轉差功率不變型調速系統閉環控制電壓系統工作原理，原理圖，優點，機械特性圖工作原理： 由電力拖動原理可知，當異步電機等效電路的參數

7、不變時，在相同的轉速下，電磁轉矩與定子電壓的平方成正比，因此，改變定子外加電壓就可以改變機械特性的函數關系，從而改變電機在一定負載轉矩下的轉速。原理圖：第六章轉差頻率控制規律（1）在ws wsm 的范圍內，轉矩Te 基本上與ws 成正比，條件是氣隙磁通不變。（2）在不同的定子電流值時，按上圖的函數關系Us = f (w1 , Is) 控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通Fm恒定。矢量控制的基本思路在第節中已經闡明，以產生同樣的旋轉磁動勢為準則，在三相坐標系上的定子交流電流iA、iB 、iC ，通過三相/兩相變換可以等效成兩相靜止坐標系上的交流電流ia、ib，再通過同步旋轉變換，可以等效成同步旋

8、轉坐標系上的直流電流im 和it 。如果觀察者站到鐵心上與坐標系一起旋轉，他所看到的便是一臺直流電機，可以控制使交流電機的轉子總磁通F r 就是等效直流電機的磁通，則M繞組相當于直流電機的勵磁繞組，im 相當于勵磁電流，T 繞組相當于偽靜止的電樞繞組，it 相當于與轉矩成正比的電樞電流。既然異步電機經過坐標變換可以等效成直流電機，那么，模仿直流電機的控制策略，得到直流電機的控制量，經過相應的坐標反變換，就能夠控制異步電機了。由于進行坐標變換的是電流（代表磁動勢）的空間矢量，所以這樣通過坐標變換實現的控制系統就叫作矢量控制系統交直交（三種）原理圖，變壓變頻調速的基本控制方式并分別畫出對應的機械特

9、性基頻以下調速1) 恒壓頻比（Us /w1 = Constant ）控制2) 恒Eg /w1 控制3) 恒Er /w1 控制基頻以上調速4) 弱磁恒功率調速5) 恒流控制（在變頻調速時，保持異步電機定子電流的幅值恒定）減速控制（單極性，雙極性）（1）單極性PWM控制方式（）雙極性PWM控制方式第七章畫出串級調速原理圖，機械特性負載不變，逆變角增大的調速過程第八章（1）交流電機旋轉磁場的同步轉速w1與定子電源頻率f1 有確定的關系：異步電動機的穩態轉速總是低于同步轉速的，二者之差叫做轉差ws；同步電動機的穩態轉速等于同步轉速，轉差ws = 0。（2）異步電動機的磁場僅靠定子供電產生，而同步電動機

10、除定子磁動勢外，轉子側還有獨立的直流勵磁，或者用永久磁鋼勵磁。（3）同步電動機和異步電動機的定子都有同樣的交流繞組，一般都是三相的，而轉子繞組則不同，同步電動機轉子除直流勵磁繞組（或永久磁鋼）外，還可能有自身短路的阻尼繞組。（4）異步電動機的氣隙是均勻的，而同步電動機則有隱極與凸極之分，隱極式電機氣隙均勻，凸極式則不均勻，兩軸的電感系數不等，造成數學模型上的復雜性。但凸極效應能產生平均轉矩，單靠凸極效應運行的同步電動機稱作磁阻式同步電動機。（5）異步電動機由于勵磁的需要，必須從電源吸取滯后的無功電流，空載時功率因數很低。同步電動機則可通過調節轉子的直流勵磁電流，改變輸入功率因數，可以滯后，也可以超前。當 cosj= 1.0 時，電