1、.電力電子器件的特點：1）具有較大的耗散功率；2）工作在開關狀態；3）需要專門的驅動電路來控制4）需要緩沖和保護電路.電力電子器件的分類：1）不可控器件；2）半控型器件；3）全控型器件.按照驅動信號的不同，又可將可控器件分為電流驅動型和電壓驅動型。電流驅動型器件通過從控制極注入和抽出電流來實現器件的通斷.電壓驅動型器件通過在控制極上施加正向控制電壓實現器件導通.根據器件內部帶電粒子參與導電的種類不同，電力電子器件又可分為單極型、 雙極型和復合型三類。.晶閘管的開關特性：晶閘管可等效為一個PNP晶體管V1和一個NPN晶體管V2 的復合雙晶體管模型。晶閘管的導通條件可歸納為陽極正偏和門極正偏，即u

2、AK0且 uGKQAG上|兒1JnpN Tl 時:Tddt傳動系統加速運動。TmW：tdt0傳動系統減速運動。.恒轉矩型負載特性：負載轉矩為常數，不隨轉速n變化。依據負載轉矩與運動 方向的關系，將恒轉矩型的負載轉矩分為反抗型包轉矩負載和位能轉矩型包轉矩 負載。反抗型包轉矩負載：負載轉矩大小不變，負載轉矩方向始終和運動方向相反阻 礙電機轉動，當電機轉動方向改變，負載轉矩作用方向也隨之改變。位能轉矩型包轉矩負載：負載轉矩由重力作用產生，不論生產機械運動的方向 變化與否，負載轉矩的大小和方向始終不變。包功率負載特點：包功率負載的方向特點是屬于反抗性負載；大小特點是當轉 速變化時，負載從電動機吸收的功

3、率為恒定值。.機電傳動系統穩定運行的條件：（1）電動機上的拖動轉矩 TM和折算到電動 機軸上的負載轉矩TL大小相等，方向相反，相互平衡。（2）系統受到干擾后， 要具有恢復到原平衡狀態的能力：在轉速上升的方向， TMTL 0.他勵直流電動機機械特性的特點：1）機械特性是一條向下傾斜的直線；2）電動機帶負載的時候存在轉速降落。3）斜率越大，速度降落越大，機械特性越軟。.電樞回路用接電阻Re時的人為機械特性：（1）理想空載轉速n0與固有機械特性的n0相同；(2)Ra ReCeCT 收Bn,特性變軟，在同一轉矩下轉速下降更多。(3)是經過理想空載點、具有不同斜率的一族射線。.改變電源電壓Ud時的人為機

4、械特性特點：(1)理想空載轉速比固有特性的理想空載轉速低。端電壓下降越多，其理想空 載轉速越低；(2)人為特性的斜率跟固有特性的斜率相等，硬度不變；(3)是一族平行線。.改變磁通時的人為機械特性：(1)由于小 小3理想空載轉速比固有特 性的理想空載轉速高；(2)人為機械特性的斜率比固有機械特性大，即人為特性比固有特性軟。.:用勵電動機的機械特性：特點：重載很小；輕載飛車結論：用勵電動機不允許 在小于1520%的額定負載下起動。轉速隨所需電磁轉矩的增加而迅速變化， 該特性稱為軟特性。申勵電動機有較大起動轉矩與過載能力。 大負載時，接近直 線。適用于重載起動的場合，不允許在空載和很輕負載下運行。2

5、2他勵直流電動機的能耗制動：過程分析：由于慣性，nw0, E/ 0且與電動同向；U=0,在Ea作用下產生反向 電樞電流Ia=-Ea/(Ra+Rz)故轉矩T也與電動時反向；此時，T與n反向，為制動 轉矩，電動機較快減速，當n=0時停車。能量轉換：TQ Q電動機靠系統的動能發電，轉化成發電機，把動能 變成電能，消耗在電樞電路電阻上。機械特性是一條過原點的直線，位于第二象限(T負n正)，特性斜率B取決于 能耗制動電阻Rz,與電樞串聯電阻Rz時的人為機械特性斜率相同。.能耗制動分為反抗型負載能耗制動和位能性負載能耗制動。從機械特性可以看出，特性曲線的斜率決定于能耗制動電阻 Rb的大小。Rb越 大，機械

6、特性線越斜，制動轉矩越小，制動越慢；Rb越小，機械特性線越平，制動轉矩越大，制動越快。但 Rb太小在制動瞬間會產生過大的沖擊電流。特點：能耗制動簡單，常用于反抗性負載的電氣制動停車，重物下放。能耗制 動產生的沖擊電流不會影響電網。 低速時制動轉矩小，停轉慢；大部分動能消耗在制動電阻上。24調速時的功率與轉矩:(1)恒轉矩調速：降壓調速時，從高速到低速，容許輸出轉矩是常數，稱為 恒轉矩調速方式，而容許輸出功率則正比于轉速。(2)恒功率調速：弱磁調速時，從低速到高速，容許輸出功率為常數，稱為 包功率調速方式，而容許輸出轉矩則反比于轉速。恒轉矩調速方式適合拖動包轉矩負載；恒功率調速方式適合拖動包功率

7、負載。采用包轉矩調速比采用包功率調速配合要好一些。25.挖土機特性：限制啟動和堵轉時的電樞電流引入電流截止負反饋。電動機正常運行時，轉速負反饋起作用，機械特性硬。電流負反饋在電流很大時起作用使機械特性變軟。電樞電流大于臨界電流，IdIo(Idcr),電流負反饋起作用，限流。電樞電流小于臨界電流Id Io(Idcr)時，轉速負反饋 起作用，調速。26.雙閉環調速原理：(1)給定轉速后，轉速調節器ASR的 輸入偏差電壓的數值仍較大，其輸出 電壓保持限幅值 Uim,強迫電流Id迅速上升(2)直到 Id = Idm , Ui = Uim , ASR 很快進入并保持飽和狀態，而 ACR一 般不飽和。系統

8、的加速度恒定，轉速 呈線性增長。(3)當轉速上升到給定值時，電機仍 在加速，使轉速超調。轉速超調后， ASR輸入偏差電壓變負，使它開始退 出飽和狀態，Ui和Id很快下降。(4)直至ij Id = IL時，轉矩Te= TL ,貝U dn/dt = 0 ,轉速n才到達峰值(t = t3 時)。此后，電動機開始在負載的阻力 下減速，與此相應，在一小段時間內(t3t4 ), Id IL ,直到穩定。27.直流電動鉆機系統構成：1、動力及其控制系統：控制柴油機轉 速，發電機電壓，平衡柴油機負載； 2、驅動及其控制系統：SCRS流裝置 及速度電流雙閉環直流控制系統；nt2t3t4IdmIdIIO t13、

9、交流電動機控制中心(MCC): 600/400V變壓器，輔助電動機啟停控制4、PLC及司鉆臺操作界面：絞車、泥漿泵、轉盤速度、轉矩給定、正反轉操作、 鉆機系統運行監控等。28.直流鉆井電動機負載特性：(1)負荷變化大啟動制動頻繁(2)連續起下鉆，包功率特性；為充分利用功率宜采用用勵直流電動機驅動；他勵直流電動驅動采用弱磁調 速。要求有一定過載能力，以克服啟動動載、振動沖擊和輕度卡鉆。絞車工作時 起停交替，要求有良好的啟動、制動性能。.轉盤的機械特性：轉盤的轉速無級可調；轉盤具有很好的轉矩限制的快 速響應特性。并可根據鉆具的強度和井深能進行調整；轉盤可方便地進行正、反 轉調速。.鉆井泵的機械特性

10、：鉆井泵具有包轉矩特性。鉆進過程中，鉆井泵的排 量和壓頭根據鉆進的井深和井下情況進行調整。在表層鉆進時，要求鉆井泵有較 大的排量，泵的轉速較高；而深層鉆進時，需要高的泵壓和較小的排量。.浪涌抑制電路：如果浪涌電壓過大，超過壓敏電阻 MOVI,MOV2和MOV3 的閾值電壓時，壓敏電阻變成低阻態，電路電流劇增，帶有微動開關的熔斷器 F41,F42和F43熔斷，并斷開SCROOP.零位聯鎖保護：防止電動機在高電壓下突然起動，零位聯鎖環節使速度 給定信號無效。.絞車的能耗制動：當游車接近井架頂部時，為了迅速降低電動機轉速, 采用能耗制動，使電動機轉速很快降到手輪控制的貓頭速度。.絞車電動機串聯運行(

11、DWS):電流方向SCR42KU4KIT卜IKITOPDWDB2IC5 RHY lADWDB HELDSUPPLY-FWDEWA一L/TTY用 .rrDWDBaiU nJ1 JRESISTORS (U60HM3EA2K5REV1 n-5DWBIK63X4-IF.交流變頻鉆機的轉差率與電動機運行狀態：(1)電動機運行狀態0S 1:定子圓形旋轉磁場一轉子中感應電流一轉子 受力一轉動，電機此時吸入電能，輸出機械能一電動機。(2)發電機運行狀態 s Sn0, sg導條中有電流一轉子受力。吸收機械能，輸出電能一發電機。(3)電磁制動狀態 1 s +00 ： 0nn00s1。定子磁場未變，以外力使轉子速度

12、 n與n1反向。n1, T與n反向，制動作 用。電機同時吸收電能及機械能，消耗于內部轉子電阻上。.交流變頻鉆機的機械特性：U 2(1)T與定子每相繞組電壓U1成正比。R2的大小對 T有影響。(3)當電源電壓 U1和轉子電阻R2一定時，T是s的函數：當$= 0, n= (1-S) n0= n0,為同步轉速(理想空載轉速)；當S較小時，忽略電抗，則 T與S近似線性關系；當S較大時，隨著轉速的下降，轉矩也變小。.啟動工作點：衡量異步電動機啟動能力的一個重要數據。臨界工作點：表征了電動機能夠承受沖擊負載的能力大小。.三相異步電動機的回饋制動：| n | | n1 | , s0;電機處于異步發電機狀 態

13、；將機械能量轉變為電能反饋回電網；電磁轉矩與旋轉方向相反，起制動作用。能耗制動三相異步電動機的能耗制動：制動前 KM1合，KM2斷，M為電動狀態。制動時KM1斷，KM2合。定子：Uf 一If 一 轉子：n 一E2 一 I2 , M 為制動狀態。.變頻調速的基本原理：變頻調速是一種改變同步轉速的一種調速方法；只要 改變電源頻率即可平滑的調節電動機轉速。方法：改變電源電壓。.基頻以下調速：保持m不變，當頻率f1從額定值f1N向下調節時，必E f. C須同時降低Eg，使匚g/ 。即米用恒值電動勢頻率比的控制方式。55二常數.基頻以上調 速：在基頻以上調 速時，頻率應該從 f1N向上升高，但定 子電壓

14、Us卻不可能 超過額定電壓UsN , 最多只能保持Us = UsN ,這將迫使磁 通與頻率成反比地 降低，相當于直流電 機弱磁升速的情況。.變頻器核心主電路的組成：二極管整流器、PWM逆變器和中間直流電路三部 分組成。進線電抗器：為抑制諧波電流，軟起電路：避免大電容 C在通電瞬間產生過大的充電電流，以免長期接入時 影響變頻器的正常工作，并產生附加損耗。泵開限制電路：將電機釋放的動能消耗在制動電阻上。.轉差頻率控制基本原理：在直流轉速電流雙閉環調速系統中， 外環是轉速環， 轉速調節器的輸出是轉矩指令。在轉差頻率控制的轉速閉環系統中， 轉速外環的 輸出也是轉矩指令。在基于感應電機穩態模型的控制系統

15、中， 最終要確定的是輸 出的頻率指令。.轉差頻率控制的規律是：(1)在 s sm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，按函數關系 Us = f(W1, Is)控制定子電壓和頻率， 小m恒定。.矢量控制的基本原理：直流電動機的電磁轉矩是由電樞繞組電流 Ia與氣隙磁鏈 Vf相互作用產生的。由于直流電機在結構上就保證了電樞電流矢量垂直于氣隙 磁鏈矢量，則Ia是控制電機轉矩的分量，If是控制電機磁場的分量，這兩者是解 耦的。如果If恒定，只要調節Ia就可控制轉矩。.某直流電動鉆機采用三相 600VAC供電，其晶閘管整流橋要求輸出直流電壓 0-750V,額定電流1850A。請確定品閘管額定工作電壓、通態平均電流和觸發角 0-90度時電壓調整范圍？Urrm=1,141Ul=1,141 義 600=848vUT=(23)X 1.414 X600=17002550VI vt1 TAVIdd (cot)(1.5 2)1 VT1 .57當觸發角=o時:UdJ JIti +a3當觸發角=90時:Tm Tl47.3I0.574 I d1062 A1011 1348 6U