電力拖動自動控制知識點整理

2022-08-25 13:09:11 字數 5318 閱讀 6833

1、電力拖動實現了電能與機械能之間的能量轉變。

2、電力拖動自動控制系統——運動控制系統的任務是什麼?

通過控制電動機電壓、電流、頻率等輸入量,來改變工作機械的轉矩、速度、位移等機械量,是各種工作機械按人們期望的要求執行,以滿足生產工藝及其他應用的需要。

3、運動控制系統及其組成

運動控制系統由電動機及負載、功率放大與變換裝置、控制器及相應感測器構成

4、控制器分模擬控制器和數字控制器兩類,現在更多採用全數字控制器

5、訊號轉換

電壓匹配、極性轉換、脈衝整形等

6、交流調速系統和直流調速系統的區別。

直流電動機的數學模型簡單,轉矩易於控制。

交流電動機具有結構簡單等諸多優點,但動態數學模型具有非線性多變數強耦合的性質。

7、同步電動機的轉速和電源頻率嚴格保持同步

8、轉矩控制是運動控制的根本問題。磁鏈控制與轉矩控制同樣重要。

9、幾種典型的生產機械負載轉矩特性。

恆轉矩負載特性:

恆功率負載特性:

風機、幫浦類負載特性:

10、調速系統是電力拖動控制系統中最基本的系統

11、調節直流電動機轉速的方法

(1)調節電樞供電電壓;

(2)減弱勵磁磁通;

(3)改變電樞迴路電阻。

自動控制的直流調速系統往往以變壓調速為主。

13、 閘流體整流器-電動機調速系統(v-m系統)原理圖

vt是閘流體整流器,通過調節觸發裝置gt的控制電壓uc來移動觸發脈衝的相位,改變可控整流器平均輸出直流電壓ud,事先平滑調速。

14、v-m系統有點

門極電流可以直接用電子控制;有快速的控制作用;效率高

15、 觸發裝置gt的作用

把控制電壓uc轉換成觸發脈衝的觸發延遲角α,用以控制整流電壓,達到變壓調速的目的。

16、帶負載單相全控橋式整流電路的輸出電壓和電流波形

由於電壓波形的脈動,造成了電流波形的脈動。

17、v—m系統主電路如何出現電流連續和斷續兩種情況。

當v-m系統主電路有足夠大的電感量,而且電動機負載電流也足夠大時,整流電流有連續脈動波形。

當電感較小或電動機的負載電流較輕時,瞬時電流id上公升階段儲能不大;等到id下降時,能量釋放,下一相未被觸發之前,id已衰減到零,所以斷續。

18、抑制電流脈動的措施

增加整流電路相數,或採用多重化技術;設定電感量足夠大的平波電抗器。

19、v-m系統機械特性

在電流連續區,顯示出較硬的機械特性

在電流斷續區,機械特性很軟,呈非線性上翹,使理想空載轉速很高

20、動態過程中,可把閘流體觸發與整流裝置看成乙個純滯後環節。

21、失控時間

滯後作用是由閘流體整流裝置的失控時間引起的。

失控時間是個隨機值。

最大失控時間是兩個相鄰自然換相點之間的時間,它與交流電源頻率和閘流體整流器的型別有關。

最大失控時間 :

22、依據工程近似處理的原則,可忽略高次項,把整流裝置近似看作一階慣性環節

23、閘流體整流器執行中存在的問題。

閘流體是單項導電的,給電動機的可逆執行帶來困難;

閘流體對過電壓過電流敏感;

在低速執行時,閘流體的導通角很小,使系統的功率因數也隨之減小。

24、與v-m相比,直流pwm調速系統的優越性。

1)主電路簡單,需要的電力電子器件少

2)開關頻率高,電流容易連續,諧波少,電動機損耗及發熱都較少。

3)低速效能好,穩速精度高,調速範圍寬

4)若與快速響應的電動機配合,則系統頻帶寬,動態響應快,動態抗擾能力強

5)器件工作在開關狀態,裝置效率高。

6)直流電源採用不控整流時,電網功率因數比相控整流器高。

24、pwm變換器的作用。

用脈衝寬度調製的方法,把恆定的直流電源電壓調製成頻率一定、寬度可變的脈衝電壓序列,從而可以改變平均輸出電壓大小,以調節電動機轉速。

26、pwm的機械特性方程

28、對於調速系統轉速控制的要求:

(1)調速——在一定的最高轉速和最低轉速範圍內調節轉速;

(2)穩速——以一定的精度在所需轉速上穩定執行,在各種干擾下不允許有過大的轉速波動;

(3)加、減速——頻繁起、制動的裝置要求加、減速盡量快;不宜經受劇烈速度變化的機械則要求起、制動盡量平穩。

29、調速範圍和靜差率合稱為穩態效能指標

(調速範圍:在額定負載時的最高最低轉速比)

(靜差率:當系統在某一轉速下執行時,負載由理想空載增加到額定值所對應的轉速降落δnn與理想空載轉速n0之比)

30、調速範圍、靜差率和額定速降之間的關係

對於同乙個調速系統,δnn值是定值。

要求s值越小時,系統能夠允許的調速範圍d也越小。

前提:乙個調速系統的調速範圍,是指在最低速時還能滿足所需靜差率的轉速可調範圍。

31、開環調速系統的原理圖

32、電動機在額定電壓和額定勵磁下的機械特性稱為電動機固有機械特性

33、開環調速系統的機械特性

34、開環調速系統穩態結構圖

35、採用反饋控制技術構成轉速閉環的控制系統。轉速閉環控制可以減小轉速降落,降低靜差率,擴大調速範圍

36、反饋控制的基本作用。

根據自動控制原理,將系統的被調節量作為反饋量引入系統,與給定量進行比較,用比較後的偏差值對系統進行控制,可以有效地抑制甚至消除擾動造成的影響,而維持被調節量很少變化或不變,這就是反饋控制的基本作用。

37、在負反饋基礎上的「檢測誤差,用以糾正誤差」這一原理組成的系統,其輸出量反饋的傳遞途徑構成乙個閉合的環路,因此被稱作閉環控制系統。在直流調速系統中,被調節量是轉速,所構成的是轉速反饋控制的直流調速系統。

38、帶轉速負反饋的閉環直流調速系統原理框圖

39、閉環調速系統的靜特性表示閉環系統電動機轉速與負載電流(或轉矩)間的穩態關係。

40、轉速負反饋閉環直流調速系統穩態結構框圖

(a)閉環調速系統:

42、開環系統機械特性和比例控制閉環系統靜特性的關係

比例控制的直流調速系統可以獲得比開環調速系統硬的多的穩態特性,從而在保證一定靜差率的要求下,能夠提高調速範圍,為此,需設定電壓放大器和轉速監測裝置。

42、反饋控制規律(基本特徵)它能減少轉速穩態誤差的實質是什麼?

(1)比例控制的反饋控制系統是被調量有靜差的控制系統

(2)反饋控制系統的作用是:抵抗擾動, 服從給定

(3)系統的精度依賴於給定和反饋檢測的精度

實質:它具有自動調節作用,能隨負載的變化而相應改變電樞電壓,以補償電樞迴路電阻壓降的變化。

43、對於自動控制系統來說,穩定性是他是否正常工作的首要條件。

44、積分控制可以使系統在無靜差的情況下保持恆速執行,實現無靜差調速。

45、比例調節器的輸出只取決於輸入偏差量的現狀,而積分調節器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史。

46、pi控制綜合了比例控制和積分控制兩種規律的優點,又克服了各自的缺點。

比例部分能迅速響應控制作用。積分部分則最終消除穩態偏差。

47、什麼是有差、無差調速系統?

在系統穩定的情況下,0型系統對於階躍給定輸入穩態有差,被稱作有差調速系統;ⅰ型系統對於階躍給定輸入穩態無差,被稱作無差調速系統。

48、由擾動引起的穩態誤差取決於誤差點與擾動加入點之間的傳遞函式。

49、什麼是有靜差調速系統?

比例控制的調速系統,該傳遞函式無積分環節,故存在擾動引起的穩態誤差,稱作有靜差調速系統。

50、什麼是無靜差調速系統?

積分控制或比例積分控制的調速系統,該傳遞函式具有積分環節,所以由階躍擾動引起的穩態誤差為0,稱作無靜差調速系統。

51、什麼是測速誤差率

轉速實際值和測量值之差與實際值之比定義為測速誤差率

52、測速法原理:

(1)m法測速(測高速段)

記取乙個取樣週期內旋轉編碼器發出的脈衝個數來算出轉速的方法稱為m法測速,又稱頻率法測速。

(2)t法測速(測低速段)

t法測速是測出旋轉編碼器兩個輸出脈衝之間的間隔時間來計算轉速,又被稱為週期法測速。

54、什麼是電流截止負反饋

當電流大到一定程度時才出現的電流負反饋,叫做電流截止負反饋。

55、iabl應小於電動機允許的最大電流,一般為iabl =(1.5~2)in

截止電流應大於電動機的額定電流,取idcr=(1.1~1.2)in

56、無靜差直流調速系統穩態結構框圖(id57、轉速反饋係數

58、轉速、電流反饋控制直流調速系統

在起動(或制動)過渡過程中,希望始終保持電流(電磁轉矩)為允許的最大值,使調速系統以最大的加(減)速度執行。

當到達穩態轉速時,最好使電流立即降下來,使電磁轉矩與負載轉矩相平衡,從而迅速轉入穩態執行。

59、雙閉環直流調速系統的穩態結構圖(會畫)

α——轉速反饋係數β——電流反饋係數

60、轉速調節器asr的靜態特性

當調節器飽和時,輸出達到限幅值,輸入量的變化不再影響輸出,除非有反向的輸入訊號使調節器退出飽和;

當調節器不飽和時,pi調節器工作**性調節狀態,其作用是使輸入偏差電壓在穩態時為零。

對於靜特性來說,只有轉速調節器飽和與不飽和兩種情況,電流調節器不進入飽和狀態 。

61、asr轉速調節器三個階段:

第ⅰ階段:電流上公升階段(0~t1)(不飽和)

第ⅱ階段:恆流公升速階段(t1~t2)(飽和)

第ⅲ階段:轉速調節階段(t2以後) (退飽和)

63、調速系統,最主要的抗擾效能是指抗負載擾動和抗電網電壓擾動效能

1)、負載擾動作用

負載擾動作用在電流環之後,只能靠轉速調節器asr來產生抗負載擾動的作用。在設計asr時,要求有較好的抗擾效能指標。

2)、電網電壓擾動

電壓波動可以通過電流反饋得到比較及時的調節,使抗擾效能得到改善。

在雙閉環系統中,由電網電壓波動引起的轉速變化會比單閉環系統小得多。

64、轉速調節器和電流調節器作用:

1)轉速調節器是調速系統的主導調節器,它使轉速很快地跟隨給定電壓變化, 如果採用pi調節器,則可實現無靜差。

對負載變化起抗擾作用。

其輸出限幅值決定電動機允許的最大電流。

2)電流調節器的作用

在轉速外環的調節過程中,使電流緊緊跟隨其給定電壓(即外環調節器的輸出量)變化;

對電網電壓的波動起及時抗擾的作用;

在轉速動態過程中,保證獲得電機允許的最大電流;

當電動機過載甚至堵轉時,限制電樞電流的最大值,起快速的自動保護作用。一旦故障消失,系統立即自動恢復正常。

65、控制系統的動態效能指標:跟隨效能指標、抗擾效能指標。

1)跟隨效能指標:超調量σ、上公升時間tr、峰值時間tp、調節時間ts

2)抗擾效能指標:動態降落和恢復時間。

66、調節器工程設計方法所遵循的原則:

1)概念清楚、易懂

2)計算公式明確、好記

電力拖動自動控制知識點總結

根據直流電機轉速方程 n 轉速 r min u 電樞電壓 v i 電樞電流 a r 電樞迴路總電阻勵磁磁通 wb ke 由電機結構決定的電動勢常數。三種方法調節電動機的轉速 1 調節電樞供電電壓 u 2 減弱勵磁磁通 3 改變電樞迴路電阻 r。第1章閉環控制的直流調速系統 1 常用的可控直流電源有以...

電力拖動自動控制系統 試卷

一 選擇填空 每空2分 共20分 1 乙個調速系統的調速範圍,是指在時還能滿足所需靜差率的轉速可調範圍。答案 最低速最高速 平均速不能確定 2 閉環調速系統可以獲得比開環調速系統的穩態特性 硬得不多硬得多 軟得多軟得不多 答案 3 無靜差調速系統的最高轉速nmax,最高給定電壓u nmax其速度反饋...

電力拖動自動控制系統實驗報告

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