《運動控制系統(tǒng)》（ 阮毅 陳伯時）思考題和課后習題答案

1、..電力拖動自動控制系統(tǒng)電力拖動自動控制系統(tǒng)運動控制系統(tǒng)（運動控制系統(tǒng)（阮毅阮毅陳伯時）課陳伯時）課后答案包括思考題和課后習題后答案包括思考題和課后習題第2章21直流電動機有哪幾種調速方法？各有哪些特點？答：調壓調速，弱磁調速，轉子回路串電阻調速，變頻調速。特點略。22簡述直流PWM變換器電路的基本結構。答：直流PWM變換器基本結構如圖，包括IGBT和續(xù)流二極管。三相交流電經(jīng)過整流濾波后送往直流PWM變換器，通過改變直流PWM變換器中I

2、GBT的控制脈沖占空比，來調節(jié)直流PWM變換器輸出電壓大小，二極管起續(xù)流作用。23直流PWM變換器輸出電壓的特征是什么？答：脈動直流電壓。2=4為什么直流PWM變換器電動機系統(tǒng)比VM系統(tǒng)能夠獲得更好的動態(tài)性能？答：直流PWM變換器和晶閘管整流裝置均可看作是一階慣性環(huán)節(jié)。其中直流PWM變換器的時間常數(shù)Ts等于其IGBT控制脈沖周期（1fc），而晶閘管整流裝置的時間常數(shù)Ts通常取其最大失控時間的一半（1（2mf）。因fc通常為kHz級，而f

3、通常為工頻（50或60Hz）為一周內），m整流電壓的脈波數(shù)，通常也不會超過20，故直流PWM變換器時間常數(shù)通常比晶閘管整流裝置時間常數(shù)更小，從而響應更快，動態(tài)性能更好。2=5在直流脈寬調速系統(tǒng)中，當電動機停止不動時，電樞兩端是否還有電壓？電路中是否還有電流？為什么？答：電樞兩端還有電壓，因為在直流脈寬調速系統(tǒng)中，電動機電樞兩端電壓僅取決于直流PWM變換器的輸出。電樞回路中還有電流，因為電樞電壓和電樞電阻的存在。26直流PWM變換器主電路

4、中反并聯(lián)二極管有何作用？如果二極管斷路會產(chǎn)生什么后果？答：為電動機提供續(xù)流通道。若二極管斷路則會使電動機在電樞電壓瞬時值為零時產(chǎn)生過電壓。27直流PWM變換器的開關頻率是否越高越好？為什么？答：不是。因為若開關頻率非常高，當給直流電動機供電時，有可能導致電樞電流還未上升至負載電流時，就已經(jīng)開始下降了，從而導致平均電流總小于負載電流，電機無法運轉。28泵升電壓是怎樣產(chǎn)生的？對系統(tǒng)有何影響？如何抑制？答：泵升電壓是當電動機工作于回饋制動狀態(tài)

5、時，由于二極管整流器的單向導電性，使得電動機由動能轉變?yōu)榈碾娔懿荒芡ㄟ^整流裝置反饋回交流電網(wǎng)，而只能向濾波電容充電，造成電容兩端電壓升高。泵升電壓過大將導致電力電子開關器件被擊穿。應合理選擇濾波電容的容量，或采用泵升電壓限制電路。29在晶閘管整流器電動機開環(huán)調速系統(tǒng)中，為什么轉速隨負載增加而降低？答：負載增加意味著負載轉矩變大，電機減速，并且在減速過程中，反電動勢減小，于是電樞電流增大，從而使電磁轉矩增加，達到與負載轉矩平衡，電機不再減

6、速，保持穩(wěn)定。故負載增加，穩(wěn)態(tài)時，電機轉速會較增加之前降低。..則控制電壓增大，則轉速上升。（2）有。不解釋。（3）有。不解釋。（4）有。不解釋。（5）沒有。不解釋。216在轉速負反饋單閉環(huán)有靜差調速系統(tǒng)中，突減負載后又進入穩(wěn)定運行狀態(tài)，此時晶閘管整流裝置的輸出電壓Ud較之負載變化前是增加、減少還是不變？在無靜差調速系統(tǒng)中，突加負載后進入穩(wěn)態(tài)時轉速n和整流裝置的輸出電壓Ud是增加、減少還是不變？（已驗證）答：（1）Ud減小。因負載減小，

7、轉速上升，反饋電壓增加，給定電壓一定，偏差電壓減小，控制電壓減小，故輸出電壓減小。（2）n不變，Ud增加。轉速負反饋調速系統(tǒng)轉速僅取決于給定電壓，故不變；略。217閉環(huán)調速系統(tǒng)有哪些基本特征？它能減少或消除轉速穩(wěn)態(tài)誤差的實質是什么？一、可以作為填空題或簡答題的21簡述直流電動機的調速方法。答：直流調速系統(tǒng)常以（調壓調速）為主，必要時輔以（弱磁調速），以（擴大調速范圍），實現(xiàn)（額定轉速以上調速）。22直流調壓調速主要方案有（GM調速系統(tǒng)，

8、VM調速系統(tǒng)，直流PWM調速系統(tǒng)）。23VM調速系統(tǒng)的電流脈動和斷續(xù)是如何形成的？如何抑制電流脈動？1112答：整流器輸出電壓大于反電動勢時，電感儲能，電流上升，整流器輸出電壓小于反電動勢時，電感放能，電流下降。整流器輸出電壓為脈動電壓，時而大于反電動勢時而小于，從而導致了電流脈動。當電感較小或電動機輕載時，電流上升階段電感儲能不夠大，從而導致當電流下降時，電感已放能完畢、電流已衰減至零，而下一個相卻尚未觸發(fā)，于是形成電流斷續(xù)。24看P

9、14圖簡述VM調速系統(tǒng)的最大失控時間。14答：t1時刻某一對晶閘管被觸發(fā)導通，觸發(fā)延遲角為α1，在t2t1時刻，控制電壓發(fā)生變化，但此時晶閘管已導通，故控制電壓的變化對它已不起作用，只有等到下一個自然換向點t3時刻到來時，控制電壓才能將正在承受正電壓的另一對晶閘管在觸發(fā)延遲角α2后導通。t3t2即為失控時間，最大失控時間即為考慮t2=t1時的失控時間。25簡述VM調速系統(tǒng)存在的問題。16答：整流器晶閘管的單向導電性導致的電動機的不可逆行

10、性。整流器晶閘管對過電壓過電流的敏感性導致的電動機的運行不可靠性。整流器晶閘管基于對其門極的移相觸發(fā)控制的可控性導致的低功率因數(shù)性。26簡述不可逆PWM變換器（無制動電流通路與有制動電流通路）各個工作狀態(tài)下的導通器件和電流通路。171827調速時一般以電動機的（額定轉速）作為最高轉速。28（調速范圍）和（靜差率）合稱調速系統(tǒng)的（穩(wěn)態(tài)性能指標）。28一個調速系統(tǒng)的調速范圍，是指（在最低轉速時還能滿足所需靜差率的轉速可調范圍）。29簡述轉速

11、反饋控制的直流調速系統(tǒng)的靜特性本質。答：在閉環(huán)系統(tǒng)中，每增加（或減少）一點負載，就相應地提高（或降低）一點電樞電壓，使電動機在新的機械特性下工作。因此閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性本質上就是無數(shù)開環(huán)機械特性上各取一個相應的工作點連接而成的。210簡述比例反饋控制的規(guī)律。答：比例控制的反饋控制系統(tǒng)是（被調量有靜差）的控制系統(tǒng)；反饋控制系統(tǒng)的作用是（抵抗前向通道的擾動，服從給定）；反饋系統(tǒng)的精度依賴于（給定和反饋檢測的精度）。211簡述積分控制規(guī)律答：積