《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》教學(xué)要點(diǎn)總結(jié)(第五章)

《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》交流部分課程教學(xué)要點(diǎn)

第五章交流調(diào)速的基本類型和交流變壓調(diào)速系統(tǒng)

1、交流調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)，交流調(diào)速的六種方法是什么，從轉(zhuǎn)差功率的角度將異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)分成3類，并舉例說(shuō)明。

2、異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性（1）、固有機(jī)械特性，存在問(wèn)題（2）、不同電壓下的機(jī)械特性，尤其是高轉(zhuǎn)子電阻交流電動(dòng)機(jī)的不同電壓下的機(jī)械特性3、閉環(huán)控制變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜特性（1）、交流力矩電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的缺點(diǎn)（雖然調(diào)速范圍大，但是特性軟）（2）、閉環(huán)靜特性的特點(diǎn)（特性硬，采用PI后，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差，但有極限）（3）、異步電動(dòng)機(jī)閉環(huán)調(diào)壓系統(tǒng)與直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)調(diào)壓系統(tǒng)的不同之處

(4)根據(jù)轉(zhuǎn)差功率損耗分析，調(diào)壓調(diào)速的異步電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)為什么不適宜在低速下長(zhǎng)期工作？掌握結(jié)論即可。3、軟起動(dòng)器

異步電機(jī)常用啟動(dòng)方法，為什么降壓?jiǎn)��?dòng)？軟起動(dòng)器的作用及特點(diǎn)是什么？

思考題

1根據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)差功率處理方式不同，交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)分為哪幾類？并舉例說(shuō)明。2晶閘管交流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中，為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，通常使用什么種類的異步電動(dòng)機(jī)？畫出其機(jī)械特性曲線？

3畫出轉(zhuǎn)速閉環(huán)交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)原理圖和靜特性。其最大轉(zhuǎn)矩和最小轉(zhuǎn)矩受哪個(gè)因素限制？

4說(shuō)明你在調(diào)壓調(diào)速實(shí)驗(yàn)中，調(diào)壓裝置的最小控制角是如何確定的？理論上應(yīng)與哪個(gè)參數(shù)相等？

5結(jié)合調(diào)壓調(diào)速實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明轉(zhuǎn)速負(fù)反饋交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)原理。畫出高阻轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)靜特性。

6根據(jù)轉(zhuǎn)差功率損耗分析，交流變壓調(diào)速系統(tǒng)最適合哪一類負(fù)載？該負(fù)載下的最大轉(zhuǎn)差功率損耗系數(shù)為多大？對(duì)應(yīng)得轉(zhuǎn)差率是多少？

7普通交流電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載進(jìn)行調(diào)壓調(diào)速，能否低速長(zhǎng)期運(yùn)行？為什么？8說(shuō)明交流電動(dòng)機(jī)輕載降壓節(jié)能原理。輕載時(shí)是否電壓越低越好？為什么？

擴(kuò)展閱讀：《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》教學(xué)要點(diǎn)總結(jié)(第二章)

第二章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)方法

1、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性

（1）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成：內(nèi)環(huán)和外環(huán)結(jié)構(gòu)（2）穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性（3）各變量穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算（涉及的問(wèn)題：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，ASR和ACR的輸入和輸出分別為多少？如作業(yè)2-2）

作業(yè)：P94，2-1、2-2、2-6

2、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和動(dòng)態(tài)性能分析（1）動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型（理解即可）

用傳遞函數(shù)表示的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖（理解即可）

（2）起動(dòng)過(guò)程分析（涉及的問(wèn)題：三個(gè)階段中，ASR和ACR分別是飽和、不飽和、退飽和？）

電流上升的階段恒流升速階段轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段

（3）動(dòng)態(tài)抗擾性能分析：主要是抗負(fù)載擾動(dòng)和抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)的性能

（涉及的問(wèn)題：負(fù)載擾動(dòng)靠哪個(gè)環(huán)來(lái)抑制？抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)靠哪個(gè)環(huán)來(lái)抑制？）（4）轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用（詳見(jiàn)教材59頁(yè)解釋）

（涉及的問(wèn)題：兩個(gè)調(diào)節(jié)器都具有輸出限幅功能，其輸出限幅值都由什么來(lái)決定的）

（涉及的問(wèn)題：ASR和ACR處于飽和與非飽和狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算問(wèn)題，如作業(yè)中2-7、2-8）作業(yè)：P95，2-5、2-6、2-7、2-8（5）調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法：

典型系統(tǒng)及其相應(yīng)的性能指標(biāo)

典型I、Ⅱ型系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（掌握）、開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性（理解即可）

控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：跟隨性能指標(biāo)和抗擾性能指標(biāo)的基本概念（掌握）典Ⅰ、Ⅱ型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系：

典I系統(tǒng)跟隨性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系：（注意KT=0.5的參數(shù)關(guān)系與性能）

典型I型系統(tǒng)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系：只是分析了一種特定擾動(dòng)下（該擾動(dòng)所處位置為雙閉環(huán)

調(diào)速系統(tǒng)中電流環(huán)中電網(wǎng)電壓變化的擾動(dòng)點(diǎn)）與參數(shù)的關(guān)系（理解即可）典Ⅱ系統(tǒng)跟隨性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系：（注意h=0.5的參數(shù)關(guān)系與性能）

典型Ⅱ型系統(tǒng)抗擾性能指標(biāo)和參數(shù)的關(guān)系：只是分析了一種特定擾動(dòng)下（該擾動(dòng)所處位置為雙閉環(huán)

調(diào)速系統(tǒng)中的負(fù)載擾動(dòng)）與參數(shù)的關(guān)系（理解即可）

典型I、Ⅱ型系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)性能（如超調(diào)量、抗擾性能）上的主要差別（詳見(jiàn)教材71頁(yè)解釋）按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)ASR和ACR

雙環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖（理解即可）雙閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟：先內(nèi)環(huán)、后外環(huán)先設(shè)計(jì)ACR：

電流環(huán)的簡(jiǎn)化（理解即可）ACR的選擇（選PI調(diào)節(jié)器）

將電流環(huán)校正成典型I型系統(tǒng)（注意校正過(guò)程：比例微分環(huán)節(jié)與慣性環(huán)節(jié)的對(duì)消）再設(shè)計(jì)ASR：

電流環(huán)與轉(zhuǎn)速濾波環(huán)節(jié)的近似成一階慣性環(huán)節(jié)（理解即可）ASR的選擇（選PI調(diào)節(jié)器）轉(zhuǎn)速環(huán)組成典型Ⅱ型系統(tǒng)

作業(yè)：P95，2-133、轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋：（涉及的問(wèn)題：采用轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的目的？）4、弱磁控制的直流調(diào)速系統(tǒng)：

（涉及的問(wèn)題：變壓與弱磁如何配合控制？（基速以下及基速以上？））（涉及的問(wèn)題：變壓與弱磁配合控制中電壓、磁通、轉(zhuǎn)矩和功率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系？（理解教材92頁(yè)圖2-35的控制特性圖））

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