《電力拖動自動控制系統(tǒng)》教學要點總結(第五章)

《電力拖動自動控制系統(tǒng)》交流部分課程教學要點

第五章交流調速的基本類型和交流變壓調速系統(tǒng)

1、交流調速系統(tǒng)的特點，交流調速的六種方法是什么，從轉差功率的角度將異步電動機調速系統(tǒng)分成3類，并舉例說明。

2、異步電動機改變電壓時的機械特性（1）、固有機械特性，存在問題（2）、不同電壓下的機械特性，尤其是高轉子電阻交流電動機的不同電壓下的機械特性3、閉環(huán)控制變壓調速系統(tǒng)的靜特性（1）、交流力矩電動機機械特性的缺點（雖然調速范圍大，但是特性軟）（2）、閉環(huán)靜特性的特點（特性硬，采用PI后，可以實現(xiàn)無靜差，但有極限）（3）、異步電動機閉環(huán)調壓系統(tǒng)與直流電動機閉環(huán)調壓系統(tǒng)的不同之處

(4)根據(jù)轉差功率損耗分析，調壓調速的異步電動機帶恒轉矩負載時為什么不適宜在低速下長期工作？掌握結論即可。3、軟起動器

異步電機常用啟動方法，為什么降壓啟動？軟起動器的作用及特點是什么？

思考題

1根據(jù)對轉差功率處理方式不同，交流電動機調速系統(tǒng)分為哪幾類？并舉例說明。2晶閘管交流電動機調壓調速系統(tǒng)中，為了擴大調速范圍，通常使用什么種類的異步電動機？畫出其機械特性曲線？

3畫出轉速閉環(huán)交流異步電動機調壓調速系統(tǒng)原理圖和靜特性。其最大轉矩和最小轉矩受哪個因素限制？

4說明你在調壓調速實驗中，調壓裝置的最小控制角是如何確定的？理論上應與哪個參數(shù)相等？

5結合調壓調速實驗，說明轉速負反饋交流調壓調速系統(tǒng)原理。畫出高阻轉子電動機的閉環(huán)靜特性。

6根據(jù)轉差功率損耗分析，交流變壓調速系統(tǒng)最適合哪一類負載？該負載下的最大轉差功率損耗系數(shù)為多大？對應得轉差率是多少？

7普通交流電動機帶恒轉矩負載進行調壓調速，能否低速長期運行？為什么？8說明交流電動機輕載降壓節(jié)能原理。輕載時是否電壓越低越好？為什么？

擴展閱讀：《電力拖動自動控制系統(tǒng)》教學要點總結(第二章)

第二章轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)和調節(jié)器設計方法

1、轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)及其靜特性

（1）轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的組成：內環(huán)和外環(huán)結構（2）穩(wěn)態(tài)結構圖和靜特性（3）各變量穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算（涉及的問題：穩(wěn)態(tài)運行時，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)直流調速系統(tǒng)的數(shù)學模型和動態(tài)性能分析（1）動態(tài)數(shù)學模型（理解即可）

用傳遞函數(shù)表示的雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的動態(tài)結構框圖（理解即可）

（2）起動過程分析（涉及的問題：三個階段中，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速調節(jié)階段

（3）動態(tài)抗擾性能分析：主要是抗負載擾動和抗電網(wǎng)電壓擾動的性能

（涉及的問題：負載擾動靠哪個環(huán)來抑制？抗電網(wǎng)電壓擾動靠哪個環(huán)來抑制？）（4）轉速和電流兩個調節(jié)器的作用（詳見教材59頁解釋）

（涉及的問題：兩個調節(jié)器都具有輸出限幅功能，其輸出限幅值都由什么來決定的）

（涉及的問題：ASR和ACR處于飽和與非飽和狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算問題，如作業(yè)中2-7、2-8）作業(yè)：P95，2-5、2-6、2-7、2-8（5）調節(jié)器的工程設計方法：

典型系統(tǒng)及其相應的性能指標

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

控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標：跟隨性能指標和抗擾性能指標的基本概念（掌握）典Ⅰ、Ⅱ型系統(tǒng)動態(tài)性能指標與參數(shù)的關系：

典I系統(tǒng)跟隨性能指標與參數(shù)的關系：（注意KT=0.5的參數(shù)關系與性能）

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

調速系統(tǒng)中電流環(huán)中電網(wǎng)電壓變化的擾動點）與參數(shù)的關系（理解即可）典Ⅱ系統(tǒng)跟隨性能指標與參數(shù)的關系：（注意h=0.5的參數(shù)關系與性能）

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

調速系統(tǒng)中的負載擾動）與參數(shù)的關系（理解即可）

典型I、Ⅱ型系統(tǒng)在動態(tài)性能（如超調量、抗擾性能）上的主要差別（詳見教材71頁解釋）按工程設計方法設計ASR和ACR

雙環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)結構圖（理解即可）雙閉環(huán)系統(tǒng)的設計步驟：先內環(huán)、后外環(huán)先設計ACR：

電流環(huán)的簡化（理解即可）ACR的選擇（選PI調節(jié)器）

將電流環(huán)校正成典型I型系統(tǒng)（注意校正過程：比例微分環(huán)節(jié)與慣性環(huán)節(jié)的對消）再設計ASR：

電流環(huán)與轉速濾波環(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調節(jié)器）轉速環(huán)組成典型Ⅱ型系統(tǒng)

作業(yè)：P95，2-133、轉速微分負反饋：（涉及的問題：采用轉速微分負反饋的目的？）4、弱磁控制的直流調速系統(tǒng)：

（涉及的問題：變壓與弱磁如何配合控制？（基速以下及基速以上？））（涉及的問題：變壓與弱磁配合控制中電壓、磁通、轉矩和功率與轉速之間的關系？（理解教材92頁圖2-35的控制特性圖））

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