03电气工程专业 专业课作业1-3，4-6.docVIP

2012电气工程专业课作业1-6 1、试分析有制动通路的不可逆 PWM 变换器进行制动时，两个 VT 是如何工作的? 答：在制动状态中， id为负值，VT2就发挥作用了。这种情况发生在电动运行过程中需要降速的时候。这时，先减小控制电压，使 Ug1 的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压Ud降低。但是，由于机电惯性，转速和反电动势E还来不及变化，因而造成 E ( Ud 的局面，很快使电流id反向，VD2截止， VT2开始导通。 制动状态的一个周期分为两个工作阶段： 在 0 ≤ t ≤ ton 期间，VT2 关断，－id 沿回路 4 经 VD1 续流，向电源回馈制动，与此同时， VD1 两端压降钳住 VT1 使它不能导通。 在 ton ≤ t ≤ T期间， Ug2 变正，于是VT2导通，反向电流 id 沿回路 3 流通，产生能耗制动作用。 因此，在制动状态中， VT2和VD1轮流导通，而VT1始终是关断的。 在轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在关断后经续流时，还没有到达周期T VT2便提前导通了，使电流方向变动，产生局部时间的制动作用。 2、为什么 PWM—电动机系统比晶闸管—电动机系统能够获得更好的动态性能？ 答： PWM—电动机系统在很多方面有较大的优越性： （1）主电路线路简单，需用的功率器件少。 （2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。 3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1:10000 （4）若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。 5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高。 6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。 其中nmin 和nmax 一般都指电动机额定负载时的转速，对于少数负载很轻的机械，例如精密磨床，也可用实际负载时的转速。 当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落 nN ，与理想空载转速 n0 之比，称作静差率 s ，即s= (nN / n0或用百分数表示 s= ((nN/ n0) ×100( 电机额定转速nN为最高转速，转速降落为(nN，该系统的静差率应该是最低速时的静差率，即 于是，最低转速为 而调速范围为 将上面的式代入 nmin，得 （1-34） 式（1-34）表示调压调速系统的调速范围、静差率和额定速降之间所应满足的关系。对于同一个调速系统， (nN 值一定，由式（1-34）可见，如果对静差率要求越严，即要求 s 值越小时，系统能够允许的调速范围也越小。一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。 4、某一调速系统，测得的最高转速特性为 nO max = 1500r / min ，最低转速特性为nO min = 150r / min ，带额定负载时的速度降落?nN = 15r / min ，且在不同转速下额定速降?nN不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？ 解： 系统能够达到的调速范围为 系统允许的静差率为 5、某闭环调速系统的开环放大倍数为 15 时，额定负载下电动机的速降为 8r/min，如果将开环放大倍数提高到 30，它的速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍? 解：（1）因为速降 所以 则速降 （2）由调速范围公式 可知，在静差率s和额定转速nN不变的情况下，D只与 有关，调速范围扩大了8/4.13=1.94倍。 6、转速单闭环调速系统有那些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？ 答：（1）转速单闭环调速系统有以下三大特征： ①被调量有静差 ②抵抗扰动, 服从给定 ③系统的精度依赖于给定和反馈检测精度 （2）改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作用。