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电力拖动自动控制系统思考题答案--第1页

第2章

三、思考题

2-1直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？

答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。特点略。

2-2简述直流PWM变换器电路的基本结构。

答：直流PWM变换器基本结构如图，包括IGBT和续流二极管。三相交流电

经过整流滤波后送往直流PWM变换器，通过改变直流PWM变换器中IGBT

的控制脉冲占空比，来调节直流PWM变换器输出电压大小，二极管起续流作

用。

2-3直流PWM变换器输出电压的特征是什么？

答：脉动直流电压。

2-4为什么直流PWM变换器-电动机系统比V-M系统能够获得更好的动态性

能？

答：直流PWM变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流

PWM变换器的时间常数Ts等于其IGBT控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整

流装置的时间常数Ts通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因fc通常为

kHz级，而f通常为工频（50或60Hz为一周内），m整流电压的脉波数，通

常也不会超过20，故直流PWM变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间

常数更小，从而响应更快，动态性能更好。

2-5在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？

电路中是否还有电流？为什么？

答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取

决于直流PWM变换器的输出。电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电

阻的存在。

2-6直流PWM变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产

生什么后果？

答：为电动机提供续流通道。若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零

时产生过电压。

2-7直流PWM变换器的开关频率是否越高越好？为什么？

答：不是。因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电

流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载

电流，电机无法运转。

2=8泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？

答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电

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性，使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网，而只

能向滤波电容充电，造成电容两端电压升高。泵升电压过大将导致电力电子开

关器件被击穿。应合理选择滤波电容的容量，或采用泵升电压限制电路。

2-9在晶闸管整流器-电动机开环调速系统中，为什么转速随负载增加而降低？

答：负载增加意味着负载转矩变大，电机减速，并且在减速过程中，反电动势减

小，于是电枢电流增大，从而使电磁转矩增加，达到与负载转矩平衡，电机不

再减速，保持稳定。故负载增加，稳态时，电机转速会较增加之前降低。

2-10静差率和调速范围有何关系？静差率和机械特性硬度是一回事吗？举个例

子。

答：D=（nN/△n）（s/（1-s）。静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速

的稳定度的，）而机械特性硬度是用来衡量调速系统在负载变化下转速的降落

的。

2-11调速范围与静态速降和最小静差率之间有何关系？为什么必须同时提才有

意义？

答：D=（nN/△n）（s/（1-s）。因为若只考虑减小最小静差率，则在一定静态

速降下，允许）的调速范围就小得不能满足要求；而若只考虑增大调速范围，