2012年哈工大技术人员继续教育知识更新培训_电气工程专业课程作业二

第一篇：2012年哈工大技术人员继续教育知识更新培训_电气工程专业课程作业二

课程作业二

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：思路一： 系统能够达到的调速范围为： n n0 max 1500 D = max = = = 11 nmin n0 min15 系统允许的静差率： DD N n 11 15 s= 100% 100% 10% nN + DD N n 1500 +1115 思路二： 系统允许的静差率： D n DN n 15 s = N 100% 100% 100% 10% 150 n0 n0 min 系统能够达到的调速范围为： nN s n0 max s 1500 0.1 D= = = = 11 n n D N(1s)15(1 0.1)

解：系统能够达到的调速范围为：

D11

系统允许的静差率：

S100%10%

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n’cl

所以‘ncl(1+K)=8u(1+15)=128

则n’cl4.13 r/min

(2)由D ,可知在s和nN不变的情况下，D只与’ nN有关调速范围扩大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个基本特征 ①只用比例放大器的反馈控制系统，其被被调量仍是有静差的。②反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。扰动性能是反馈控制系统最突 出的特征之一。③系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。（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。

第二篇：2012年哈工大技术人员继续教育知识更新培训_电气工程专业课程作业

2012专 业 课 作 业

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：在简单的不可逆电路中电流不能反向，因而没有制动能力，只能作单象限运行。需要制动时，必须为反向电流提供通路，如图1所示的双管交替开关电路。当VT1 导通时，流过正向电流 + id，VT2 导通时，流过– id。应注意，这个电路还是不可逆的，只能工作在第一、二象限，因为平均电压 Ud 并没有改变极性。

：

主电路结构

图1有制动电流通路的不可逆PWM变换器

制动状态

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始终是关断的轻载电动状态

有一种特殊情况，即轻载电动状态，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，电流已经衰减到零，此时，因而两端电压也降为零，便提前导通了，使电流方向变动，产生局部时间的制动作用。

轻载电动状态，一个周期分成四个阶段：

第1阶段，VD1续流，电流 – id沿回路4流通

第2阶段，VT1导通，电流 id 沿回路1流通

第3阶段，VD2续流，电流 id 沿回路2流通

第4阶段，VT2导通，电流 – id 沿回路3流通

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系统的优点

（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左右。

（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 所谓的动态性能，就是电动机的输出特性。PWM控制系统，是仿照直

流电动机的输出特性，对异步电动机实现输出控制的。所以它所控制的动态性能要好。

(1)PWM变换器简单来讲调节的是脉冲串的宽度，直流成分没有受到破坏，也就是说其最大值=峰值是不变的，变的是平均值；

(2)晶闸管相控整流，是由交流整流得到的直流，虽然也是平均值在变，但是其最大值、峰值也是随着导通角的大小时刻在变，且导通角越小波形的畸变越严重。从而影响了电机的输出特性

3、调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”？

答： 1）调速范围——生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母 D 表示，即

Dnmax

nmin（1-31）

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。

2）静差率——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（1-32）

或用百分数表示

s=(nN/ n0)×100（1-33）

式中nN = n0nN

例如：在1000r/min时降落10r/min，只占1%；在100r/min时同样降落10r/min，就占10%；如果在只有10r/min时，再降落10r/min，就占100%，这时电动机已经停止转动，转速全部降落完了。因此，调速范围和静差率这两项指标并不是彼此孤立的，必须同时提才有意义。调速系统的静差率指标应以最低速时所能达到的数值为准。

调速范围、静差率和额定速降之间的关系

设：电机额定转速nN为最高转速，转速降落为nN，则按照上面分析的结果，该系统的静差率应该是最低速时的静差率，即

snN

n0minnNnminnN

于是，最低转速为

nminnNsnN(1s)nNs

而调速范围为

Dnmax

nminnNnmin

将上面的式代入 nmin，得

DnNs

nN(1s)（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。

按照上述关系可以看到D越小，S越小，D越大，S越大，D与S相互制约，所以说离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了

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： Dnmax

nminnO maxnO minnN1500150151

1系统SDnN

nNDnN 100%DnNnO maxDnN100%111515001115100%10%

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：因为ncl

所以RId

Cencl(1K)8(115)128 RIdCe(1K)

K=30时，电动机额定负载下的降速为：ncl

又因为：DnNs

nN(1S)RIdCe(1K)=1281304.13r/min

所以在同样静差率要求下，且nN不变，D的变化只与nN有关，即调速范围D

扩大了8/4.13=1.49倍。

6、转速单闭环调系统有那些特点？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个基本特征

①只用比例放大器的反馈控制系统，其被被调量仍是有静差的。②反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。扰动性能是反馈

控制系统最突 出的特征之一。

③系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。

（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。

第三篇：2012年哈工大技术人员继续教育知识更新培训 电气工程专业课程作业一

专业课程作业一

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：在简单的不可逆电路中电流不能反向，因而没有制动能力，只能作单象限运行。需要制动时，必须为反向电流提供通路，如图1所示的双管交替开关电路。当VT1 导通时，流过正向电流 + id，VT2 导通时，流过 – id。应注意，这个电路还是不可逆的，只能工作在第一、二象限，因为平均电压 Ud 并没有改变极性。

主电路结构

图1 有制动电流通路的不可逆PWM变换器

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：所谓的动态性能，就是电动机的输出特性。PWM控制系统，是仿照直流电动机的输出特性，对异步电动机实现输出控制的。所以它所控制的动态性能要好。

(1)PWM变换器简单来讲调节的是脉冲串的宽度，直流成分没有受到破坏，也就是说其最大值=峰值是不变的，变的是平均值；

(2)相控整流，是由交流整流得到的直流，虽然也是平均值在变，但是其最大值、峰值也是随着导通角的大小时刻在变，且导通角越小波形的畸变越严重。从而影响了电机的输出特性

3、调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”？

答： 1）调速范围——生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母 D 表示，即

Dnmax（1-31）

nmin

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。2）静差率——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（1-32）

或用百分数表示

s=(nN/ n0)×100（1-33）

式中 nN = n0nN

调速范围、静差速降和最小静差率之间的关系：

例如：在1000r/min时降落10r/min，只占1%；在100r/min时同样降落10r/min，就占10%；如果在只有10r/min时，再降落10r/min，就占100%，这时电动机已经停止转动，转速全部降落完了。因此，调速范围和静差率这两项指标并不是彼此孤立的，必须同时提才有意义。调速系统的静差率指标应以最低速时所能达到的数值为准。

设：电机额定转速nN为最高转速，转速降落为nN，则按照上面分析的结果，该系统的静差率应该是最低速时的静差率，即

snNnN n0minnminnN于是，最低转速为

nminnN(1s)nNnN ss而调速范围为

DnmaxnN nminnmin将上面的式代入 nmin，得

DnNs（1-34）

nN(1s)

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。

第四篇：黑龙江省2013专业技术人员继续教育知识更新培训电气工程专业课程作业二

黑龙江省2013专业技术人员继续教育知识更新培训电气工程专业课程作业二

黑龙江省2013专业技术人员继续教育知识更新培训

电气工程专业课程作业二

二：问题答

1、对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大？电动机机械特性越软，调速范围越大吗？

答：带恒转矩负载工作时，普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为0

2、异步电动机变频调速时，为何要电压协调控制？在整个调速范围内，保持电压恒定是否可行？为何在基频以下时，采用恒压频比控制，而在基频以上保持电压恒定？

答：因为定子电压频率变化时，将导致气隙磁通变化，影响电动机工作。

在整个调速范围内，若保持电压恒定，则在基频以上时，气隙磁通将减少，电动机将出力不足；而在基频以下时，气隙磁通将增加，由于磁路饱和，励磁电流将过大，电动机将遭到破坏。因此保持电压恒定不可行。

在基频以下时，若保持电压不变，则气隙磁通增加，由于磁路饱和，将使励磁电流过大，破坏电动机，故应保持气隙磁通不变，即保持压频比不变，即采用恒压频比控制；而在基频以上时，受绕组绝缘耐压和磁路饱和的限制，电压不能随之升高，故保持电压恒定。

3、异步电动机变频调速时，基频以下和基频以上分别属于恒功率还是恒转矩调速方式？为什么？所谓恒功率或恒转矩调速方式，是否指输出功率或转矩恒定？若不是，那么恒功率或恒转矩调速究竟是指什么？

答：在基频以下调速，采用恒压频比控制，则磁通保持恒定，又额定电流不变，故允许输出转矩恒定，因此属于恒转矩调速方式。

在基频以下调速，采用恒电压控制，则在基频以上随转速的升高，磁通将减少，又额定电流不变，故允许输出转矩减小，因此允许输出功率基本保持不变，属于恒功率调速方式。

恒功率或恒转矩调速方式并不是指输出功率或输出转矩恒定，而是额定电流下允许输出的功率或允许输出的转矩恒定

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第五篇：2011年工大技术人员继续教育知识更新培训电气工程作业一

黑龙江省2011专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得 可再生能源或清洁能源都包括哪些能源？

答：可再生能源：水能、太阳能、风能、生物质能、氢能、潮汐能、地热能、核能。

2太阳能的转换利用方式有哪三种方式？

答：太阳能的转换利用方式有光—电转换、光一热转换和光一化学转换等三种方式。太阳能电池将太阳能转换为电能的基本原理是什么？ 答：太阳电池工作的基础，是半导体p一n结的光生伏打效应。由于光伏电池的工作原理特性—在系统的外界环境(温度，日照，角度等)条件下，不同的阵列输出电压可以得到不同的输出功率，为了尽可能多的输出电能，光伏系统必须对系统进行最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking—MPPT)控制。太阳能电池的电压是恒定的还是变化的？为什么？

答：是变化的,太阳电池阵列的开路电压和短路电流在很大程度上受日照强度和温度的影响，其输出功率随着日照强度的增大而增大，系统工作点也会因此飘忽不定，这必然导致系统效率的降低。为此，太阳电池阵列必须实现最大功率点跟踪控制，以便阵列在任何当前日照下不断获得最大功率输出。什么是最大功率点跟踪技术？为什么要采用最大功率点跟踪 黑龙江省2011专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得

技术？

答：为了尽可能多的输出电能，光伏系统必须对系统进行最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking—MPPT)控制.MPPT是当前较广泛采用的光伏阵列模块功率点控制策略。它通过实时改变系统的工作状态，跟踪阵列的最大工作点，从而实现系统的最大功率输出。它是一种自主寻优方式，动态性能较好，其常用方法有”上山”法、干扰观察法、电导增量法等。

由于光伏电池的工作原理特性—在系统的外界环境(温度，日照，角度等)条件下，不同的阵列输出电压可以得到不同的输出功率，系统工作点也会因此飘忽不定，这必然导致系统效率的降低。为此，太阳电池阵列必须实现最大功率点跟踪控制，以便阵列在任何当前日照下不断获得最大功率输出。太阳电池的输出特性决定了其输出功率受输出电流、电压的影响。为了最大效率的利用太阳能发电，系统必须采用MPPT控制方法。