反馈控制规律
控制核心表述是“抵抗扰动,服从给定”。答题时可先写这八个字,再说明闭环通过反馈修正偏差。
围绕反馈调速、双闭环、环流、PWM与变频控制,把定义、分类、作用、公式和启动过程拆成考试可直接调用的答题块。
核心表述是“抵抗扰动,服从给定”。答题时可先写这八个字,再说明闭环通过反馈修正偏差。
反映闭环系统中电动机转速与负载电流之间的稳态关系。
用于解决反馈调速系统启动和堵转时电流过大的问题,是一种限制电流的保护措施。
当电机遇到坚硬障碍或严重过载,转速降为 0 时的稳态电流,记作 Idb。引入电流截止负反馈就是为了限制它。
按一环套一环的嵌套结构组成,具有两个或两个以上闭环,相当于过程控制中的串级控制系统。
不流过电动机或其他负载,而直接在两组晶闸管之间流动的短路电流,可分为静态环流和动态环流。
利用半导体器件的导通和关断,把直流电压变成一定形状的电压脉冲列,以实现变频、变压、控制和消除谐波。
把交流电变为直流电称为整流;把直流电变为交流电称为逆变。
逆变后把电能反送到同频率电网,叫有源逆变;逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载,叫无源逆变。
无直流中间环节,把频率固定的交流电源直接变换成频率、电压连续可调的交流电。
先将频率固定的交流电整流成直流电,再逆变成频率、电压连续可调的交流电。
当调制信号波为正弦波时,得到的 PWM 波形就是 SPWM,即正弦波脉宽调制。
补偿控制参数配合恰到好处时,可使静差为零。
若电流反馈系数 β 小于全补偿临界电流反馈系数 βi,系统仍有一些静差。
若电流反馈系数 β 大于临界值 βi,静特性会上翘。
在最大电流或转矩受限条件下,充分利用允许过载能力,使过渡过程尽量保持允许最大电流,到达给定转速后电流立即下降并转入稳态。
通过 α = β 配合控制,使正组触发角与反组逆变角始终相等,保证两组直流电压大小相等、方向相反,并限制最小逆变角防止逆变失败。
分为不可逆和可逆两类。可逆变换器又包括双极式、单极式、受限单极式等电路。
载波比保持常数:N = 常数。
载波比不是常数:N ≠ 常数。
把整个变频范围划分为若干频段,每个频段内 N 恒定,跨频段时改变 N 值。
在调速系统中引入积分环节,理论上可完全消除稳态误差,实现转速无静差调节。
主要包括抗负载扰动和抗电网电压扰动两方面。
使转速 n 跟随给定电压变化并稳态无误差;对负载变化起抗扰作用;输出限幅值决定允许最大电流。
及时抑制电网电压波动;启动时保证允许最大电流;调速时使电流跟随给定;过载或堵转时限制电枢电流最大值。
| 高性能斩波调速系统优点 | 答题关键词 |
|---|---|
| 主电路结构更简单,功率开关元件少。 | 结构简单 |
| 功率因数高,运行范围广。 | 功率因数、范围 |
| 电流纹波小,低速稳定性好。 | 纹波、低速稳定 |
| 开关频率高,动态响应速度快。 | 高频、快响应 |
在 PWM 逆变电路中,载波频率 ft 与调制信号频率 fr 的比值:N = ft / fr。
电动机最高转速与最低转速之比:D = nmax / nmin。
负载由理想空载增加到额定值时,对应转速降落 ΔnN 与理想空载转速 n0 之比:s = ΔnN / n0。
异步电机的 VVVF,即变压变频调速系统,一般简称为变频调速系统。
电流上升阶段。系统快速建立电流,为后续恒流升速做准备。
恒流升速阶段。充分利用允许最大电流或转矩,提高启动加速度。
转速调节阶段。电流下降,转速与负载达到平衡并转入稳态运行。
抵抗扰动,服从给定。
为限制启动和堵转时的过大电流,保护电机和功率器件,尤其限制堵转电流 Idb。
按一环套一环的嵌套结构组成,具有两个或两个以上闭环,相当于串级控制系统。
有源逆变把直流电逆变成与电网同频率的交流电并反送电网;无源逆变把直流电逆变成某一频率或可调频率的交流电供给负载。
第一阶段是电流上升;第二阶段是恒流升速;第三阶段是转速调节。
决定系统允许的最大电流。
同步调制中 N = 常数;异步调制中 N ≠ 常数;分段同步调制是在每个频段内保持 N 恒定,跨频段改变 N。
主电路简单、功率开关元件少、功率因数高、运行范围广、电流纹波小、低速稳定性好、开关频率高、动态响应快。
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