《运动控制系统》复习题复习课程.ppt

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1、《运动控制系统》复习题运动控制系统及其组成图1-2运动控制系统及其组成运动控制系统的转矩控制规律运动控制系统的基本运动方程式忽略阻尼转矩和扭转弹性转矩，运动控制系统的简化运动方程式运动控制系统的转矩控制规律生产机械的负载转矩特性在同一轴上，负载转矩和转速之间的函数关系，称为生产机械的机械特性。生产机械的负载转矩特性介绍几种典型的生产机械负载转矩特性：负载转矩的大小恒定，称作恒转矩负载a）反抗性恒转矩负载b)位能性恒转矩负载恒功率负载风机、泵类负载生产机械的负载转矩特性1．反抗转矩：又称摩擦性转矩，其特点如下：转矩大小恒定不变；作用方向始终与速度n的方向相反，当n的方向发生

2、变化时，它的作用方向也随之发生变化，恒与运动方向相反，即总是阻碍运动的。图1-3恒转矩负载2．位能转矩,其特点为：转矩大小恒定不变；作用方向不变，与运动方向无关，即在某一方向阻碍运动而在另一方向促进运动。卷扬机起吊重物时，由于重物的作用方向永远向着地心，所以，由它产生的负载转矩永远作用在使重物下降的方向，当电动机拖动重物上升时，TL与n的方向相反；当重物下降时，TL和n的方向相同。生产机械的负载转矩特性恒功率负载负载转矩与转速成反比，而功率为常数，称作恒功率负载图1-4恒功率转矩负载风机、泵类负载负载转矩与转速的平方成正比，称作风机、泵类负载图1-5风机、泵类负载练习题反

3、抗静态转矩与位能静态转矩有何区别，各有什么特点？练习题反抗静态转矩与位能静态转矩有何区别，各有什么特点？答：反抗性恒转矩负载恒与运动方向相反。位能性恒转矩负载作用方向恒定，与运动方向无关。交流调速系统交流电动机有异步电动机和同步电动机两大类。按转差功率将异步电动机的调速系统分成三类：转差功率消耗型转差功率不变型转差功率不变型转差功率消耗型（调压调速）全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中。以增加转差功率的消耗来换取转速降低（恒转矩负载时），越到低速效率越低。结构简单，设备成本少，还有一定的应用价值。转差功率馈送型（绕线电机串行调速）转差功率一部分被消耗掉，大部分则通过变

4、流装置回馈给电网或转化成机械能予以利用。功率既可以从转子馈入又可以馈出的系统称作双馈调速系统。效率较高，只能采用绕线转子感应电动机。转差功率不变型（变压变频调速）变压变频调速，转子铜损基本不变，转子电路中没有附加的损耗，效率最高。须配置与电动机容量相当的变压变频器，设备成本最高。变极对数调速也是转差功率不变型调速系统，属于有级调速。同步电动机调速同步电动机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电动机调速系统只能是转差功率不变型。同步电动机转子极对数是固定的，只能靠变压变频调速。同步电动机调速从频率控制的方式来看，同步电动机调速可分为他控变频调速和自控变频调速两类。自控变频调

5、速利用转子磁极位置检测信号来控制变压变频装置换相，又称作无换向器电动机调速，或无刷直流电动机调速。异步电动机假定条件：①忽略空间和时间谐波，②忽略磁饱和，③忽略铁损忽略励磁电流稳态等效电路：最大转矩，又称临界转矩临界转差率：对应最大转矩的转差率异步电动机异步电动机当s很小时，忽略分母中含s各项转矩近似与s成正比，机械特性近似为直线异步电动机当s较大时，忽略分母中s的一次项和零次项转矩近似与s成反比，机械特性是一段双曲线异步电动机机械特性异步电动机由额定电压、额定频率供电，且无外加电阻和电抗时的机械特性方程式，称作固有特性或自然特性。图异步电动机的机械特性异步电动机异步电动

6、机的调速方法所谓调速，就是人为地改变机械特性的参数，使电动机的稳定工作点偏离固有特性，工作在人为机械特性上，以达到调速的目的。能够改变的参数可分为3类：电动机参数、电源电压和电源频率（或角频率）异步电动机保持电源频率为额定频率，只改变定子电压的调速方法称作调压调速。由于受电动机绝缘和磁路饱和的限制，定子电压只能降低，不能升高，故又称作降压调速。调压调速：异步电动机晶闸管交流调压器调速TVC——双向晶闸管交流调压器a)不可逆电路b)可逆电路调压调速的主电路异步电动机可调调压调速的机械特性表达式电磁转矩与定子电压的平方成正比异步电动机临界转差率保持不变理想空载转速保持为同步转

7、速不变调压调速的机械特性：异步电动机临界转矩随定子电压的减小而成平方比地下降调压调速的机械特性异步电动机异步电动机调压调速的机械特性调压调速的机械特性调速范围有限，图中A、B、C为恒转矩负载在不同电压时的稳定工作点。带风机类负载运行，调速范围可以稍大一些，图中D、E、F为风机类负载在不同电压时的稳定工作点。异步电动机变压变频调速是改变异步电动机同步转速的一种调速方法，同步转速随频率而变化变压变频调速异步电动机变压变频调速基频以下应采用电动势频率比为恒值的控制方式。额度电流不变时，电动机允许输出的转矩将随磁通变化。在基频以下，由