第一篇：2012年哈工大技術人員繼續(xù)教育知識更新培訓_電氣工程專業(yè)課程作業(yè)

2012專 業(yè) 課 作 業(yè)

1、試分析有制動通路的不可逆 PWM 變換器進行制動時，兩個 VT 是如何工作的。

答：在簡單的不可逆電路中電流不能反向，因而沒有制動能力，只能作單象限運行。需要制動時，必須為反向電流提供通路，如圖1所示的雙管交替開關電路。當VT1 導通時，流過正向電流 + id，VT2 導通時，流過– id。應注意，這個電路還是不可逆的，只能工作在第一、二象限，因為平均電壓 Ud 并沒有改變極性。

：

主電路結構

圖1有制動電流通路的不可逆PWM變換器

制動狀態(tài)

在制動狀態(tài)中，id為負值，VT2就發(fā)揮作用了。這種情況發(fā)生在電動運行過程中需要降速的時候。這時，先減小控制電壓，使 Ug1的正脈沖變窄，負脈沖變寬，從而使平均電樞電壓Ud降低。但是，由于機電慣性，轉速和反電動勢E還來不及變化，因而造成E? Ud 的局面，很快使電流id反向，VD2截止，VT2開始導通。

制動狀態(tài)的一個周期分為兩個工作階段：

? 在 0 ≤ t ≤ ton期間，VT2關斷，－id沿回路 4 經 VD1 續(xù)流，向電源回饋制動，與此同時，VD1兩端壓降鉗住 VT1 使它不能導通。

? 在 ton ≤ t ≤ T期間，Ug2 變正，于是VT2導通，反向電流 id 沿回路 3 流通，產生能耗制動作用。

? 因此，在制動狀態(tài)中，VT2和VD1輪流導通，而VT1始終是關斷的輕載電動狀態(tài)

有一種特殊情況，即輕載電動狀態(tài)，這時平均電流較小，以致在關斷后經續(xù)流時，還沒有到達周期T，電流已經衰減到零，此時，因而兩端電壓也降為零，便提前導通了，使電流方向變動，產生局部時間的制動作用。

輕載電動狀態(tài)，一個周期分成四個階段：

第1階段，VD1續(xù)流，電流 – id沿回路4流通

第2階段，VT1導通，電流 id 沿回路1流通

第3階段，VD2續(xù)流，電流 id 沿回路2流通

第4階段，VT2導通，電流 – id 沿回路3流通

2、為什么 PWM—電動機系統(tǒng)比晶閘管—電動機系統(tǒng)能夠獲得更好的動態(tài)性能？

答：PWM系統(tǒng)的優(yōu)點

（1）主電路線路簡單，需用的功率器件少。

（2）開關頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機損耗及發(fā)熱都較小。

（3）低速性能好，穩(wěn)速精度高，調速范圍寬，可達1:10000左右。

（4）若與快速響應的電機配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應快，動態(tài)抗擾能力強。

（5）功率開關器件工作在開關狀態(tài)，導通損耗小，當開關頻率適當時，開關損耗也不

大，因而裝置效率較高。

（6）直流電源采用不控整流時，電網功率因數(shù)比相控整流器高 所謂的動態(tài)性能，就是電動機的輸出特性。PWM控制系統(tǒng)，是仿照直

流電動機的輸出特性，對異步電動機實現(xiàn)輸出控制的。所以它所控制的動態(tài)性能要好。

(1)PWM變換器簡單來講調節(jié)的是脈沖串的寬度，直流成分沒有受到破壞，也就是說其最大值=峰值是不變的，變的是平均值；

(2)晶閘管相控整流，是由交流整流得到的直流，雖然也是平均值在變，但是其最大值、峰值也是隨著導通角的大小時刻在變，且導通角越小波形的畸變越嚴重。從而影響了電機的輸出特性

3、調速范圍和靜差率的定義是什么？調速范圍、靜差速降和最小靜差率之間有什么關系？為什么說“脫離了調速范圍，要滿足給定的靜差率也就容易得多了”？

答： 1）調速范圍——生產機械要求電動機提供的最高轉速和最低轉速之比叫做調速范圍，用字母 D 表示，即

D?nmax

nmin（1-31）

其中nmin 和nmax 一般都指電動機額定負載時的轉速，對于少數(shù)負載很輕的機械，例如精密磨床，也可用實際負載時的轉速。

2）靜差率——當系統(tǒng)在某一轉速下運行時，負載由理想空載增加到額定值時所對應的轉速降落 ?nN，與理想空載轉速 n0 之比，稱作靜差率 s，即

s= ?nN / n0（1-32）

或用百分數(shù)表示

s=(?nN/ n0)×100?（1-33）

式中?nN = n0?nN

例如：在1000r/min時降落10r/min，只占1%；在100r/min時同樣降落10r/min，就占10%；如果在只有10r/min時，再降落10r/min，就占100%，這時電動機已經停止轉動，轉速全部降落完了。因此，調速范圍和靜差率這兩項指標并不是彼此孤立的，必須同時提才有意義。調速系統(tǒng)的靜差率指標應以最低速時所能達到的數(shù)值為準。

調速范圍、靜差率和額定速降之間的關系

設：電機額定轉速nN為最高轉速，轉速降落為?nN，則按照上面分析的結果，該系統(tǒng)的靜差率應該是最低速時的靜差率，即

s??nN

n0min??nNnmin??nN

于是，最低轉速為

nmin??nNs??nN?(1?s)?nNs

而調速范圍為

D?nmax

nmin?nNnmin

將上面的式代入 nmin，得

D??nNs

?nN(1?s)（1-34）

式（1-34）表示調壓調速系統(tǒng)的調速范圍、靜差率和額定速降之間所應滿足的關系。對于同一個調速系統(tǒng)，?nN 值一定，由式（1-34）可見，如果對靜差率要求越嚴，即要求 s 值越小時，系統(tǒng)能夠允許的調速范圍也越小。

按照上述關系可以看到D越小，S越小，D越大，S越大，D與S相互制約，所以說離了調速范圍，要滿足給定的靜差率也就容易得多了

4、某一調速系統(tǒng)，測得的最高轉速特性為 nO max = 1500r / min，最低轉速特性為nO min = 150r / min，帶額定負載時的速度降落?nN = 15r / min，且在不同轉速下額定速降?nN不變，試問系統(tǒng)能夠達到的調速范圍有多大？系統(tǒng)允許的靜差率是多少？

解：系統(tǒng)能夠達到的調速范圍為： D?nmax

nmin?nO maxnO min?nN?1500150?15?1

1系統(tǒng)S?D?nN

nN?D?nN ?100%?D?nNnO max?D?nN?100%?11?151500?11?15?100%?10%

5、某閉環(huán)調速系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)為 15 時，額定負載下電動機的速降為 8r/min，如果將開環(huán)放大倍數(shù)提高到 30，它的速降為多少？在同樣靜差率要求下，調速范圍可以擴大多少倍?

解：因為?ncl?

所以RId

Ce??ncl(1?K)?8?(1?15)?128 RIdCe(1?K)

K=30時，電動機額定負載下的降速為：?ncl?

又因為：D?nNs

?nN(1?S)RIdCe(1?K)=1281?30?4.13r/min

所以在同樣靜差率要求下，且nN不變，D的變化只與?nN有關，即調速范圍D

擴大了8/4.13=1.49倍。

6、轉速單閉環(huán)調系統(tǒng)有那些特點？改變給定電壓能否改變電動機的轉速？為什么？

答：（1）轉速單閉環(huán)調速系統(tǒng)有以下三個基本特征

①只用比例放大器的反饋控制系統(tǒng)，其被被調量仍是有靜差的。②反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動，服從給定。擾動性能是反饋

控制系統(tǒng)最突 出的特征之一。

③系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測的精度。

（2）改變給定電壓會改變電動機的轉速，因為反饋控制系統(tǒng)完全服從

給定作用。

第二篇：2012年哈工大技術人員繼續(xù)教育知識更新培訓 電氣工程專業(yè)課程作業(yè)一

專業(yè)課程作業(yè)一

1、試分析有制動通路的不可逆 PWM 變換器進行制動時，兩個 VT 是如何工作的。答：在簡單的不可逆電路中電流不能反向，因而沒有制動能力，只能作單象限運行。需要制動時，必須為反向電流提供通路，如圖1所示的雙管交替開關電路。當VT1 導通時，流過正向電流 + id，VT2 導通時，流過 – id。應注意，這個電路還是不可逆的，只能工作在第一、二象限，因為平均電壓 Ud 并沒有改變極性。

主電路結構

圖1 有制動電流通路的不可逆PWM變換器

2、為什么 PWM—電動機系統(tǒng)比晶閘管—電動機系統(tǒng)能夠獲得更好的動態(tài)性能？ 答：所謂的動態(tài)性能，就是電動機的輸出特性。PWM控制系統(tǒng)，是仿照直流電動機的輸出特性，對異步電動機實現(xiàn)輸出控制的。所以它所控制的動態(tài)性能要好。

(1)PWM變換器簡單來講調節(jié)的是脈沖串的寬度，直流成分沒有受到破壞，也就是說其最大值=峰值是不變的，變的是平均值；

(2)相控整流，是由交流整流得到的直流，雖然也是平均值在變，但是其最大值、峰值也是隨著導通角的大小時刻在變，且導通角越小波形的畸變越嚴重。從而影響了電機的輸出特性

3、調速范圍和靜差率的定義是什么？調速范圍、靜差速降和最小靜差率之間有什么關系？為什么說“脫離了調速范圍，要滿足給定的靜差率也就容易得多了”？

答： 1）調速范圍——生產機械要求電動機提供的最高轉速和最低轉速之比叫做調速范圍，用字母 D 表示，即

D?nmax（1-31）

nmin

其中nmin 和nmax 一般都指電動機額定負載時的轉速，對于少數(shù)負載很輕的機械，例如精密磨床，也可用實際負載時的轉速。2）靜差率——當系統(tǒng)在某一轉速下運行時，負載由理想空載增加到額定值時所對應的轉速降落 ?nN，與理想空載轉速 n0 之比，稱作靜差率 s，即

s= ?nN / n0（1-32）

或用百分數(shù)表示

s=(?nN/ n0)×100?（1-33）

式中 ?nN = n0?nN

調速范圍、靜差速降和最小靜差率之間的關系：

例如：在1000r/min時降落10r/min，只占1%；在100r/min時同樣降落10r/min，就占10%；如果在只有10r/min時，再降落10r/min，就占100%，這時電動機已經停止轉動，轉速全部降落完了。因此，調速范圍和靜差率這兩項指標并不是彼此孤立的，必須同時提才有意義。調速系統(tǒng)的靜差率指標應以最低速時所能達到的數(shù)值為準。

設：電機額定轉速nN為最高轉速，轉速降落為?nN，則按照上面分析的結果，該系統(tǒng)的靜差率應該是最低速時的靜差率，即

s??nN?nN ?n0minnmin??nN于是，最低轉速為

nmin??nN(1?s)?nN??nN? ss而調速范圍為

D?nmaxn?N nminnmin將上面的式代入 nmin，得

D??nNs（1-34）

?nN(1?s)

式（1-34）表示調壓調速系統(tǒng)的調速范圍、靜差率和額定速降之間所應滿足的關系。對于同一個調速系統(tǒng)，?nN 值一定，由式（1-34）可見，如果對靜差率要求越嚴，即要求 s 值越小時，系統(tǒng)能夠允許的調速范圍也越小。

第三篇：2012年哈工大技術人員繼續(xù)教育知識更新培訓_電氣工程專業(yè)課程作業(yè)二

課程作業(yè)二

4、某一調速系統(tǒng)，測得的最高轉速特性為 nO max = 1500r / min，最低轉速特性為nO min = 150r / min，帶額定負載時的速度降落?nN = 15r / min，且在不同轉速下額定速降?nN不變，試問系統(tǒng)能夠達到的調速范圍有多大？系統(tǒng)允許的靜差率是多少？

解：思路一： 系統(tǒng)能夠達到的調速范圍為： n n0 max 1500 D = max = = = 11 nmin n0 min15 系統(tǒng)允許的靜差率： DD N n 11 15 s= 100% 100% 10% nN + DD N n 1500 +1115 思路二： 系統(tǒng)允許的靜差率： D n DN n 15 s = N 100% 100% 100% 10% 150 n0 n0 min 系統(tǒng)能夠達到的調速范圍為： nN s n0 max s 1500 0.1 D= = = = 11 n n D N(1s)15(1 0.1)

解：系統(tǒng)能夠達到的調速范圍為：

D11

系統(tǒng)允許的靜差率：

S100%10%

5、某閉環(huán)調速系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)為 15 時，額定負載下電動機的速降為 8r/min，如果將開環(huán)放大倍數(shù)提高到 30，它的速降為多少？在同樣靜差率要求下，調速范圍可以擴大多少倍?

解：（1）因為n’cl

所以‘ncl(1+K)=8u(1+15)=128

則n’cl4.13 r/min

(2)由D ,可知在s和nN不變的情況下，D只與’ nN有關調速范圍擴大1.94

倍。

6、轉速單閉環(huán)調速系統(tǒng)有那些特點？改變給定電壓能否改變電動機的轉速？為什么？

答：（1）轉速單閉環(huán)調速系統(tǒng)有以下三個基本特征 ①只用比例放大器的反饋控制系統(tǒng)，其被被調量仍是有靜差的。②反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動，服從給定。擾動性能是反饋控制系統(tǒng)最突 出的特征之一。③系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測的精度。（2）改變給定電壓會改變電動機的轉速，因為反饋控制系統(tǒng)完全服從給定作用。

第四篇：2011年工大技術人員繼續(xù)教育知識更新培訓電氣工程作業(yè)一

黑龍江省2011專業(yè)技術人員繼續(xù)教育知識更新培訓學習心得 可再生能源或清潔能源都包括哪些能源？

答：可再生能源：水能、太陽能、風能、生物質能、氫能、潮汐能、地熱能、核能。

2太陽能的轉換利用方式有哪三種方式？

答：太陽能的轉換利用方式有光—電轉換、光一熱轉換和光一化學轉換等三種方式。太陽能電池將太陽能轉換為電能的基本原理是什么？ 答：太陽電池工作的基礎，是半導體p一n結的光生伏打效應。由于光伏電池的工作原理特性—在系統(tǒng)的外界環(huán)境(溫度，日照，角度等)條件下，不同的陣列輸出電壓可以得到不同的輸出功率，為了盡可能多的輸出電能，光伏系統(tǒng)必須對系統(tǒng)進行最大功率跟蹤(Maximum Power Point Tracking—MPPT)控制。太陽能電池的電壓是恒定的還是變化的？為什么？

答：是變化的,太陽電池陣列的開路電壓和短路電流在很大程度上受日照強度和溫度的影響，其輸出功率隨著日照強度的增大而增大，系統(tǒng)工作點也會因此飄忽不定，這必然導致系統(tǒng)效率的降低。為此，太陽電池陣列必須實現(xiàn)最大功率點跟蹤控制，以便陣列在任何當前日照下不斷獲得最大功率輸出。什么是最大功率點跟蹤技術？為什么要采用最大功率點跟蹤 黑龍江省2011專業(yè)技術人員繼續(xù)教育知識更新培訓學習心得

技術？

答：為了盡可能多的輸出電能，光伏系統(tǒng)必須對系統(tǒng)進行最大功率跟蹤(Maximum Power Point Tracking—MPPT)控制.MPPT是當前較廣泛采用的光伏陣列模塊功率點控制策略。它通過實時改變系統(tǒng)的工作狀態(tài)，跟蹤陣列的最大工作點，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的最大功率輸出。它是一種自主尋優(yōu)方式，動態(tài)性能較好，其常用方法有”上山”法、干擾觀察法、電導增量法等。

由于光伏電池的工作原理特性—在系統(tǒng)的外界環(huán)境(溫度，日照，角度等)條件下，不同的陣列輸出電壓可以得到不同的輸出功率，系統(tǒng)工作點也會因此飄忽不定，這必然導致系統(tǒng)效率的降低。為此，太陽電池陣列必須實現(xiàn)最大功率點跟蹤控制，以便陣列在任何當前日照下不斷獲得最大功率輸出。太陽電池的輸出特性決定了其輸出功率受輸出電流、電壓的影響。為了最大效率的利用太陽能發(fā)電，系統(tǒng)必須采用MPPT控制方法。

第五篇：黑龍江省2013專業(yè)技術人員繼續(xù)教育知識更新培訓電氣工程專業(yè)課程作業(yè)一

黑龍江省2013專業(yè)技術人員繼續(xù)教育知識更新培訓電氣工程專業(yè)課程作業(yè)一

黑龍江省2013專業(yè)技術人員繼續(xù)教育知識更新培訓

電氣工程專業(yè)課程作業(yè)一

一．填空：

1、常見的交流調速方法有：（降電壓調速）（轉差離合器調速）（轉子串電阻調速）（繞線轉子電動機串級調速和雙饋電動機調速）（變極對數(shù)調速）（變壓變頻調速）。

2、按照交流異步電機的原理，從定子傳入轉子的電磁功率可分成兩部分：一部分是（拖動負載的有效功率），稱作（機械功率）；另一部分是（傳輸給轉子電路的轉差功率）。

3、從能量轉換的角度上看，轉差功率是否增大，是消耗掉還是得到回收，可以把異步電機的調速系統(tǒng)分成三類 ：（轉差功率消耗型調速系統(tǒng)）；（轉差功率饋送型調速系統(tǒng)）；（轉差功率不變型調速系統(tǒng)）。

4、轉差功率消耗型調速系統(tǒng)的全部轉差功率都轉換成（熱能消耗在轉子回路中）。在恒轉矩負載時，該調速系統(tǒng)是以增加（轉差功率）的消耗來換取（轉速）降低的。屬于這一類的三種調速方法有：（降電壓調速）（轉差離合器調速）（轉子串電阻調速）。

5、在轉差功率饋送型調速系統(tǒng)中，除轉子銅損外，大部分轉差功率在轉子側通過（變流裝置）饋出或饋入，轉速越低，（能饋送的功率越多）；屬于這一類的調速方法是（繞線轉子電動機串級調速和雙饋電動機調速）。

6、在轉差功率不變型調速系統(tǒng)中，轉差功率只有（轉子銅損），而且無論轉速高低，轉差功率（基本不變），因此效率(更高);屬于此類的調速方法有（變極對數(shù)調速）和（變壓變頻調速）這兩種。

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