运动控制系统思考题参考答案 下载本文

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三相PWM波,计算简便。与一般的SPWM相比较,SVPWM控制方式的输出电压最多可提高15%。

5-6分析电流滞环跟踪PWM控制中,环宽h对电流波动于开关频率的影响。

答:当环宽h选得较大时,开关频率低,但电流波形失真较多,谐波分量高;如果环宽小,电流跟踪性能好,但开关频率却增大了。

5-7三相异步电动机Y联结,能否将中性点与直流侧参考点短接?为什么?

答:能。虽然直流电源中点和交流电动机中点的电位不等,但合成电压矢量的表达式相等。因此,三相合成电压空间矢量与参考点无关。可以将中性点与直流侧参考点短接。

5-8当三相异步电动机由正弦对称电压供电,并达到稳态时,可以定义电压向量U、电流向量I等,用于分析三相异步电动机的稳定工作状态,4.2.4节定义的空间矢量与向量有何区别?在正弦稳态时,两者有何联系?

答:相量是从时间域的三角函数到复指数函数的映射,空间矢量是从空间域的三角函数到复指数函数的映射。

相量的正弦性表现为时间域的正弦性,空间矢量的正弦性表现为空间域的正弦性。从本质看它们都是正弦性,但从形式上看,相量的正弦性还表现为复数在旋转,而空间矢量的正弦性则仅表示原象在空间按正弦规律变化。当然,也有旋转的空间矢量,但此时空间矢量的旋转性也是由于电流在时间上按正弦规律变化而引起的,并不起因于空间矢量本身的正弦性。

5-9采用SVPWM控制,用有效工作电压矢量合成期望的输出电压矢量,由于期望输出电压矢量是连续可调的,因此,定子磁链矢量轨迹可以是圆,这种说法是否正确?为什么?

答:实际的定子磁链矢量轨迹在期望的磁链圆周围波动。N越大,磁链轨迹越接近于圆,但开关频率随之增大。由于N是有限的,所以磁链轨迹只能接近于圆,而不可能等于圆。

5-10总结转速闭环转差频率控制系统的控制规律,若US?f(?1,Is)设置不当,会产生什么影响?一般来说,正反馈系统是不稳定的,而转速闭环转差频率控制系统具有正反馈的环,系统却能稳定,为什么?

答:控制规律:1)在?s??sm 的围,转矩基本上与转差频率成正比,条件是气隙磁通不变。2)在不同的定子电流值时,按定子电压补偿控制的电压–频率特性关系控制定子电压和频率,就能保持气隙磁通恒定。

若US?f(?1,Is) 设置不当,则不能保持气隙磁通恒定。

一般来说,正反馈系统是不稳定的,而转速闭环转差频率控制系统具有正反馈的环,系统却能稳定,是因为还设置了转速负反馈外环。

S. . . . . ..

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习题

5-1 (1)

T形等效电路:

简化等效电路:

(2)

SN?n1?nNn?4%

1?1?2???fN?314?rad/s

C1Lls1?1?RS?j?L?1?Llsj??1.023

1mLmI'US1N?Ir?15.97A

?2???R?CR'r?2?'?S1s?????1Lls?C1Lls?2P3I'2rR'rm?s?5964?W

??1m1?n?104.67?rad/s pS. . . . . ..

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TPmeN?Te???56.98 m1(3)

I0?US?A

R22S???1?Lls?L2?2.63?m?(4)

临界转差率:

SR'rm?R2'2?0.122

s??21?Lls?Lls?临界转矩:

T3?np?U2sm?2?21[Rs?R??2's1?Lls?Lls?2?155.98

]

5-2

S. . . . . ..

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Sm?Rr''Rs2??12Lls?Lls??2?0.122

调压调速在1UN: 23?np?Us2?38.99

Tm?2?1[Rs?'Rs2??12Lls?Lls]??2调压调速在2UN: 33?np?Us2?69.32

Tm?2?1[Rs?气隙磁通?m?'Rs2??12Lls?Lls]??2US随定子电压的降低而减小,属于弱磁调速。

4.44f1NSkNS额定电流下的电磁转矩:

Tm?3?np?Us2?Rr'?s?1[sRs?Rr?'?2?s?221?Lls?Lls]'?2

Us可调,电磁转矩与定子电压的平方成正比随着定子电压的降低而减小。

带恒转矩负载时,普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作围为0

(1)忽略定子漏阻抗:

?m?US?0.00862

4.44f1NSkNSEg?US?220V

(2)考虑定子漏阻抗: 理想空载:

Eg?I0?1Lm?214.71?V

?m?Eg?0.00841

4.44f1NSkNSS. . . . . ..

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额定负载:

Eg?I1N??????Rr'?'C??CL??11ls?1s???2??2???207.35?V ????m?Eg?0.00812

4.44f1NSkNS

(3)忽略定子漏阻抗的气隙磁通要大于考虑定子漏阻抗理想空载时的气隙磁通大于考虑定子漏阻抗额定负载时气隙磁通。

忽略定子漏阻抗的Eg 大于考虑下定子漏阻抗理想空载时的大于额定负载时的。

原因:忽略定子漏阻抗时,气隙磁通在定子每相中异步电动势的有效值Eg就等于定子相电压,而考虑定子漏阻抗时的Eg要用定子相电压减去定子漏阻抗的压降,所以忽略定子漏阻抗时的Eg必然大,相应每极气隙磁通也大。考虑定子漏阻抗时,理想空载时励磁电感上的压降只有励磁电感产生,而额定负载时还有负载并在励磁电感上,总的阻抗减小,压降也减小,所以理想空载时的Eg大于额定负载时的Eg,相应的每极气隙磁通也大。 5-4 (1)

理想空载:

Es?US?I0Rs?219.08V

?ms?Es?0.00858

4.44f1NSkNS额定负载:

Es?US?I1NRs?214.41?V

?ms?(2)

Es?0.00840

4.44f1NSkNS'Er?Er?US?I1N?mr

?RS?2??21?Lls?C1Lls'?2?154.57?V

Er'??0.00605 4.44f1NSkNSS. . . . . ..