程中使转速快速跟随给定电压变化稳态时减小转速 误差采用 PIR 可实现无静差。 对
负载变化其抗扰作用。 其输出限幅值决定电动机允许最大电流。
3-11 简述双闭环直流调速系统中电流调节器的作用。 答作为内环调节器在转速调节过
程中使电流紧紧跟随给定电流变化。 对电网电压波动起及时抗扰作用。 在转速动态过程
中保证获得电动机最大允许电流从而加快动态过程。 当电动机过载或堵转时 限制电
枢电流最大值 起快速的自动保护作用。 一旦故障消失 系统立即自动恢复正常。
二、公式和特性
1.P62 稳态时 Un*=Un=αn=αn0 Ui*=Ui=βId=βIdL Uc=Ud0/Ks=(Cen+IdR)/Ks=(Ce(Un*/
α)+IdR)/Ks
2.转速反馈系数α=Un*m/nm
3.电流反馈系数β=Ui*m/Idm 1.转速电流反馈控制直流调速系统-系统原理图 2.转速电
流反馈控制直流调速系统-稳态结构图 3.转速电流反馈控制直流调速系统-动态结构图 1.时间最优的理想过渡过程 2.双闭环直流调速系统静特性
第4章
一、可以作为填空题或简答题的
4-1 直流 PWM 可逆调速系统中当电动机停止时电枢电压瞬时值零是正负脉宽相
等的交 变脉冲电压 故电流也是交变的 称为高频微振电流 其平均值为
不能产生平 均转矩 。
4-2 高频微振电流对电机有何影响 答消除电机正反向时的静摩擦死区起动力润滑作
用。同时也增大了电机的损耗。
二、公式和特性
1.双极式控制可逆 PWM 变换器输出电压平均值Ud=(2ton/T-1)Us 1.调速系统四象限运行
-示意图 2.桥式可逆 PWM 变换器电路-原理图 3.桥式可逆 PWM 调速系统主电路-原理
图
第5章
5-1 对于恒转矩负载为什么调压调速的调速范围不大电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 本 来就不大因此调速范围也不大。降压调速时机械特性变软但 sm 不变故调速范 围不变。 5-2 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。 5-3 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 和恒转 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。 5-4 基频以下调速可以是恒压频比控制恒定子磁通 φms、恒气隙磁通 φm 和恒转子磁通 φ mr 的 控制方式从机械特性和系统实现两个方面分析与比较四种控制方法的优缺点。 答恒压频比控制最容易实现其机械特性基本上是平行下移硬度也较好能满足一般调 速要求低速时需适当提高定子电压以近似补偿定子阻抗压降。 恒定子磁通 φms、恒气 隙磁通 φm 和恒转子磁通 φmr 的控制方式均需要定子电压补偿控制 要复杂一些。恒定 子磁通 φms 和恒气隙磁通 φm 的控制方式虽然改善了低速性能但机械特性还 是非线性 的仍受到临界转矩的限制。 恒转子磁通 φmr 控制方式可以获得和直流他励电动机一样的线性机械特性性能最佳。 5-5 常用的交流 PWM 有三种控制方式分别为 SPWM、CFPWM 和 SVPWM论述它们的基本特 征及各 自的优缺点。 答略。 5-6 分析 CFPWM 控制中环宽 h 对电流波动与开关频率的影响。 答略。 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 答不宜。因 为当电动机发生故障或不正常运行时其中性点可能会有不平衡电流流过。 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相量 U、电流相 量 I 等用于分析三相异步电动机的稳定工作状态5.4.5 节定义的空间矢量 us、is 与 相量有何区 别在正弦稳态时两者有何联系 答空间矢量位置固定如空间矢量 uAO 固定在 A 相绕组轴线上 但大小随时间变化 而相量大小是不变的如有效值相量其大小即为稳态时的有效值 但位置随相角变化。 稳 态时空间矢量相当于一种相角固定的瞬时值相量。 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 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 不正确。尽管期望输出电压矢量是连续的然而其作用时间是断续的因此定子磁链矢 量 只能是断续的。 5-10 总结转速闭环转差频率控制系统的控制规律若 Us=fω1Is设置不当会产生 什么影 响一般说来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 的内环系 统却能稳定为什么 答 一、可以作为填空题或简答题的 5-1 简述矢量控制的基本思想。 答 将逆变器和交流电动机视为一体 以在电机内产生圆形旋转磁场为目标来控制变频器工 作。 5-2 异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速采用恒压频比控制称为恒转矩 调 速基频以上采用保持电压不变控制称为近似的恒功率调速 。为什么略 5-3 六拍式逆变器控制的异步电动机正六边形定子磁链的大小与直流侧电压 Ud成正比 而 与电源角频率成反比。在基频以下调速时应保持正六边形定子磁链的最大值恒 定 。若 直流侧电压 Ud 恒定则ω1 越小时△t 越大势必导致|Ψsk|增大。 因此要保持 正六边形定子磁链不变必须使 Ud/ω1 为常数这意味着在变频的同时必 须调节直流电压 Ud 造成了控制的复杂性。有效的方法是插入零矢量 。 5-4 简述转 差频率控制的基本思想。 答保持气隙磁通φm 不变的前提下通过控制转差频率ω s来控制转矩 。 5-5 转差频率控制变压变频调速系统通过最大转差频率间接限 制了最大的允许电流 。 5-6 与直流调速系统相似转差频率控制变压变频调速系统起动过程分为转矩上升恒 转矩 、 升速与转速调节三个阶段在恒转矩升速阶段 ASR不参与调节相当 于转速开环 在正反馈内环作用下保持加速度恒定 转速超调后ASR退出 饱和 进入转速调节阶 段 最后达到稳态。 5-7 简述转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统起动过程。 答转矩上升阶段 恒 转矩升速阶段 转速调节 二、公式和特性 1.公式略 1.异步电动机等效电路图 2.交- 直-交电压源型 PWM 变频器主电路 各个元件作用需知 3.转速开环变压变频调速系统 -系统原理图 4.转速闭环转差频率控制变压变频调速系统-系统原理图 1.异步电动机调 压调速机械特性 2.异步电动机转子串阻调速机械特性 3.异步电动机变压变频调速机械 特性 4.异步电动机变压变频调速控制特性 第6章 一、可以作为填空题或简答题的 6-1 异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 6-2 异步电动机的动态数学模型由磁链方程、电压方程、转矩方程、运动方程组成。 6-3 异步电动机每个绕组的磁链是自感磁链和互感磁链之和。