电力拖动自动控制系统答案.docx

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1、1-1为什么PWM-电动机系统比晶闸管-电动机系统可以获得更好的动态性能？答：PWM电动机系统在许多方面有较大的优越性：1 主电路途路简洁，需用的功率器件少。2 开关频率高，电流简洁连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。3 低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达 1：10000 左右。4 假设及快速响应的电动机协作，那么系统频带宽，动态响应快，动态抗扰实力强。5 功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也 不大，因此装置效率较高。6 直流电源承受不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。PWM开关频率高，响应速度快，电流简洁连续，系统频带宽，动态响应快，动态抗扰实力强。

2、1-2试分析有制动通路的不行逆PWM变换器进展制动时，两个VT是如何工作的？答：制动时，由于的脉冲变窄而导致反向时，Ug2 变正，于是VT2导通，VT2导通，VT1关断。1-3调速范围和静差率的定义是什么？调速范围，静态速降和最小静差之间有什么关系？为什么脱离了调速范围，要满意给定的静差率也就简洁得多了？答：消费机械要求电动机供应的最高转速 和最低转速之比叫做调速范围，用字母D表示，即：负载由志向空载增加到额定值时，所对应的转速着陆 及志向空载转速之比，称为系统的静差率S,即： 调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为： 由于在确定的下，D越大，越小 又确定，那么S变大。所以，假设不考虑D，那

3、么S的调整也就会简洁，1-4某一调速系统，测得的最高转速特性为，最低转速特性为，带额定负载的速度着陆，且不同转速下额定速降不变，试问系统可以到达的调速范围有多大？系统允许的静差率是多大？解1-5闭环调速系统的调速范围是1500-150r/min，要求系统的静差 S=2%,那末系统允许的静态速降是多少？假设开环系统的静态速降是100r/min那么闭环系统的开环放大倍数应有多大？ 1，2，1-6某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动机的速降为8 r/min，假设将开环放大倍数他进步到30，它的速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍？同样静差率的条件下调速范围及开环放大

4、倍数加1成正比1-7某调速系统的调速范围D=20，额定转速，开环转速着陆，假设要求静差率由10%削减到5%那么系统的开环增益将如何变更？ 解：原系统在调速范围D=20，最小转速为：，原系统在范围D=20，静差率为10%时，开环增益为：静差率10%时原系统的开环增益为：1-8转速单环调速系统有那些特点？变更给定电压能否变更电动机的转速？为什么？假设给定电压不变，调整测速反响电压的分压比是否可以变更转速？为什么？假设测速发电机的励磁发生了变更，系统有无抑制这种干扰的实力？答：1闭环调速系统可以比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证确定静差率的要求下，可以进步调速范围。为此，所需付出的代价是需增

5、设电压放大器以及检测及反响装置。2能。因为，由公式可以看出，当其它量均不变更时，随着的变更而变更3能。因为转速和反响电压比有关。4不，因为反响限制系统只对反响环所包围的前向通道上的扰动起抑制作用 ，而测速机励磁不是。1-9在转速负反响调整系统中，当电网电压、负载转矩，电动机励磁电流，电枢电流、电枢电阻、测速发电机励磁各量发生变更时，都会引起转速的变更，问系统对于上述各量有无调整实力？为什么？答：系统对于上述各量中电网电压、负载转矩，电动机励磁电流，电枢电流、电枢电阻、有调整实力。因为它们在闭环系统的前向通道中，对于测速发电机励磁各量发生变更，没有调整实力。因为它不在闭环系统的前向通道中。1-1

6、0有一V-M调速系统，电动机参数为：电枢电阻，整流装置内阻，触发整流环节的放大倍数。要求系统满意调速范围20，静差率10。（） 计算开环系统的静态速降和调速要求所允许的闭环静态速降。（） 调整该系统能参数，使当，那么转速负反响系数应当是多少？（） 计算放大器所需的放大倍数。解：电动机的电动势系数开环系统静态速降闭环静态速降闭环系统开环放大倍数2因为 所以 3运算放大器的放大倍数在题的转速负反响系统中增设电流截止环节，要求堵转电流，临界截止电流,应中选用多大的比较电压和电流反响采样电阻？要求电流反响采样电阻不超过主电路总阻的1/3，假设做不到，须要加电流反响放大器，试画出系统的原理图和静态构造图

7、，并计算电流反响放大系数。这时电流反响采样电阻和比较电压各为多少？解：1 那么 0 得： 系统的原理图和静态构造图(给它画出图)2明显采样电阻大于主电路2.7*1/3倍，所以增加电流反响放大器后：新的采样电阻：电流反响放大系数： 新的比较电压： 所以加上的电流反响放大器的放大倍数为3某调速系统原理图如下图，数据如下：电动机18，220，In94，整流装置内阻,触发整流环节的放大倍数。最大给定电压，当主电路电到达最大值时，整定电流反响电压。设计指标：要求系统满意调速范围20，静差率S10，。试画出系统的静态构造框图，并计算：（） 转速反响系数。（） 调整器放大系数。（） 电阻的数值。放大器的输入

8、电阻（） 电阻的数值和稳压管的击穿电压值。解：(1) (2) (3)4A；A；当主电路电流最大即为时，而当主电路电流为时，为： V此时电流反响起作用，稳压管的击穿电压可依据确定取稍大值：当主电路的电流增大到时，为起到疼惜作用应使流过的电流等于流过的电流，以使电机转速快速着陆。此时：mA ; k)系统的静态构造框图在电压负反响单闭环有静差调速系统中，当以下参数发生变更时，系统是否有调整作用，为什么？放大器的放大倍数供电电网电压电枢电阻电动机励磁电流电压反响系数a答：3电枢电阻，电动机励磁电流，电压反响系数a无调整作用。因为反响限制系统所能抑制的只是被反响包围的前向通道上的扰动。有一个V-M系统,

9、:电动机: 15分,Ra=1.5,整流装置内阻,触发整流环节的放大倍数。15分(1) 系统开环工作时,试计算调速范围D=30时的静差率s值;(2) 当D=30, 时,计算系统允许的稳态速降;(3) 如组成转速负反响有静差调速系统,要求D=30,在,计算转速负反响系数a 和放大器放大系数Kp;4如将上述调速系统改为电压负反响有静差调速系统,仍要求在,并保持系统原来的开环放大系数不变，试求在30时的静差率。解：原来多加了1当30，10时计算系统允许的稳态速降求取的方法同1-10 可得 4改为电压负反响有静差调速系统闭环转速着陆为：当调速D范围不变时静差率为：明显比速度反响系统在调速范围不变的状况下

10、静差率大的多，但比无反响系统静差率小了在题1-10的系统中,假设主电路电感L=50mH,系统运动部分的飞轮惯量,整流装置承受三相零式电路,试推断按题1-10要求设计的转速负反响系统能否稳定运行假设保证系统稳定运行,允许的最大开怀放大系数K是多少电磁时间常数 机电时间数 查表全波为0.00167 在1-10题中如要系统稳定须保证那么系统不稳定。如要系统稳定，允许的最大的开环放大系数为但调速范围不满意了16.为什么用积分限制的调速系统是无静差的在转速负反响调速系统中,当积分调整器的输入偏向电压时,调整器的输出电压是多少它取决于那些因素答： 运用积分限制时可以借助积分作用，使反响电压及给定电压相等，

11、即使为零一样有输出，不再须要来维持，由此即可使输出稳定于给定值使调速系统无静差。 当时调整器的输出为电压，是对之前时刻的输入偏向的积累。 它取决于的过去变更，当为正增加，当为负下降，当为零时不变。闭环调速系统中,转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响试说明理由;答： 在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度同样受给定电源和测速发电机精度的影响。无静差转速单闭环调速系统只是消退了误差，使输出的转速根本稳定于给定的转速。但是，这种系统照旧属于反响限制系统，只能抑制被反响环包围的前向通道上的扰动，对于其他环节上的精度影响无可奈何。18.承受比例调整器限制的电压负反响系统,稳态运行时

12、的速度是否有静差为什么试说明理由;答：有静差。电压负反响系统中是在转速较高时，无视了转速的着陆认为 电枢电压正比于转速，而事实上是电枢电压无静差，从公式中可以看出速度的着陆是不能消退的。因为调整器的输出是电力电子变换器的限制电压。所以只要电动机在运行，就必需有限制电压因此也必需有转速偏向电压。第二章 习题答案2-1在转速、电流双闭环调速系统中，假设变更电动机的转速，应调整什么参数？变更转速调整器的放大倍数Kn行不行？变更电力电子变换器的放大倍数Ks行不行？变更转速反响系数行不行？假设要变更电动机的堵转电流，应调整系统中的什么参数？答：变更转速，调整给定电压，变更转速调整器放大倍数 不行，变更也

13、不行，变更行。变更堵转电流调整电流反响系数.2-2转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调整器的输入偏向电压和输出电压各是多少？为什么？答：两个调整器的输入偏向电压均为0，假设不为0那么和接着变更，就不是稳态。转速调整器的输出电压为：电流调整器的输出电压为：2-3假设转速、电流双闭环调速系统中的转速调整器不是PI调整器，而改为P调整器，对系统的静、动态性能将会产生什么影响？答：稳态精度变差，但跟随性和抗干扰实力都不会得到改善，使系统成为不稳定系统。 答：静特性 1闭环系统的静特性变软 2存在静差率相对较大。 动特性：跟随性和抗干扰实力不会得到改善，动态稳定性降低，而快速性却进步了。2-4试从

14、下述五个方面来比较转速、电流双闭环调速系统和带电流截止环节的转速单闭环调速系统：（） 调速系统的静态特性;（） 动态限流性能;（） 起动的快速性;（） 抗负载扰动的性能;（） 抗电源电压波动的性能;答：1单闭环：在系统稳定时实现转速无静差。 双闭环：可实现转速无静差和电流无静差。2单闭环：只能在超过临界电流后，限制电流冲击 双闭环：电流调整器通过电流反响系数随时调整限制电流3单闭环：快、不平稳 双闭环：起动快、平稳4单闭环：差 双闭环：强、靠ASR单闭环：差双闭环：由电流内环ACR刚好调整2-5在转速、电流双闭环调速系统中，两个调整器均承受PI调整。当系统带额定负载运行时，转速线突然断线，系统

15、重新进入后，电流调整器的输入偏向电压是否为零？为什么？答：转速和电流调整器的输出到达饱和为止，电流调整器的输入偏向电压不为零，因为稳定后电流反响照旧为只能增加电动机的 转速到达新的平衡2-6在转速、电流双闭环调速系统中，转速给定信号未变更，假设增大转速反响系数，系统稳定后转速反响电压是增加、削减还是不变？为什么？答：不变。因为增大，在到达新的稳定运行时，照旧要是无静差系统，系统的转速下降，在到达同样的时稳定运行。2-7在转速、电流双闭环调速系统中，两个调整器ASR、ACR均承受PI调整器。参数：电动机： ，设，电枢回路最大电流，电力电子变换器的放大系数。试求：（） 电流反响系数和转速反响系数;

16、（） 当电动机在最高转速发生堵转时的、值。解：1电流反响系数 转速反响系数 2 负反响 由于堵转电流 n0 2-8在转速、电流比闭环调速系统中，调整器ASR,ACR 均承受PI调整器。当ASR输出到达时，主电路电流到达最大电流80A。当负载电流由40A增加到70A时，试问： 1应如何变更？2应如何变更？3值由哪些条件确定？解：1应增加。因为当负载电流由40A增加到70A时增加，是确定的。 由40A 增加到70A时，由4V增加到7V2略有增加。因为；的增加使增加，使得增加3 由n和确定。2-9在转速、电流双闭环调速系统中，电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行，现因某种缘由使电动机励磁电源电压

17、突然下降一半,系统工作状况将会如何变更？写出、及n在系统重新进入稳定后的表达式。答：当磁通下降一半时但电动机拖动恒转矩负载运行所以2-10某反响限制系统已校正成典型I型系统。时间常数T0.1S，要求阶跃响应超调量（） 求系统的开环增益;（） 计算过渡过程时间和上升时间;（） 绘出开环对数幅频特性。假设上升时间，那么K=， 解：1系统开环增益 参见表2-22调整时间 上升时间(3) KT=1 K=10 (4)用MATLAB 仿一个为好： 2-11 有一个系统，其限制对象的传递函数为 ,要设计一个无静差系统，在阶跃输入下系统超调量按线性系统考虑。试对该系统进展动态校正，确定调整器构造，并选择其参数

18、。解：校正成典型I型系统，调整器传递函数为校正后系统的开环传递函数为： 取 查表得： 2-12有一个闭环系统，其限制对象的传递函数为，要求校正为典型型系统，在阶跃输入下系统超调量按线性系统考虑。确定调整器构造，并选择其参数。解： 选用PI型调整器系统开环传函为 T=0.02s 取h=7 2-13调整对象的传递函数为，要求用调整器分别将其校正为典型型和型系统，求调整器的构造及参数。解：校正成典型型系统选择PI调整器： 校正后的开环传递函数为： 令 K=100 T= (2)校正成典型系统，选择PI调整器： K= T=0.005s 取h=5 2-14 在一个三相零式晶闸管整流装置供电的转速-(1)

19、电流反响系数 转速反响系数 2设计电流调整器ACR 1 确定时间常数整流装置滞后时间常数 电流环小时间常数之和 按典型型设计，电流环限制对象是双惯性型的可用PI型电流调整器。 检查对电源电压的抗扰性能： 各项指标可以承受。电流调整器超前时间常数 电流开环增益：要求 电流截止频率 1晶闸管装置传递函数的近似条件 满意近似条件2无视反电动势变更对电流环动态影响的条件 满意近似条件（） 电流环小时间常数近似处理条件 满意近似条件5计算调整器电阻和电容 动态性能跟随指标为 满意近似条件(3)3.电流环等效时间常数 转速滤波时间常数 转速环小时间常数 2.选择转速调整器构造 ：按典型型系统设计，选择PI

20、调整器 取 h=3 ASR的超前时常数转速开环增益 ASR例系数1电流环传递函数简化条件 满意近似条件(2)转速环小时间常数 满意近似条件 2-15 (1)选用PI调整器 h=5 2（） 电流环传递函数简化条件满意近似条件满意近似条件2-161 第 3 章直流调速系统的数字限制3-1直流电机额定转速 nN = 375r / min ，电枢电流额定值为 IdN = 760 A ，允许过流倍数 = 1.5 ，计算机内部定点数占一个字的位置16 位，试确定数字限制系统的转速反响存 储系数和电流反响存储系数，适当考虑余量。解：定点数长度为 1 个字16 位，但最高位须用作符号位，只有 15 位可表示量

21、值，故最 大存储值Dmax=215-1。电枢电流最大允许值为 1.5IN，考虑到调整过程中瞬时值可能超 过此值，故取ImaxIN。因此，电枢电流存储系数为215K =1 =32768= 5 A11.8I N 760额定转速nN=375r/min，取nmaxnN，那么转速存储系数为215 132768K =1.3nN 375min/ r = 1min/ r对上述运算结果取整得 K= 23A1，K= 67 min/ r 。3-2旋转编码器光栅数为 1024，倍频系数为 4，高频时钟脉冲频率 f0 = 1MHz ，旋转编码器输出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均承受 16 位计数器，M 法和 T 法测速

22、时间均为 ， 求转速 n=1500r/min 和 n=150r/min 时的测速分辩率和误差率最大值。 解：电动机每转一圈共产生 Z=4 2048=4096 个脉冲。1 M 法测速测速区分率 Q = 60M1 + 1ZTC 60M1 =ZTC60ZTC=604096 r / min = 6r / min电动机的转速为 n = 60M1ZTC当 n=1500r/min 时， M1 =ZTC n =604096 1150060= 1024测速误差率最大值max = 1 100% =1100% 0.098%当 n=150r/min 时， M1 =M1ZTC n =6010244096 115060

23、102测速误差率最大值max = 1 100% = 1 100% 0.98%2 T 法测速M1102当 n=1500r/min 时， n = 60 f0ZM 260 f测速区分率60 f60 fZn2409615002Q = 0 0 = 0 =r / min 171r / minZM -1 ZMZMM -160 f Zn60106 409615002222060 f60 106M = 0 = 9取整数2Zn4096 1500测速误差率最大值当 n=150r/min 时， =1100% =1 100% 12.5%2maxM 19 12 2测速区分率Q = Zn=4096 150r / min 5

24、r / min60 f0 Zn60 106 4096 15060 f60 106M = 0 = 97取整数2Zn4096 150测速误差率最大值 =1100% =1100% 1.04%2maxM 197 13-3将习题 2-14 设计的模拟电流调整器进展数字化，采样周期Tsam = ms ，调整器输出限幅及积分限幅均为 U m ，写出位置式和增量式数字 PI 调整器的表达式，并用已驾驭的汇 编语言设计实时限制程序。3-4依据习题 2-15 电流调整器的设计结果电流调整器按典型 I 型系统设计，按离散系统设计方法设计转速调整器，要求转速无静差。电动机额定功率 PN = 555kW ， 额定电压U

25、 N = 750V ，额定电枢电流 I N = 760 A ，额定转速 nN = 375r / min ，电动势系数Ce = 2V min/ r ，电枢回路总电阻 R = ，允许过载倍数 = ，机电时间常数1Tm = 2s ，转速滤波时间常数Ton = 0.02s ，电流反响存储系数 K = 23A，转速反响存储系数 K = 67 min/ r ，转速调整器采样时间 Tsam = 1s ，电流环小惯性时间常数soiT= T + T = 7s + 2s = 7si第 4 章可逆直流调速系统和位置随动系统4-1 晶闸管-电动机系统须要快速回馈制动时，为什么必需承受可逆线路？答：当电动机须要回馈制动

26、时，由于反电动势的极性未变，要回馈电能必需产生反向电流， 而反向电流是不行能通过 VF 流通的，这时，可以通过限制电路切换到反组晶闸管装置 VR， 并使它工作在逆变状态，产生逆变电压，电机输出电能实现回馈制动。4-2 试画出承受单组晶闸管装置供电的 V-M 系统在整流和逆变状态下的机械特性，并分析这 种机械特性相宜于何种性质的负载。解；机械特性图如下：n提升TeId放下- n4-3 说明待逆变、正组逆变和反组逆变，并说明这三种状态各出如今何种场合下。答：待逆变 正组逆变电枢端电压为负，电枢电流为正，电动机逆向运转，回馈发电，机械特性在第四象限。 反组逆变电枢端电压为正，电枢电流为负，电动机正向

27、运转，回馈发电，机械特性在第二象限。4-4 分析协作限制的有环流可逆系统反向起动和制动的过程。画出各参变量的动态波形，并 说明在每个阶段中 ASR 和 ACR 各起什么作用，VF 和 VR 各处于什么状态。 解：限制电路承受典型的转速、电流双闭环系统，其中：转速调整器 ASR 限制转速，设置双向输出限幅电路，以限制最大起制动电流； 电流调整器 ACR 限制电流，设置双向输出限幅电路，以限制最小限制角 min 及最小逆变角 min 。正组晶闸管 VF，由 GTF 限制触发，正转时，VF 整流；反转时，VF 逆变。 反组晶闸管 VR，由 GTR 限制触发，反转时，VR 整流；正转时，VR 逆变。4

28、-5 试分析图 4-13 所示逻辑选触无环流可逆系统的工作原理，说明正向制动时各处电压极性及能量关系。解：图 4-13逻辑选触无环流可逆系统的原理框图如下图中：SAF，SAR 分别是正、反组电子模拟开关。承受数字限制时，电子开关的任务可以用条件选择程序来完成，实际系统都是逻辑选触 系统。此外，触发装置可承受由定时器进展移相限制的数字触发器，或承受集成触发电路。4-6试分析位置随动系统和调速系统在哪些方面是不同的。答：位置随动系统及调速系统的主要区分在于，调速系统的给定量一经设定，即保持恒值， 系统的主要作用是保证稳定和抗拒扰动；而位置随动系统的给定量是随机变更的，要求输出 量精确跟随给定量的变

29、更，系统在保证稳定的根底上，更突出须要快速响应。位置随动系统 的反响是位置环，调速系统的反响是速度环。第 5 章闭环限制的异步电动机变压调速系统一种转差功率消耗型调速系统5-1 异步电动机从定子传入转子的电磁功率 Pm 中，有一部分是及转差成正比的转差功率 Ps ， 依据对 Ps 处理方式的不同，可把沟通调速系统分成哪几类？并举例说明。答：从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统 效率上下的标记。从这点动身，可以把异步电机的调速系统分成三类 。转差功率消耗型调速系统：这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中， 降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻

30、调速属于这一类。在三类异步电机调速系统中， 这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的 降低的恒转矩负载时。可是这类系统构造简洁，设备本钱最低，所以还有确定的应用价 值。转差功率馈送型调速系统：在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通 过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，绕线电机串级调速或双馈电机调速 属于这一类。无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成 有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要增加一些设备。转差功率不变型调速系统：在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速上下， 转差功率根本不变

31、，因此效率更高，变极对数调速、变压变频调速属于此类。其中变极对数 调速是有级的，应用场合有限。只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的沟通调 速系统，取代直流调速；但在定子电路中须装备及电动机容量相当的变压变频器，相比之下， 设备本钱最高。5-2 有一台三相四极异步电动机，其额定容量为 ，频率为 50Hz，在某一状况下运行，自定子方面输入的功率为 ，定子铜损耗为 341W，转子铜损耗为 ，铁心损耗为，机械损耗为 45W，附加损耗为 29W，试绘出该电动机的功率流程图，注明各项功率 或损耗的值，并计算在这一运行状况下该电动机的效率、转差率和转速。5-3 简述沟通变压调速系统的优缺点和适用场

32、合。 答：5-4 何谓软起动器？沟通异步电动机承受软起动器有什么好处？ 答；带电流闭环的电子限制软起动器可以限制起动电流并保持恒值，直到转速上升后电流自 动衰减下来，起动时间也短于一级降压起动。主电路承受晶闸管沟通调压器，用连续地变更 其输出电压来保证恒流起动，稳定运行时可用接触器给晶闸管旁路，以免晶闸管不必要地长 期工作。视起动时所带负载的大小，起动电流可在 (0.54)ISN 之间调整，以获得最正确的起动 效果，但无论如何调整都不宜于满载起动。负载略重或静摩擦转矩较大时，可在起动时突加 短时的脉冲电流，以缩短起动时间。软起动的功能同样也可以用于制动，用以实现软停车。第6章笼型异步电动机变压

33、变频调速系统VVVF转差功率不变型调速系统6-1简述恒压频比限制方式。答：绕组中的感应电动势是难以干脆限制的，当电动势值较高时，可以无视定子绕组的漏磁 阻抗压降，而认为定子相电压 Us Eg，那么得U S = 常值f1这是恒压频比的限制方式。但是，在低频时 Us 和 Eg 都较小，定子阻抗压降所占的份量就 比较显著，不再能无视。这时，须要人为地把电压 Us 抬高一些，以便近似地补偿定子压降。6-2简述异步电动机在下面四种不同的电压频率协调限制时的机械特性并进展比较；1 恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性；2 基频以下电压频率协调限制时异步电动机的机械特性；3 基频以上恒压变频限制时异步电

34、动机的机械特性；4 恒流正弦波供电时异步电动机的机械特性； 答：恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性：当 s 很小时，转矩近似及 s 成正比，机 械特性是一段直线，s 接近于 1 时转矩近似及 s 成反比，这时，Te = fs是对称于原点 的一段双曲线。基频以下电压频率协调限制时异步电动机的机械特性：恒压频比限制的变频机械特性 根本上是平行下移，硬度也较好，当转矩增大到最大值以后，转速再降低，特性就折回来了。而且频率越低时最大转矩值越小，可以满意一般的调速要求，但低速带载实力有些差强人意， 须对定子压降实行补偿。恒 Eg /1 限制是通常对恒压频比限制实行电压补偿的标准，可以 在稳态时到达

35、 rm = Constant，从而改善了低速性能，但机械特性还是非线性的，产生转 矩的实力仍受到限制。恒 Er /1 限制可以得到和直流他励电机一样的线性机械特性，按 照转子全磁通 rm 恒定进展限制，而且，在动态中也尽可能保持 rm 恒定是矢量限制系 统的目的，基频以上恒压变频限制时异步电动机的机械特性：当角频率进步时，同步转速随之进步， 最大转矩减小，机械特性上移，而形态根本不变。基频以上变频调速属于弱磁恒功率调速。恒流正弦波供电时异步电动机的机械特性：恒流机械特性的线性段比较平，而最大转矩 处形态很尖。恒流机械特性的最大转矩值及频率无关，恒流变频时最大转矩不变，但变更定 子电流时，最大转

36、矩及电流的平方成正比。6-3如何区分交直交变压变频器是电压源变频器还是电流源变频器？它们在性能上有 什么差异？答：依据中间直流环节直流电源性质的不同， 直流环节承受大电容滤波是电压源型逆变器。它的直流电压波形比较平直，志向状况下是一个内阻为零的恒压源，输出沟通电压是矩形波或梯形波。 直流环节承受大电感滤波是电流源型逆变器。它的直流电流波形比较平直，相当于一个恒流源，输出沟通电流是矩形波或梯形波。 在性能上却带来了明显的差异，主要表现如下：1无功能量的缓冲在调速系统中，逆变器的负载是异步电机，属感性负载。在中间 直流环节及负载电机之间，除了有功功率的传送外，还存在无功功率的交换。滤波器除滤波 外

37、还起着对无功功率的缓冲作用，使它不致影响到沟通电网。因此，两类逆变器的区分还表 如今承受什么储能元件电容器或电感器来缓冲无功能量。2能量的回馈用电流源型逆变器给异步电机供电的电流源型变压变频调速系统有一 个显著特征，就是简洁实现能量的回馈，从而便于四象限运行，适用于须要回馈制动和常常 正、反转的消费机械。3动态响应正由于交-直-交电流源型变压变频调速系统的直流电压可以快速变更， 所以动态响应比较快，而电压源型变压变频调速系统的动态响应就慢得多。4输出波形电压源型逆变器输出的电压波形为方波，电流源型逆变器输出的电流 波形为方波。5应用场合电压源型逆变器属恒压源，电压限制响应慢，不易波动，所以适于

38、做多台电机同步运行时的供电电源，或单台电机调速但不要求快速起制动和快速减速的场合。采 用电流源型逆变器的系统那么相反，不适用于多电机传动，但可以满意快速起制动和可逆运行 的要求。6-4电压源变频器输出电压是方波，输出电流是近似正弦波；电流源变频器输出电流是方波，输出电压是近似正弦波。能否据此得出电压源变频器输出电流波形中的谐波成分比电流 源变频器输出电流波形中的谐波成分小的结论？在变频调速系统中，负载电动机渴望得到的 是正弦波电压还是正弦波电流？ 答：在电流电机中，实际须要保证的应当是正弦波电流，因为在沟通电机绕组中只有通入三 相平衡的正弦电流才能使合成的电磁转矩为恒定值，不含脉动重量。因此，

39、假设能对电流实行 闭环限制，以保证其正弦波形，明显将比电压开环限制可以获得更好的性能。6-5承受二极管不控整流器和功率开关器件脉宽调制PWM逆变器组成的交直交变频 器有什么优点？答：具有如下优点：1在主电路整流和逆变两个单元中，只有逆变单元可控，通过它同时调整电压和 频率，构造简洁。承受全控型的功率开关器件，只通过驱动电压脉冲进展限制， 电路也简洁，效率高。234输出电压波形虽是一系列的 PWM 波，但由于承受了恰当的 PWM 限制技术，正弦 基波的比重较大，影响电机运行的低次谐波受到很大的抑制，因此转矩脉动小， 进步了系统的调速范围和稳态性能。 逆变器同时实现调压和调频，动态响应不受中间直流

40、环节滤波器参数的影响， 系统的动态性能也得以进步。 承受不行控的二极管整流器，电源侧功率因素较高，且不受逆变输出电压大小 的影响。6-6如何变更由晶闸管组成的交交变压变频器的输出电压和频率？这种变频器适用于什么场合？为什么？答：正、反两组按确定周期互相切换，在负载上就获得交变的输出电压 u0，u0的幅值确定于 各组可控整流装置的限制角 ，u0的频率确定于正、反两组整流装置的切换频率。假设控 制角始终不变，那么输出平均电压是方波，一般主要用于轧机主传动、球磨机、水泥回转窑等大容量、低转速的调速系统，供电给 低速电机干脆传动时，可以省去浩大的齿轮减速箱。6-7沟通 PWM 变换器和直流 PWM 变

41、换器有什么异同？6-8请你外出时到一个变频器厂家或变频器专卖店索取一份随意型号的通用变频器资料， 用它及异步电动机组成一个转速开环恒压频比限制的调速系统，然后说明该系统的工作原 理。6-9转速闭环转差频率限制的变频调速系统可以仿照直流电动机双闭环系统进展限制，但 是其动静态性能却不能完全到达直流双闭环系统的程度，这是为什么？ 答：它的静、动态性能还不能完全到达直流双闭环系统的程度，存在差距的缘由有以下几个 方面：1在分析转差频率限制规律时，是从异步电机稳态等效电路和稳态转矩公式动身的，所 谓的“保持磁通 m 恒定的结论也只在稳态状况下才能成立。在动态中 m 如何变更还没 有深化探讨，但确定不会

42、恒定，这不得不影响系统的实际动态性能。2Us = f(1 , Is)函数关系中只抓住了定子电流的幅值，没有限制到电流的相位，而 在动态中电流的相位也是影响转矩变更的因素。3在频率限制环节中，取 1 = s + ，使频率得以及转速同步升降，这本是转差频 率限制的优点。然而，假设转速检测信号不精确或存在干扰，也就会干脆给频率造成误差， 因为全部这些偏向和干扰都以正反响的形式毫无衰减地传递到频率限制信号上来了。6-10在转差频率限制的变频调速系统中，当转差频率的测量值大于或小于实际值时，将给系统工作造成怎样的影响？答：在调速过程中，实际频率 1 随着实际转速 同步地上升或下降，有如水涨而船高， 因此加、减速平滑而且稳定。假设转速检测信号不精确或存在干扰，也就会干脆给频率造成