運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)思考題參考答案阮毅

1、第二章思考題：2-1 直流電有哪幾種調(diào)速方法？各有哪些特點(diǎn)？電樞回路串電阻調(diào)速特點(diǎn)：電樞回路的電阻增加時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速不變，機(jī)械特性的硬度變軟。反之機(jī)械特性的硬度變硬。調(diào)節(jié)電源電壓調(diào)速1.2.特點(diǎn)：電的轉(zhuǎn)速隨著外加電源電壓的降低而下降，從而達(dá)到降速的目的。不源電壓下的機(jī)械特性相互平行，在調(diào)速過程中機(jī)械特性的硬度不變，比電樞回路串電阻的降壓調(diào)速具有更寬的調(diào)速范圍。弱磁調(diào)速3.特點(diǎn)：電的轉(zhuǎn)速隨著勵(lì)磁電流的減小而升高，從而達(dá)到弱磁降速的目的。調(diào)速是在功率較小的勵(lì)磁回路進(jìn)行， 高。方便，能耗小，調(diào)速的平滑性也較2-2 簡述直流 PWM 變換器電路的基本結(jié)構(gòu)。，電容，續(xù)流二極管，電。2-3 直流 PWM

2、 變換器輸出電壓的特征是什么？直流電壓2-4 為什么直流PWM 變換器-電系統(tǒng)比V-M 系統(tǒng)能夠獲得更好的動(dòng)態(tài)性能？直流 PWM 變換器-電系統(tǒng)比 V-M 系統(tǒng)開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電損耗及發(fā)熱都較??；低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬；若與快速響應(yīng)的電配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)；電力電子開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適中時(shí)，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高；直流電源采用不控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。2-5 在直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電路中是否還有電流？為什么？停止不動(dòng)時(shí)， 電樞兩端是否還有電壓？電電樞兩端還有電壓，因?yàn)樵谥绷髅}寬調(diào)速系統(tǒng)

3、中，電直流。電樞兩端電壓僅取決于電路中無電流，因?yàn)殡娞幰褦嚅_，構(gòu)不成通路。2-6 直流 PWM 變換器主電路中反并聯(lián)二極管有何作用？如果二極管斷路會(huì)產(chǎn)生什么后果？反并聯(lián)二極管是續(xù)流作用。若沒有反并聯(lián)二極管，則的門極電壓為負(fù)第 1 頁 共 33時(shí)，無法完成續(xù)流，導(dǎo)致電電樞電壓不近似為零。2-7 直流 PWM 變換器的開關(guān)頻率是否越高越好？為什么？不是越高越好，因?yàn)樘叩脑捒赡艹霈F(xiàn)電容還沒充完電就需要的輸出電壓。關(guān)斷了，達(dá)不到2-8 泵升電壓是怎樣產(chǎn)生的？對系統(tǒng)有何影響？如何抑制？對濾波電容充電的結(jié)果造成直流側(cè)電壓升高。過高的泵升電壓將超過電力電子器件的耐壓限制值。選取電容量較大且合適的電容。2-

4、9 在晶閘管整流器-電開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，為什么轉(zhuǎn)速隨負(fù)載增加而降低？負(fù)載增加，負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大，電轉(zhuǎn)速下降直到電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)速度就不變了，達(dá)到穩(wěn)態(tài)。T-TL=J*dn/dt2-10 靜差率和調(diào)速范圍有何關(guān)系？靜差率和機(jī)械特性硬度是一回事嗎？舉個(gè)例子。不是一回事。靜差率是用來衡化下轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度的。機(jī)械特性硬度是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化下轉(zhuǎn)速的降落的。是機(jī)械特性的斜率。如：變壓調(diào)速系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下的機(jī)械特性是相互平行的，機(jī)械特性硬度是一樣的，但是靜差率卻不同，空載轉(zhuǎn)速高的靜差率小。2-11 調(diào)速范圍與靜態(tài)速降和最小靜差率之間有何關(guān)系？為什么必須同時(shí)提才有意義？若只考慮一個(gè)量，其余兩個(gè)量在一個(gè)量

5、一定的情況下另一個(gè)量就會(huì)不滿足要求。2-12 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)？改變給定電壓能否改變電的轉(zhuǎn)速？為什么？如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)是否能夠改變轉(zhuǎn)速？為什么？如果測速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無克服這種干擾的能力？特點(diǎn)：減小轉(zhuǎn)速降落，降低靜差率，擴(kuò)大調(diào)速范圍。改變給定電壓能改變電轉(zhuǎn)速，因?yàn)楦淖兘o定電業(yè)會(huì)改變電壓變化值，進(jìn)而改變電壓，然后改變輸出電壓，最后改變轉(zhuǎn)速。如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)是能夠改變轉(zhuǎn)速，因?yàn)檎{(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)會(huì)改變反饋電壓，進(jìn)而改變電壓變化值，電壓，輸出電壓，最終改變轉(zhuǎn)速。第 2 頁 共 33如果測速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)生了變化，會(huì)造成 Ce 的變化，會(huì)影

6、響轉(zhuǎn)速，被測速裝置檢測出來，再通過反饋干擾的能力。的作用，減小對穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的影響。系統(tǒng)有克服這種2-13 為什么用的調(diào)速系統(tǒng)是無靜差的？在轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓U=0 時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少？它決定于哪些因素？比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差量的現(xiàn)狀，而調(diào)節(jié)器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史。雖然到穩(wěn)態(tài)時(shí)，只要?dú)v史上有過，其就有一定的數(shù)值，足以產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)運(yùn)行所需要的電壓 UC。2-14 在無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測速發(fā)電機(jī)精度的影響？為什么？受影響。因?yàn)闊o靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)若給定電源發(fā)生偏移或者測速發(fā)電機(jī)精度受到影響會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)速改變

7、，進(jìn)而反饋電壓改變，使電壓偏差為零，所以轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度會(huì)受影響。2-15 在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)下列參數(shù)發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用？為什么？（1） 放大器的放大系數(shù) Kp。（2） 供電電網(wǎng)電壓 Ud。（3） 電樞電阻 Ra。（4）電勵(lì)磁電流 If。（5）轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) 。（1）放大器的放大系數(shù) Kp 發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，因?yàn)?Kp 發(fā)生變化時(shí)， 電壓 Uc 就會(huì)改變，然后輸出電壓 Ud0 就會(huì)改變，轉(zhuǎn)速改變，反饋電壓隨之改變，改變電壓偏差進(jìn)一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)作用。供電電網(wǎng)電壓 Ud 發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，因?yàn)?Ud 發(fā)生變化時(shí)，會(huì)使Ks 變化，進(jìn)而改變輸出

8、電壓和轉(zhuǎn)速，反饋電壓隨之改變，改變電壓偏差進(jìn)一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)作用。電樞電阻 Ra 發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，因?yàn)?Ra 發(fā)生變化時(shí)，會(huì)使電樞電路總電阻變化，使得轉(zhuǎn)速改變，反饋電壓隨之改變，改變電壓偏差進(jìn)一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)作用。（2）（3）（4）電勵(lì)磁電流 If 發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，因?yàn)?If 發(fā)生變化時(shí)，使得 Ce 變化，轉(zhuǎn)速改變，反饋電壓隨之改變，改變電壓偏差進(jìn)一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)作用。轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，因?yàn)榘l(fā)生變化時(shí)，使反饋電壓改變，改變電壓偏差進(jìn)一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)作用。（5）第 3 頁 共 332-16（1）在轉(zhuǎn)速

9、負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突減負(fù)載后又進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)晶閘管整流裝置的輸出電壓 Ud 較之負(fù)載變化前是增加、減少還是不變？（2）在無靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突加負(fù)載后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速 n 和整流裝置的輸出電壓 Ud 是增加、減少還是不變？在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突減負(fù)載后又進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)轉(zhuǎn)速有所增大，反饋電壓增大，電壓偏差減小， 的輸出電壓 Ud 較之負(fù)載變化前減小。電壓減小，晶閘管整流裝置在無靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突加負(fù)載后引起動(dòng)態(tài)速降時(shí)，產(chǎn)生電壓偏差，電壓Uc 從 Uc1 不斷上升，使電樞電壓也由 Ud1 不斷上升，從而使轉(zhuǎn)速 n 在下降到一定程度后又回升。達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)時(shí)，電

10、壓偏差又恢復(fù)為零，但 Uc 已從 Uc1 上升到 Uc2，使電樞電壓由 Ud1 上升到 Ud2，以克服負(fù)載電流增加的壓降。所以轉(zhuǎn)速是不變的，輸出電壓 Ud 是增加的。2-17 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有哪些基本特征？它能減少或消除轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)誤差的實(shí)質(zhì)是什么？基本特征：閉環(huán)，有反饋調(diào)節(jié)作用，減小速降，降低靜差率，擴(kuò)大調(diào)速范圍。實(shí)質(zhì)：閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中參數(shù)變化時(shí)會(huì)影響到轉(zhuǎn)速，都會(huì)被測速裝置檢測出來，再通過反饋的作用，減小它從而減小或消除轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)誤差。第三章思考題：3-1 在恒流起動(dòng)過程中，電樞電流能否達(dá)到最大值 Idm？為什么？答：不能達(dá)到最大值，因?yàn)樵诤懔魃匐A段，電流閉環(huán)調(diào)節(jié)的擾動(dòng)是電的反電動(dòng)勢，它正是一個(gè)線性

11、漸增的斜坡擾動(dòng)量，所以系統(tǒng)做不到無靜差，而是 Id 略低于 Idm 。3-2 由于機(jī)械，造成轉(zhuǎn)軸堵死，分析雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作狀態(tài)。答：轉(zhuǎn)軸堵死，則n=0， 比較大,導(dǎo)致 比較大， 也比較大，然后輸出電壓 較大，最終可能導(dǎo)致電機(jī)燒壞。3-3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，給定電壓 Un*不變，增加轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù) ，系統(tǒng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速反饋電壓Un 和實(shí)際轉(zhuǎn)速n 是增加、減小還是不變？答：反饋系數(shù)增加使得增大， 減小，減小， 減小，輸出電壓 減小，轉(zhuǎn)速 n減小，然后 會(huì)有所減小，但是由于增大了，總體還是增大的。第 4 頁 共 333-4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，遇到下列情況會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（1） 電流反

12、饋極性接反。 （2）轉(zhuǎn)速極性接反。答：（1）轉(zhuǎn)速一直上升，ASR飽和，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)有靜差。（2）轉(zhuǎn)速上升時(shí)，電流不能維持恒值，有靜差。3-5 某雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，ASR、Uim*=6V 時(shí)，Idm=20A；如欲使均采用PI 調(diào)節(jié)器，ACR 調(diào)試中怎樣才能做到Un*=10V 時(shí)，n=1000rpm，應(yīng)調(diào)什么參數(shù)？答：前者應(yīng)調(diào)節(jié)，后者應(yīng)調(diào)節(jié)。3-6 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，若要改變電的轉(zhuǎn)速，應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)？改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù) Kn 行不行？改變電力電子變換器的放大倍數(shù)Ks 行不行？改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)行不行？若要改變電系統(tǒng)中的什么參數(shù)？的堵轉(zhuǎn)電流，應(yīng)調(diào)節(jié)答：轉(zhuǎn)速 n 是由給定電壓決定的，若要

13、改變電Kn 和 Ks 不行。改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)行。轉(zhuǎn)速，應(yīng)調(diào)節(jié)給定電壓。改變?nèi)粢淖冸姷亩罗D(zhuǎn)電流，應(yīng)調(diào)節(jié)或者。3-7 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少？為什么？答：均為零。因?yàn)殡p閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當(dāng)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和時(shí)，PI調(diào)節(jié)器工作關(guān)系如下：性調(diào)節(jié)狀態(tài)，作用是使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時(shí)為零。各變量之間3-8 在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，若速度調(diào)節(jié)器改為比例調(diào)節(jié)器，或電流調(diào)節(jié)器改為比例調(diào)節(jié)器，對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能影響如何？答：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)有靜差，不能實(shí)現(xiàn)無靜差。穩(wěn)定性能沒有比例好。調(diào)節(jié)器作用時(shí)3-9 從下述五個(gè)方面來比較轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止負(fù)反

14、饋環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉 環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)： （1）調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性。 （2）動(dòng)態(tài)限流性能。 （3）起動(dòng)的快速性。 （4）抗負(fù)載擾動(dòng)的性能。 （5）抗電源電壓波動(dòng)的性能。答：轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性，動(dòng)態(tài)限流性能，起動(dòng)的快速性，抗負(fù)載擾動(dòng)的性能，抗電源電壓波動(dòng)的性能均優(yōu)于帶電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。第 5 頁 共 333-10 根據(jù)速度調(diào)節(jié)器 ASR、電流調(diào)節(jié)器 ACR 的作用，回答下面問題（設(shè) ASR、ACR 均采用 PI 調(diào)節(jié)器）：（1） 雙閉環(huán)系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行中，如果電流反饋信號線斷開，系統(tǒng)仍能正常工作嗎？（2） 雙閉環(huán)系統(tǒng)在額定負(fù)載下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，若電飛車嗎？突然失磁，最

15、終電會(huì)答：（1）系統(tǒng)仍能正常工作，但是如果有擾動(dòng)的話，系統(tǒng)就不能穩(wěn)定工作了。（2）電突然失磁，轉(zhuǎn)子在原有轉(zhuǎn)速下只能產(chǎn)生較小的感應(yīng)電動(dòng)勢，直流電機(jī)轉(zhuǎn)子電流急劇增加，可能飛車。第四章思考題：4-1 分析直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的不可逆和可逆電路的區(qū)別。答：直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的不可逆電路電流、轉(zhuǎn)速不能夠反向，直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的可逆電路電流、轉(zhuǎn)速能反向。4-2 晶閘管電路的逆變狀態(tài)在可逆系統(tǒng)中的主要用途是什么？答：晶閘管電路處于逆變狀態(tài)時(shí)，電處于反轉(zhuǎn)制動(dòng)狀態(tài)，成為受重物拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)，將重物的位能轉(zhuǎn)化成電能，通過晶閘管裝置回饋給電網(wǎng)。4-3 V-M 系統(tǒng)需要快速回饋制動(dòng)時(shí)，為什么必須采用可逆線路。答：

16、由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，對于需要電流反向的直流電可逆系統(tǒng)，必須使用兩組晶閘管整流裝置反并聯(lián)線路來實(shí)現(xiàn)可逆調(diào)速?？焖倩仞佒苿?dòng)時(shí)，電流反向，所以需要采用可逆線路。4-4 采用單組晶閘管裝置供電的 V-M 系統(tǒng)，畫出其在整流和逆變狀態(tài)下的機(jī)械特性，并分析該種機(jī)械特性適合于何種性質(zhì)的負(fù)載。答：第 6 頁 共 33單組晶閘管裝置供電的 V-M 系統(tǒng)整流和逆變狀態(tài)下的機(jī)械特性適合于拖動(dòng)起重機(jī)等位能性負(fù)載。因?yàn)楫?dāng)>90°，Ud0 為負(fù)，晶閘管裝置本身不能輸出電流，電機(jī)不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩提升重物，只有靠重物本身的重所以適合于位能性負(fù)載。轉(zhuǎn)，產(chǎn)生反向的電動(dòng)勢-E。4-5 晶閘管可逆系統(tǒng)中的環(huán)生的是什么

17、？有哪些抑制的方法？答：兩組晶閘管整流裝置同時(shí)工作時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生不流過負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流。抑制的方法：1. 消除直流平均環(huán)流可采用=配合，采用能更可靠地消除直流平均環(huán)流。2. 抑制瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流可在環(huán)流回路中串入電抗器（叫做環(huán)流電抗器，或稱均衡電抗器）。4-6 試從電與電網(wǎng)的能量交換，機(jī)電能量轉(zhuǎn)換關(guān)系及電工作狀態(tài)和電動(dòng)機(jī)電樞電流是否改變方向等方面對本組逆變和反組回饋制動(dòng)列表作一比較。答：本組逆變：大部分能量通過本組回饋電網(wǎng)。電正向電流衰減階段，VF組工作，VF 組是工作在整流狀態(tài)。電電樞電流不改變方向。反組回饋制動(dòng)：電在恒條件下回饋制動(dòng)，把屬于機(jī)械能的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，其中大部

18、分通過 VR 逆變回饋電網(wǎng)。電電電樞電流改變方向。恒值電流制動(dòng)階段，VR 組工作。4-7 試分析配合的有環(huán)流可逆系統(tǒng)正向制動(dòng)過程中各階段的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，以及正、反組晶閘管所處的狀態(tài)。第 7 頁 共 33答：在制動(dòng)時(shí)，當(dāng)發(fā)出信號改變角后，同時(shí)降低了 ud0f 和 ud0r 的幅值，一旦電機(jī)反電動(dòng)勢 E>|ud0f|=|ud0r|，整流組電流將被截止，逆變組才真正投入逆變工作，使電機(jī)產(chǎn)生回饋制動(dòng)，將電能通過逆變組回饋電網(wǎng)。當(dāng)逆變組工作時(shí)，另一組也是在等待著整流，可稱作處于“待整流狀態(tài)”。即正組晶閘管處于整流狀態(tài)， 反組晶閘管處于逆變狀態(tài)。4-8 邏輯無環(huán)流系統(tǒng)從高速制動(dòng)到低速時(shí)需經(jīng)過幾個(gè)象限

19、？相應(yīng)電狀態(tài)如何？與晶閘管答：邏輯無環(huán)流系統(tǒng)從高速制動(dòng)到低速時(shí)需經(jīng)過一，二兩個(gè)象限。相應(yīng)電與晶閘管狀態(tài)：正組逆變狀態(tài)：電開始衰減至零； 反組制動(dòng)狀態(tài)：電正轉(zhuǎn)，VF 組晶閘管工作在逆變狀態(tài)，電樞電流正向繼續(xù)，VR 組晶閘管工作在逆變狀態(tài)，電樞電流由零升至反向最大并保持恒定。4-9 從系統(tǒng)組用、工作原理、特性等方面比較直流 PWM 可逆調(diào)速系統(tǒng)與晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的異同點(diǎn)。答：系統(tǒng)組成：直流 PWM 可逆調(diào)速系統(tǒng)：六個(gè)二極管組成的整流器，大電容濾波，橋式 PWM變換器。晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)：兩組晶閘管整流裝置反向并聯(lián)。功用：直流 PWM 可逆調(diào)速系統(tǒng)：電流一定連續(xù)，可使電四象限運(yùn)行晶閘管直流

20、可逆調(diào)速系統(tǒng)：能靈活地工作原理：直流 PWM 可逆調(diào)速系統(tǒng)：六個(gè)二極管電的起動(dòng)，制動(dòng)和升、降速。的不可控整流器負(fù)責(zé)把電網(wǎng)提供的交流電整流成直流電，再經(jīng)過 PWM 變換器調(diào)節(jié)直流電壓，能夠?qū)崿F(xiàn)電的正反轉(zhuǎn)。制動(dòng)過程時(shí)，晶閘管整流裝置通過逆變工作狀態(tài)，把電的動(dòng)能回饋給電網(wǎng)，在直流 PWM 系統(tǒng)中，它是把動(dòng)能變?yōu)殡娔芑仞伒街绷鱾?cè)，但由于整流器的單向?qū)ㄐ裕娔懿豢赡芡ㄟ^整流裝置送回交流電網(wǎng)，只能向?yàn)V波電容充電， 產(chǎn)生泵升電壓，及通過 Rb 消耗電能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)：當(dāng)正組晶閘管 VF 供電，能量從電網(wǎng)通過 VF 輸入電動(dòng)機(jī)，此時(shí)工作在第 I 象限的正組整流電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)電機(jī)需要回饋制

21、動(dòng)時(shí)，反組晶閘管裝置 VR 工作在逆變狀態(tài)，此時(shí)為第 II 象限運(yùn)行；如果電原先在第III 象限反轉(zhuǎn)運(yùn)行，那么它是利用反組晶閘管 VR 實(shí)現(xiàn)整流電動(dòng)運(yùn)行，利用反組晶閘管 VF 實(shí)現(xiàn)逆變回饋制動(dòng)。特性：直流 PWM 可逆調(diào)速系統(tǒng)： 1.電流一定連續(xù)；2.可使電四象限運(yùn)行；3.電動(dòng)機(jī)停止時(shí)有微震電流，能消除靜摩擦死區(qū)；4.低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍大；5.低速時(shí)，每個(gè)開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)：可四象限運(yùn)行，電流不連續(xù)；實(shí)現(xiàn)了正組整流電動(dòng)運(yùn)第 8 頁 共 33行，反組逆變回饋制動(dòng)，反組整流電動(dòng)運(yùn)行，正組逆變回饋發(fā)電四種狀態(tài)。習(xí)題4-1 試分析提升機(jī)

22、構(gòu)在提升重物和重物下降時(shí)，晶閘管、電工作狀態(tài)及角的范圍？答：提升重物：<90°，平均整流電壓 Ud0>E（E 為電反電動(dòng)勢），輸出整流電流 Id，電產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩作電動(dòng)運(yùn)行，提升重物，這時(shí)電能從交流電網(wǎng)經(jīng)晶閘管裝置傳送給電，V-M 系統(tǒng)運(yùn)行于第象限。重物下降：>90°，Ud0 為負(fù)，晶閘管裝置本身不能輸出電流，電機(jī)不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩提升重物，只有靠重物本身的重量下降，迫使電機(jī)反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生反向的電動(dòng)勢-E。4-2 在配合的有環(huán)流可逆系統(tǒng)中，為什么要最小逆變角和最小整流角？系統(tǒng)中如何實(shí)現(xiàn)？答：為了防止出現(xiàn)“逆變” ，必須形成最小逆變角min 保護(hù)。實(shí)現(xiàn)：通常取min=

23、min=30 °4-3 何謂待逆變、本組逆變和它組逆變，并說明這三種狀態(tài)各出現(xiàn)在何種場合下。答：待逆變：該組晶閘管裝置在逆變角下等待工作，這時(shí)逆變組除環(huán)流外并未流過負(fù)載電流，也沒有能量回饋給電網(wǎng)。本組逆變階段：電它組逆變階段：電正向電工作；恒值電流制動(dòng)階段，VR 組工作4-4 分析配合的有環(huán)流可逆系統(tǒng)反向起動(dòng)和制動(dòng)的過程，畫出各參變量的動(dòng)態(tài)波形，并說明在每個(gè)階段中 ASR 和 ACR 各起什么作用，VF 和 VR 各處于什么狀態(tài)。答：ASR轉(zhuǎn)速設(shè)置雙向輸出限幅電路以限制最大起制動(dòng)電流，ACR電流設(shè)置雙向輸出限幅電路以限制最小角min與最小逆變角min。反向起動(dòng)時(shí) VF 處于整流狀態(tài)，

24、VR 處于待逆變狀態(tài)；制動(dòng)時(shí) VF 處于逆變狀態(tài)，VR 處于待整流狀態(tài)。4-5 邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)消除環(huán)流的出發(fā)點(diǎn)是什么？答：可逆系統(tǒng)中一組晶閘管工作時(shí)（不論是整流工作還是逆變工作），用邏輯關(guān)系使另一組處于完全狀態(tài)，徹底斷開環(huán)流的通路，確保兩組晶閘管不同時(shí)工作。4-6 為什么邏輯無環(huán)流系統(tǒng)的切換過程比配合程長？這是由哪些因素造成的？的有環(huán)流可逆系統(tǒng)的切換過答：邏輯切換指令發(fā)出后并不能馬上執(zhí)行，還需經(jīng)過兩段延時(shí)時(shí)間，以確第 9 頁 共 33保系統(tǒng)的可靠工作。 這就是延時(shí)和開放延時(shí)。造成的因素：延時(shí)和開放延時(shí)。4-7 無環(huán)流邏輯器中為什么必須設(shè)置延時(shí)和開放延時(shí)？延時(shí)過大或過小對系統(tǒng)有何影響？答：由

25、于主電流的實(shí)際波形是脈動(dòng)的，如果脈動(dòng)的主電流瞬時(shí)低于 I0 就立即發(fā)出零電流數(shù)字信號，實(shí)際上電流仍在連續(xù)地變化，突然觸發(fā)脈沖將產(chǎn)生逆變o 在檢測到零電流信號后等待一段時(shí)間，若仍不見主電流再超過 I0 ，說明電流確已終止，再本組脈沖。延時(shí) tabl 大約需要半個(gè)到一個(gè)脈波的時(shí)間。觸發(fā)脈沖后，已導(dǎo)通的晶閘管要過一段時(shí)間后才能關(guān)斷，再過一段時(shí)間才在能恢復(fù)阻斷能力。如果在此以前就開放它組脈沖，仍有可能造成兩組晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，產(chǎn)生環(huán)流。開放延時(shí)時(shí)間，一般應(yīng)大于一個(gè)波頭的時(shí)間tdt4-8 弱磁與調(diào)壓配合的變化規(guī)律是什么？系統(tǒng)空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速以上，主電路電流和勵(lì)磁電流答：當(dāng)提高 Un，轉(zhuǎn)速升到額定轉(zhuǎn)速 n

26、N 以上時(shí)，將根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢不變（E=EN）的原則，逐步減小勵(lì)磁電流給定 U*if，在勵(lì)磁電流閉環(huán)作用下，勵(lì)磁電流 If<IfN，氣隙磁通小于額定磁通N，電工作在弱磁狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)基速以上的調(diào)速。第五章思考題：5-1 對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，為什么調(diào)壓調(diào)速的調(diào)速范圍不大？電大嗎？機(jī)械特性越軟，調(diào)速范圍越答：對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，普通籠型異步電范圍不大。降壓調(diào)速時(shí)的穩(wěn)定工作范圍為 0<S<Sm 所以調(diào)速電機(jī)械特性越軟，調(diào)速范圍不變，因?yàn)?Sm 不變。5-2 異步電變頻調(diào)速時(shí)，為何要電壓協(xié)調(diào)？在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)，保持電壓恒定是否，而在基頻以上保存電壓恒定？可行？為何在基頻以下時(shí)，采用恒壓頻比答：當(dāng)異

27、步電在基頻以下運(yùn)行時(shí)，如果磁通太弱，沒有充分利用電的鐵心，是一種浪費(fèi)；如果磁通，又會(huì)使鐵心飽和，從而導(dǎo)致過大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因繞組過熱而損壞電。由此可見，最好是保持每極磁通量為額定值不變。當(dāng)頻率從額定值向下調(diào)節(jié)時(shí)，Eg必須同時(shí)降低 Eg 使 f = 4.44N S ´ K N S´ jmN= 常值，即在基頻以下應(yīng)采用電動(dòng)勢頻1率比為恒值的方式。然而，異步電繞組中的電動(dòng)勢是難以直接檢測與的。當(dāng)電第 10 頁 共 33動(dòng)勢值較高時(shí)，可忽略定子電阻和漏感壓降，而認(rèn)為定子相電壓Us » Eg 。在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)，保持電壓恒定是不可行的。在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率從額定值

28、向上升高，受到電絕緣耐壓和磁路飽和的限制，定子電壓不能隨之升高，最多只能保持額定電壓不變，這將導(dǎo)致磁通與頻率成反比地降低，使得異步電工作在弱磁狀態(tài)。5-3 異步電變頻調(diào)速時(shí)，基頻以下和基頻以上分別屬于恒功率還是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式？為什么？所謂恒功率或恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，是否指輸出功率或轉(zhuǎn)矩恒定？若不是，那么恒功率或恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速究竟是指什么？答：在基頻以下，由于磁通恒定，輸出轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”方式；在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時(shí)磁通減小，恒功率調(diào)速”方式。輸出轉(zhuǎn)矩也隨之降低，輸出功率基本不變，屬于“近似的5-4 基頻以下調(diào)速可以是恒壓頻比、恒定子磁通、恒氣隙磁通和恒轉(zhuǎn)子磁通的方式，從機(jī)械特性和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

29、兩個(gè)方面分析與比較四種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。答：恒壓頻比：恒壓頻比最容易實(shí)現(xiàn)，它的變頻機(jī)械特性基本上是平行下移，硬度也較好，能夠滿足一般的調(diào)速要求，低速時(shí)需適當(dāng)提高定子電壓，以近似補(bǔ)償定子阻抗壓降。在對于相同的電磁轉(zhuǎn)矩，角頻率越大，速降落越大，機(jī)械特性越軟，與直流電弱磁調(diào)速相似。在基頻以下運(yùn)行時(shí)，采用恒壓壓降不同，將導(dǎo)致磁通改變，因此需采用定子電壓補(bǔ)償電壓，以保持磁通恒定。制簡便的優(yōu)點(diǎn)，但負(fù)載變化時(shí)定子。根據(jù)定子電流的大小改變定子恒定子磁通：雖然了低速性能，但機(jī)械特性還是非線性的，仍受到臨界轉(zhuǎn)矩的限制。頻率變化時(shí)，恒定子磁通的臨界轉(zhuǎn)矩恒定不變 。恒定子磁通的臨界轉(zhuǎn)差率大于恒壓頻比方式。恒定子磁通的臨界

30、轉(zhuǎn)矩也大于恒壓頻比方式。方式均需要定子電壓補(bǔ)償，要復(fù)雜一些。恒氣隙磁通：雖然了低速性能，但機(jī)械特性還是非線性的，仍受到臨界轉(zhuǎn)矩的限制。保Egw= 常值 ，除了補(bǔ)償定子電阻壓降外，還應(yīng)補(bǔ)償定子漏抗壓降。與持氣隙磁通恒定：1恒定子磁通方式相比較，恒氣隙磁通方式的臨界轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)矩更大，機(jī)械特性要復(fù)雜一些。更硬。方式均需要定子電壓補(bǔ)償，恒轉(zhuǎn)子磁通：機(jī)械特性完全是一條直線，可以獲得和直流電是高性能交流變頻調(diào)速所要求的穩(wěn)態(tài)性能。一樣的線性機(jī)械特性，這正5-5 常用的交流 PWM 有三種本特征、各自的優(yōu)缺點(diǎn)。方式，分別為 SPWM、CFPWM 和 SVPWM，論述它們的基第 11 頁 共 33答：SPW

31、M：特征：以頻率與期望的輸出電壓波相同的正弦波作為調(diào)制波，以頻率比期望波高得 多的等腰三角波作為載波。由它們的交點(diǎn)確定逆變器開關(guān)器件的通斷時(shí)刻，從而獲得幅值相 等、寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖序列。優(yōu)缺點(diǎn)：普通的 SPWM 變頻器輸出電壓帶有一定的諧波分量，為降低諧波分量，減少電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，可以采用直接計(jì)算各脈沖起始與終了相位的方法，以消除指定次數(shù)的諧波。CFPWM：特征：在原來主回路的基礎(chǔ)上，采用電流閉環(huán)，使實(shí)際電流快速跟隨給定值。優(yōu)缺點(diǎn)：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，盡可能使實(shí)際電流接近正弦波形，這就能比電壓的 SPWM 獲得更好的性能。精度高、響應(yīng)快，且易于實(shí)現(xiàn)。但功率開關(guān)器件的開關(guān)頻率不定。SVPWM：特征

32、：把逆變器和交流電視為一體，以圓形旋轉(zhuǎn)磁場為目標(biāo)來逆變器的工作，磁鏈軌跡的是通過交替使用不同的電壓空間矢量實(shí)現(xiàn)的。優(yōu)缺點(diǎn)：8 個(gè)基本輸出矢量，6 個(gè)有效工作矢量和 2 個(gè)零矢量，在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，每個(gè)有效工作矢量只作用 1 次的方式，生成正 6 邊形的旋轉(zhuǎn)磁鏈，諧波分量大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。用相鄰的 2 個(gè)有效工作矢量，任意的期望輸出電壓矢量，使磁鏈軌跡接近于圓。開關(guān)周期越小，旋轉(zhuǎn)磁場越接近于圓，但功率器件的開關(guān)頻率將提高。用電壓空間矢量直接生成三相 PWM 波，計(jì)算簡便。與一般的 SPWM 相比較，SVPWM 高 15%。方式的輸出電壓最多可提5-6 分析電流滯環(huán)跟蹤 PWM寬 h 對電流波動(dòng)于

33、開關(guān)頻率的影響。答：當(dāng)環(huán)寬 h 選得較大時(shí)，開關(guān)頻電流跟蹤性能好，但開關(guān)頻率卻增大了。較多，諧波分量高；如果環(huán)寬小，5-7 三相異步電Y 聯(lián)結(jié)，能否將中性點(diǎn)與直流側(cè)參考點(diǎn)短接？為什么？答：能。雖然直流電源中點(diǎn)和交流電中點(diǎn)的電位不等，但電壓矢量的表達(dá)式相等。因此，三相電壓空間矢量與參考點(diǎn)無關(guān)?？梢詫⒅行渣c(diǎn)與直流側(cè)參考點(diǎn)短接。5-8 當(dāng)三相異步電由正弦對稱電壓供電，并達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，可以定義電壓向量 U、電流向量 I 等，用于分析三相異步電別？在正弦穩(wěn)態(tài)時(shí)，兩者有何的穩(wěn)定工作狀態(tài)，4.2.4 節(jié)定義的空間矢量與向量有何區(qū)？答：相量是從時(shí)間域的三角函數(shù)到復(fù)指數(shù)函數(shù)的,空間矢量是從空間域的三角函數(shù)到復(fù)指數(shù)

34、函數(shù)的。相量的正弦性表現(xiàn)為時(shí)間域的正弦性,空間矢量的正弦性表現(xiàn)為空間域的正弦性。從本質(zhì)看它們都是正弦性,但從形式上看,相量的正弦性還表現(xiàn)為復(fù)數(shù)在旋轉(zhuǎn),而空間矢量的正弦性則僅表示原象在空間按正弦規(guī)律變化。當(dāng)然,也有旋轉(zhuǎn)的空間矢量,但此時(shí)空間矢量的旋轉(zhuǎn)性也是由于電流在時(shí)間上按正弦規(guī)律變化而引起的,并不起因于空間矢量本身的正弦性。5-9 采用 SVPWM，用有效工作電壓矢量期望的輸出電壓矢量，由于期望輸出電壓矢量是連續(xù)可調(diào)的，因此，定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E可以是圓，這種說法是否正確？為什么？第 12 頁 共 33答：實(shí)際的定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E在期望的磁鏈圓周圍波動(dòng)。N 越大，磁鏈軌跡越接近于圓，但開關(guān)頻率隨之增

35、大。由于 N 是有限的，所以磁鏈軌跡只能接近于圓，而不可能等于圓。系統(tǒng)的規(guī)律，若U S = f(w1,Is )設(shè)置不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生什5-10 總結(jié)轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率么影響？一般來說，正反饋系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，而轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率環(huán)，系統(tǒng)卻能穩(wěn)定，為什么？系統(tǒng)具有正反饋的內(nèi)答：規(guī)律：1）在ws £wsm的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，條件是氣隙磁通不變。2）在不同的定子電流值時(shí)，按定子電壓補(bǔ)償電壓和頻率，就能保持氣隙磁通恒定。的電壓頻率特性關(guān)系定子若U S = f(w1,Is ) 設(shè)置不當(dāng)，則不能保持氣隙磁通恒定。一般來說，正反饋系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，而轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率卻能穩(wěn)定，是因?yàn)檫€設(shè)置了轉(zhuǎn)速

36、負(fù)反饋外環(huán)。系統(tǒng)具有正反饋的內(nèi)環(huán)，系統(tǒng)習(xí)題5-1（1）T 形等效電路：簡化等效電路：（2）第 13 頁 共 33n - n1NS = 4%Nn1w= 2 ´ p ´ f= 314?rad / sN1+ jw L1 lsRSLlsC = 1 +» 1 += 1.023jw L1L1 mmU SI=I '15.97A1Nr2æR ' ö+ w2 (L + C)2ç R + CL' rs÷S11ls1 lsèø3I '2R 'P = 5964W? rrsmww= 104.

37、67?rad / s 1npm 1PmT = T = 56.98weNem 1（3）USI = 2.63?A0(R+ w2 (L)2)2+ LS1lsm（4）臨界轉(zhuǎn)差率：R 'S = r0.122m+ w2 (L +)2R 2L's1lsls臨界轉(zhuǎn)矩：3 ´ n ´ U 2T =ps=155.98m+ w2 (L)22w R+R 2L'1ss1lsls第 14 頁共 335-2R '=S r0.122m+ w2 (L +)2R 2L's1lsls調(diào)壓調(diào)速在 1 U2N3 ´ n ´ U 2T = 38.99psm+

38、 w2 (L)22w R +R 2+L'1ss1lsls調(diào)壓調(diào)速在 2 U3N3 ´ n ´ U 2T =ps= 69.32m+ w2 (L)22w R +R 2L'1ss1lsls第 15 頁 共 33U S氣隙磁通F»隨定子電壓的降低而減小，屬于弱磁調(diào)速。m4.44f N k1 S N S額定電流下的電磁轉(zhuǎn)矩：3 ´ n ´ U 2 ´ R ' ´ sT =psrw sR + R+ s 2w2 (L +()2 m2'L'1sr1lslsUs 可調(diào)，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比隨著

39、定子電壓的降低而減小。帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，普通籠型異步電限。降壓調(diào)速時(shí)的穩(wěn)定工作范圍為 0<S<Sm，調(diào)速范圍有帶風(fēng)機(jī)類負(fù)載運(yùn)行，穩(wěn)定運(yùn)行范圍可以稍大一些 0<S<1。5-3（1）忽略定子漏阻抗：UF»= 0.00862 Sm4.44f N k1 S N SEg » U S = 220V（2）考慮定子漏阻抗： 理想空載：Eg = I0w1Lm = 214.71V?EgF= 0.00841m4.44f N k1 S N S額定負(fù)載：æçö2æö'rR+ (w C)2 ÷E = I= 207

40、.35V?çC÷L'ç÷g1N1 1 ls1sçèø÷èøEgF= 0.00812m4.44f N k1 S N S（3）忽略定子漏阻抗的氣隙磁通要大于考慮定子漏阻抗理想空載時(shí)的氣隙磁通大于考慮定子漏阻抗額定負(fù)載時(shí)氣隙磁通。忽略定子漏阻抗的Eg 大于考慮下定子漏阻抗理想空載時(shí)的大于額定負(fù)載時(shí)的。：忽略定子漏阻抗時(shí)，氣隙磁通在定子每相中異步電動(dòng)勢的有效值Eg 就等于定子相電壓，而考慮定子漏阻抗時(shí)的Eg 要用定子相電壓減去定子漏阻抗的壓降，所以忽略定子漏阻第 16 頁 共 33抗時(shí)的Eg 必

41、然大，相應(yīng)每極氣隙磁通也大?？紤]定子漏阻抗時(shí)，理想空載時(shí)勵(lì)磁電感上的壓降只有勵(lì)磁電感產(chǎn)生，而額定負(fù)載時(shí)還有負(fù)載并在勵(lì)磁電感上，總的阻抗減小，壓降也減小，所以理想空載時(shí)的Eg 大于額定負(fù)載時(shí)的Eg ，相應(yīng)的每極氣隙磁通也大。5-4（1）理想空載：Es = U S - I 0Rs = 219.08VEsF»= 0.00858ms4.44f N k1 S N S額定負(fù)載：Es = U S - I1N Rs = 214.41V?EsF»= 0.00840ms4.44f N k1 S N S（2）- I(R+)22E = UE '154.57V?rrS1NSE 'F&

42、#187;= 0.00605 rmr4.44f N k1 S N S（3）額定負(fù)載時(shí)： Fms > Fm > Fmr ,Es> Eg > Er氣隙磁通Fm 是由定子勵(lì)磁繞組和轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的，定子全磁通Fms 是定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的，轉(zhuǎn)子全磁通Fmr 是轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的。Er 是轉(zhuǎn)子磁通在轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢，E g 氣隙磁通在是定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢， Es是定子全磁通在每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢。5-5（1）第 17 頁 共 33（2）（3）（4）5-6（1）考慮低頻補(bǔ)償時(shí)：90%U sU =f + 10%U= 3.96f + 22sfN不考慮低頻補(bǔ)償時(shí)：第 18

43、 頁 共 33U sU =f = 4.4f fN（2）f=5Hz， w = 2f = 10 = 31.41考慮補(bǔ)償：U S =U = 3.96f + 22=41.83 ´ n ´ U 2T=ps=282.07emax+ w2 (L)22w R +R 2L'1ss1lsls不考慮補(bǔ)償：U S =U = 4.4f3 ´ n ´ U 2T=ps=78.14?emax+ w2 (L)22w R +R 2L'1ss1lslsf=2Hz， w = 2f= 4 = 12.561=U = 3.96f + 22=考慮補(bǔ)償：U S29.923 ´

44、n ´ U 2T=ps435.65emax+ w2 (L)22w R+R 2+L'1ss1lsls不考慮補(bǔ)償：U S =U = 4.4f =8.83 ´ n ´ U 2T=ps=37.69emax+ w2 (L)22w R +R 2L'1ss1lsls5-7第 19 頁 共33定子磁通恒定：US氣隙磁通恒定：U SRS IS + ES=+ jw L )I + E1 lsSg= (RS+ jw (L +I + E)= RL'轉(zhuǎn)子磁通恒定：USS1lslsSr若僅采用幅值補(bǔ)償不可行，缺少相位的補(bǔ)償。5-8共有 8 種開關(guān)狀態(tài)。(SA ,SB ,

45、SC)=(0，0，0), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,-Ud/2, -Ud/2)(uej 2g )23ejgu = u+ u+ u=+ u+ u=0AOBOCOsAOBOCO(SA ,SB ,SC)=(1，0，0), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2,-Ud/2, -Ud/2)(uej 2g )232=u + u+ u=+ uejg+ u=uUdsAOBOCOAOBOCO3(SA ,SB ,SC)=(1，1，0), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2,Ud/2, -Ud/2)j p3(uej 2g )232ejgu = u+ u+ u=+ u+ u=U esAOBOCOAOB

46、OCOd3(SA ,SB ,SC)=(0，1，0), (uA ,uB ,uC)=(-Uj 2p 323(uej 2g )2ej gu = u + u+ u=+ u+ u=U esAOBOCOAOBOCOd3(SA ,SB ,SC)=(0，1，1), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,Ud/2, Ud/2)(uej 2g )232ej gjpu = u+ u+ u=+ u+ u=UdesAOBOCOAOBOCO3(SA ,SB ,SC)=(0，0，1), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,-Ud/2, Ud/2)j 4p 3(uej 2g )232ej gu = u + u+ u=+

47、 u+ u=U eAOBOCOdsAOBOCO3(SA ,SB ,SC)=(1，0，1), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2,-Ud/2, Ud/2)j 5p 3(uej 2g )232=u + u+ u=+ uej g+ u=uU esAOBOCOAOBOCOd3(SA ,SB ,SC)=(1，1，1), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2,Ud/2, Ud/2)(uej 2g )23ejgu = u+ u+ u=+ u+ u=0sAOBOCOAOBOCO第 20 頁 共 335-9交流電繞組的電壓、電流、磁鏈等物理量都是隨時(shí)間變化的，如果考慮到它們所在繞組的空間位置，可以定義為空間矢

48、量。定義三相定子電壓空間矢量（k 為待定系數(shù)）：=uAOkuAOjgkuBOej 2gkuCOe矢量：=uBO=uCO三相us =uAO + uBO + uCO=kuAO + kuBOejj 2kuCOe5-10dSu = R i +sS Sdt忽略定子電阻壓降，定子電壓與磁鏈空間矢量的近似關(guān)系為dSu »sdt由三相平衡正弦電壓供電時(shí)，電當(dāng)電定子磁鏈幅值恒定，其空間矢量以恒速旋轉(zhuǎn)，磁鏈?zhǔn)噶宽敹说倪\(yùn)動(dòng)軌跡呈圓形（簡稱為磁鏈圓）。定子磁鏈?zhǔn)噶浚?= yej(w1t+)SSj æw t- p +ö=(y)dSd÷j (w t+)j (w t+)ç

49、1= jwy e= wy e定子電壓矢量：u »eè2ø11sS1 S1 Sdtdt第 21 頁 共335-11若采用電壓空間矢量 PWM 調(diào)制方法，若直流電壓 Ud 恒定，要保持恒定，只要使t1 為常數(shù)即可。輸出頻率越低，t 越大，零矢量作用時(shí)間t0 也越大，定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E停留的時(shí)間越長。5-12按 6 個(gè)有效工作矢量將電壓矢量空間分為對稱的六個(gè)扇區(qū)，當(dāng)期望輸出電壓矢量落在某個(gè)扇區(qū)內(nèi)時(shí)，就用與期望輸出電壓矢量相鄰的 2 個(gè)有效工作矢量等效地期望輸出矢量。按 6 個(gè)有效工作矢量將電壓矢量空間分為對稱的六個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)對應(yīng)/3, 基本電壓空間矢量的線性組合期望的

50、電壓矢量。期望輸出電壓矢量與扇區(qū)起始邊的夾角。在一個(gè)開t1+ t2u =uus12TT00關(guān)周期 T0，u1 的作用時(shí)間t1，u2 的作用時(shí)間t2電壓矢量pt1 T2U + t22U3je 3=dd3T005-13給定環(huán)節(jié)的原理與作用：由于系統(tǒng)本身沒有自動(dòng)限制起動(dòng)制動(dòng)電流的作用，因此頻率設(shè)定必須通過給定 平緩的升速或者降速信號。ì算法產(chǎn)生ïw*w=w*ï 1ï11wtòw (t ) = íw (tdt ww) +<1N*tup11 011tï0ïw1Ntdowntïw (tò) -dt w

51、>w*ïî1 011t05-14規(guī)律：1.轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，條件是氣隙磁通不變，且wswsm£2.在不同的定子電流值時(shí)，按定子電壓補(bǔ)償?shù)碾妷侯l率特性關(guān)系定子電壓和頻率，第 22 頁 共 33就能保持氣隙磁通恒定。方法：保持氣隙磁通不變，在 s 值較小的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍內(nèi)，異步電轉(zhuǎn)差角頻率成正比。的轉(zhuǎn)矩就近似與在保持氣隙磁通不變的前提下，可以通過的基本思想。轉(zhuǎn)差角頻率來轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)差頻率忽略電流相量相位變化的影響，僅采用幅值補(bǔ)償優(yōu)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)速開環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)可以滿足平滑調(diào)速的要求，但靜、動(dòng)態(tài)性能不夠理想。采用轉(zhuǎn)速閉環(huán) 可提高靜、動(dòng)態(tài)性能，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無靜差。需增加轉(zhuǎn)速傳感器、相應(yīng)的檢測電路和測速軟件等。轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率統(tǒng)。的變壓變頻調(diào)速是基于異步電穩(wěn)態(tài)模型的轉(zhuǎn)速閉環(huán)系5-15臨界轉(zhuǎn)差頻率：R 'Rw= 71.43 rr smL'Llrlr最大的轉(zhuǎn)差頻率wsmax = 0.9wsm起動(dòng)時(shí)的定子電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩： 定子電壓：=64.287?radsU