电力拖动自动控制新版系统运动控制新版系统阮毅陈伯时课后参考答案仅供参考.docx
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1、第五章思索题5-1 对于恒转矩负载,为何调压调速调速范围不大?电动机机械特征越软,调速范围越大吗?答:对于恒转矩负载,一般笼型异步电动机降压调速时稳定工作范围为0SSm 所以调速范围不大。电动机机械特征越软,调速范围不变,因为Sm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,采取恒压频比控制,而在基频以上保留电压恒定?答:当异步电动机在基频以下运行时,假如磁通太弱,没有充足利用电动机铁心,是一个浪费;假如磁通,又会使铁心饱和,从而造成过大励磁电流,严重时还会因绕组过热而损坏电动机。由此可见,最好是保持每极磁通量为额定值不变。当
2、频率从额定值向下调整时,必需同时降低Eg使,即在基频以下应采取电动势频率比为恒值控制方法。然而,异步电动机绕组中电动势是难以直接检测和控制。当电动势值较高时,可忽略定子电阻和漏感压降,而认为定子相电压。在整个调速范围内,保持电压恒定是不可行。在基频以上调速时,频率从额定值向上升高,受到电动机绝缘耐压和磁路饱和限制,定子电压不能随之升高,最多只能保持额定电压不变,这将造成磁通和频率成反比地降低,使得异步电动机工作在弱磁状态。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法?为何?所谓恒功率或恒转矩调速方法,是否指输出功率或转矩恒定?若不是,那么恒功率或恒转矩调速到
3、底是指什么?答:在基频以下,因为磁通恒定,许可输出转矩也恒定,属于“恒转矩调速”方法;在基频以上,转速升高时磁通减小,许可输出转矩也随之降低,输出功率基础不变,属于“近似恒功率调速”方法。5-4基频以下调速能够是恒压频比控制、恒定子磁通、恒气隙磁通和恒转子磁通控制方法,从机械特征和系统实现两个方面分析和比较四种控制方法优缺点。答:恒压频比控制:恒压频比控制最轻易实现,它变频机械特征基础上是平行下移,硬度也很好,能够满足通常调速要求,低速时需合适提升定子电压,以近似赔偿定子阻抗压降。在对于相同电磁转矩,角频率越大,速降落越大,机械特征越软,和直流电动机弱磁调速相同。在基频以下运行时,采取恒压频比
4、控制方法含有控制简便优点,但负载改变时定子压降不一样,将造成磁通改变,所以需采取定子电压赔偿控制。依据定子电流大小改变定子电压,以保持磁通恒定。恒定子磁通:即使改善了低速性能,但机械特征还是非线性,仍受到临界转矩限制。频率改变时,恒定子磁通控制临界转矩恒定不变 。恒定子磁通控制临界转差率大于恒压频比控制方法。恒定子磁通控制临界转矩也大于恒压频比控制方法。控制方法均需要定子电压赔偿,控制要复杂部分。恒气隙磁通:即使改善了低速性能,但机械特征还是非线性,仍受到临界转矩限制。保持气隙磁通恒定: ,除了赔偿定子电阻压降外,还应赔偿定子漏抗压降。和恒定子磁通控制方法相比较,恒气隙磁通控制方法临界转差率和
5、临界转矩更大,机械特征更硬。控制方法均需要定子电压赔偿,控制要复杂部分。恒转子磁通:机械特征完全是一条直线,能够取得和直流电动机一样线性机械特征,这正是高性能交流变频调速所要求稳态性能。5-5常见交流PWM有三种控制方法,分别为SPWM、CFPWM和SVPWM,叙述它们基础特征、各自优缺点。答:SPWM:特征:以频率和期望输出电压波相同正弦波作为调制波,以频率比期望波高得多等腰三角波作为载波。由它们交点确定逆变器开关器件通断时刻,从而取得幅值相等、宽度按正弦规律改变脉冲序列。优缺点:一般SPWM变频器输出电压带有一定谐波分量,为降低谐波分量,降低电动机转矩脉动,能够采取直接计算各脉冲起始和终了
6、相位方法,以消除指定次数谐波。CFPWM:特征:在原来主回路基础上,采取电流闭环控制,使实际电流快速跟随给定值。优缺点:在稳态时,尽可能使实际电流靠近正弦波形,这就能比电压控制SPWM取得愈加好性能。精度高、响应快,且易于实现。但功率开关器件开关频率不定。SVPWM:特征:把逆变器和交流电动机视为一体,以圆形旋转磁场为目标来控制逆变器工作,磁链轨迹控制是经过交替使用不一样电压空间矢量实现。优缺点:8个基础输出矢量,6个有效工作矢量和2个零矢量,在一个旋转周期内,每个有效工作矢量只作用1次方法,生成正6边形旋转磁链,谐波分量大,造成转矩脉动。 用相邻2个有效工作矢量,合成任意期望输出电压矢量,使
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