现代交流调速系统温习答疑指导.docx

1、现代交流调速系统温习答疑指导现代交流调速系统温习答疑指导第一章、概述（1）交流调速系统的分类；经常使用的调速方式有哪些？常见的交流调速方式有：降电压调速转差聚散器调速转子串电阻调速绕线转子电动机串级调速和双馈电动机调速变极对数调速变压变频调速等（2）按电动机的能量转换不同，能够将交流调速系统分成哪几大类，经常使用的调速方式，又别离属于哪类？从能量转换的角度上看，转差功率是不是增大，是消耗掉仍是取得回收，是评判调速系统效率高低的标志。从这点动身，能够把异步电机的调速系统分成三类 ：1）转差功率消耗型调速系统：这种类型的全数转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，上述的第、三种调速方式都属于这一类；

2、2）转差功率馈送型调速系统: 在这种系统中，除转子铜损外，大部份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，上述第种调速方式属于这一类; 3）转差功率不变型调速系统: 在这种系统中，转差功率只有转子铜损，而且不管转速高低，转差功率大体不变，因此效率更高，上述的第、两种调速方式属于此类。（3）同步电机的调速方式有几种？从频率操纵方式看，它可分为哪几类？同步电机没有转差，也就没有转差功率，因此同步电机调速系统只能是转差功率不变型（恒等于0）;在同步电机的变压变频调速方式中，从频率操纵的方式来看，可分为他控变频调速和自控变频调速两类。第二章、异步电动机变压调速系统（1）把握异

3、步电动机调压调速的工作原理、人为调剂定子电压时的机械特性、电磁转矩与定子电压之间关系。依照异步电动机的机械特性方程式（2）分析交流调压调速更适合风机泵类负载当转差率S一按时，电磁转矩与定子电压的平方成正比，这说明不同的定子电压，能够取得不同的人为机械特性，如图答：带恒转矩负载时，调速范围有限。而关于风机泵类负载属于平方转矩负载，调速范围较宽；转差功率的损耗系数小。（3）画出异步电动机晶闸管交流调压调速三相“Y型”接法的主电路，并分析其工作原理，晶闸管调压有哪几种操纵方式。晶闸管调压有哪几种操纵方式：1）相位操纵 2）整周波操纵（开关操纵）第三章 笼型异步电机变压变频调速系统 本章是整个现代交流

4、调速系统课程的重点部份，要紧分为变压变频操纵技术进展状况概述；变压变频调速的大体操纵方式；异步电动机电压频率和谐操纵时的机械特性；电力电子变压变频器的要紧类型；变压变频调速系统中的脉宽调制（PWM）技术几个部份展开：（1）把握变频调速系统工作的大体原理；充分明白得和把握基频（额定频率）以下和基频以上两种情形下调频与调压和谐操纵特性；把握恒压频比操纵的大体原理和低频补偿的本质。（2）学会绘制恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性并定性分析其特点。在采纳恒压频比操纵条件下改变定子角频率1时，机械特性大体上是平行下移，要求能够在同一坐标下定性绘制不同工作频率时的特性曲线和定子电压补偿后的特性曲线。

5、把握恒磁通操纵（恒Eg/1操纵）的机械特性，把握恒Er/1 操纵的机械特性;能够正确对基频以下三种电压频率和谐操纵方式进行特性比较。在基频以上进一步提高角频率，同步转速随之提高，由于定子电压不同升高，机械特性上移，而形状大体不变，但最大转矩减小，应注意轻载利用。（3）电力电子变压变频器从整体结构上看，可分为交-直-交和交-交两大类，其操纵方式依照变压与变频是不是同时进行可分为脉冲幅值调制(PAM)和脉冲宽度调制。把握PWM变压变频器与SCR相幅操纵变频器相较具有的一系列优势；答：1) 在主电路整流和逆变两个单元中，只有逆变单元可控，通过它同时调剂电压和频率，结构简单。采纳全控型的功率开关器件，

6、只通过驱动电压脉冲进行操纵，电路也简单，效率高。 2）输出电压波形虽是一系列的PWM波，但由于采纳了适当的PWM操纵技术，正弦基波的比重较大，阻碍电机运行的低次谐波受到专门大的抑制，因此转矩脉动小，提高了系统的调速范围和稳态性能。 3）逆变器同时实现调压和调频，动态响应不受中间直流环节滤波器参数的阻碍，系统的动态性能也得以提高。 4）采纳不可控的二极管整流器，电源侧功率因素较高，且不受逆变输出电压大小的阻碍。 把握串联二极管式三相逆变器的主电路结构及其工作原理，把握各个部件的作用。依照逆变器主电路直流滤波环节的不同，可分为电压源和电流源型两类在把握它们在性能上的不同。在三相桥式逆变器中，有18

7、0导通型和120导通型两种换流方式。（4）把握PWM调制原理，弄懂什么是载波，什么是调制波，什么是正弦波脉宽调制；把握规那么采样法的工作原理。依照载波和信号波是不是同步及载波比的转变情形，PWM调制方式分为异步伐制和同步伐制，把握它们各自的优势、缺点，而分段同步伐制综合了二者的优势。把握排除指定次数谐波PWM操纵技术、电流滞环跟踪PWM操纵技术的工作原理。（5）把握磁链跟踪操纵、空间矢量的概念，弄清电压空间矢量的彼此关系、电压与磁链空间矢量的关系、磁场轨迹与电压空间矢量运动轨迹的关系；电压空间矢量操纵SVPWM：把逆变器和交流电动机视为一体，依照跟踪圆形旋转磁场来操纵逆变器的工作，其成效应该更

8、好。这种操纵方式称作“磁链跟踪操纵”。磁链的轨迹是交替利用不同的电压空间矢量取得的：合成空间矢量：由三相定子电压空间矢量相加合成的空间矢量us是一个旋转的空间矢量，它的幅值不变，是每相电压值的3/2倍。 若是，图中的逆变器采纳180导通型，功率开关器件共有8种工作状态（见附表），其中-6 种有效开关状态对应的开关状态为010；001，011；100；101；110；和-2 种无效空间电压矢量（因为逆变器这时并无输出电压）：对应的开关状态为：000；111； 把握六拍逆变器开关状态切换供电时电动机电压空间矢量与磁链矢量的关系；关于六拍阶梯波的逆变器，在其输出的每一个周期中6 种有效的工作状态各显

9、现一次。逆变器每隔 /3 时刻就切换一次工作状态(即换相)，而在这 /3 时刻内那么维持不变。 把握磁链矢量增量与电压矢量、时刻增量的关系；把握电压空间矢量的线性组合法SVPWM操纵工作原理。在实际系统中，应该尽可能减少开关状态转变时引发的开关损耗，因此不同开关状态的顺序必需遵守下述原那么：每次切换开关状态时，只切换一个功率开关器件，以知足最小开关损耗。 把握SVPWM操纵模式的特点。1) 逆变器的一个工作周期分成6个扇区，每一个扇区相当于常规六拍逆变器的一拍。为了使电动机旋转磁场逼近圆形，每一个扇区再分成假设干个小区间T0 ，T0 越短，旋转磁场越接近圆形，但 T0 的缩短受到功率开关器件许

10、诺开关频率的制约。 2) 在每一个小区间内虽有多次开关状态的切换，但每次切换都只涉及一个功率开关器件，因此开关损耗较小。3) 每一个小区间均以零电压矢量开始，又以零矢量终止。4) 利用电压空间矢量直接生成三相PWM波，计算简便。5) 采纳SVPWM操纵时，逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，这比一样的SPWM逆变器输出电压提高了15%（6）把握通用变频器的主电路结构及各组成部份的功能特点；通用变频器功能参数的含义及调试原那么。通用变频器在运行之前，一样需要整定的参数及其整定原那么a)大体频率。原那么：工艺要求电机参数要求。b)加速时刻。原那么：工艺要求重载加长。c)减速时刻。原那么：工艺要

11、求重载加长。d)最高频率。原那么：工艺要求注意轻载利用原那么和电动机许诺的最高速度限制。e)最低频率。原那么：工艺要求注意电机低频散热问题。f)转矩补偿。原那么：重载增强补偿g)开关频率。原那么：在噪声或振动大时，加大h)在知足电机噪音要求的条件下尽可能低，以避免干扰等问题。i)电子热继电器。原那么：整定值电动机实际容量/变频器适配容量100把握转差频率操纵的概念，工作原理及基于异步电机稳态模型的转差频率操纵规律 。在s 值很小的稳态运行范围内，若是能够维持气隙磁通m不变，异步电机的转矩就近似与转差角频率s 成正比，操纵转差频率就代表操纵转矩，这确实是转差频率操纵的大体概念。转速闭环的转差频率

12、操纵的两个大体规律：1）在的范围内，转矩大体上与成正比，条件是气隙磁通不变。 2）在不同的定子电流值时，依照函数关系操纵定子电压和频率，就能够维持气隙磁通恒定。 （7）异步电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，因此操纵比较复杂，为此成立了三相异步电动机的物理模型，把握组成异步电机的数学模型的四大方程：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程，要求对各方程参数的含义、组成部份及其特点如：异步电动机在dq坐标系上的电压u方程由电阻压降、旋转电动势、脉动电动势部份组成：（8）异步电机数学模型超级复杂，为简化数学模型，采纳坐标变换，把握坐标变换的思路；如：异步电机矢量操纵的大体思路：

13、答：以产生一样的旋转磁动势为准那么，将三相ABC坐标系的数学模型先进行3相/2相变换，再进行同步旋转变换，三相异步电动性能够等效成为直流电动机，因此，仿照直流电动机的操纵策略，取得直流电动机的操纵量，通过相应的坐标反变换，就能够够操纵异步电动机。注意不同电机模型彼此等效的原那么是：在不同坐标下所产生的磁动势完全一致；把握三相-两相变换（3/2变换）的公式推导。（10）把握什么是直接矢量操纵系统、什么是间接矢量操纵系统，它们之间的区别与联系。转速、磁链闭环操纵的矢量操纵系统直接矢量操纵系统磁链开环转差型矢量操纵系统间接矢量操纵系统把握直接转矩操纵系统和矢量操纵系统特点与性能比较。性能与特点直接转

14、矩控制系统矢量控制系统磁链控制定子磁链转子磁链转矩控制砰-砰控制，有转矩脉动连续控制，比较平滑坐标变换静止坐标变换，较简单旋转坐标变换，较复杂转子参数变化影响无有调速范围不够宽比较宽第四章 绕线转子异步电机双馈调速系统（1）把握双馈调速的大体概念、大体结构与工作原理；把握异步电机转子附加电动势的作用；所谓“双馈”，确实是指把绕线转子异步电机的定子绕组与交流电网连接，转子绕组与其他含电动势的电路相连接，使它们能够进行电功率的彼此传递。（2）把握双闭环操纵串级调速系统的组成、第五章 同步电动机变压变频调速系统（1）重点把握同步电动机变压变频调速系统的特点，（a）交流电机旋转磁场的同步转速1与定子电

15、源频率 f1 有确信的关系异步电动机的稳态转速老是低于同步转速的，二者之差叫做转差 s ；同步电动机的稳态转速等于同步转速，转差 s = 0（b）异步电动机的磁场仅靠定子供电产生，而同步电动机除定子磁动势外，转子侧还有独立的直流励磁，或用永久磁钢励磁。 （c） 同步电动机和异步电动机的定子都有一样的交流绕组，一样都是三相的，而转子绕组那么不同，同步电动机转子除直流励磁绕组（或永久磁钢）外，还可能有自身短路的阻尼绕组。（d）异步电动机的气隙是均匀的，而同步电动机那么有隐极与凸极之分，隐极式电机气隙均匀，凸极式那么不均匀，两轴的电感系数不等，造成数学模型上的复杂性。但凸极效应能产生平均转矩，单靠凸

16、极效应运行的同步电动机称作磁阻式同步电动机。（e）异步电动机由于励磁的需要，必需从电源吸取滞后的无功电流，空载时功率因数很低。同步电动机那么可通过调剂转子的直流励磁电流，改变输入功率因数，能够滞后，也能够超前。当cos = 时，电枢铜损最小，还能够节约变压变频装置的容量。（f）由于同步电动机转子有独立励磁，在极低的电源频率下也能运行，因此，在一样条件下，同步电动机的调速范围比异步电动机更宽。 （g）异步电动机要靠加大转差才能提高转矩，而同步电机只须加大功角就能够增大转矩，同步电动机比异步电动机对转矩扰动具有更强的经受能力，能作出更快的动态响应。把握两种大体类型：他控变频调速系统和自控变频调速系统各自的特点及工作原理；明白得转速开环恒压频比操纵的同步电动机群调速系统、由交-直-交电流型负载换流变压变频器供电的同步电动机调速系统、由交-交变压变频器供电的大型低速同电动机调速系统三种不同系统的组成、工作原理与特点（2） 熟悉和了解同步电动机变压变频调速的大体类型和特点；把握无刷直流电动机自控变频调速系统和三相同步电动机自控变频调速系统大体原理和操纵方式。