电气传动技术复习要点(6)

2020-04-21 07:36

定,必须采用恒压频比控制。

3 下图为异步电动机在不同控制方式下的机械特性,交流异步电动机的恒压频比控制有哪三种方式?试就其实现难易程度、机械特性等方面进行比较。

a)恒压频比控制 b)恒定子磁通控制 c)恒气隙磁通控制 d)恒转子磁通控制

答:

Egf1?c,气隙磁链在每相定子中的感应电动势/输入频率为恒值,机械特性非线性,难

实现,加定子电压补偿的目标,改善低速性能。Tmax,nm与频率无关,机械特性平行,硬度相同,类似于直流电动机的降压调速,属于恒转矩调速。

U1?c,定子相电压/输入频率为恒值,U1定子相电压,机械特性非线性,易实现。f1f1接近额定频率时,Tmax变化不大,f1的降低,Tmax变化较大,在低速时甚至拖不动负载。实际上

U1?c,由于频率很低时定子电阻损耗相对较大, 不可忽略,故必须进行定子电压f1补偿。

Er?c,转子磁链在每相定子中的感应电动势/输入频率为恒值,Er转子磁链在每相定f1子中的感应电动势(忽略转子电阻损耗)转子磁链恒值,机械特性线性,稳态性能和动态性能好,最难实现。这是矢量控制追求的目标。

4 交流异步电动机变频调速系统在基速以上和基速以下分别采用什么控制方法,磁通、转矩、功率呈现怎样的变化规律?

答:恒磁通调速(基频以下) 电压时不允许。

在频率上调时,只能保持电压不变。

频率越大,磁通就越小,类似于直流电动机的弱磁增速。

5 交流异步电动机变频调速系统的控制方式主要有哪两种?

答:交流异步电动机变频调速系统的控制方式主要有两种:有恒磁通控制和恒功率控制两种,其中恒磁通控制又称恒转矩控制。

6 什么是脉冲宽度调制(PWM)?

答:利用电力电子开关的导通与关断,将直流电压变成连续可变的电压,并通过控制脉冲宽度或周期达到变压变频的目的。

7什么是SPWM控制方式?

答:SPWM即以正弦波作为调制信号对载波信号进行调制后,产生一组等幅而脉冲宽度正比干正弦波的矩形脉冲。将该组脉冲作为逆变器开关元件的控制信号,从而在逆变器负载上(多为异步电动机)得到与控制信号波形相同,等效于正弦波的驱动电压。

8什么是电压型逆变器8个电压状态形成的电压空间矢量图?并说明定子磁链的运动轨迹。

U1?c,并补偿定子电阻损耗。恒功率调速(基频以上)升高电源f1

图 基本电压空间矢量图

图 正六边形定子磁链轨迹

图 电压空间矢量的6个扇区

答:电压型逆变器,为三组六个开关同一桥臂的两个开关互为反向:一个接通“1”,另一个断开“0”。

1) 逆变器8个电压状态:

V1(100),V2(010),V3(010) ,V4(011) ,V5(001) ,V6(101)构成正六边形的项点,V7(111) ,V0(000)位于正六边形的中心。

由相电压波形图可直接得到逆变器的各开关状态,

两者的开关状态顺序一致6个状态一个周期(状态1? 状态6),相电压波形幅值一致:

?2Ud/3 和?4Ud/3。

2) 忽略定子电阻和漏感的影响,定子回路的电压平衡方程式为:

us?es?d?s/dt 或?s?ust??s0

?s0一定子磁链的初始值。

3) 从电压型逆变器8个电压状态形成的电压、 空间矢量图可见:

定子磁链矢量?s的增长方向,即?s矢头的运动方向决定于电压矢量us的方向; 定子磁链空间矢量顶点的运动方向和轨迹对应于相应的电压空间矢量的作用方向。只要定子电阻压降比起定子电压足够小,这种平衡就能得到很好地近似),在适当地时候依次给出定子电压空间矢量,则得到的定子磁链的运动轨迹依次按V1?V6运动, 形成正六边形磁链。正六边形的六条边代表磁链空间矢量一个周期的运动轨迹,称区段(扇区)S1-区段(扇区)S6。

?s矢头的运动速率与us的幅值Us成正比;

若us?0则?s停止运动(V0、V7)

若有效电压矢量依照矢量图V1?V2?V3?V4?V5?V6的次序交替作用,且作用时间相等,?s矢头的运动轨迹为一正六边形。

第6章 基于动态模型的异步电动机调速系统

9 从动态数学模型可以看出三相异步电动机是什么样的一个系统?

答:从动态数学模型可以看出三相异步电动机是一个高阶、非线性、强混合的多变量系统,

10 三相异步电动机的数学模型包括哪几类方程?

答:三相异步电动机的数学模型包括:电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。

11将三相交流电机变换成两极直流电机的物理模型要经过的坐标变换有哪些?

答:先将静止的三相坐标A-B-C转换成静止的两相坐标?-?,再将静止的两相坐标?-?换成旋转的两相坐标d-q或同步两相坐标(M-T)。

12坐标变换有哪些?坐标变换原则有哪两种? 答:坐标变换有:

1) 静止的三相坐标(A-B-C) -旋转的两相坐标(d-q-0), 2) 旋转的两相坐标(d-q) -静止的三相坐标(A-B-C), 3) 静止的三相坐标(A-B-C) -静止的两相坐标(?-?-0) 4) 静止的两相坐标(?-?-0)-静止的三相坐标(A-B-C) 5) 静止的两相坐标(?-?)-旋转的两相坐标(d-q), 6) 旋转的两相坐标(d-q) -静止的两相坐标(?-?) 7) 直角坐标与极坐标

13 异步电动机的等效二相模型为什么简单?

答:四个方程中的为0项很多,转矩和磁通分开控制(相互垂直)。

14 什么是转差频率控制系统调速?

答:在转差率s很小的范围内,只要能够维持气隙磁通?m不变异步电机的转矩就近似与转差角频率?s 成正比,即在异步电机中,控制转差率就代表了控制转矩,这就是转差频率控


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