电机调速 文档.doc

6-1.简述恒压频比控制方式。答：绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略电子绕组漏磁阻抗压降，而认定为电子相电压UsEg，则得Us/f1=常值。这是恒压比的控制方式，但是在低频时Us和Eg都较小，定子阻抗压降所占的分量就比较显著，不能再忽略，这时需要人为的把电压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-频率协调控制时的机械特性并进行比较：（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-频率协调控制时异步电动机的机械特性；（3）基频以下恒压变频控制时异步电动机的机械特性；（4）恒流正弦波供电时异步电动机的机械特性。答：（1）：当S很小时，转矩近似与S成正比，机械特性是一段直线，S接近于1时转矩近似与S成反比，这时Te=f(s)是对称于原点的一段双曲线。（2）：恒压频比控制的变频机械特性基本是平行下移，硬度也较好，当转矩增大到最大值以后，转速再降低，特性就这回来了。而且频率越低时最大转矩值越小，能满足一般的调速要求，但低速带载能力有点差，需对定子压降进行补偿。恒压Eg/1控制是通常对恒压频比控制实现电压补偿的标准，可以在稳态时达到rm=Constant，从而改善了低速性能，但机械特性还是非线性的，产生转矩的能力受到限制。恒压Er/1控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恒定进行控制，而且在动态中也尽可能保持rm恒定是矢量控制系统的目标。（3）当角频率提高时，同步转速随之提高，最大转矩减小，机械特性上移，而形状基本不变，基频以上变频调速属于弱磁恒功率调速。（4）恒流机械特性的线性段比较比较平，而最大转矩处形状很尖，恒流机械特性的最大转矩值与频率无关，恒流变频时最大转矩不变，但改变定子电流时，最大转矩与电流的平方成正比。1、晶闸管电动机调速系统简称V-M系统；采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式，形成了脉宽调制变换器直流电动机调速系统，简2、称直流脉宽调速系统，或直流PWM调速系统；3、调速指标：调速范围和静差率4、调速范围：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比；5、静差率：负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落与理想空载转速之比；6、调速系统的静差率指标以最低速时所能达到的数值为准；7、一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需要静差率的转速可调范围；8、闭环调速系统的静特性表示闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）间的稳定关系；9、闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬的多；10、闭环系统的静特性要比开环系统小得多；11、静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围；12、闭环调速系统可以获得比开环调速系统硬的多的静态特性，从而在保证一定的静差率的要求下，能够提高调速范围，为此所需付出的代价是增设电压放大器以及检测与反馈装置；13、比例放大器的反馈控制系统叫做有静差调速系统；14、反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定；15、反馈控制系统所能抑制的只是被包围环的前向通道上的扰动；16、抗扰性能的反馈控制系统最突出的特征之一；17、系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度；18、电流正反馈可以用来补偿一部分静差，以提高调速系统的稳态性能，但是不能指望电流正反馈来实现无静差，因为此时系统已经达到稳定的边界了;20、过补偿系统是不稳定的;21、由被调量负反馈构成的和由扰动量构成的补偿控制是性质不同的两种控制规律;22、电流正反馈的作用又叫电流补偿控制;23、比例部分能迅速响应控制作用，积分部分最终消除稳态误差;24、比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状，而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史;25、积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速;26、采用比例积分调节器的闭环调速系统则是无静差调速系统;27、PI调节器的特征：a、 中频段以-20dB/dec的斜率穿越0dB线，而且这一斜率能覆盖足够的频带宽度，则系统的稳定性好b、 截止频率Wc越高，则系统的快速性越好c、 低频段的斜率陡、增益高，说明系统的稳态精度高d、 高频段衰减越快，即高频特性负分贝值越低，说明系统抗高频噪声干扰的能力越强。28、带比例放大器的闭环直流调速系统可以近似看作是一个三阶线性系统;1. 变压变频调速的基本控制方式：基频以下调速和基频以上调速；在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于恒转矩调速性质，而在基频以上，转速升高时转矩降低，基本属于弱磁恒功率调速。2. 基频以下电压-频率协调控制时的机械特性：恒压频比控制（Us/1=恒定值），它的变频机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，能够满足一般的要求，但低速带载能力有限，需对定子压降实行补偿；恒Eg/1控制，是通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准，可以在稳态时m=恒定值，从而改善低速性能，但机械特性还是非线性的，产生的转矩能力仍受到限制；恒Er/1控制，可以得到和直流他励电动机一样的机械特性，按照转子全磁通m恒定进行控制即得Er/1=恒值，在东态中也尽可能保持m恒定是矢量控制系统所追求的目标。3. 正弦波脉宽调制技术：以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高的多的等腰三角波作为载波，并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波，这种调制方法称为正弦波脉宽调制，即SPWM。脉宽调制的目的是使变压变频器输出的电压波形接近正弦波，减少谐波，以满足交流电动机的需要。4. 磁链的轨迹是交替使用不同的电压空间矢量得到的，所以又称电压空间矢量PWM（SVPWM）控制。当磁链幅值m一定时，Us的大小与1（或供电电压频率）成正比，其方向则与磁链矢量s正交，即磁链圆的切线方向。5. 不同的开关状态顺序必须遵守下述原则：每次切换开关状态时，只切换一个功率开关器件，以满足最小的开关损耗。6. 调速系统的动态性能就是控制转矩的能力；控制转差频率就代表控制转矩，这就是转差频率控制的概念。转差频率控制的规律是：在s=m的范围内，转矩Te基本上与s成正比，条件是七夕磁通不变；在不同的定子电流值时，按图的Us=f（1Is）函数关系控制定子电压和频率，就能保持气隙磁通m恒定。7. s*+=1*表示转差角频率s*与实测转速信号相加得到定子频率输入信号1*，这个关系是转差角频率控制系统的突出特点或优点。8. 异步电动机是一个多变量系