交流调速考试复习

1 脉宽调制 脉宽调制 Pulse Width Modulation PWM 技术是指利用全控型电力电子器件的导 技术是指利用全控型电力电子器件的导 通和关断把电压变成一定形状的电压脉冲 实现变压 变频控制并且消除谐波的技术 通和关断把电压变成一定形状的电压脉冲 实现变压 变频控制并且消除谐波的技术 简称简称 PWM 2 PWM 意义 及时 准确地实现变压变频控制要求及时 准确地实现变压变频控制要求 抑制逆变器输出电压或电流中的谐波抑制逆变器输出电压或电流中的谐波 分量分量 3 电压正弦波脉宽调制法电压正弦波脉宽调制法 顾名思义 电压顾名思义 电压 SPWM 技术就是希望逆变器输出电压是正弦波技术就是希望逆变器输出电压是正弦波 形 其含义是通过脉冲宽度 脉冲占空比 来调节平均电压的方法 形 其含义是通过脉冲宽度 脉冲占空比 来调节平均电压的方法 4 载波频率载波频率 fc 与参考波频率与参考波频率 fm 之比 用之比 用 NCM表示 即表示 即 调制度调制度 m 定义为调制信号 参考电压 峰值与三角载波信号峰值之比 即定义为调制信号 参考电压 峰值与三角载波信号峰值之比 即 5 电流正弦电流正弦 PWM 方法是电流滞环 方法是电流滞环 SPWM 即把正弦电流参考波形和电流的实际波形通 即把正弦电流参考波形和电流的实际波形通 过滞环比较器进行比较 其结果决定逆变器桥臂上下开关器件的导通和关断 优点是过滞环比较器进行比较 其结果决定逆变器桥臂上下开关器件的导通和关断 优点是 控制简单 响应快 瞬时电流可以被限制 功率开关器件得到自动保护 其主要缺点控制简单 响应快 瞬时电流可以被限制 功率开关器件得到自动保护 其主要缺点 是相对的电流谐波较大 是相对的电流谐波较大 6 磁链轨迹法磁链轨迹法 SPWM 技术是从电机的角度出发 目的在于使交流电机产生圆形磁场 通技术是从电机的角度出发 目的在于使交流电机产生圆形磁场 通 过选择逆变器的不同开关模式 使电机的实际磁链尽可能逼近理想磁链圆 从而生成过选择逆变器的不同开关模式 使电机的实际磁链尽可能逼近理想磁链圆 从而生成 PWM 波 使电机转矩脉动小 噪声低 电压利用率高的优点 因此目前无论在开环调波 使电机转矩脉动小 噪声低 电压利用率高的优点 因此目前无论在开环调 速系统或在闭环调速系统中都得到了广泛应用 速系统或在闭环调速系统中都得到了广泛应用 7 磁链空间矢量的运动速度的改变可由在各边中添加零矢量来实现 添加零矢量的原则磁链空间矢量的运动速度的改变可由在各边中添加零矢量来实现 添加零矢量的原则 是选择使器件开关次数最少的零矢量 是选择使器件开关次数最少的零矢量 8 PWM 控制性能指标 电流谐波 载波比 最大调制度 转矩脉动 开关频率和开关损控制性能指标 电流谐波 载波比 最大调制度 转矩脉动 开关频率和开关损 耗 耗 习题 习题 1 什么是 什么是 PWM 技术 技术 PWM 技术应用于交流调速系统的意技术应用于交流调速系统的意 义是什么 义是什么 2 PWM 控制方式所引起的主要问题有哪些 主要用哪些性控制方式所引起的主要问题有哪些 主要用哪些性 能指标来描述 能指标来描述 3 什么是载波比 什么是调制度 输出电压的大小和其中 什么是载波比 什么是调制度 输出电压的大小和其中 的哪个量有关 的哪个量有关 4 简述电压 简述电压 SPWM 的基本控制思想 的基本控制思想 6 什么是电流滞环 什么是电流滞环 SPWM 它的特点是什么 它的特点是什么 7 定子电压空间矢量有几个 其幅值为多少 定子电压空间矢量有几个 其幅值为多少 8 电压空间矢量 电压空间矢量 PWM 技术 磁链追踪法 有什么特点 添技术 磁链追踪法 有什么特点 添 加零矢量的作用是什么 加零矢量的作用是什么 C CM M f N f Mm Cm U U m 1 现代交流调速系统由交流电动机 电力电子功率变换器 控制器及电量检测器组成 称现代交流调速系统由交流电动机 电力电子功率变换器 控制器及电量检测器组成 称 为变频器 为变频器 2 变频器主电路中的中间直流环节采用大电容滤波 使直流电压波形比较平直 对于负载变频器主电路中的中间直流环节采用大电容滤波 使直流电压波形比较平直 对于负载 来说 是一个内阻抗为零的恒压源 这类变频调速装置叫做电压源变频器 来说 是一个内阻抗为零的恒压源 这类变频调速装置叫做电压源变频器 3 变频器主电路中的中间直流环节采用大电感滤波 使直流电流波形比较平直 电源内阻变频器主电路中的中间直流环节采用大电感滤波 使直流电流波形比较平直 电源内阻 很大 对负载来说基本是一个恒流源 这类变频调速装置叫做电流源变频器 很大 对负载来说基本是一个恒流源 这类变频调速装置叫做电流源变频器 4 电压源型变频器和电流源变频器的区别电压源型变频器和电流源变频器的区别 1 无功能量的缓冲变频器的负载是异步电 无功能量的缓冲变频器的负载是异步电 动机 属于感性负载 在中间直流环节与电机之间 除了有功功率的传送以外 还存在无动机 属于感性负载 在中间直流环节与电机之间 除了有功功率的传送以外 还存在无 功功率的交换 由于逆变器中的电力电子开关器件不能储能 所以无功能量只能靠中间环功功率的交换 由于逆变器中的电力电子开关器件不能储能 所以无功能量只能靠中间环 节中作为滤波器的储能元件来缓冲 使它不至于影响到交流电网 节中作为滤波器的储能元件来缓冲 使它不至于影响到交流电网 2 回馈制动 回馈制动 采用电采用电 压源型变频器的调速系统要实现回馈制动和四象限运行是比较困难的 因为其中间直流环压源型变频器的调速系统要实现回馈制动和四象限运行是比较困难的 因为其中间直流环 节有大电容钳制着电压 使之无法迅速反向 而电流也不能反向 所以无法实现制动反馈 节有大电容钳制着电压 使之无法迅速反向 而电流也不能反向 所以无法实现制动反馈 需要制动时 对于小容量的变频器 采用在直流环节中并联电阻的能耗制动 对于中 大需要制动时 对于小容量的变频器 采用在直流环节中并联电阻的能耗制动 对于中 大 容量的变频器 可在整流器的输出端反并联另一组可控整流器 制动时使其工作在有源逆容量的变频器 可在整流器的输出端反并联另一组可控整流器 制动时使其工作在有源逆 变状态 以通过反向的制动电流 而维持电压极性不变 实现回馈制动 虽然电力电子器变状态 以通过反向的制动电流 而维持电压极性不变 实现回馈制动 虽然电力电子器 件具有单相导电性 电流不能反向 但是可控整流器的输出电压是可以迅速反向的 因此 件具有单相导电性 电流不能反向 但是可控整流器的输出电压是可以迅速反向的 因此 电流型变压器变频调速系统容易实现回馈制动电流型变压器变频调速系统容易实现回馈制动 3 调速时的动态响应调速时的动态响应 由于交由于交 直直 交电流源型交电流源型 变频器的直流电压可以迅速改变 所以调速系统的动态响应比较快 而电压型相对较慢 变频器的直流电压可以迅速改变 所以调速系统的动态响应比较快 而电压型相对较慢 4 适用范围电压源型变频器属于恒压源 电压控制相应慢 所以适合作为多台电机同步运适用范围电压源型变频器属于恒压源 电压控制相应慢 所以适合作为多台电机同步运 行时的供电电源 而且不要求快速加减速的场合 电流源型变频器属于恒流源 系统对负行时的供电电源 而且不要求快速加减速的场合 电流源型变频器属于恒流源 系统对负 载电流变化反应迟缓 因而使用于单台电机传动 但可以满足快速起 制动和可逆运行的载电流变化反应迟缓 因而使用于单台电机传动 但可以满足快速起 制动和可逆运行的 要求 要求 5 与直流调速系统相同 在额定转速以下调节时 希望保持电机中每极磁通量为额定值 与直流调速系统相同 在额定转速以下调节时 希望保持电机中每极磁通量为额定值 习题习题 1 为什么在恒压频比控制中 额定转速以下调速时 需要保持电机中每极磁通为额定为什么在恒压频比控制中 额定转速以下调速时 需要保持电机中每极磁通为额定 值值 2 恒压频比控制中为什么在低频时需要电压补偿 恒压频比控制中为什么在低频时需要电压补偿 3 主电路按照结构形式分可以分为哪几类 主电路按照结构形式分可以分为哪几类 4 什么叫电压源型变频器 什么叫电流源型逆变器 简单说明其性能的差异 什么叫电压源型变频器 什么叫电流源型逆变器 简单说明其性能的差异 1 基本运动学方程式 基本运动学方程式 2 选择特定的同步旋转坐标系 即确定选择特定的同步旋转坐标系 即确定 MT 轴系的取向 称之为轴系的取向 称之为定向定向 选择电机某一旋转 选择电机某一旋转 磁场轴作为特定的同步旋转坐标系 则称之为磁场定向 顾名思义 矢量控制系统也成为磁场轴作为特定的同步旋转坐标系 则称之为磁场定向 顾名思义 矢量控制系统也成为 磁场定向控制系统 磁场定向控制系统 3 对于异步电动机矢量控制系统的磁场定向轴的选择有三种 转子磁场定向 气隙磁场定对于异步电动机矢量控制系统的磁场定向轴的选择有三种 转子磁场定向 气隙磁场定 向 定子磁场定向向 定子磁场定向 4 3 1 异步电动机的坐标系包括哪些 哪些是实际存在的空间矢量 什么是坐标变换矩阵 异步电动机的坐标系包括哪些 哪些是实际存在的空间矢量 什么是坐标变换矩阵 基本的变换原则是什么 基本的变换原则是什么 基本的变换原则 基本的变换原则 1 在确定电流变换矩阵时 应遵守变换前后所产生的旋转磁场等等效 在确定电流变换矩阵时 应遵守变换前后所产生的旋转磁场等等效 原则 原则 2 在确定电压变换矩阵和阻抗变换矩阵 应遵守变换前后电机功率不变的原则 在确定电压变换矩阵和阻抗变换矩阵 应遵守变换前后电机功率不变的原则 3 2 简述矢量控制的基本思想 简述矢量控制的基本思想 3 3 转子磁链矢量的检测获取