運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)思考題參考答案

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1、第二章 思考題： 2-1直流電動(dòng)機(jī)有哪幾種調(diào)速方法？各有哪些特點(diǎn)？ 1. 電樞回路串電阻調(diào)速 特點(diǎn)：電樞回路的電阻增加時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速不變，機(jī)械特性的硬度變軟。反之機(jī)械特性的硬度變硬。 2. 調(diào)節(jié)電源電壓調(diào)速 特點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著外加電源電壓的降低而下降，從而達(dá)到降速的目的。不同電源電壓下的機(jī)械特性相互平行，在調(diào)速過(guò)程中機(jī)械特性的硬度不變，比電樞回路串電阻的降壓調(diào)速具有更寬的調(diào)速范圍。 3. 弱磁調(diào)速 特點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著勵(lì)磁電流的減小而升高，從而達(dá)到弱磁降速的目的。調(diào)速是在功率較小的勵(lì)磁回路進(jìn)行，控制方便，能耗小，調(diào)速的平滑性也較高。 2-2簡(jiǎn)述直流 PWM 變

2、換器電路的基本結(jié)構(gòu)。 IGBT，電容，續(xù)流二極管，電動(dòng)機(jī)。 2-3直流 PWM 變換器輸出電壓的特征是什么？ 直流電壓 2-4為什么直流PWM變換器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)比V-M系統(tǒng)能夠獲得更好的動(dòng)態(tài)性能？ 直流PWM變換器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)比V-M系統(tǒng)開(kāi)關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電動(dòng)機(jī)損耗及發(fā)熱都較?。坏退傩阅芎?，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬；若與快速響應(yīng)的電動(dòng)機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)；電力電子開(kāi)關(guān)器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率適中時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高；直流電源采用不控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。 2-5在直流脈

3、寬調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止不動(dòng)時(shí)， 電樞兩端是否還有電壓？電路中是否還有電流？為什么？ 電樞兩端還有電壓，因?yàn)樵谥绷髅}寬調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓僅取決于直流。 電路中無(wú)電流，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)處已斷開(kāi)，構(gòu)不成通路。 2-6直流PWM變換器主電路中反并聯(lián)二極管有何作用？如果二極管斷路會(huì)產(chǎn)生什么后果？ 反并聯(lián)二極管是續(xù)流作用。若沒(méi)有反并聯(lián)二極管，則IGBT的門極控制電壓為負(fù)時(shí)，無(wú)法完成續(xù)流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)電樞電壓不近似為零。 2-7直流 PWM 變換器的開(kāi)關(guān)頻率是否越高越好？為什么？ 不是越高越好，因?yàn)樘叩脑捒赡艹霈F(xiàn)電容還沒(méi)充完電就IGBT關(guān)斷了，達(dá)不到需要的輸出電壓。

4、 2-8泵升電壓是怎樣產(chǎn)生的？對(duì)系統(tǒng)有何影響？如何抑制？ 對(duì)濾波電容充電的結(jié)果造成直流側(cè)電壓升高。 過(guò)高的泵升電壓將超過(guò)電力電子器件的耐壓限制值。 選取電容量較大且合適的電容。 2-9在晶閘管整流器-電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，為什么轉(zhuǎn)速隨負(fù)載增加而降低？ 負(fù)載增加，負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降直到電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)速度就不變了，達(dá)到穩(wěn)態(tài)。T-TL=J*dn/dt 2-10靜差率和調(diào)速范圍有何關(guān)系？靜差率和機(jī)械特性硬度是一回事嗎？舉個(gè)例子。 不是一回事。靜差率是用來(lái)衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化下轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度的。 機(jī)械特性硬度是用來(lái)衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化下轉(zhuǎn)

5、速的降落的。是機(jī)械特性的斜率。如：變壓調(diào)速系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下的機(jī)械特性是相互平行的，機(jī)械特性硬度是一樣的，但是靜差率卻不同，空載轉(zhuǎn)速高的靜差率小。 2-11調(diào)速范圍與靜態(tài)速降和最小靜差率之間有何關(guān)系？為什么必須同時(shí)提才有意義？ 若只考慮一個(gè)量，其余兩個(gè)量在一個(gè)量一定的情況下另一個(gè)量就會(huì)不滿足要求。 2-12 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)？改變給定電壓能否改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速？為什么？如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)是否能夠改變轉(zhuǎn)速？為什么？如果測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無(wú)克服這種干擾的能力？ 特點(diǎn)：減小轉(zhuǎn)速降落，降低靜差率，擴(kuò)大調(diào)速范圍。 改變給定電壓

6、能改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，因?yàn)楦淖兘o定電業(yè)會(huì)改變電壓變化值，進(jìn)而改變控制電壓，然后改變輸出電壓，最后改變轉(zhuǎn)速。 如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)是能夠改變轉(zhuǎn)速，因?yàn)檎{(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)會(huì)改變反饋電壓，進(jìn)而改變電壓變化值，控制電壓，輸出電壓，最終改變轉(zhuǎn)速。 如果測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)生了變化，會(huì)造成Ce的變化，會(huì)影響轉(zhuǎn)速，被測(cè)速裝置檢測(cè)出來(lái)，再通過(guò)反饋控制的作用，減小對(duì)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的影響。系統(tǒng)有克服這種干擾的能力。 2-13 為什么用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無(wú)靜差的？在轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓△U=0 時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少？它決定于哪些因素？ 比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于

7、輸入偏差量的現(xiàn)狀，而積分調(diào)節(jié)器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史。雖然到穩(wěn)態(tài)時(shí)，只要?dú)v史上有過(guò)，其積分就有一定的數(shù)值，足以產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)運(yùn)行所需要的控制電壓UC。 2-14在無(wú)靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測(cè)速發(fā)電機(jī)精度的影響？為什么？ 受影響。因?yàn)闊o(wú)靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)若給定電源發(fā)生偏移或者測(cè)速發(fā)電機(jī)精度受到影響會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)速改變，進(jìn)而反饋電壓改變，使電壓偏差為零，所以轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度會(huì)受影響。 2-15在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)下列參數(shù)發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用？為什么？ （1）放大器的放大系數(shù) Kp。 （2）供電電網(wǎng)電壓 Ud。 （

8、3）電樞電阻 Ra。 （4）電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流 If。 （5）轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) α。 （1） 放大器的放大系數(shù)Kp發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，因?yàn)镵p發(fā)生變化時(shí)，控制電壓Uc就會(huì)改變，然后輸出電壓Ud0就會(huì)改變，轉(zhuǎn)速改變，反饋電壓隨之改變，改變電壓偏差進(jìn)一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)作用。 （2） 供電電網(wǎng)電壓 Ud發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，因?yàn)閁d發(fā)生變化時(shí)，會(huì)使Ks變化，進(jìn)而改變輸出電壓和轉(zhuǎn)速，反饋電壓隨之改變，改變電壓偏差進(jìn)一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)作用。 （3） 電樞電阻Ra發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，因?yàn)镽a發(fā)生變化時(shí)，會(huì)使電樞電路總電阻變化，使得轉(zhuǎn)速改變，反饋電壓隨之改變

9、，改變電壓偏差進(jìn)一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)作用。 （4） 電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流 If發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，因?yàn)镮f發(fā)生變化時(shí)，使得Ce變化，轉(zhuǎn)速改變，反饋電壓隨之改變，改變電壓偏差進(jìn)一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)作用。 （5） 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，因?yàn)棣涟l(fā)生變化時(shí)，使反饋電壓改變，改變電壓偏差進(jìn)一步調(diào)節(jié)輸出電壓和轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)作用。 2-16（1）在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突減負(fù)載后又進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)晶閘管整流裝置的輸出電壓Ud較之負(fù)載變化前是增加、減少還是不變？ （2）在無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突加負(fù)載后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速n和整流裝置的輸出電壓 Ud

10、是增加、減少還是不變？ 在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突減負(fù)載后又進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)轉(zhuǎn)速有所增大，反饋電壓增大，電壓偏差減小，控制電壓減小，晶閘管整流裝置的輸出電壓Ud較之負(fù)載變化前減小。 在無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突加負(fù)載后引起動(dòng)態(tài)速降時(shí)，產(chǎn)生電壓偏差，控制電壓Uc從Uc1不斷上升，使電樞電壓也由Ud1不斷上升，從而使轉(zhuǎn)速n在下降到一定程度后又回升。達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)時(shí)，電壓偏差又恢復(fù)為零，但Uc已從Uc1上升到Uc2，使電樞電壓由Ud1上升到Ud2，以克服負(fù)載電流增加的壓降。所以轉(zhuǎn)速是不變的，輸出電壓Ud是增加的。 2-17 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有哪些基本特征？它能減少或消除轉(zhuǎn)

11、速穩(wěn)態(tài)誤差的實(shí)質(zhì)是什么？ 基本特征：閉環(huán)，有反饋調(diào)節(jié)作用，減小速降，降低靜差率，擴(kuò)大調(diào)速范圍。 實(shí)質(zhì)：閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中參數(shù)變化時(shí)會(huì)影響到轉(zhuǎn)速，都會(huì)被測(cè)速裝置檢測(cè)出來(lái)，再通過(guò)反饋控制的作用，減小它們對(duì)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的影響從而減小或消除轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)誤差。 第三章 思考題： 3-1 在恒流起動(dòng)過(guò)程中，電樞電流能否達(dá)到最大值 Idm？為什么？ 答：不能達(dá)到最大值，因?yàn)樵诤懔魃匐A段，電流閉環(huán)調(diào)節(jié)的擾動(dòng)是電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)，它正是一個(gè)線性漸增的斜坡擾動(dòng)量，所以系統(tǒng)做不到無(wú)靜差，而是Id 略低于Idm 。 3-2 由于機(jī)械原因，造成轉(zhuǎn)軸堵死，分析雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作狀態(tài)。 答：轉(zhuǎn)

12、軸堵死，則n=0，， 比較大,導(dǎo)致 比較大， 也比較大，然后輸出電壓 較大，最終可能導(dǎo)致電機(jī)燒壞。 3-3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，給定電壓 Un*不變，增加轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù) α，系統(tǒng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速反饋電壓 Un 和實(shí)際轉(zhuǎn)速 n 是增加、減小還是不變？ 答：反饋系數(shù)增加使得 增大， 減小， 減小， 減小，輸出電壓 減小，轉(zhuǎn)速n減小，然后 會(huì)有所減小，但是由于α增大了，總體還是增大的。 3-4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，遇到下列情況會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ （1） 電流反饋極性接反。 （2）轉(zhuǎn)速極性接反。 答：（1）轉(zhuǎn)速一直上升，ASR不會(huì)飽和，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)有靜差。 （2）轉(zhuǎn)速上升時(shí)，電

13、流不能維持恒值，有靜差。 3-5 某雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，ASR、 均采用 PI 調(diào)節(jié)器，ACR 調(diào)試中怎樣才能做到 Uim*=6V時(shí)，Idm=20A；如欲使 Un*=10V 時(shí)，n=1000rpm，應(yīng)調(diào)什么參數(shù)？ 答：前者應(yīng)調(diào)節(jié)，后者應(yīng)調(diào)節(jié)。 3-6 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，若要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)？改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kn行不行？改變電力電子變換器的放大倍數(shù) Ks 行不行？改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α行不行？若要改變電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流，應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的什么參數(shù)？ 答：轉(zhuǎn)速n是由給定電壓決定的，若要改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，應(yīng)調(diào)節(jié)給定電壓。改變Kn和Ks不行。改變轉(zhuǎn)速反饋

14、系數(shù)α行。 若要改變電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流，應(yīng)調(diào)節(jié)或者。 3-7 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少？為什么？ 答：均為零。因?yàn)殡p閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當(dāng)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和時(shí)，PI調(diào)節(jié)器工作在線性調(diào)節(jié)狀態(tài)，作用是使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時(shí)為零。各變量之間關(guān)系如下： 3-8 在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，若速度調(diào)節(jié)器改為比例調(diào)節(jié)器，或電流調(diào)節(jié)器改為比例調(diào)節(jié)器，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能影響如何？ 答：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)有靜差，不能實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差。穩(wěn)定性能沒(méi)有比例積分調(diào)節(jié)器作用時(shí)好。 3-9 從下述五個(gè)方面來(lái)比較轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止負(fù)反

15、饋環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉 環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)： （1）調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性。 （2）動(dòng)態(tài)限流性能。 （3）起動(dòng)的快速性。 （4）抗負(fù)載擾動(dòng)的性能。 （5）抗電源電壓波動(dòng)的性能。 答：轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性，動(dòng)態(tài)限流性能，起動(dòng)的快速性，抗負(fù)載擾動(dòng)的性能，抗電源電壓波動(dòng)的性能均優(yōu)于帶電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。 3-10 根據(jù)速度調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器ACR的作用，回答下面問(wèn)題（設(shè)ASR、ACR均采用PI調(diào)節(jié)器）： （1） 雙閉環(huán)系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行中，如果電流反饋信號(hào)線斷開(kāi)，系統(tǒng)仍能正常工作嗎？ （2） 雙閉環(huán)系統(tǒng)在額定負(fù)載下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，若電動(dòng)機(jī)突然失磁，最終電動(dòng)機(jī)會(huì)飛車

16、嗎？ 答：（1）系統(tǒng)仍能正常工作，但是如果有擾動(dòng)的話，系統(tǒng)就不能穩(wěn)定工作了。 （2）電動(dòng)機(jī)突然失磁，轉(zhuǎn)子在原有轉(zhuǎn)速下只能產(chǎn)生較小的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，直流電機(jī)轉(zhuǎn)子電流急劇增加，可能飛車。 第四章 思考題： 4-1分析直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的不可逆和可逆電路的區(qū)別。 答：直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的不可逆電路電流、轉(zhuǎn)速不能夠反向，直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的可逆電路電流、轉(zhuǎn)速能反向。 4-2 晶閘管電路的逆變狀態(tài)在可逆系統(tǒng)中的主要用途是什么？ 答：晶閘管電路處于逆變狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于反轉(zhuǎn)制動(dòng)狀態(tài)，成為受重物拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)，將重物的位能轉(zhuǎn)化成電能，通過(guò)晶閘管裝置回饋給電網(wǎng)。 4-3

17、 V-M系統(tǒng)需要快速回饋制動(dòng)時(shí)，為什么必須采用可逆線路。 答：由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，?duì)于需要電流反向的直流電動(dòng)機(jī)可逆系統(tǒng)，必須使用兩組晶閘管整流裝置反并聯(lián)線路來(lái)實(shí)現(xiàn)可逆調(diào)速。快速回饋制動(dòng)時(shí)，電流反向，所以需要采用可逆線路。 4-4采用單組晶閘管裝置供電的V-M系統(tǒng)，畫出其在整流和逆變狀態(tài)下的機(jī)械特性，并分析該種機(jī)械特性適合于何種性質(zhì)的負(fù)載。 答： 單組晶閘管裝置供電的V-M系統(tǒng)整流和逆變狀態(tài)下的機(jī)械特性適合于拖動(dòng)起重機(jī)等位能性負(fù)載。 因?yàn)楫?dāng)α>90°，Ud0為負(fù)，晶閘管裝置本身不能輸出電流，電機(jī)不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩提升重物，只有靠重物本身的重量下降，迫使電機(jī)反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生反向的

18、電動(dòng)勢(shì)-E。 所以適合于位能性負(fù)載。 4-5晶閘管可逆系統(tǒng)中的環(huán)流產(chǎn)生的原因是什么？有哪些抑制的方法？ 答：原因：兩組晶閘管整流裝置同時(shí)工作時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生不流過(guò)負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流。 抑制的方法：1. 消除直流平均環(huán)流可采用α=β配合控制，采用α≥β能更可靠地消除直流平均環(huán)流。2. 抑制瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流可在環(huán)流回路中串入電抗器（叫做環(huán)流電抗器，或稱均衡電抗器）。 4-6 試從電動(dòng)機(jī)與電網(wǎng)的能量交換，機(jī)電能量轉(zhuǎn)換關(guān)系及電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)和電動(dòng)機(jī)電樞電流是否改變方向等方面對(duì)本組逆變和反組回饋制動(dòng)列表作一比較。 答：本組逆變：大部分能量通過(guò)本組回饋電網(wǎng)。電動(dòng)機(jī)正

19、向電流衰減階段，VF組工作，VF組是工作在整流狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)電樞電流不改變方向。 反組回饋制動(dòng)：電動(dòng)機(jī)在恒減速條件下回饋制動(dòng)，把屬于機(jī)械能的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，其中大部分通過(guò)VR逆變回饋電網(wǎng)。電動(dòng)機(jī)恒值電流制動(dòng)階段，VR組工作。電動(dòng)機(jī)電樞電流改變方向。 4-7 試分析配合控制的有環(huán)流可逆系統(tǒng)正向制動(dòng)過(guò)程中各階段的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，以及正、反組晶閘管所處的狀態(tài)。 答：在制動(dòng)時(shí)，當(dāng)發(fā)出信號(hào)改變控制角后，同時(shí)降低了ud0f和ud0r的幅值，一旦電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)E>|ud0f|=|ud0r|，整流組電流將被截止，逆變組才真正投入逆變工作，使電機(jī)產(chǎn)生回饋制動(dòng)，將電能通過(guò)逆變組回饋電網(wǎng)。當(dāng)逆變組工作時(shí)，另

20、一組也是在等待著整流，可稱作處于“待整流狀態(tài)”。即正組晶閘管處于整流狀態(tài)，反組晶閘管處于逆變狀態(tài)。 4-8邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)從高速制動(dòng)到低速時(shí)需經(jīng)過(guò)幾個(gè)象限？相應(yīng)電動(dòng)機(jī)與晶閘管狀態(tài)如何？ 答：：邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)從高速制動(dòng)到低速時(shí)需經(jīng)過(guò)一，二兩個(gè)象限。 相應(yīng)電動(dòng)機(jī)與晶閘管狀態(tài)： 正組逆變狀態(tài)：電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)減速，VF組晶閘管工作在逆變狀態(tài)，電樞電流正向開(kāi)始衰減至零； 反組制動(dòng)狀態(tài)：電動(dòng)機(jī)繼續(xù)減速，VR組晶閘管工作在逆變狀態(tài)，電樞電流由零升至反向最大并保持恒定。 4-9從系統(tǒng)組成、功用、工作原理、特性等方面比較直流PWM可逆調(diào)速系統(tǒng)與晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的異同點(diǎn)。 答：系統(tǒng)組

21、成： 直流PWM可逆調(diào)速系統(tǒng)：六個(gè)二極管組成的整流器，大電容濾波，橋式PWM變換器。 晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)：兩組晶閘管整流裝置反向并聯(lián)。 功用： 直流PWM可逆調(diào)速系統(tǒng)：電流一定連續(xù)，可使電動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行 晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)：能靈活地控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，制動(dòng)和升、降速。 工作原理： 直流PWM可逆調(diào)速系統(tǒng)：六個(gè)二極管構(gòu)成的不可控整流器負(fù)責(zé)把電網(wǎng)提供的交流電整流成直流電，再經(jīng)過(guò)PWM變換器調(diào)節(jié)直流電壓，能夠?qū)崿F(xiàn)控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。制動(dòng)過(guò)程時(shí)，晶閘管整流裝置通過(guò)逆變工作狀態(tài)，把電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能回饋給電網(wǎng)，在直流PWM系統(tǒng)中，它是把動(dòng)能變?yōu)殡娔芑仞伒街绷鱾?cè)，但由于整流器的單向?qū)ㄐ?，?/p>

22、能不可能通過(guò)整流裝置送回交流電網(wǎng)，只能向?yàn)V波電容充電，產(chǎn)生泵升電壓，及通過(guò)Rb消耗電能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。 晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)：當(dāng)正組晶閘管VF供電，能量從電網(wǎng)通過(guò)VF輸入電動(dòng)機(jī)，此時(shí)工作在第I象限的正組整流電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)電機(jī)需要回饋制動(dòng)時(shí)，反組晶閘管裝置VR工作在逆變狀態(tài)，此時(shí)為第II象限運(yùn)行；如果電動(dòng)機(jī)原先在第III象限反轉(zhuǎn)運(yùn)行，那么它是利用反組晶閘管VR實(shí)現(xiàn)整流電動(dòng)運(yùn)行，利用反組晶閘管VF實(shí)現(xiàn)逆變回饋制動(dòng)。 特性： 直流PWM可逆調(diào)速系統(tǒng)： 1.電流一定連續(xù)；2.可使電動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行；3.電動(dòng)機(jī)停止時(shí)有微震電流，能消除靜摩擦死區(qū)；4.低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍大；5.低速時(shí)，每個(gè)開(kāi)關(guān)

23、器件的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。 晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)：可四象限運(yùn)行，電流不連續(xù)；實(shí)現(xiàn)了正組整流電動(dòng)運(yùn)行，，反組逆變回饋制動(dòng)，反組整流電動(dòng)運(yùn)行，正組逆變回饋發(fā)電四種狀態(tài)。 習(xí)題 4-1試分析提升機(jī)構(gòu)在提升重物和重物下降時(shí)，晶閘管、電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)及α角的控制范圍？ 答：提升重物：α<90°，平均整流電壓Ud0>E（E為電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)），輸出整流電流Id，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩作電動(dòng)運(yùn)行，提升重物，這時(shí)電能從交流電網(wǎng)經(jīng)晶閘管裝置傳送給電動(dòng)機(jī)，V-M系統(tǒng)運(yùn)行于第Ⅰ象限。 重物下降：α>90°，Ud0為負(fù)，晶閘管裝置本身不能輸出電流，電機(jī)不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩提升重物，只有靠重物

24、本身的重量下降，迫使電機(jī)反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生反向的電動(dòng)勢(shì)-E。 4-2在配合控制的有環(huán)流可逆系統(tǒng)中，為什么要控制最小逆變角和最小整流角？系統(tǒng)中如何實(shí)現(xiàn)？ 答：原因：為了防止出現(xiàn)“逆變顛覆” ，必須形成最小逆變角βmin保護(hù)。 實(shí)現(xiàn)：通常取αmin= βmin=30 ° 4-3何謂待逆變、本組逆變和它組逆變，并說(shuō)明這三種狀態(tài)各出現(xiàn)在何種場(chǎng)合下。 答：待逆變：該組晶閘管裝置在逆變角控制下等待工作，這時(shí)逆變組除環(huán)流外并未流過(guò)負(fù)載電流，也沒(méi)有能量回饋給電網(wǎng)。 本組逆變階段：電動(dòng)機(jī)正向電流衰減階段，VF組工作； 它組逆變階段：電動(dòng)機(jī)恒值電流制動(dòng)階段，VR組工作 4-4 分析

25、配合控制的有環(huán)流可逆系統(tǒng)反向起動(dòng)和制動(dòng)的過(guò)程，畫出各參變量的動(dòng)態(tài)波形，并說(shuō)明在每個(gè)階段中ASR和ACR各起什么作用，VF和VR各處于什么狀態(tài)。 答：ASR 控制轉(zhuǎn)速設(shè)置雙向輸出限幅電路以限制最大起制動(dòng)電流，ACR 控制電流設(shè)置雙向輸出限幅電路以限制最小控制角αmin 與最小逆變角βmin。 反向起動(dòng)時(shí)VF 處于整流狀態(tài)，VR處于待逆變狀態(tài)；制動(dòng)時(shí)VF處于逆變狀態(tài)，VR處于待整流狀態(tài)。 4-5邏輯控制無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)消除環(huán)流的出發(fā)點(diǎn)是什么？ 答：可逆系統(tǒng)中一組晶閘管工作時(shí)（不論是整流工作還是逆變工作），用邏輯關(guān)系控制使另一組處于完全封鎖狀態(tài)，徹底斷開(kāi)環(huán)流的通路，確保兩組晶閘管不

26、同時(shí)工作。 4-6 為什么邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)的切換過(guò)程比配合控制的有環(huán)流可逆系統(tǒng)的切換過(guò)程長(zhǎng)？這是由哪些因素造成的？ 答：原因：邏輯切換指令發(fā)出后并不能馬上執(zhí)行，還需經(jīng)過(guò)兩段延時(shí)時(shí)間，以確保系統(tǒng)的可靠工作。 這就是封鎖延時(shí)和開(kāi)放延時(shí)。 造成的因素：封鎖延時(shí)和開(kāi)放延時(shí)。 4-7 無(wú)環(huán)流邏輯控制器中為什么必須設(shè)置封鎖延時(shí)和開(kāi)放延時(shí)？延時(shí)過(guò)大或過(guò)小對(duì)系統(tǒng)有何影響？ 答：原因：由于主電流的實(shí)際波形是脈動(dòng)的，如果脈動(dòng)的主電流瞬時(shí)低于I0就立即發(fā)出零電流數(shù)字信號(hào)，實(shí)際上電流仍在連續(xù)地變化，突然封鎖觸發(fā)脈沖將產(chǎn)生逆變顛覆。 在檢測(cè)到零電流信號(hào)后等待一段時(shí)間，若仍不見(jiàn)主電流再超過(guò)I0 ，

27、說(shuō)明電流確已終止，再封鎖本組脈沖。 封鎖延時(shí)tabl 大約需要半個(gè)到一個(gè)脈波的時(shí)間。 在封鎖觸發(fā)脈沖后，已導(dǎo)通的晶閘管要過(guò)一段時(shí)間后才能關(guān)斷，再過(guò)一段時(shí)間才能恢復(fù)阻斷能力。如果在此以前就開(kāi)放它組脈沖，仍有可能造成兩組晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，產(chǎn)生環(huán)流。 開(kāi)放延時(shí)時(shí)間 tdt ，一般應(yīng)大于一個(gè)波頭的時(shí)間 4-8 弱磁與調(diào)壓配合控制系統(tǒng)空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速以上，主電路電流和勵(lì)磁電流的變化規(guī)律是什么？ 答：當(dāng)提高Un，轉(zhuǎn)速升到額定轉(zhuǎn)速nN以上時(shí)，將根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變（E=EN）的原則，逐步減小勵(lì)磁電流給定U*if，在勵(lì)磁電流閉環(huán)控制作用下，勵(lì)磁電流If

28、動(dòng)機(jī)工作在弱磁狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)基速以上的調(diào)速。 第五章 思考題： 5-1 對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，為什么調(diào)壓調(diào)速的調(diào)速范圍不大？電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性越軟，調(diào)速范圍越大嗎？ 答：對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，普通籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓調(diào)速時(shí)的穩(wěn)定工作范圍為0

29、導(dǎo)致過(guò)大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因繞組過(guò)熱而損壞電動(dòng)機(jī)。由此可見(jiàn)，最好是保持每極磁通量為額定值不變。當(dāng)頻率從額定值向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須同時(shí)降低Eg使，即在基頻以下應(yīng)采用電動(dòng)勢(shì)頻率比為恒值的控制方式。然而，異步電動(dòng)機(jī)繞組中的電動(dòng)勢(shì)是難以直接檢測(cè)與控制的。當(dāng)電動(dòng)勢(shì)值較高時(shí)，可忽略定子電阻和漏感壓降，而認(rèn)為定子相電壓。 在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)，保持電壓恒定是不可行的。 在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率從額定值向上升高，受到電動(dòng)機(jī)絕緣耐壓和磁路飽和的限制，定子電壓不能隨之升高，最多只能保持額定電壓不變，這將導(dǎo)致磁通與頻率成反比地降低，使得異步電動(dòng)機(jī)工作在弱磁狀態(tài)。 5-3 異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，基頻以下和基頻以上

30、分別屬于恒功率還是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式？為什么？所謂恒功率或恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，是否指輸出功率或轉(zhuǎn)矩恒定？若不是，那么恒功率或恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速究竟是指什么？ 答：在基頻以下，由于磁通恒定，允許輸出轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”方式；在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時(shí)磁通減小，允許輸出轉(zhuǎn)矩也隨之降低，輸出功率基本不變，屬于“近似的恒功率調(diào)速”方式。 5-4基頻以下調(diào)速可以是恒壓頻比控制、恒定子磁通、恒氣隙磁通和恒轉(zhuǎn)子磁通的控制方式，從機(jī)械特性和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面分析與比較四種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)。 答： 恒壓頻比控制：恒壓頻比控制最容易實(shí)現(xiàn)，它的變頻機(jī)械特性基本上是平行下移，硬度也較好，能夠滿足一般的調(diào)速要求

31、，低速時(shí)需適當(dāng)提高定子電壓，以近似補(bǔ)償定子阻抗壓降。在對(duì)于相同的電磁轉(zhuǎn)矩，角頻率越大，速降落越大，機(jī)械特性越軟，與直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速相似。在基頻以下運(yùn)行時(shí)，采用恒壓頻比的控制方法具有控制簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，但負(fù)載變化時(shí)定子壓降不同，將導(dǎo)致磁通改變，因此需采用定子電壓補(bǔ)償控制。根據(jù)定子電流的大小改變定子電壓，以保持磁通恒定。 恒定子磁通：雖然改善了低速性能，但機(jī)械特性還是非線性的，仍受到臨界轉(zhuǎn)矩的限制。頻率變化時(shí)，恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩恒定不變 。恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)差率大于恒壓頻比控制方式。恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩也大于恒壓頻比控制方式?？刂品绞骄枰ㄗ与妷貉a(bǔ)償，控制要復(fù)雜一些。 恒

32、氣隙磁通：雖然改善了低速性能，但機(jī)械特性還是非線性的，仍受到臨界轉(zhuǎn)矩的限制。保持氣隙磁通恒定： ，除了補(bǔ)償定子電阻壓降外，還應(yīng)補(bǔ)償定子漏抗壓降。與恒定子磁通控制方式相比較，恒氣隙磁通控制方式的臨界轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)矩更大，機(jī)械特性更硬?？刂品绞骄枰ㄗ与妷貉a(bǔ)償，控制要復(fù)雜一些。 恒轉(zhuǎn)子磁通：機(jī)械特性完全是一條直線，可以獲得和直流電動(dòng)機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，這正是高性能交流變頻調(diào)速所要求的穩(wěn)態(tài)性能。 5-5常用的交流PWM有三種控制方式，分別為SPWM、CFPWM和SVPWM，論述它們的基本特征、各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 答： SPWM：特征：以頻率與期望的輸出電壓波相同的正弦波作為調(diào)制

33、波，以頻率比期望波高得多的等腰三角波作為載波。由它們的交點(diǎn)確定逆變器開(kāi)關(guān)器件的通斷時(shí)刻，從而獲得幅值相等、寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖序列。 優(yōu)缺點(diǎn)：普通的SPWM變頻器輸出電壓帶有一定的諧波分量，為降低諧波分量，減少電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，可以采用直接計(jì)算各脈沖起始與終了相位的方法，以消除指定次數(shù)的諧波。 CFPWM：特征：在原來(lái)主回路的基礎(chǔ)上，采用電流閉環(huán)控制，使實(shí)際電流快速跟隨給定值。 優(yōu)缺點(diǎn)：在穩(wěn)態(tài)時(shí)，盡可能使實(shí)際電流接近正弦波形，這就能比電壓控制的SPWM獲得更好的性能。精度高、響應(yīng)快，且易于實(shí)現(xiàn)。但功率開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)頻率不定。 SVPWM：特征：把逆變器和交流電動(dòng)機(jī)視為一體，以

34、圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為目標(biāo)來(lái)控制逆變器的工作，磁鏈軌跡的控制是通過(guò)交替使用不同的電壓空間矢量實(shí)現(xiàn)的。 優(yōu)缺點(diǎn)：8個(gè)基本輸出矢量，6個(gè)有效工作矢量和2個(gè)零矢量，在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，每個(gè)有效工作矢量只作用1次的方式，生成正6邊形的旋轉(zhuǎn)磁鏈，諧波分量大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。 用相鄰的2個(gè)有效工作矢量，合成任意的期望輸出電壓矢量，使磁鏈軌跡接近于圓。開(kāi)關(guān)周期越小，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)越接近于圓，但功率器件的開(kāi)關(guān)頻率將提高。用電壓空間矢量直接生成三相PWM波，計(jì)算簡(jiǎn)便。與一般的SPWM相比較，SVPWM控制方式的輸出電壓最多可提高15%。 5-6分析電流滯環(huán)跟蹤PWM控制中，環(huán)寬h對(duì)電流波動(dòng)于開(kāi)關(guān)頻率的影響。 答

35、：當(dāng)環(huán)寬h選得較大時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率低，但電流波形失真較多，諧波分量高；如果環(huán)寬小，電流跟蹤性能好，但開(kāi)關(guān)頻率卻增大了。 5-7三相異步電動(dòng)機(jī)Y聯(lián)結(jié)，能否將中性點(diǎn)與直流側(cè)參考點(diǎn)短接？為什么？ 答：能。雖然直流電源中點(diǎn)和交流電動(dòng)機(jī)中點(diǎn)的電位不等，但合成電壓矢量的表達(dá)式相等。因此，三相合成電壓空間矢量與參考點(diǎn)無(wú)關(guān)?？梢詫⒅行渣c(diǎn)與直流側(cè)參考點(diǎn)短接。 5-8當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)由正弦對(duì)稱電壓供電，并達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，可以定義電壓向量U、電流向量I等，用于分析三相異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定工作狀態(tài)，4.2.4節(jié)定義的空間矢量與向量有何區(qū)別？在正弦穩(wěn)態(tài)時(shí)，兩者有何聯(lián)系？ 答：相量是從時(shí)間域的三角函數(shù)到復(fù)指數(shù)

36、函數(shù)的映射,空間矢量是從空間域的三角函數(shù)到復(fù)指數(shù)函數(shù)的映射。 相量的正弦性表現(xiàn)為時(shí)間域的正弦性,空間矢量的正弦性表現(xiàn)為空間域的正弦性。從本質(zhì)看它們都是正弦性,但從形式上看,相量的正弦性還表現(xiàn)為復(fù)數(shù)在旋轉(zhuǎn),而空間矢量的正弦性則僅表示原象在空間按正弦規(guī)律變化。當(dāng)然,也有旋轉(zhuǎn)的空間矢量,但此時(shí)空間矢量的旋轉(zhuǎn)性也是由于電流在時(shí)間上按正弦規(guī)律變化而引起的,并不起因于空間矢量本身的正弦性。 5-9采用SVPWM控制，用有效工作電壓矢量合成期望的輸出電壓矢量，由于期望輸出電壓矢量是連續(xù)可調(diào)的，因此，定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E可以是圓，這種說(shuō)法是否正確？為什么？ 答：實(shí)際的定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E在期望的磁鏈圓周

37、圍波動(dòng)。N越大，磁鏈軌跡越接近于圓，但開(kāi)關(guān)頻率隨之增大。由于N是有限的，所以磁鏈軌跡只能接近于圓，而不可能等于圓。 5-10總結(jié)轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的控制規(guī)律，若設(shè)置不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生什么影響？一般來(lái)說(shuō)，正反饋系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，而轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)具有正反饋的內(nèi)環(huán)，系統(tǒng)卻能穩(wěn)定，為什么？ 答：控制規(guī)律：1）在 的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，條件是氣隙磁通不變。2）在不同的定子電流值時(shí)，按定子電壓補(bǔ)償控制的電壓–頻率特性關(guān)系控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通恒定。 若 設(shè)置不當(dāng)，則不能保持氣隙磁通恒定。 一般來(lái)說(shuō)，正反饋系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，而轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)具有正

38、反饋的內(nèi)環(huán)，系統(tǒng)卻能穩(wěn)定，是因?yàn)檫€設(shè)置了轉(zhuǎn)速負(fù)反饋外環(huán)。 習(xí)題 5-1 （1） T形等效電路： 簡(jiǎn)化等效電路： （2） （3） （4） 臨界轉(zhuǎn)差率： 臨界轉(zhuǎn)矩： 5-2 氣隙磁通隨定子電壓的降低而減小，屬于弱磁調(diào)速。 額定電流下的電磁轉(zhuǎn)矩： Us可調(diào)，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比隨著定子電壓的降低而減小。 帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，普通籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓調(diào)速時(shí)的穩(wěn)定工作范圍為0

39、

40、載并在勵(lì)磁電感上，總的阻抗減小，壓降也減小，所以理想空載時(shí)的大于額定負(fù)載時(shí)的，相應(yīng)的每極氣隙磁通也大。 5-4 （1） 理想空載： 額定負(fù)載： （2） （3） 額定負(fù)載時(shí)： 氣隙磁通 是由定子勵(lì)磁繞組和轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的，定子全磁通 是定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的，轉(zhuǎn)子全磁通 是轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的。 是轉(zhuǎn)子磁通在轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 氣隙磁通在是定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 是定子全磁通在每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 5-5 （1） （2）（3） （4） 5-6 （1）考慮低頻補(bǔ)償時(shí)： 不考慮低頻補(bǔ)償時(shí)

41、： （2） f=5Hz， 考慮補(bǔ)償： 不考慮補(bǔ)償： f=2Hz， 考慮補(bǔ)償： 不考慮補(bǔ)償： 5-7 定子磁通恒定： 氣隙磁通恒定： 轉(zhuǎn)子磁通恒定： 若僅采用幅值補(bǔ)償不可行，缺少相位的補(bǔ)償。 5-8 共有8種開(kāi)關(guān)狀態(tài)。 (SA ,SB ,SC)=(0，0，0), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,-Ud/2, -Ud/2) (SA ,SB ,SC)=(1，0，0), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2,-Ud/2, -Ud/2) (SA ,SB ,SC)=(1，1，0), (uA ,uB ,u

42、C)=(Ud/2,Ud/2, -Ud/2) (SA ,SB ,SC)=(0，1，0), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,Ud/2, -Ud/2) (SA ,SB ,SC)=(0，1，1), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,Ud/2, Ud/2) (SA ,SB ,SC)=(0，0，1), (uA ,uB ,uC)=(-Ud/2,-Ud/2, Ud/2) (SA ,SB ,SC)=(1，0，1), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2,-Ud/2, Ud/2) (SA ,SB ,SC)=(1，1，1), (uA ,uB ,uC)=(Ud/2

43、,Ud/2, Ud/2) 5-9 交流電動(dòng)機(jī)繞組的電壓、電流、磁鏈等物理量都是隨時(shí)間變化的，如果考慮到它們所在繞組的空間位置，可以定義為空間矢量。定義三相定子電壓空間矢量（k為待定系數(shù)）： 三相合成矢量： 5-10 忽略定子電阻壓降，定子合成電壓與合成磁鏈空間矢量的近似關(guān)系為 當(dāng)電動(dòng)機(jī)由三相平衡正弦電壓供電時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子磁鏈幅值恒定，其空間矢量以恒速旋轉(zhuǎn)，磁鏈?zhǔn)噶宽敹说倪\(yùn)動(dòng)軌跡呈圓形（簡(jiǎn)稱為磁鏈圓）。 定子磁鏈?zhǔn)噶浚? 定子電壓矢量： 5-11 若采用電壓空間矢量PWM調(diào)制方法，若直流電壓Ud恒定，要保持恒

44、定，只要使△t1為常數(shù)即可。 輸出頻率越低，△t越大，零矢量作用時(shí)間△t0也越大，定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E停留的時(shí)間越長(zhǎng)。 5-12 按6個(gè)有效工作矢量將電壓矢量空間分為對(duì)稱的六個(gè)扇區(qū)，當(dāng)期望輸出電壓矢量落在某個(gè)扇區(qū)內(nèi)時(shí)，就用與期望輸出電壓矢量相鄰的2個(gè)有效工作矢量等效地合成期望輸出矢量。 按6個(gè)有效工作矢量將電壓矢量空間分為對(duì)稱的六個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)π/3, 基本電壓空間矢量的線性組合構(gòu)成期望的電壓矢量。期望輸出電壓矢量與扇區(qū)起始邊的夾角。在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期 T0，u1的作用時(shí)間t1，u2的作用時(shí)間t2，合成電壓矢量 5-13 給定積分環(huán)節(jié)的原理與作用： 由于系統(tǒng)本身沒(méi)有自動(dòng)限制

45、起動(dòng)制動(dòng)電流的作用，因此頻率設(shè)定必須通過(guò)給定積分算法產(chǎn)生平緩的升速或者降速信號(hào)。 5-14 控制規(guī)律：1.轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，條件是氣隙磁通不變，且 2.在不同的定子電流值時(shí)，按定子電壓補(bǔ)償控制的電壓–頻率特性關(guān)系控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁通恒定。 控制方法：保持氣隙磁通不變，在s值較小的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍內(nèi)，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩就近似與轉(zhuǎn)差角頻率成正比。 在保持氣隙磁通不變的前提下，可以通過(guò)控制轉(zhuǎn)差角頻率來(lái)控制轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想。 忽略電流相量相位變化的影響，僅采用幅值補(bǔ)償 優(yōu)缺點(diǎn)： 轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)可以滿足平滑調(diào)速的要求，但靜、動(dòng)態(tài)

46、性能不夠理想。采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制可提高靜、動(dòng)態(tài)性能，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差。需增加轉(zhuǎn)速傳感器、相應(yīng)的檢測(cè)電路和測(cè)速軟件等。轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速是基于異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。 5-15 臨界轉(zhuǎn)差頻率： 最大的允許轉(zhuǎn)差頻率 起動(dòng)時(shí)的定子電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩： 定子電壓： 起動(dòng)時(shí)的定子電流： 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩： 第六章 思考題： 6-1 異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速時(shí)需要進(jìn)行電壓（或電流）和頻率的協(xié)調(diào)控制，有電壓（或電流）和頻率兩種獨(dú)立的輸入變量。在輸出變量中，除轉(zhuǎn)速外，磁通也是一個(gè)輸出變量。 異步電動(dòng)機(jī)無(wú)法單獨(dú)對(duì)磁通進(jìn)行控制，電流乘磁通產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩

47、，轉(zhuǎn)速乘磁通產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在數(shù)學(xué)模型中含有兩個(gè)變量的乘積項(xiàng)。 三相異步電動(dòng)機(jī)三相繞組存在交叉耦合，每個(gè)繞組都有各自的電磁慣性，再考慮運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電慣性，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角的積分關(guān)系等，動(dòng)態(tài)模型是一個(gè)高階系統(tǒng)。 6-2 異步電動(dòng)機(jī)三相數(shù)學(xué)模型中存在一定的約束條件。 三相變量中只有兩相是獨(dú)立的，因此三相原始數(shù)學(xué)模型并不是物理對(duì)象最簡(jiǎn)潔的描述。完全可以而且也有必要用兩相模型代替。 兩相模型相差90°才能切割d軸最大地產(chǎn)生磁通，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。相差180°不行，無(wú)法切割d軸產(chǎn)生磁通。 6-3 三相繞組可以用相互獨(dú)立的兩相正交對(duì)稱繞組等效代替，等效的原則是產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相等。 功率相等不是變

48、換的必要條件。 可以采用匝數(shù)相等的交換原則。變換前后的功率不相等。 6-4 旋轉(zhuǎn)變換的等效原則是磁動(dòng)勢(shì)相等。 因?yàn)楫?dāng)磁動(dòng)勢(shì)矢量幅值恒定、勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在靜止繞組中通入正弦對(duì)稱的交流電流，同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系以與磁動(dòng)勢(shì)矢量轉(zhuǎn)速相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，如果站在d軸上看，就是兩個(gè)通入直流而相互垂直的靜止繞組，所以同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電流是直流電流。 如果坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)速度大于或者小于磁動(dòng)勢(shì)矢量的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，繞組中的電流是交流量。 6-5 坐標(biāo)變換的優(yōu)點(diǎn)：與三相原始模型相比，3/2變換減少了狀態(tài)變量的維數(shù)，簡(jiǎn)化了定子和轉(zhuǎn)子的自感矩陣。 旋轉(zhuǎn)變換改變了定、轉(zhuǎn)子繞組間的耦合關(guān)系，將相對(duì)運(yùn)動(dòng)的定、轉(zhuǎn)子繞

49、組用相對(duì)靜止的等效繞組來(lái)代替，消除了定、轉(zhuǎn)子繞組間夾角對(duì)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的影響。將非線性變參數(shù)的磁鏈方程轉(zhuǎn)化為線性定常的方程，但卻加劇了電壓方程中的非線性耦合程度，將矛盾從磁鏈方程轉(zhuǎn)移到電壓方程中來(lái)了，并沒(méi)有改變對(duì)象的非線性耦合性質(zhì)。 6-6 矢量控制系統(tǒng)的基本工作原理：通過(guò)坐標(biāo)變換，在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中，得到等效的直流電動(dòng)機(jī)模型。仿照直流電動(dòng)機(jī)的控制方法控制電磁轉(zhuǎn)矩與磁鏈，然后將轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標(biāo)系中的控制量反變換得到三相坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)量，以實(shí)施控制 通過(guò)按轉(zhuǎn)子磁鏈定向，將定子電流分解為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，轉(zhuǎn)子磁鏈僅由定子電流勵(lì)磁分量產(chǎn)生，電磁轉(zhuǎn)矩正比于轉(zhuǎn)子磁鏈和定子電流

50、轉(zhuǎn)矩分量的乘積，實(shí)現(xiàn)了定子電流兩個(gè)分量的解耦。 在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中的異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型與直流電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)模型相當(dāng)。 6-7 計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型： 基本原理：根據(jù)描述磁鏈與電流關(guān)系的磁鏈方程來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈，所得出的模型叫做電流模型。 優(yōu)缺點(diǎn)：需要實(shí)測(cè)的電流和轉(zhuǎn)速信號(hào)，不論轉(zhuǎn)速高低時(shí)都能適用。受電動(dòng)機(jī)參數(shù)變化的影響。電動(dòng)機(jī)溫升和頻率變化都會(huì)影響轉(zhuǎn)子電阻，磁飽和程度將影響電感。這些影響都將導(dǎo)致磁鏈幅值與位置信號(hào)失真，而反饋信號(hào)的失真必然使磁鏈閉環(huán)控制系統(tǒng)的性能降低，這是電流模型的不足之處。 計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型： 基本原理：根據(jù)電壓方程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于磁鏈變化

51、率的關(guān)系，取電動(dòng)勢(shì)的積分就可以得到磁鏈。 優(yōu)缺點(diǎn)：電壓模型包含純積分項(xiàng)，積分的初始值和累積誤差都影響計(jì)算結(jié)果，在低速時(shí)，定子電阻壓降變化的影響也較大。電壓模型更適合于中、高速范圍，而電流模型能適應(yīng)低速。有時(shí)為了提高準(zhǔn)確度，把兩種模型結(jié)合起來(lái)。 6-8 直接定向：根據(jù)轉(zhuǎn)子磁鏈的實(shí)際值進(jìn)行控制的方法稱作直接定向。 優(yōu)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)子磁鏈的直接檢測(cè)比較困難，多采用按模型計(jì)算的方法。 間接定向：利用給定值間接計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的位置，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這種方法稱為間接定向。 優(yōu)缺點(diǎn)：用定子電流轉(zhuǎn)矩分量和轉(zhuǎn)子磁鏈計(jì)算轉(zhuǎn)差頻率給定信號(hào)將轉(zhuǎn)差頻率給定信號(hào)加上實(shí)際轉(zhuǎn)速，得到坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角速度，經(jīng)積分環(huán)節(jié)產(chǎn)生

52、矢量變換角。定子電流勵(lì)磁分量給定信號(hào)和轉(zhuǎn)子磁鏈給定信號(hào)之間的關(guān)系是靠式建立的，比例微分環(huán)節(jié)在動(dòng)態(tài)中獲得強(qiáng)迫勵(lì)磁效應(yīng)，從而克服實(shí)際磁通的滯后。 磁鏈定向的精度受轉(zhuǎn)子參數(shù)的影響。 6-9 矢量控制系統(tǒng)通過(guò)電流閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)定子電流的兩個(gè)分量的解耦，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子磁鏈的解耦，有利于分別設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速與磁鏈調(diào)節(jié)器；實(shí)行連續(xù)控制，可獲得較寬的調(diào)速范圍。按轉(zhuǎn)子磁鏈定向受電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響，降低了系統(tǒng)的魯棒性。 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)采用雙位式控制，根據(jù)定子磁鏈幅值偏差、電磁轉(zhuǎn)矩偏差的符號(hào)以及期望電磁轉(zhuǎn)矩的極性，再依據(jù)當(dāng)前定子磁鏈?zhǔn)噶克诘奈恢?，直接產(chǎn)生PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，避開(kāi)了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換

53、，簡(jiǎn)化了控制結(jié)構(gòu)。不可避免地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，影響低速性能，調(diào)速范圍受到限制。 6-10 6個(gè)有效工作電壓空間矢量，將產(chǎn)生不同的磁鏈增量。由于六個(gè)電壓矢量的方向不同，有的電壓作用后會(huì)使磁鏈幅值增大，另一些電壓作用則使磁鏈幅值減小，磁鏈的空間矢量位置也都有相應(yīng)變化。 選擇電壓空間矢量的規(guī)則： d軸分量usd 為“+”時(shí)，定子磁鏈幅值加大； 為“-”時(shí)，定子磁鏈幅值減??； 為“0”時(shí)，定子磁鏈幅值維持不變。 q軸分量usq 為“+”時(shí)，定子磁鏈?zhǔn)噶空蛐D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)差頻率增大，電流轉(zhuǎn)矩分量和電磁轉(zhuǎn)矩加大 為“-”時(shí)，定子磁鏈?zhǔn)噶糠聪蛐D(zhuǎn)，電流轉(zhuǎn)矩分量急劇變負(fù)，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩； 為“

54、0”時(shí)，定子磁鏈?zhǔn)噶客Ｔ谠?，轉(zhuǎn)差頻率為負(fù)，電流轉(zhuǎn)矩分量和電磁轉(zhuǎn)矩減小。 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的原因：由于采用雙位式控制，實(shí)際轉(zhuǎn)矩必然在上下限內(nèi)脈動(dòng)； 抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的方法：對(duì)磁鏈偏差和轉(zhuǎn)矩偏差實(shí)行細(xì)化，使磁鏈軌跡接近圓形，減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。 6-11 帶有滯環(huán)的雙位式控制器優(yōu)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩和磁鏈的控制采用雙位式控制器，并在PWM逆變器中直接用這兩個(gè)控制信號(hào)產(chǎn)生輸出電壓，省去了旋轉(zhuǎn)變換和電流控制，簡(jiǎn)化了控制器的結(jié)構(gòu)。 由于采用雙位式控制，實(shí)際轉(zhuǎn)矩必然在上下限內(nèi)脈動(dòng)。 6-12 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)需采用兩相靜止坐標(biāo)計(jì)算定子磁鏈，而避開(kāi)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換。 定子磁鏈計(jì)算模型：，這是一個(gè)電壓模型，適合于以

55、中高速運(yùn)行的系統(tǒng)，在低速時(shí)的誤差較大，甚至無(wú)法應(yīng)用。必要時(shí)，只好在低速時(shí)切換到電流模型，但這時(shí)上述能提高魯棒性的優(yōu)點(diǎn)就不得不丟棄了。 轉(zhuǎn)矩計(jì)算模型： 由于磁鏈計(jì)算采用了帶積分環(huán)節(jié)的電壓模型，積分初值、累積誤差和定子電阻的變化都會(huì)影響磁鏈計(jì)算的準(zhǔn)確度。 6-13 矢量控制系統(tǒng)的控制方法： 轉(zhuǎn)子磁鏈可以閉環(huán)控制也可以開(kāi)環(huán)控制，轉(zhuǎn)矩連續(xù)控制，電流閉環(huán)控制。 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的控制方法：定子磁鏈閉環(huán)控制，轉(zhuǎn)矩雙位式控制，電流無(wú)閉環(huán)控制。 習(xí)題 6-1 兩相電流空間互差90°，三相電流空間互差120°電角度。 兩相電流幅值是三相電流的倍。 6-2

56、 6-3 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中狀態(tài)方程為： 坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)角速度： 假定電流閉環(huán)控制性能足夠好，電流閉環(huán)控制的等效傳遞函數(shù)為慣性環(huán)節(jié)： 穩(wěn)定性： 轉(zhuǎn)子磁鏈環(huán)節(jié)為穩(wěn)定的慣性環(huán)節(jié)，可以采用閉環(huán)控制，也可以采用開(kāi)環(huán)控制方式；而轉(zhuǎn)速通道存在積分環(huán)節(jié)，必須加轉(zhuǎn)速外環(huán)使之穩(wěn)定。 6-4 6-5 ASR調(diào)節(jié)器： AΨR調(diào)節(jié)器： 第七章 思考題： 7-1 因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子速度不同步，有轉(zhuǎn)差率產(chǎn)生，因?yàn)楫a(chǎn)生轉(zhuǎn)差功率。

57、 7-2 可以看出，Ud中包含了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s，而Id與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子交流電流Ir之間有固定的比例關(guān)系，因此它近似地反映了電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的大小，而β角是控制變量。所以該式可以看作是在串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的間接表達(dá)式： 控制逆變角可以控制轉(zhuǎn)差率s進(jìn)而改變轉(zhuǎn)速。 7-3 在繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)子電流會(huì)在外接電阻上產(chǎn)生一個(gè)交流電壓，這一交流電壓與轉(zhuǎn)子電流有著相同的頻率和相位，調(diào)速時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差功率被消耗在外接電阻上。 串級(jí)調(diào)速是串的電動(dòng)勢(shì)，如果在轉(zhuǎn)子繞組回路中引入一個(gè)可控的交流附加電動(dòng)勢(shì)來(lái)代替外接電阻，附加電動(dòng)勢(shì)的幅值和頻率與交流電壓相同，相位與轉(zhuǎn)

58、子電動(dòng)勢(shì)相反則它對(duì)轉(zhuǎn)子電流的作用與外接電阻是相同的，附加電動(dòng)勢(shì)將會(huì)吸收原先消耗在外接電阻上的轉(zhuǎn)差功率。 7-4 為了使串級(jí)調(diào)速裝置不受過(guò)電壓損壞。 7-5 圖7-5所示的電氣串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)能夠在次同步轉(zhuǎn)速下作電動(dòng)運(yùn)行和電動(dòng)機(jī)在超同步轉(zhuǎn)速下作電動(dòng)運(yùn)行，因?yàn)閳D7-5所示的系統(tǒng)不可逆，所以不能制動(dòng)運(yùn)行。 習(xí)題 7-1 異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速的基本原理：異步電動(dòng)機(jī)由電網(wǎng)供電并以電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，它從電網(wǎng)輸入（饋入）電功率，而在其軸上輸出機(jī)械功率給負(fù)載，以拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行。 在雙饋調(diào)速工作時(shí)，繞線型異步電動(dòng)機(jī)定子側(cè)與交流電網(wǎng)直接連接，轉(zhuǎn)子側(cè)與交流電源或外接電動(dòng)勢(shì)相連，從電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

59、上看，可認(rèn)為是在轉(zhuǎn)子繞組回路中附加一個(gè)交流電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)控制附加電動(dòng)勢(shì)的幅值，實(shí)現(xiàn)繞線型異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。 異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速的五種工況： 1. 電動(dòng)機(jī)在次同步轉(zhuǎn)速下作電動(dòng)運(yùn)行 2. 電動(dòng)機(jī)在反轉(zhuǎn)時(shí)作倒拉制動(dòng)運(yùn)行 3. 電動(dòng)機(jī)在超同步轉(zhuǎn)速下作回饋制動(dòng)運(yùn)行 4. 電動(dòng)機(jī)在超同步轉(zhuǎn)速下作電動(dòng)運(yùn)行 5. 電動(dòng)機(jī)在次同步轉(zhuǎn)速下作回饋制動(dòng)運(yùn)行 7-2 1．起動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)在靜止不動(dòng)時(shí)，其轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)為；控制逆變角β，使在起動(dòng)開(kāi)始的瞬間，與的差值能產(chǎn)生足夠大的，以滿足所需的電磁轉(zhuǎn)矩，但又不超過(guò)允許的電流值，這樣電動(dòng)機(jī)就可在一定的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩下加速起動(dòng)。隨著異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增高，其轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)減

60、少，為了維持加速過(guò)程中動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩基本恒定，必須相應(yīng)地增大β角以減小值，維持基本恒定。當(dāng)電動(dòng)機(jī)加速到所需轉(zhuǎn)速時(shí)，不再調(diào)整β角，電動(dòng)機(jī)即在此轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。 2．調(diào)速 當(dāng)增大β角使β=β2>β1時(shí)，逆變電壓減小，但電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能立即改變，所以將增大，電磁轉(zhuǎn)矩增大，使電動(dòng)機(jī)加速。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增高，減少，回落，直到新的平衡狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)在增高了的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。 3．停車 對(duì)于處于低同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的雙饋調(diào)速系統(tǒng)，必須在異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)輸入電功率時(shí)才能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。在串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中與轉(zhuǎn)子連接的是不可控整流裝置，它只能從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)輸出電功率，而不可能向轉(zhuǎn)子輸入電功率。因此串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)沒(méi)有

61、制動(dòng)停車功能。只能靠減小β角減小，并依靠負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩的作用自由停車。 7-3 在不同的b角下異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性是近似平行的，其工作段類似于直流電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速的機(jī)械特性。由于轉(zhuǎn)子回路阻抗的影響，異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性比其固有特性要軟得多。受轉(zhuǎn)子回路電阻增加的影響：當(dāng)電機(jī)在最高轉(zhuǎn)速的特性上（b = 90°）帶額定負(fù)載，也難以達(dá)到其額定轉(zhuǎn)速。受轉(zhuǎn)子回路漏抗增加的影響：整流電路換相重疊角將加大，并產(chǎn)生強(qiáng)迫延遲導(dǎo)通現(xiàn)象，使串級(jí)調(diào)速時(shí)的最大電磁轉(zhuǎn)矩比電動(dòng)機(jī)在正常接線時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩有明顯的降低。 7-4 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的總效率是比較高的，且當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí),總效率的減少并不多。因?yàn)榇?jí)調(diào)速串的是電動(dòng)勢(shì)，有功率回饋回去。 而繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速時(shí)的效率幾乎隨轉(zhuǎn)速的降低而成比例地減少。因?yàn)榇娮枵{(diào)速的損耗都用來(lái)發(fā)熱了。 7-5 對(duì)于寬調(diào)速的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，隨著轉(zhuǎn)差率的增大，系統(tǒng)的功率因數(shù)還要下降，這是串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)能否被推廣應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一。 常用的方法是增加靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置－電力電容器，采用無(wú)功就地補(bǔ)償來(lái)解決。 7-6 一般取 不會(huì)求