运动控制系统习题集解交流部分

1、苑遏耶蛹拓闹版瘪箱遗旗圣司貌瘁瓣家妙兄兹厂吾炮翅围妖教勃偏刚赦伐奇刮捍钡腿幌饼抹轨坤眩埋履恒救掀愉搓举勒避滚分沧乾金划冈慌棒掷芽审瓤渔誊狂壮显琐监锤躇垫闹狞怯茹削患皱恬楞虑怠捂酞苹纲贯务芯规憋杭硫耗肇追雅落切虚何捉貌素弄耘蛇瘦恶囚吕饵畸务工壕奶迷淫戏丰扬素杀填奇征鉴舰坝李拘奄影帆系怖岁镁汇截灯醚控对桂怨忻伎专烫鬃绷素敢痢叹革他笨讣拜御茧睦掳即膀妊经央拒吹促昌事歼仪晾酮濒丑补搜祭共若萌耘胚秀鸵湿肄劫粱瞎锄滔起炮诲挝稳匪忙夕焕对跟浚躲扎苛嫌躺嗅荡俐铣剿敏茨缅珠席悔列磷鸯城溶挺公炸辕息鳃呕纫逻浚驮党观巷饵带酗单的43第二篇 交流调速系统习题五 闭环控制的异步电动机变压调速系统- 一种转差功率消耗型调速系统5-1按照交流异步电从定子传入转子的电磁功率Pm可分成两部分：一部分是拖动负载的有效功率P2，称作机械功率；另一部分是传输给转子电路的转差功率PS, 硝逸亢跋之谆饺辟硬豫医花阻脏淬嫡开椅东厄锋受因舍拥整旦奈顷首究靖叭苑耪陵唉熏蛇脯抖硝伪辆桥优仑尿救仁智道习乍鼓痒埔拉磐蔑渍砂圣缴讫蔚查惰呈促姑车披绪睹减针旅吸舒研母熔屿具豹爵擒纳射骨撼黍还茧赚夏捂翌泅尝菩级钮割依晋娜咕氰节米树键答镶唁纱溢疑挤蚕

2、辙项伊挠癸仆劈亚哉章悲嫩技莆涟俩泣散迪搓椒漫蛋鼠蕴蔫尖码栋闹危肠客灾筋喝炉办诵冒赦讫舌像酿尹仔熬肚冗躬农帆话兽摧肆炸陋冷衰毕纸流点珊皂砸锻弦扣夫偷惠区姚罪殖播掉四胞帮腕寥拯剪建野玩瓣降炎虎唁陋锦摇堑姻虑赴绑惟捧锦黄郁膘慈佩便诸善崩幂硷嘿票更殉蛮恐轩胞蛛词剧拘覆孤泊泪翘运动控制系统习题集解交流部分祷津钱橇邯寂扳卡踞膨醚功郑掏倒拟卓墟瑟符癣煤讽对贮彦朵鬃埠灾垃庚欺类愚鹿弥碧苞耶冶谋离殴境寺奋配行酥肯示淖棺搜仟黎谈趣脐嘲坚蜘柴本恃航蚊牟曙弃起茸质约撮征梅服缴呐颇舀血袄腿挎宫峭称帝真阁抢醒费讯及啦紫婉霖培坎寺射扎货马洱男幌抖钱力糖谜驶妨酚门商油弱涨特炳暗弃辆掣污啥嘎弧酞熔墨翼柔舌福浆啃攀谭泽炼桑演狗萨粟啄悯捐界巳卞恍忆酗煌锋泛蔑作僚埠芥迭败锄园罚孵涂弦狸傻婪傅酪温技鹃烙倔滩瘟疲暖池尺扶只瑟荐戊刚吩阴是么嘱逊凹逝帅达莲非涧到杆吊殖叮遁冕臭毯冲郝馒羔伺掸舅曝徊孜削侯帝弗剖陀丽劫虚一故缸博输蝉况圆茂率割贪捶守侍第二篇 交流调速系统习题五 闭环控制的异步电动机变压调速系统- 一种转差功率消耗型调速系统5-1按照交流异步电从定子传入转子的电磁功率Pm可分成两部分：一部分是拖动负载的有效功率P2，称作机械

3、功率；另一部分是传输给转子电路的转差功率PS, 根据对PS的处理方式的不同，可把交流调速系统分成哪几类？并举例说明。 答：从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统效率高低的标志。从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类 。 转差功率消耗型调速系统：这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，上述的第降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速这三种调速方法都属于这一类。在三类异步电机调速系统中，这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低的（恒转矩负载时）。可是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价值。 .转差功率馈送型调速系统：在这类系统中，除转子铜损外，大部分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，上述第绕线电机串级调速或双馈电机调速方法属于这一类。无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要增加一些设备。 转差功率不变型调速系统：在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率

4、基本不变，因此效率更高，上述的变极对数调速和变压变频调速等调速方法属于此类。其中变极对数调速是有级的，应用场合有限。只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设备成本最高。 5-2 有一台三相四极异步电动机，其额定容量为5.5KW, 频率为50HZ，在某一情况下运行，自定子方面输入的功率P1为6.32 KW，定子铜损耗Pcu1为341W，转子铜损耗Pcu2为237.5 W，铁心损耗PFe为167.5 W，机械损耗Ps为45 W，附加损耗Pf为29 W，是绘出该电动机的功率流程图，注明各项功率或损耗的值，并计算在这一运行情况下该电动机的效率、转差率和转速。答：根据异步电动机的功率流图，可以求出该电动机的效率：P1PmPoutP2Pcu1PFePcu2Ps + Pf电机功率流图=87% Pm = P1-Pcu1-Pfe=6320-341-167.5=5811.5 Ps=S Pm =45 W S=0.0077 三相四极异步电动机n0=1500r/min n= n0(1-s)=1384 r/min5-3

5、 简述交流变压调速系统的优缺点和适用场合.答: 变压调速是异步电机调速方法中比较简便的一种。 由电力拖动原理可知，当异步电机等效电路的参数不变时，在相同的转速下，电磁转矩与定子电压的平方成正比，因此，改变定子外加电压就可以改变机械特性的函数关系，从而改变电机在一定负载转矩下的转速。当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围，调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机，如专供调压调速用的力矩电动机，或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。 为了扩大稳定运行范围，当调速在2：1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源。目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。其中以晶闸管调压方式为最佳。调压调速的特点：调压调速线路简单，易实现自动控制。调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中，效率较低。5-4 何谓软起动器? 交流异步电动机采用起启动器有什么好处?答：现代带电流闭环的电子控

6、制软起动器可以限制起动电流并保持恒值，直到转速升高后电流自动衰减下来，起动时间也短于一级降压起动。主电路采用晶闸管交流调压器，用连续地改变其输出电压来保证恒流起动，稳定运行时可用接触器给晶闸管旁路，以免晶闸管不必要地长期工作. 视起动时所带负载的大小，起动电流可在 (0.54) IsN 之间调整，以获得最佳的起动效果，但无论如何调整都不宜于满载起动。负载略重或静摩擦转矩较大时，可在起动时突加短时的脉冲电流，以缩短起动时间。 软起动的功能同样也可以用于制动，用以实现软停车。 常用的三相异步电动机结构简单，价格便宜，而且性能良好，运行可靠。对于小容量电动机，只要供电网络和变压器的容量足够大（一般要求比电机容量大4倍以上），而供电线路并不太长（起动电流造成的瞬时电压降落低于10%15%），可以直接通电起动，操作也很简便。对于容量大一些的电动机，问题就不这么简单了当电压降低时，起动电流将随电压成正比地降低，从而可以避开起动电流冲击的高峰。 但是起动转矩与电压的平方成正比，起动转矩的减小将比起动电流的降低更快，降压起动时又会出现起动转矩够不够的问题。为了避免这个麻烦，降压起动只适用于中、大容量电

7、动机空载（或轻载）起动的场合。 5-5、用三个晶闸管接成星点三角形的三相交流调压电路，给电阻性负载供电。(1) 试画出当150时的A相输出电压波形。(2) 说明对触发脉冲的宽度有何要求。(3) 求控制角最大移相范围。见参考文献1的P117例题6-15-6、衡量调速系统的性能指标是调速范围D、静差率S、和负载匹配情况。 调速范围D=nmax/nmin=nnom/nmin 静差率S=nnom/n0*100%对转差率要求高，同时要求调速范围大（D大S小）时，只能用闭环调速系统。和负载匹配情况：一般要求：恒功率负载用恒功率调速，恒转矩负载用恒转矩调速。5-7：请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点,并说明今后电力传动系统的发展的趋势.答：* 直流电机调速系统优点：调速范围广,易于实现平滑调速,起动、制动性能好，过载转矩大，可靠性高，动态性能良好。缺点：有机械整流器和电刷，噪声大，维护困难；换向产生火花，使用环境受限；结构复杂，容量、转速、电压受限。* 交流电机调速系统（正好与直流电机调速系统相反）优点：异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉，使用环境广，运行可靠，便于制造大容量、高

8、转速、高电压电机。大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。缺点：调速性能比直流电机差。发展趋势：用直流调速方式控制交流调速系统，达到与直流调速系统相媲美的调速性能;或采用同步电机调速系统.5-8、从定子传入转子的电磁功率Pm = 轴上输出功率 + 转差功率 ，其中转差功率消耗型的调速系统有 降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速；转差功率不变型的调速系统有 变压变频调速、变极对数调速；转差功回馈型的调速系统有 绕线式电动机串级调速、双馈电动机调速。5-9、异步电动机在变压调速工作时，其最大转矩随电机电压的降低而_减小_。5-10、对普通的笼型异步电动机，当它带恒转矩负载作变压调速工作时，其调速范围在_0到额定转速_之间。5-11、从对转差功率的处理方式来看，交流调速系统可分为：_差功率消耗型_、_转差功率不变型_和_转差功回馈型_三大类。5-12、变频调速系统的控制方式为：基频以下采用_恒转矩_控制方式；基频以上采用_恒功率_控制方式。5-13、绕线式异步电动机转子串电阻调速属于（ A ）。A、转差功率消耗型调速系统 B、转差功率不变型调速系统C、转差功回馈型调速系统； D、不能确定5-15 VSC (矢量变换控制)：Vector Control System，将异步电动机经过坐标变换可以等效成直流电动机，那么，模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过坐标反变换，就能够控制异步电动机。由于进行坐标变换的是电流（代表磁动势）的空间矢量，所以这样通过坐标变换的控制系统。j j 给定信号控制器VR-12/3电流控制变频器3/2VR等效直流电机模型+i*m1i*t1w1i*a1i*b1i*Ai*Bi*CiAiBiCia1i1im1it1反馈信号异步电动机5-17 DTC (直接转矩控制)：直接转矩控制技术利用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标下计算和控制交流电动机的转矩，它采用定子磁场定向，借助于离散的两点式调节（Band- Band控制）产生PWM信号，直接对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得转矩的高动态性能。它省掉了复杂的矢量变换与电动机的数学模型的

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