變頻調(diào)速異步電動機的控制方式

1、第三章 變頻調(diào)速異步電動機的控制方式判斷題1、 由交流電動機感應(yīng)電動勢公式可知，電動機的磁通反比于電動勢，正比于頻率。 X2、 電動機的電磁轉(zhuǎn)矩正比于氣隙磁通和轉(zhuǎn)子的有功電流。V3、一般來說， 可以再起動電流大致為 4 倍額定電流的情況下， 利用變頻調(diào)節(jié)獲得重載下的良好起動性能。X假設(shè)定子供電頻率變化而電壓保持不變，即在恒電壓下進行變頻調(diào)節(jié)， 那么氣隙磁通和最大轉(zhuǎn)矩隨著頻率的上升而下降。V4、 電機調(diào)速時假設(shè)維持 Eg/fs 不變，那么電磁轉(zhuǎn)矩完全由轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差頻率fsl 決定，而與定子頻率 fs 無關(guān)。V5、Eg/fs 為常數(shù)時， 定子電流只決定于轉(zhuǎn)差頻率， 而與定子頻率 fs 有關(guān)。X6、在

2、恒 Us/fs 下運行時，假設(shè)在高頻范圍內(nèi)使 fsl 固定，那么 Is 的大小近于不變。V7、在恒 Us/fs 控制時，低頻用適當(dāng)提高端電壓的方法可以改善電機的轉(zhuǎn)矩特性，但是會在負(fù)載時會有過大電流。X8、在恒 Us/fs 控制時，低頻區(qū)應(yīng)注意便面在低速輕載下運行。V9、恒 Er/ws 控制時的穩(wěn)態(tài)性能最好， 可以獲得和直流他勵電動機變壓調(diào)速時一樣的線性機械特性。V10、 恒功率調(diào)節(jié)時，電壓和頻率調(diào)節(jié)可以有兩種不同的方式，第一種為Us 不變，轉(zhuǎn)差率 s=fsl/fs 為常數(shù)；第二種為 fsl 不變， Us/fs 為常數(shù)。X11、恒功率控制中，保持Us不變、fsl/fs等于常數(shù)的調(diào)節(jié)方式下工作選取

3、時要保證有最小允許的過載能力，而在低速時，轉(zhuǎn)矩的裕度越大。V12、電機牽引運行可分為 3個運行調(diào)節(jié)區(qū)：起動加速區(qū)、恒功率輸出區(qū)、惰行區(qū)。X13、諧波對電動機穩(wěn)態(tài)性能所帶來的影響主要表達在磁路中的諧波磁動勢和電路中的諧波電流上。V14、適當(dāng)增加電動機漏感抗， 可以將電動機的諧波電流限制在給定的極限范圍之內(nèi)。V選擇題1. 臨界轉(zhuǎn)差率 sm 為A A. fm/fsB. fr/fsC. fsl/fsD. fs/fm2. 恒磁通運行時， 最大轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)子電阻 ，而僅反比于轉(zhuǎn)子的漏電感。 CA. 成正比B. 成反比C. 無關(guān)D. 有關(guān)3. 在恒 Eg/fs 調(diào)節(jié)時，電動機在不同的頻率 fs 下起最大轉(zhuǎn)

4、矩的數(shù)值 B A. 變大B. 不變C. 變小D. 不確定4. 在恒 Us/fs 下運行時， 電動機在低頻時為保持系統(tǒng)一定需要 A A. 增高電壓B. 降低電壓C. 增高電流D. 降低電流5. 在恒 Us/fs 下運行時， 低頻范圍內(nèi)電動機的轉(zhuǎn)矩明顯降低， 是由于 BA. 這種調(diào)節(jié)方式能保持氣隙磁通不變B. 這種調(diào)節(jié)方式不能保持氣隙磁通不變C. 這種調(diào)節(jié)方式下氣隙磁通感應(yīng)電動勢不變D. 這種調(diào)節(jié)方式下氣隙磁通感應(yīng)電動勢變化6. 恒轉(zhuǎn)子全磁通控制時， 其機械特性曲線族是一株隨著頻率 fs 而平行下移的直線。 CA. 成正比B. 成反比C. 降低D. 升高7. 恒功率控制中， 頻率調(diào)節(jié)大于基準(zhǔn)頻率時

5、， 電壓提高到一定數(shù)值后將 D A. 變大，或者不再反比于 fs 上升B. 變小，或者不再正比于 fs 上升C. 維持不變，或者不再反比于 fs 上升D. 維持不變，或者不再正比于 fs 上升8. 恒功率控制中，保持 Us 不變、 fsl/fs= 常數(shù)的調(diào)節(jié)方式下，定子頻率越高，相應(yīng)的 臨界轉(zhuǎn)差率 fm (A )A. 越大B. 越小C. 不變D. 以上都不對29. 恒功率控制中，保持fsl不變、U s/fs=常數(shù)的調(diào)節(jié)方式下，最大轉(zhuǎn)矩與fs(B)A. 成正比B. 成反比C. 無關(guān)D. 以上都不對10. 在恒轉(zhuǎn)矩運行區(qū)中，隨著電機轉(zhuǎn)速的上升，電壓Us提高，電動機的輸出功率(C)A. 不變B. 減

6、小C. 增大D. 以上都不對11. 在自然特性區(qū)， 電動機端電壓和轉(zhuǎn)差頻率均維持不變， 電動機的最大轉(zhuǎn)矩與逆變器頻率的平方 (D)A. 成正比增加B. 成正比減少C. 成反比增加D. 成反比減少12. 電動機的諧波磁動勢可分為兩類，即 ( A)A. 時間諧波磁動勢和空間諧波磁動勢B. 時間諧波磁動勢和標(biāo)量諧波磁動勢C. 標(biāo)量諧波磁動勢和空間諧波磁動勢D. 矢量諧波磁動勢和標(biāo)量諧波磁動勢13. 一般情況下，空間諧波磁動勢產(chǎn)生的諧波電流對系統(tǒng)影響 BA. 較大B. 較小C. 于電壓有關(guān)D. 與電流有關(guān)14. 基波電流取決于負(fù)載大小，即輕載時電動機諧波電流相對含量較滿載時 AA. 大得多B. 小得多

7、C. 無變化D. 以上都不對15. 異步電動機在非正弦電源下運行時，除去基波成分之外，還有假設(shè)干不同 的電流及磁通諧波。CA. 振幅和周期B. 相位和頻率C. 振幅和頻率D. 相位和周期問答題1. 試分析采用恒電壓/頻率比控制方式時會帶來什么問題。答：低頻時，恒電壓頻率比控制方式受定子電阻壓降的影響較大而不能保持氣隙磁通不變，其最大力矩和起動力矩都急劇下降，限制了傳動系統(tǒng)的帶負(fù)載能力。2. 分析比擬兩種恒功率方式的優(yōu)缺點。答：保持Us不變、fsl/fs=常數(shù)的調(diào)節(jié)方式下，臨界轉(zhuǎn)差頻率隨定子頻率fs變化。定子頻率越高，相應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)差率fm越大。Us為常數(shù)，電壓較高時忽略Rs的影mnpu <

8、2響，那么最大轉(zhuǎn)矩可表示為 Tm_ S，可見，最大轉(zhuǎn)矩近似地反比于fs2。8 兀 fsl + Lir為了保證電動機在全部調(diào)速范圍內(nèi)能夠穩(wěn)定運行，工作選取時在最高轉(zhuǎn)速或頻率時，保證有最小允許的過載能力，而在轉(zhuǎn)速越低時，轉(zhuǎn)矩的裕度越大，電動機的設(shè) 計尺寸實際上被低速狀態(tài)所決定，故有較大的數(shù)值。就電動機本省的功率利用來說，顯然是不充分的。2保持fsl不變、Us /fs=常數(shù)的調(diào)節(jié)方式時， 最大轉(zhuǎn)矩將與fs成反比，在這種情 況下，電動機的工作點可以選擇在最低速度時有最小允許的過載能力。這樣在高速時有適度的轉(zhuǎn)矩裕量，使其在整個調(diào)速范圍內(nèi)穩(wěn)定運行并比擬充分的利用電動機的功率，電動機的設(shè)計尺寸較小。3. 簡

9、述電動機的時間諧波磁動勢和空間諧波磁動勢的定義。答：時間諧波磁動勢是指在非正弦電源的作用下，電動機繞組中的諧波電流所產(chǎn)生的磁動勢?？臻g諧波磁動勢是指電動機在有限的齒槽數(shù)目下，即使通入三相繞組的電流為純粹的正弦波， 其氣隙磁動勢在空間的分布亦并非正弦，而是有限數(shù)目的階梯狀，其中除去基波外，還包含一系列的諧波成分， 通常稱之為空間諧波磁動勢。4. 諧波轉(zhuǎn)矩有哪兩種，各自成因是什么？答：非正弦電源下，由于電動機的氣隙中存在時間諧波磁動勢， 從而產(chǎn)生附加的諧 波。而根據(jù)產(chǎn)生的具體原因和性質(zhì)的不同， 諧波轉(zhuǎn)矩又可以分為兩種， 及穩(wěn)定諧波 轉(zhuǎn)矩和振動諧波轉(zhuǎn)矩。穩(wěn)定諧波轉(zhuǎn)矩是由同次數(shù)的氣隙諧波磁通和諧波轉(zhuǎn)子

10、電流的相互作用而發(fā)出的。振動諧波轉(zhuǎn)矩是由不同次數(shù)的諧波磁通和諧波轉(zhuǎn)子電流的相互作用產(chǎn)生的。計算題1. 某三相異步變頻器牽 引電動機 的額定參 數(shù)為：Us =600V， fsN =50Hz，X isN = X isN = 4一：，RsN = RrN = 2 - *'，X mN =100 - *'，sN = 0.02 ， fs max = 150 Hz。"恒力矩起動，恒功率運行，整個控制過程保持轉(zhuǎn)差頻率fsl二fslN二常數(shù)。求供電頻率為75Hz時電動機等值電路的相關(guān)參數(shù)。解：由于Xm Rm，故等值電路中忽略Rm，那么等值電路中定子漏電抗Xls轉(zhuǎn)子的每相漏電抗 Xlr二f

11、XlrN f sN至4知50f75廣 XmN100 =150門fsN50定子電阻Rs二RsN =2心、，轉(zhuǎn)子電阻 R二Rn二2：亠,勵磁支路的電抗X mmNsN2. 某機車牽引傳動系統(tǒng)采用異步電動機為牽引電機，采用變頻調(diào)速控制方式運行。列車運行速度額定速度為Vn =100 km/h， Vmax1 =200 km/h， Vmax 2 = 250 km/h，額定過載能力kmN =2.5，Tn為額定牽引力對應(yīng)的額定轉(zhuǎn)矩，Pn為額定功率；當(dāng)列車運行速度Vk <Vn時，采用恒定牽引力起動；當(dāng) Vn叮Vk乞2時采用恒功率運行，設(shè)Vn:Vk <Vmax1時采用恒電壓控制，Vmax1 : V<Vmax2時采用恒轉(zhuǎn)差頻率控制，求:時用 Tn、U sN、IsN、P N 表示 Tm、T、Us、Is、P :VK Vmax2 時用 TN、U sN ' I sN、PN 表示 Tm、 解：(1)恒電壓控制時(1)(2)Vn : Vk <V maxiVmax1S、T、Us、ls、s s的值。p的值。因為Tm1 V max1又Ti Vmaxi =TNUs=UsN , Is = I