答:调压调速,弱磁调速,转子回路串电阻调速,变频调速
2-9 在晶闸管整流器-电动机开环调速系统中,为什么转速随负载增加而降低?
答:负载增加意味着负载转矩变大,电机减速,并且在减速过程中,反电动势减小,于是电枢电流增大,从而使电磁转矩增加,达到与负载转矩平衡,电机不再减速,保持稳定。故负载增加稳态时,电机转速会较增加之前降低。
2-10 静差率和调速范围有何关系?静差率和机械特性硬度是一回事吗?举个例子。
答:D=(nN/△n) (s/(1-s)。静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度的,而机械特性硬度是用来衡量调速系统在负载变化下转速的降落的。
2-11 调速范围与静态速降和最小静差率之间有何关系?为什么必须同时提才有意义?
答:D=(nN/△n)(s/(1-s)。因为若只考虑减小最小静差率,则在一定静态速降下,允许的调速范围就小得不能满足要求;而若只考虑增大调速范围,则在一定静态速降下,允许的最小转差率又大得不能满足要求。因此必须同时提才有意义。
2=12转速单闭环调速系统有哪些特点?改变给定电压能否改变电动机的转速?为什么?如果给定电压不变,调节转速反馈系数是否能够改变转速?为什么?如果测速发电机的励磁发生了变化,系统有无克服这种干扰的能力?(已验证)
答:转速单闭环调速系统增加了转速反馈环节(由转速检测装置和电压放大器构成),可获得比开环调速系统硬得多的稳态特性,从而保证在一定静差率下,能够提高调速范围。改变给定电压能改变电动机转速。因为改变给定电压则改变实际转速反馈电压与给定电压的
偏差,从而改变电力电子变换器的输出电压,即改变电动机的电枢电压,改变了转速。调节转速反馈系数而不改变给定电压能改变转速。因为改变转速反馈系数则改变实际转速反馈电压,而给定电压不变,则电压偏差改变,从而电力电子变换器输出电压改变,即电动机
电 枢电压改变,转速改变。 若测速发电机励磁发生变化,则反馈电压发生变化,当给定电压一定时,则电压偏差发生变化,从而转速改变。故系统无克服测速发电机励磁发生变化干扰的能力。
2=13 为什么用积分控制的调速系统是无静差的?在转速单闭环调速系统中,当积分调节器的输入偏差电压△U=0时,调节器的输出电压是多少?它决定于哪些因素?
答:因为积分调节器能在电压偏差为零时仍有稳定的控制电压输出,从而克服了比例调节器必须要存在电压偏差才有控制电压输出这一比例控制的调速系统存在静差的根本原因。当积分调节器的输入偏差电压为零时,调节器输出电压应为一个恒定的积分终值。它取决于输入偏差量在积分时间内的积累,以及积分调节器的限幅值。
2=15 在转速负反馈单闭环有静差调速系统中,当下列参数发生变化时系统是否有调节作用?为 什么?(已验证) (1)放大器的放大系数Kp。 (2)供电电网电压 Ud。 (3)电枢电阻 Ra。 (4)电动机励磁电流 If。 (5)转速反馈系数 α。
答: (1)有。假设 Kp 减小,则控制电压减小,则电力电子变换器输出减小,则电动机转
速下 降;而电动机转速下降,则反馈电压减小,则偏差电压增大,则控制电压增大,则转
速上升。 (2)有。(3)有。(4)有。 (5)没有。
3=2 由于机械原因,造成转轴堵死,分析双闭环直流调速系统的工作状态。 (未验证)
答:电动机堵转则转速恒为零,在一定的给定下,偏差电压相当大,从而使 ASR 迅速达到饱 和,又电动机转速由于转轴堵死无法提升,故ACR 无法退饱和,因此系统处于 ASR 饱和状态。
3=3 双闭环直流调速系统中,给定电压 Un*不变,增加转速负反馈系数 α,系统稳定后转
速反馈 电压 Un 和实际转速 n 是增加、减小还是不变?(已验证)
答:转速反馈系数 α 增加,则转速反馈电压 Un 增加,给定电压 Un*,则转速偏差电压减小, 则 ASR 给定电压Ui*减小,则控制电压 Uc 减小,则转速 n 减小;转速 n 减小,则转速反馈电压 Un减小,直到转速偏差电压为零;故稳态时转速反馈电压 Un 不变,且
实际转速 n 减小。
3=6 在转速、电流双闭环直流调速系统中,若要改变电动机的转速,应调节什么参数?改变转速 调节器的放大倍数 Kn 行不行?(==|||)改变电力电子变换器的放大倍数 Ks 行不行?改变转 速反馈系数 α行不行?若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的什么参数?
答:通常可以调节给定电压。改变 Kn 和 Ks都不行,因为转速电流双闭环直流调速系统对前向通道内的阶跃扰动均有能力克服。也可以改变 α,但目的通常是为了获得更理想的机械特性。若要改变堵转电流,应调节电流反馈系数 β
3=7 转速电流双闭环直流调速系统稳态运行时,两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多 少?为什么?
答:输入偏差电压皆是零。因为系统无静差。 则 ASR 输出电压 Ui*=Ui=βId=βIdL;ACR 输出电压Uc=Ud0/Ks=见 P62。
3-8 在双闭环系统中,若速度调节器改为比例调节器,或电流调节器改为比例调节器,对系统的稳态性能影响如何?
答:速度调节器对阶跃扰动的静差由 0 变为 1/(1+Kn) ,或电流调节器对阶跃扰动的静差由 0 变为 1/(1+Kc),而对斜坡扰动的静差变得更大
5-1 对于恒转矩负载,为什么调压调速的调速范围不大?电机机械特性越软调速范围越大吗?
答:带恒转矩负载工作时,普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为0
5=2 异步电动机变频调速时,为何要电压协调控制?在整个调速范围内,保持电压恒定是否可行?为何在基频以下时,采用恒压频比控制,而在基频以上保持电压恒定? 答:因为定子电压频率变化时,将导致气隙磁通变化,影响电动机工作。在整个调速范围内,若保持电压恒定,则在基频以上时,气隙磁通将减少,电动机将出力不足;而在基频以下时,气隙磁通将增加,由于磁路饱和,励磁电流将过大,电动机将遭到破坏。 因此保持电压恒定不可行。在基频以下时,若保持电压不变,则气隙磁通增加,由于磁路饱和,将使励磁电流过大,破坏电动机,故应保持气隙磁通不变,即保持压频比不变,即采用恒压频比控制;而在基频以上时,受绕组绝缘耐压和磁路饱和的限制,电压不能随之升高,故保持电压恒定。
5-3异步电动机变频调速时,基频以下和基频以上分别属于恒功率还是恒转矩调速方式?为什么?所谓恒功率或恒转矩调速方式,是否指输出功率或转矩恒定?若不是,那么恒功率和恒转矩调速究竟是指什么?
答:在基频以下调速,采用恒压频比控制,则磁通保持恒定,
又额定电流不变,故允许输出 转矩恒定,因此属于恒转矩调速方式。在基频以下调速,采用恒电压控制,则在基频以上随转速的升高,磁通将减少,又额定电流不变,故允许输出转矩减小,因此允许输出功率基本保持不变,属于恒功率调速方式。 恒功率或恒转矩调速
方式并不是指输出功率或输出转矩恒定, 而是额定电流下允许输出的功 率或允许输出的转矩恒定。
5=4 基频以下调速可以是恒压频比控制,恒定子磁通 φms、恒气隙磁通 φm 和恒转子磁通φmr 的控制方式,从机械特性和系统实现两个方面分析与比较四种控制方法的优缺点。答:恒压频比控制最容易实现,其机械特性基本上是平行下移,硬度也较好,能满足
一般调 速要求,低速时需适当提高定子电压,以近似补偿定子阻抗压降。 恒定子磁通 φms、恒气隙磁通 φm 和恒转子磁通 φmr的控制方式均需要定子电压补偿,控制 要复杂一些。恒定子磁通 φms 和恒气隙磁通 φm的控制方式虽然改善了低速性能,但机械特性
还 是非线性的,仍受到临界转矩的限制。 恒转子磁通 φmr 控制方式可以获得和直流他励电动机一样的线性机械特性,性能最佳。