電氣傳動(dòng)和調(diào)速系統(tǒng)課程思考題和習(xí)題解答四(編輯修改稿)
2025-02-05 21:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 變頻調(diào)速系統(tǒng)，要求逆變器輸出線電壓基波有效值為 380V，對180176。導(dǎo)通型和 120176。導(dǎo)通型逆變器，其直流側(cè)電壓 Ud分別為多少伏？ 180導(dǎo)通型逆變器中 UAB＝ ，線電壓基波有效值為 380V時(shí) U＝ 465V 120導(dǎo)通型逆變器中 UAB＝ ，線電壓基波有效值為 380V時(shí) U＝ 537V 8．在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，函數(shù)發(fā)生器、壓頻變換器、環(huán)形分配器、脈沖輸出級、絕對值運(yùn)算器、給定積分器等各單元的作用如何？ (1)函 數(shù)發(fā)生器 在控制系統(tǒng)中設(shè)置函數(shù)發(fā)生器，是為了協(xié)調(diào)電壓 1U 與頻率 1f 的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)各種控制方式。對于要求端電壓 1U 與頻率 1f 比值不變的控制方式，采用比例調(diào)節(jié)器即可。若考慮到電阻壓降的影響，而用 11/fE =常數(shù)的控制方式時(shí)，可采用加人補(bǔ)償環(huán)節(jié)的函數(shù)發(fā)生器。 （ 2）壓頻變換器 壓頻變換器是把電壓信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)頻率的脈沖信號 。系統(tǒng)對壓頻變換器的要求是：在頻率控制范圍內(nèi)，有良好的線性度；有較好的頻率穩(wěn)定性；能方便地通過調(diào)節(jié)電路的某些參數(shù)來改變頻率范圍。另外，更重要的是，當(dāng)逆變器輸出的最高頻率為 maxf 時(shí)，要求它輸出的最高頻率為 max6f 。 （ 3）環(huán)形分配器 環(huán)形分配器的作用是將壓頻變換器輸出的時(shí)鐘脈沖 6個(gè)一組依次分配給逆變器的 6個(gè)開關(guān)元件，簡稱六分頻。而環(huán)形分配器就是個(gè)六分頻環(huán)形計(jì)數(shù)器。 （ 4）脈沖輸出級 脈沖輸出級是將來自環(huán)形分配器的信號功率，放大到足以可靠 觸發(fā)逆變器元件的程度。由于脈沖較寬，工作頻率較低，為了保持較陡的脈沖前沿和平坦的脈沖波頂，一般采用調(diào)制式，既使在逆變器頻率很低的情況下，仍可保證脈沖具有平坦的波頂。同時(shí)還可以減小脈沖輸出變壓器的體積。 （ 5）絕對值運(yùn)算器 絕對值運(yùn)算器是將正、負(fù)極性的輸人信號變?yōu)閱我粯O性的輸出信號，但大小一般不變。 在系統(tǒng)中，電流反饋和電壓反饋都是反映反饋量的大小而不反映它的極性，而給定信號在正、反轉(zhuǎn)時(shí)，有正、負(fù)極性變化。為使兩個(gè)信號在正、反轉(zhuǎn)時(shí)均為相減的關(guān)系，而必須設(shè)置絕對值運(yùn)算器。壓頻變換器需要極性不變的輸人信號，所 以也取自絕對值運(yùn)＜算器的輸出端。 （ 6）給定積分器 對于轉(zhuǎn)速開環(huán)的交流調(diào)速系統(tǒng)，起動(dòng)時(shí)，如果逆變器輸出電壓與頻率變化太快時(shí)，將會(huì)使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率 S ＞加大。加大到 S ＞ mS 后，電磁轉(zhuǎn)矩反而減小，使起動(dòng)時(shí)間增加，甚至使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)。在圖 422 中，以加速為例，起動(dòng)時(shí)，如果使逆變器的頻率從 1f 突增至 3f 人，對應(yīng)電 壓也相應(yīng)協(xié)調(diào)上升，在改變頻率瞬間，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩將從 TA變?yōu)?TB，而 TB＜ TA，從而使電動(dòng)機(jī)加速度下降，甚至如果 BT 小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)不但不能加速，反而減速，最終堵轉(zhuǎn)。如果使逆變器輸出頻率從 1f 變到 2f ，則在改變頻率瞬間，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩從 AT ＞ AT ,由于 CT ＞ AT ，電動(dòng)機(jī)的加速度增大。從此看出，在實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小和系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小等實(shí)際情況，確定最佳加減速時(shí)間。主要是調(diào)節(jié)給定積分器的時(shí)間常數(shù)。 當(dāng)由給定電位器給出一個(gè)電壓值時(shí)（對應(yīng)一個(gè)輸出頻率 1f ），經(jīng)函數(shù)發(fā)生器補(bǔ)償，輸出一個(gè)與給定頻率對應(yīng)的電壓給定值。由于通過函數(shù)發(fā)生器實(shí)行 11/fE =常數(shù)的控制方式，所以能保證磁通恒定。電壓給定值經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器和電壓閉環(huán)，使主回路得到與給定電壓大小相符的電 壓 1U 。同時(shí)，頻率給定信號經(jīng)壓頻變換器得到 6 倍于給定頻率的脈沖信號，再經(jīng)過環(huán)形分配器分配給脈沖輸出級，最后送給逆變器的晶閘管發(fā)出對應(yīng)頻率 1f 觸發(fā)脈沖。使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于與 1f 對應(yīng)的轉(zhuǎn)速上。 9．在轉(zhuǎn)速開環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)中，為什么要設(shè)置瞬態(tài)校正環(huán)節(jié)？ 設(shè)置瞬態(tài)校正環(huán)節(jié)是為了在瞬態(tài)（動(dòng)態(tài)）過程中，使系統(tǒng)仍基本保持某種控制規(guī)律，在此系統(tǒng)中是為保持 11/fE =常數(shù)。由 于電壓控制回路為閉環(huán)，而頻率控制回路為開環(huán)，在有負(fù)載擾動(dòng)、電網(wǎng)電壓波動(dòng)等因素時(shí)，容易使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。例如，在負(fù)載擾動(dòng)下，電流內(nèi)環(huán)響應(yīng)較快，引起電壓波動(dòng)，由電壓閉環(huán)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。但是，只要給定電壓不變，頻率就始終不變。雖然在負(fù)載擾動(dòng)下，輸出電壓 1U 將反復(fù)變化，而輸出頻率并不隨著電壓變化，使得在動(dòng)態(tài)時(shí)不能保持 11/fE =常數(shù)，磁場將產(chǎn)生過勵(lì)和欠勵(lì)不斷交替的情況，使得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，以至電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生波動(dòng)，造成系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。為了避免上述 情況的產(chǎn)生，而加人瞬態(tài)校正調(diào)節(jié)器，進(jìn)行瞬態(tài)的補(bǔ)償調(diào)節(jié)。 瞬態(tài)校正器采用微分校正電路，以獲得超前校正作用。它的輸人信號有兩種取法：一是取電流調(diào)節(jié)器的輸出信號；二是取電壓調(diào)節(jié)器輸人的電壓給定與電壓反饋的差值。這兩種方法均可得到近似的補(bǔ)償。系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，該環(huán)節(jié)就不起作用了。 10．轉(zhuǎn)差頻率控制方式的基本思想是什么？試分析轉(zhuǎn)差頻率控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)和回饋制動(dòng)過程。 直流雙閉環(huán)系統(tǒng)具有優(yōu)良的靜動(dòng)態(tài)性能，是因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩容易控制，只要調(diào)節(jié)電樞電流，就可以控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。也就是說
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