交流調(diào)速系統(tǒng)課后習(xí)題答案-資料下載頁
2025-06-24 15:20本頁面
【正文】 步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的特點(diǎn)是什么？基本類型有哪些？答：同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的特點(diǎn)是：1）交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速w1與定子電源頻率 f1 有確定的關(guān)系：異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速的，二者之差叫做轉(zhuǎn)差ws；同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差ws = 0。2）異步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)僅靠定子供電產(chǎn)生，而同步電動(dòng)機(jī)除定子磁動(dòng)勢(shì)外，轉(zhuǎn)子側(cè)還有獨(dú)立的直流勵(lì)磁，或者用永久磁鋼勵(lì)磁。3） 同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的定子都有同樣的交流繞組，一般都是三相的，而轉(zhuǎn)子繞組則不同，同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子除直流勵(lì)磁繞組（或永久磁鋼）外，還可能有自身短路的阻尼繞組。4）異步電動(dòng)機(jī)的氣隙是均勻的，而同步電動(dòng)機(jī)則有隱極與凸極之分，隱極式電機(jī)氣隙均勻，凸極式則不均勻，兩軸的電感系數(shù)不等，造成數(shù)學(xué)模型上的復(fù)雜性。但凸極效應(yīng)能產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，單靠凸極效應(yīng)運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)稱作磁阻式同步電動(dòng)機(jī)。5）異步電動(dòng)機(jī)由于勵(lì)磁的需要，必須從電源吸取滯后的無功電流，空載時(shí)功率因數(shù)很低。同步電動(dòng)機(jī)則可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的直流勵(lì)磁電流，改變輸入功率因數(shù)，可以滯后，也可以超前。當(dāng) cosj = 時(shí)，電樞銅損最小，還可以節(jié)約變壓變頻裝置的容量。 6）由于同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有獨(dú)立勵(lì)磁，在極低的電源頻率下也能運(yùn)行，因此，在同樣條件下，同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍比異步電動(dòng)機(jī)更寬。7）異步電動(dòng)機(jī)要靠加大轉(zhuǎn)差才能提高轉(zhuǎn)矩，而同步電機(jī)只須加大功角就能增大轉(zhuǎn)矩，同步電動(dòng)機(jī)比異步電動(dòng)機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)具有更強(qiáng)的承受能力，能作出更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。 同步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速的基本類型有他控變頻調(diào)速系統(tǒng)和自控變頻調(diào)速系統(tǒng)兩類。82 他控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)有哪些基本類型？答：他控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要有下列4種類型：1）轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制的同步電動(dòng)機(jī)群調(diào)速系統(tǒng)2）由交直交電流型負(fù)載換流變壓變頻器供電的同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)3）由交交變壓變頻器供電的大型低速同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)4）按氣隙磁場(chǎng)定向的同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)83 在同步電動(dòng)機(jī)的多變量動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型中，磁鏈方程、電壓矩陣方程、轉(zhuǎn)矩方程中各項(xiàng)的物理意義是什么？答：1）磁鏈方程式中，Lsd —等效兩相定子繞組d軸自感， Lsd= Lls+Lmd ； Lsq —等效兩相定子繞組q軸自感， Lsq= Lls+Lmq ； Lls —等效兩相定子繞組漏感； Lmd —d軸定子與轉(zhuǎn)子繞組間的互感，相當(dāng)于同步電動(dòng)機(jī)原理中的d軸電樞反應(yīng)電感； Lmq —q軸定子與轉(zhuǎn)子繞組間的互感，相當(dāng)于q軸電樞反應(yīng)電感； Lrf —?jiǎng)?lì)磁繞組自感， Lrf = Llf + Lmd ； LrD —d軸阻尼繞組自感，LrD = LlD + Lmd ； LrQ —q軸阻尼繞組自感，LrQ = LlQ + Lmq 。 2）電壓矩陣方程：2）轉(zhuǎn)矩方程：第一項(xiàng)np Lmd If iq是轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和定子電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)矩分量相互作用所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，是同步電動(dòng)機(jī)主要的電磁轉(zhuǎn)矩。第二項(xiàng) np (Lsd Lsq) id iq是由凸極效應(yīng)造成的磁阻變化在電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)作用下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，稱作反應(yīng)轉(zhuǎn)矩或磁阻轉(zhuǎn)矩，這是凸極電機(jī)特有的轉(zhuǎn)矩，在隱極電機(jī)中，Lsd = Lsq ，該項(xiàng)為0。 第三項(xiàng) np(Lmd iD iq – Lmq iQ id )是電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)與阻尼繞組磁動(dòng)勢(shì)相互作用的轉(zhuǎn)矩，如果沒有阻尼繞組，或者在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)阻尼繞組中沒有感應(yīng)電流，該項(xiàng)都是零，只有在動(dòng)態(tài)中，產(chǎn)生阻尼電流，才有阻尼轉(zhuǎn)矩，幫助同步電動(dòng)機(jī)盡快達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)。 84 自控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是如何組成的？答：自控變頻同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的組成：在電動(dòng)機(jī)軸端裝有一臺(tái)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器BQ（見圖），由它發(fā)出的信號(hào)控制變壓變頻裝置的逆變器U I換流，從而改變同步電動(dòng)機(jī)的供電頻率，保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與供電頻率同步。調(diào)速時(shí)則由外部信號(hào)或脈寬調(diào)制（PWM）控制 UI的輸入直流電壓。從電動(dòng)機(jī)本身看，它是一臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)，但是如果把它和逆變器UI、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器BQ合起來看，就象是一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)電樞里面的電流本來就是交變的，只是經(jīng)過換向器和電刷才在外部電路表現(xiàn)為直流，這時(shí)，換向器相當(dāng)于機(jī)械式的逆變器，電刷相當(dāng)于磁極位置檢測(cè)器。這里，則采用電力電子逆變器和轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器替代機(jī)械式換向器和電刷。85 梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)自控變頻調(diào)速系統(tǒng)和正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)自控變頻調(diào)速系統(tǒng)在組成原理上有什么不同？答：在梯形波永磁同步電動(dòng)機(jī)自控變頻調(diào)速系統(tǒng)中，由于各相電流都是方波，逆變器的電壓只須按直流PWM的方法進(jìn)行控制，比各種交流PWM控制都要簡單得多。而在正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)自控變頻調(diào)速系統(tǒng)中，定子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)具有正弦波形，外施的定子電壓和電流也應(yīng)為正弦波，一般靠交流PWM變壓變頻器提供。 13
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