1交流调速11

绪论和第一章
1.交直流调速的优缺点、性能比较：
直流：优点：调速性能优良，易于控制；缺点：a ）结构上存在的机械换向器和电刷b ）造价偏高c ）维护困难 ，使用环境受限d ）寿命短e ）在容量发展上受限制；性能：静态性能：静差度、精度误差、调速范围（深度）；动态性能：动态响应快
交流：优点：结构简单、坚固耐用（体积小、重量轻、价格低廉、转动惯量小、动态响应好）；缺点：难于控制，调速性能先天不足 .
2.交流调速3种调速方法，2种控制方式，对其以后发展趋势之看法。

降电压调速、绕线转子电动机串级调速和双馈电动机调速、变压变频调速；矢量变换控制、直接转矩控制；发展趋势：
3.交流调速举例应用及其应用领域（带来什么改善、效应）
举例：高速磁浮交通、直线同步电机、大功率变流系统、舰船推进 领域：铁路牵引系统、石油钻机系统、钢铁行业等 改善、效应： 4.名词解释
脉宽调制：用宽度不等的一系矩形脉冲去逼近一个所需要的电压或电流信号。

PWM 分类：取样PWM 脉宽调制技术，跟踪型PWM 脉宽调制技术；
同步调制：在改变调制信号周期的同时形成比例地改变载波周期，使载波频率与调制信号频率的比值保持不变；
异步调制：在调制信号周期变化的同时，载波周期任保持不变； 单极性调制：调制过程中调制波和载波始终保持同极性的关系； 双极性调制：载波信号与调制信号的极性随时间不断正、负变化；
自然采样法：SPWM 的信号是由正弦波和三角波载波自然相交生成的；
规则采样法：是一种在采用微机实现时实用的PWM 波形生成方法，在自然采样法的基础上得出，三角波两个正峰值之间为一个采样周期Ts ；
5.填选题：脉宽调制是等幅不等宽；矢量控制进行的类型变换：三相/两相（3S/2S ）变换、直角坐标/极坐标变换（K/P 变换）、两相静止—两相旋转坐标变换（2s/2r 变换）；变换遵循原则：所有的变换都必须可逆；β上升，n 上升；调压调速系统调的是定子电压；串级调速中串电动势要满足什么条件才能串入：1.串入的交流附加电势应为三相对称交流电2.附加电势随转差率变化而变频变压3.附加三相交流电势要与转子感应的三相交流电势相位同步；
6.α和φ的关系，出现状况，解决办法：
（1）α=φ，电流在接通时进入稳态，此时负载上得到全电压，且电流连续，晶闸管不起调压作用；
（2）α>φ，实际电流流过零点比稳态电流流过零点的时间提前了，在同相另一晶闸管的触发脉冲到来时，原已导通的晶闸管已关断，且阳极、阴极间已加上反向电压，则另一晶闸管能在触发脉冲作用下触发导通，此时晶闸管起调压作用；
（3）α<φ，一定要采用宽脉冲或双脉冲出发，否则将出现单向半波整流现象，而采用宽脉冲或双脉冲触发时，调压电路失去调压作用；
（4）出现问题及解决方法：当α≤φ并采用宽脉冲触发时，负载电压、电流总是完整的正弦波， 改变控制角α，负载电压、电流的有效值不变，即电路失去交流调压作用。

在感性负载时，要实现交流调压的目的，则最小控制角α＝φ（负载的功率因素角），所以α的移相范围为φ--180°。

第二章
串级调速的功率因素要比普通电动机功率因素低？怎样提高功率因素？
1>a.由于逆变变压器和异步电动机均为电感性,工作时都要从电网吸收无功功率,所以其无功功率是相加的，使功率因数表达式中的分母增大，因此系统总功率因数降低。

b.由于转子整流器的接入造成了转子电流的换流重叠和波形畸变，使得绕线电动机自身的功率因数变低，从而也造成系统总功率因数降低 2>方法一：接入电力电容器进行功率补偿。

方法二：采用高功率因数的串级调速系统 整流器的三个工作区
第一工作区：1个元件导通，换流重叠角γ ≤ 60°
第二工作区：3个元件导通，换流重叠角γ=60°，固定滞后角ap 变化范围：0°~30° 第三工作区：4个元件导通，ap=30°, γ>60°
第三章
1.三种变频方式及其原理：
a 、基频以下常采用恒磁通变频控制方式：保持Φ不变，则当频率f1从额定值f1e 向下调节时，须同时降低U1，使U1 /f1=常数。

即：气隙磁通感应电势与频率之比为常数
b 、基频以上的变频控制方式（恒电压的控制方式）：基频f1N 以上变频时，电压U1=U1N
不变。

使磁通与频率成反比地降低，相当于直流电机弱磁升速的情况。

c 、恒电流的变频控制方式：在变频调速的过程中，如果始终保持定子的电流幅值恒定，即：I1=const
2.跟踪型脉宽调制技术: 根据跟踪的目标不同有：电流跟踪型和磁链跟踪型
电流跟踪型PWM 变频： 基本原理 把指令电流i*和实际输出电流i 的偏差i*-i 作为滞环比较器的输入。

V1（或VD1）通时，i 增大 V2（或VD2）通时，i 减小 通过环宽为2ΔI 的滞环比较器的控制，i 就在i*+ ΔI 和i*- ΔI 的范围内，呈锯
齿状地跟踪指令电流i*。

参数的影响 环宽过宽时，开关频率低，跟踪误差大；环宽过窄时，跟踪误差小，但开关频率
过高，开关损耗增大。

L 大时，i 的变化率小，跟踪慢； L 小时，i 的变化率大，开关频率过高。

电源电压E 越大电流上升和下降的速度越快，频率越高 3.名词解释：
脉宽调制：是用宽度不等的一系列矩形脉冲去逼近一个所需要的电压或者电流信号 单极性调制：调制过程中调制波和载波始终保持同极性的关系。

双极性调制：三角波为载波时为双极性调制，即载波型号与调制信号的极性随时间不断正、负变化。

同步调制：载波比N 等于常数，在变频时使载波与信号波保持同步的调制方式
异步调制：载波信号和调制信号不同步的调制方式，即整个变频范围内，载波比N 不等于常数。

分段同步调制：将同步调制和异步调制结合起来，成为分段同步调制方式
自然采样法：按照SPWM 控制的基本原理，在正弦波和三角波的自然交点时刻控制功率开关的通断，这种生成SPWM 波形的方法
规则采样法：工程实用方法，效果接近自然采样法，计算量比自然采样法小得多
第四章
1.矢量变换控制经过什么变换，变换矩阵是什么，遵循什么原则，写出变换模型： 三相/两相（3S/2S ）变换、直角坐标/极坐标变换（K/P 变换）、两相静止—两相旋转坐标变换（2s/2r 变换） 变换矩阵依次：
原则：所有的变换都必须可逆。

确定电流变换矩阵时，遵守变换前后所产生的旋转磁场等效。

确定电压变换矩阵和阻抗变换矩阵时，遵守变换前后电机功率不变的原则。

变换模型
2.矢量控制变换和直接转矩变换的观测模型，有什么优缺点，分别采用什么方式： 矢量控制变换：
直接转矩变换：U-I 优点：模型简单，计算量少，所涉及的电动机参数是易于确定的定子电阻，缺点：在低速是因积分相的误差致使模型精度严重下降；I-n 优点：系统不受定子电阻的影响，缺点：系统受主电感、漏电感、转子电阻的影响，高速下模型精度无法保证；U-n 综合两者的优点，高速区采用U-I 模型，低速区采用I-n 模型，并解决了两种模型的平滑切换问题。

3.矢量控制变换和直接转矩变换控制的比较：
矢量变换控制就是将受控交流矢量通过变换成为直流标量而进行有效控制的一种控制方法。

这种变换是在确保空间产生同样大小、同样转速、转向的旋转磁场条件下，通过绕组等效变换实现的。

直接转矩变换直接采用空间电压矢量，在定子坐标系下计算并控制电机的转矩和磁通；采用定子磁场定向，借助于离散的两点式调节产生PWM （空间矢量SPWM ）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。

和矢量控制不同，直接转矩控制摒弃了解耦的思想，取消了旋转坐标变换，简单的通过电机定子电压和电流，借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，实现磁链和转矩的直接控制。

第五章
直接转矩控制控制方式：砰-砰控制，脉动
N f f N N
m K N f U 11111144.4>=φ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-=ϕϕϕϕcos sin sin cos r 2/s 2C。