第四章 课后习题

课后思考题

4.1 4.9

总结转速闭环转差频率控制系统的控制规律，若），I f Us s 1ω（=设置不当，会产生什么影响？一般说来，正反馈系统是不稳定的，而转速闭环转差频率控制系统具有正反馈的内环，系统却能稳定，为什么？

答：转差频率控制的规律为：（1）在sm s ωω≤范围内，如果气隙磁通保持不变，转矩Te 基本上与ωs 成正比。（2）定子电流不同时，按照一定的

），I f Us s 1ω（=函数关系控制定子的电压和频率，可以保持气隙磁通恒定。若），I f Us s 1ω（=设置不当，则气隙磁通无法保持恒定，控制将出现紊乱。因为转差频率控制的被控量是频率差ωs ，在外环通过负反馈控制已经实现控制要求，在内环控制中，因为输出量要控制定子的实际频率，而ωω+s 才能得到实际的频率值ω1，因此需采用正反馈相加，由于内环调解器不是普通的PI 调解器，输出不受正反馈的影响，引起的扰动可通过外环进行调节，所以系统能实现稳定要求。

课后习题:

4.1

一台三相鼠笼异步电动机的铭牌数据为：额定电压V 380U N =，额定转速

min /960n N r =，额定频率Hz f 50N =，定子绕组为Y 联接。由实验测得定子电阻Ω=35.0R s ， 定子漏感H 006.0L ls =， 定子绕组产生气隙主磁通的等效电

感H 26.0L m =，转子电阻Ω='5.0R r ， 转子漏感H 007.0L lr ='， 转子参数已折

算到定子侧 ， 忽略铁芯损耗 。

（ 1 ）画出异步电动机 T 形等效电路和简化电路。

（ 2 ）额定运行时的转差率N s ，定子额定电流1N I 和额定电磁转矩。 （ 3 ）定子电压和频率均为额定值时，理想空载时的励磁电流0I 。 （ 4 ）定子电压和频率均为额定值时，临界转差率m s 和临界转矩em T ，画出异步电动机的机械特性。

解:(1)

R L 'L

R L 'L 异步电动机简化等效电路

(2) 额定运行时

由于额定转速min /960n N r =,同步转速min /10003

50

60r n 60f n p N 1=⨯==

额定运行时的转差率04.01000

960

1000s 11=-=-=

n n n N 由异步电动机T 形等效电路

023

.1004.0023.126

.010035

.0-26.0006.01211111≈-≈⨯+=-+=++

=j j L f R j L L L j L j R C m N s m ls m ls s ππωω可得转子相电流幅值

()

()()

A L C L s R C R U I lr ls r s

s

r 9735.150953.175939.172220

007.0023.1006.010004.05.0023.135.0220

2

22

2

'1212

'1'=+=⨯+⨯+⎪⎭⎫ ⎝

⎛⨯+=

++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=

πω气隙磁通在定子每相绕组中的感应电动势

V L s R I lr N r r g 7352.2028361.425.1569735.15E 2

212

≈+⨯='+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛''=ω 额定运行时的励磁电流幅值

A L I m

g

482.226

.01007352

.202E 10≈⨯=

=

πω

由异步电动机简化电路,额定运行时的定子额定电流幅值

()

()A L L s R R U I I lr ls r s s

r s 3164.166796.161225.165220

007.0006.010004.05.035.0220

22

2

2'212

''=+=++

⎪⎭⎫ ⎝

⎛+=

++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=

≈）（πω 额定电磁转矩

依据简化等效网络）或型等效网络）依据(33.9504

.05.03164.16100333T (37.9104

.05

.09735.151003332'211

1

2'2

'11

m N s R I

n P T m N s R I n P T N r N

p

m m e N r r

p

m m

e ⋅≈⨯⨯⨯==

=

⋅≈⨯⨯⨯===πωωπωω

(3) 定子电压和频率均为额定值时，理想空载时的励磁电流

()

()

A L L R U I ls s s

633.226.0006.010035.0220

2

2

2

2

m 2

1

2

0=++=

++=

）（πω

(4) 定子电压和频率均为额定值时，临界转差率

122.0)

007.0006.0(10035.05

.0)

(2

2

2

2'21

2

'

=++=

++=

）（πωlr

ls s

r m L L R R s

临界转矩

[

]

[

]

m

83.155)

007.0006.0(10035.035.020022033)

(232

2

2

2

2'21

2

12

⋅=+++⨯⨯⨯=

+++=

N L L R R U n T lr

ls s

s s p em ）（ππωω

异步电动机的机械特性: