控制电机考试复习题

第一章

1. 在转速、电流双闭环系统中，速度调节器有哪些作用？其输出限幅值应按什么要求来调整？电流调节器有哪些作用？其输出限幅值应如何调整？答：

速度调节器用于对电机转速进行控制，以保障：①调速精度，做到静态无差；②机械特性硬，满足负载要求。

速度调节器输出限幅值应按调速系统允许最大电流来调整，以确保系统运行安全(过电流保护)

电流调节器实现对电流的控制，以保障：①精确满足负载转矩大小要求(通过电流控制)；②调速的快速动态特性(转矩的快速响应)。

电流调节器的输出限幅作为可控整流器晶闸管的移相触发电压，其限幅值决定了触发角的移相范围，故应按αmin ―αmax 来调整。

2．在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网电压波动与负载扰动时，各是哪个调节器起主要调节作用？答：

(1) 电网电压波动：影响整流电压Ud ，整流电流Id，反映到控制信号即ufi，它从电流环介入，故电流调节器起主要作用。

(2)负载扰动：负载TL的变化将影响转矩平衡关系，继而影响转速ωr，n，反映到控制信号即ufn，它从速度环介入，故速度调节器起主要作用

3. 双闭环调速系统正常工作时，调节什么参数可以改变电动机转速？如果速度闭环的转速反馈线突然断掉，会发生什么现象？电动机还能否调速？答：（1）双闭环调速系统正常工作时，只有调节速度给定信号ug才可以改变电动机转速。而改变速度调节器的参数（如比例系数，积分时间常数）均无作用，改变负载大小也不能影响转速，因为是速度闭环系统，不论负载大小均速度无差。

（2）转速反馈线突然断掉时，ufn=0，使△un=ug-ufn=ug很大，速度调节器饱各限幅输出，调速系统以最大电流、最大转矩加速，直至电磁转矩与负载转矩、阻尼转矩相平衡，达到最高转速而恒定，故电动机不可调速。

5. 在直流可逆调速系统中，主回路为何需要双桥反并联？

答: 在直流可逆系统中，要求电磁转矩具有两种方向，以实现四象限运行。

单桥只能提供单一方向电枢电流→产生单一方向电磁转矩;

双桥反并联才能提供两个方向电枢电流，产生两个方向电磁转矩，构成可逆系统主电路。．反并联时为何会出现环流？限制环流有哪些有效方法？各有什么特点？答：

两桥反并联且同时整流时, 产生的整流电压会不经直流电机而顺串短路，因无电阻限流，会形成巨大环流。

限制环流的有效办法(对策)是:

1. 极性互顶：一桥整流、一桥逆变。

2.

11.为什么直流PWM变换器-电动机系统比相控整流器-电动机系统能够获得更好的动态性能？答 1. PWM变换器简单来讲调节的是脉冲串的宽度，直流成分没有受到破坏，也就是说其最大值=峰值是不变的，变的是平均值；

2. 相控整流，是由交流整流得到的直流，虽然也是平均值在变，但是其最大值、峰值也是随着导通角的大小时刻在变，且导通角越小波形的畸变越严重。从而影响了电机的输出特性。

第二章

1. 鼠笼式异步电机采用调压调速时，适合拖动什么样的负载？为什么？

答：鼠笼式异步电机采用调压调速时，适合于拖动风机、水泵类负载，这类负载的转矩与转速平方成正比，功率与转速三次方成正比。调压调速的特性与这类负载特性很匹配，主要从转子发热能通过来考虑。

用于调压调速的异步电机应是高转子电阻电机（高滑差电机，转子串电阻绕线式异步电机），这是基于以下考虑：

（1）限制转子发热（滑差功率消耗型调速）：转子发热与滑差消耗有关，而PS=S PM与S,即调速范围有关。而风机/水泵调速范围不宽（100-70%），两者特性相配。

（2）高转子电阻能软化异步电机的T-S曲线，扩大调速范围。

5.在电磁滑差离合系统中,如何使被调速负载机械实现反转。

电磁滑差离合器的磁场由励磁线圈中的直流电流产生，并由于电枢旋转才起到旋转磁场的作用。

6.从物理意义上说明串级调速系统的机械特性比原电动机固有特性软的原因

串级调速对电动机而言相当于转子回路串电阻调速，而串电阻会使临界转差率增大。因此串级调速的开环机械特性会比电动机本身的固有特性软。

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与亚同步串级调速相比，双馈调速系统有哪些优缺点适合什么场合

10.调速范围不宽的双馈异步电机调速系统应如何启动？为什么？

这是为什么呢,百度都没见到。

13分析讨论以下几种异步电机变频调速控制方式的特性及优点

1、恒电压／频率比(U1 / f1=C) 控制它具有以下特点：

①同步速ns随运行频率ω1变化。

②不同频率下机械特性为一组硬度相同的平行直线

③最大转矩随频率降低而减小。

2、恒气隙电势/频率比（E1 / f1=C）控制特点如下

①整条特性曲线与恒压频时发现比控制时性质相同，但是E1 / f1控制的机械特性的线性段的范围比恒压频比控制更宽，即调速范围更广。

②低频下起动时起动转矩比额定频率下的起动转矩大，而起动电流并不大。

③在恒定E1 / f1值控制时，任何运行频率下的最大转矩恒定不变，稳态工作特性明显优于恒压频比控制，这正是全频范围采用了定子电阻压降补偿的结果。

3、恒转子电势／频率比(Er / f1=C)控制特点如下

①机械特性T=f(s)为一准确的直线

②与E1 / f1=C及U1 / f1=C控制方式相比，Er / f1=C控制下的稳态工作特性最好，可以获得类似并激直流电机一样的直线型机械特性，没有最大转矩的限制，这是高性能交流电机变频调速所最终追求的目标。

14恒流源供电及恒压源供电异步电机机械特性有何差异？为什么？应如何改造电流源供电异步电机特性以适应工程应用的要求？

（1）恒流源供电与恒压供电对比：

两者形状相似，都有一个最大转矩，但产生最大转矩的临界转差率不同。恒流源供电时临界转差很小，因此机械特性呈陡削的尖峰状，能稳定运行的范围很窄，同时起动电流为恒流所限制，使得起动转矩很小。

（2）因为恒流源供电时，异步电机工作特性与恒压源供电时情况有所不同。

与电机内部阻抗相比，恒流源内阻可以看作无穷大

（3）理想恒流源供电由于电源的恒流特性限制了定子电流的增长，使得最大转矩Tm比电压源供电时小，过载能力低，只适合于负载变化不大的场合。

实际的电流源型变频装置是由交流电源经过可控整流、再经过平波电抗器滤波后供电。异步电机在这种性质电流源供电下通过电压、电流闭环控制改善了理想恒流源供电时的机械特性。

15.交流器非正弦供电对电机运行性能有何影响？在设计及选用电机时应如何考虑对策？

影响如下

(1) 磁路工作点: 使六阶梯波电压源供电电机气隙磁密比正弦波供电时大10%, 磁路将饱和，使力能指标η↓，cosΦ↓

2)电流中的谐波将使槽电流增大（1.1倍），槽磁势增大，漏磁路饱和，使定子漏抗减小（15~20）%

(3)转子参数:谐波滑差 Sk = 1 ，转子频率 f2 = Sk f1 = f1 为高频，转子集肤效应严重。转子电阻增大；转子电流挤向槽口，分布不均，槽漏抗减小。

(4)功率因数: 电流谐波→增大电流有效值→提高磁路饱和程度→增加励磁电流→cosφ降低。(5)损耗与效率: 变频器非正弦供电时，谐波电流增加了损耗、降低了效率。

(6) 电应力——非正弦电压波形上电压变化梯度大,绕组进线第一匝电容小、容抗大，将承受40%的过电压（电位梯度），使绝缘因电晕而老化、击穿。