交流调速试卷(含答案)

三、右下图为带速度负反馈闭环控制变压调速系统的原理图，速度调节器采用 PI 调节器， 系统带负载 TL 在某一工作点 A 运行，试分析当负载增大、减小时，工作点将如何变化？画 出闭环系统的静特性。 解： 如果负载增大引起转速下降，反馈控制作用会自 动提高定子电压，使闭环系统工作在新的工作点 A’；同理，负载降低时，反馈控制作用会降低定 子电压，使系统工作在 A’’，按照反馈控制规律将 A’,A,A’’连接起来得到闭环系统静特性。
九、某串级调速系统，电动机铭牌数据如下：PN=2.8KW，nN=1370r/min，UaN=380V，定 子额定电流 IaN=6.64A，转子开路线电压为 104V，转子额定电流 IrN=19.5A，调速范围 4:1， 最小逆变角 βmin=30，试求：1.逆变变压器的容量；2.忽略定子损耗、转子损耗及机械损耗 pmech，若串级调速装置的损耗 ptan=0.3KW，电磁功率 Pm=2KW。转差率 s=0.75，则串级 调速系统总的效率ηsch=？ 解： ① UT2=1.15Er0（1-1/D）= ② IE=IsN+IrN= ωz1=3.45IE0（ （1-1/D） ）= ηsch=P2/Pm=[Pm（1-s）-Pmech]/[Pm（1-s）-Pmech+ΣP+Ptan] 又忽略定子损耗、转子损耗及机械损耗 pmech 故 ηsch=Pm（1-s）/[Pm（1-s）-Ptan]=
*
六、绕线转子异步电动机电动运行时，其定子频率为 50Hz，极对数为 2，额定转速为 1400 转/分，若转子开路电动势为 200V，问其转子相电动势为多少？ 解： n1=60f1/np=60x50/2=150 S=(n1-n0)/n1=(150-1400)/150= Er=s▪ Er0=s x 200=
交流调速 一、选择填空： 1.下列哪些调速方法属于转差功率不变型调速系统： （ C ） A.降电压调速。 B.绕线转子异步电机串级调速。C.变极对数调速。D.变频调速。 2.某一异步电动机电动运行，从定子传入转子的电磁功率为 140W，转差率 s=0.8，此时转差 功率为 140x0.8 ，电动机输出功率为 （1-0.8）x140 。 3.异步电动机变频调速，要保持磁通Φm 不变，可采取 恒压频比 控制方式。 4.异步电动机产生最大转矩时的转差率 Sm 与 转子电阻 成正比， 要提高调速范围可采取 增加转子电阻 措施。 5.在转差频率控制系统中，当 Ws≤Wsm 时，维持磁通Φm 不变，异步电动机的转矩近似与 转差角频率ωs 成正比。 6.异步电动机串级调速时的机械特性比其固有特性：a.硬 b.软 （ b ） 7.某一异步电动机电动运行，其定子频率为 50Hz，极对数为 4，转差率为 0.8，此时带负载 时的转速降落 n 为 △n=(60ω1/2πnp）s=（60f1/np）s 。 8.串级调速中，出现强迫延时导通现象，转子整流电路的工作分为两个工作状态，第一工 作状态时 r 与 p 分别为
八、右下图为串级调速系统原理图，在起动、调速、停车的过程中，逆变角 β 是如何控制 的？ 解： 1． 起动： 控制逆变角β使在起动开始的瞬间， Ud 与 Ui 的差值能产生足够大的 Id， 以满足所 需的电磁转矩，使电动机就可在一定的动态转 矩下加速起动。随着异步电动机转速的增高， 其转子电动势减少，为了维持加速过程中动态 转矩基本恒定，必须相应地增大β角以减小 Ui 值，维持(Ud-Ui)基本恒定。当电动机加速 到所需转速时，不再调整β角，电动机即在此 转速下稳定运行。 2．调速： 增大β角使β=β2>β1 时，逆变 电压 Ui 减小，但电动机的转速不能立即改变， 所以 Id 将增大，电磁转矩增大，使电动机加速。随着电动机转速的增高，K1sEr0 减少，Id 回降，直到新的平衡状态，电动机在增高了的转速下稳定运行。同理，减小β角时可使电 动机在降低了的转速下稳定运行。 3．停车： 串级调速系统没有制动停车功能。只能靠减小β角逐渐减速，并依靠负载阻转 矩的作用自由停车。
七、异步电动机双馈调速中，假设电机原在 0<s<1 的情况下作电动运行，现如何使电机在 超同步转速下作电动运行？画出右下图中功率流向。 解： （从中选符合考题中的来回答） 1．电动机在次同步转速下作电动运行 由于电动机作电动运行，转差率为 0<s<1，从定子侧输 入功率，轴上输出机械功率，而转差功率在扣除转子损 耗后由附加电势吸收从转子侧馈送到电网。 2．电动机在反转时作倒拉制动运行 由电网输入电动机定子的功率和由负载输入电动机轴的功率两部分合成转差功率，由附加 电势吸收从转子侧馈送给电网。 3. 电动机在超同步转速下作回馈制动运行 由于电动机处在发电状态工作，由负载通过电动机轴输入机械功率，经过机电能量变换分 别从电动机定子侧与转子侧馈送至电网。 4. 电动机在超同步转速下作电动运行 电动机轴上输出机械功率由定子侧与转子侧两部分输入电功率合成，电动机处于定、转子 双输入状态。 5．电动机在次同步转速下作回馈制动运行 回馈电网的功率一部分由负载的机械功率转换而成，另一部分则由转子提供。电动机的功 率关系为|Pm|=(1-s)|Pm|+s|Pm|。
0
0≦r≦60
0
0
，
αp=0
0
；第二工作状态时 r 与 p 分别为
r=60 ， 0＜αp＜60 。 9.通过坐标变换实现的控制系统叫做
直接转矩
控制系统。
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二、简答题： 1.保持恒 US/w1 为常数的恒磁通控制系统，在低速时会发生什么问题？采用何种控制可以 克服这个问题？ 2.何谓软起动器？交流异步电动机采用软起动器有什么好处？传统的降压起动方法有什么 问题？ 1、答：①低频时电子漏磁阻抗压降不能忽略，这时可以人为的把电压 Us 抬高，以便近似 补偿了压降；②频率很低时，力矩下降，限制了电动机的带载能力，此时，漏磁阻抗压降 不能忽略，采用定子压降补偿，适当提高电压 Us 可以增强带载能力。 2、答：①软起动器是通过采用降压补偿或变频技术手段实现电动机及机械负载平滑起动， 减小起动电流对电网的影响。②可以限制起动电流并保持恒值，起动时间快于传统。③传 统降压起动时出现起动转矩不够。
五、下图为转差频率控制的变频调速系统。转差频率信号 U ws 分两路分别作用在可控整流 器 UR 和逆变器 CSI 上，试说明其控制原理。当转速检测信号不准确或存在干扰，将给系统 工作造成怎样的影响？ 解： ①原理： UR 可控整流用电压控制它的输出直流电 压； CSI 电流源逆变器用频率控制环节控制它 的输出频率。 ②影响： 直接给频率造成误差，因为所有这些偏差 和干扰都以正反馈形式毫无衰减地传递到频率 控制信号上了。
四、右下图为电流型交-直-交变压变频调速系统，试分析如何实现回馈制动，标出电压 Ud 正负极性，电流 Id 方向及功率 P 流向。 解： 如果降低变频器的输出频率使ω1＜ω， 同时使可控整 0 流器的控制角α﹥90 ， 则异步电动机进入发电状态， 直流回路电压 Ud 立即反向，而电流 Id 方向向右，这 时， 逆变成整流器， 而可控整流器转入有源逆变状态。