中南大学《动车组传动与控制》纸质作业答案(第4章).pdfVIP

《动车组传动与控制》作业参考答案 作业二(4章)答案 一、名词解释： 1.标量控制：只对变量的幅值进行控制。2.矢量控制：对变量的幅值和相位都进行控制。 3. （异步牵引电动机）恒磁通调速：根据交流电动机定子绕组感应电势公式 当电源电压一定时，如果降低频率，则主磁通要增大，基频（额定频率）以下主磁通增加势必使 主磁路过饱和，励磁电流增加，铁心损耗也相应增加，这是不允许的。为此调频时一定要调节电势， 保持感应电势与频率的比值不变，即可保持主磁通不变。 4. （异步牵引电动机）恒功率调速：在恒磁通控制中，随着频率和转速的上升，电压U1 也相应提高，牵 引电动机的输出功率增大，但电压的提高受到电动机功率或逆变器最大电压的限制。通常调节频率大 于基准频率f1f1N 时，即当电压提高到一定数值后维持不变或将不再正比于f1 上升，此后电动机磁 通开始减小，将进入恒功率控制方式。由于 由此可见，电动机按恒功率运行，电压与频率的调节可采用两种不同的方式，即U1=C，s=C 的调 节方式和f2=C，U12/f 1=C 的调节方式。 二、简答题： 1.简述异步电动机变压变频调速控制发展的三个阶段。 答：异步电动机变压变频调速控制发展的三个阶段如下： （1）普通功能型 控制方式的通用变频器。其转速开环控制，不具有转矩控制功能。 U f （2）高功能型的转差频率控制。其转速需要闭环检测，具有转矩控制功能，能使电机在恒磁通或 恒功率下运行，能充分发挥电机的运行效率，其输出静态特性较 控制方式有较大改进。 U f （3）高性能矢量控制或直接力矩控制。可以实现直流电动机的控制特性，具有较高的动态性能。 前两种方法都是基于异步电动机稳态数学模型建立的。而矢量控制是基于异步电动机动态数 学模型的基础上建立的。 2.简述异步电动机变压变频调速的基本控制方式。 答：异步电动机变压变频调速的控制特性如下图所示： （1）基频以下调速：保持 不变，使：E /f C，即采用恒值电动势频率比的控制方式。但绕组 m g 1 中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降， 而认为定子相电压 ≈ ，则得： 。属于“恒转矩调速”。 U E U /f C s g S 1 （2）基频以上调速：在基频以上调速时，定子电压 Us 不能超过额定电压 UsN ，最多只能保持 = ，这将迫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。属于“恒功 U U s sN 率调速” 3.异步电动机转差频率控制的规律是什么？   T   答：（1）在 ≤ 的范围内，如图1所示，转矩 基本上与 成正比，条件是气隙磁通 不变。 s sm e s m    （2）在不同的定子电流值时，按图2 的函数关系U f ,I 控制定子电压和频率，就能保持 s 1 s  气隙磁通 恒定。