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2013 年继续教育专业课作业 二、 问题答 1、对于恒转矩负载， 为什么调压调速的调速范围不大？电动机机械特性越 软，调速范围越大吗？ 答：带恒转矩负载工作时，普通笼型异步电动机降压调速时的 稳定工作范围为 0 〈s 〈sm,sm 本来就不大，因此调速范围也不大。降压调速时，机械特性变 软，但 sm 不变， 故调速范围不变。 2 、异步电动机变频调速时， 为何要电压协调控制？ 在整个调速范围内， 保持电压恒定是否可行？为何在基频以下时， 采用恒压频比控制， 而在 基频以上保持电压恒定？ 答：因为定子电压频率变化时，将导致气隙磁通变化，影响 电动机工作。在整个调速范围内，若保持电压恒定，则在基频以上时，气隙磁通将减少，电 动机将出力不足；而在基频以下时， 气隙磁通将增加，由于磁路饱和励磁电流将过大， 电动 机将遭到破坏。 因此保持电压恒定不可行。在基频以下时，若保持电压不变，则气隙磁通增 加，由于磁路饱和，将使励磁电流过大，破坏电动机，故应保持气隙磁通不变，即保持压频 比不变，即采用恒压频比控制； 而在基频以上时， 受绕组绝缘耐压和磁路饱和的限制， 电压 不能随之升高，故保持电压恒定。 3、异步电动机变频调速时，基频以下和基频以上分别属于恒功率还是恒转矩调速方式？为 什么？所谓恒功率或恒转矩调速方式， 是否指输出功率或转矩恒定？若不是， 那么恒功率或 恒转矩调速究竟是指什么？ 答：在基频以下调速，采用恒压频比控制，则磁通保持恒 定，又额定电流不变，故允许输出转矩恒定，因此属于恒转矩调速方式。在基频以下调速， 采用恒电压控制，则在基频以上随转速的升高，磁通将减少， 又额定电流不变，故允许输出 转矩减少， 因此允许输出功率基本保持不变， 属于恒功率调速方式。 恒功率或恒转矩调速方 式并不是指输出功率或输出转矩恒定， 而是额定电流下允许输出的功率或允许输出的转矩恒 定。 4 、分析电流滞环跟踪 PWM 控制中，环宽 h 对电流波动与开关频率的影响。 答： 电流跟踪控制的精度与滞环的环宽有关， 当环宽选得较大时， 可降低开关频率， 但电流波形 失真较多，谐波分量高；如果环宽太小，电流波形虽然较好，却使开关频率增大了。这是一 对矛盾的因素， 实用中，应在充分利用器件开关频率的前提下， 正确地选择尽可能小的环宽。 5、按基频以下和基频以上分析电压频率协调的控制方式，画出： （1） 恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性。 2 图 1 恒压恒频时异步电机的机械特性 （2 ） 基频以下电压 -频率协调控制时异步电动机的机械特性。 图 2 恒压频比控制时变频调速的机械特性 （3 ）基频以上恒压变频控制时异步电动机的机械特性。 图 3 基频以上恒压变频调速的机械特性 （4 ）电压频率特性曲线 图 4 异步电机变压变频调速的控制特性 6 、在转速开环变压变频调速系统中需要给定积分 环节，论述给定积分环节的原理和作用。 答：转速开环变压变频调速是依据交流电动 机稳态数学模型， 按照电压频率协调控制方式来保持气隙磁通恒定， 需要电动机运行满足稳 态条件要求，不能快速变化，所以要用给定积分器限制起动和制动的速率。 7、结合异 步电动机三相原始动态模型， 讨论异步电动机非线性、 强耦合和多变量的性质， 并说明具体 体现在哪些方面？ 答：异步电动机具有非线性、强耦合和多变量的性质，要获得良好 的调速性能， 必须从动态模型出发，