交流调速复习题及答案

1.直流调速有哪几种调速方案?各有什么特点?

    电枢串电阻调速 转速变化率大~轻载很难得到低速~效率低。

    降电源电压调速 电动机机械特性硬度不变~低速运行时转速随负载变化幅度较小稳定性好 弱磁调速 励磁回路所串电阻消耗功率较小连续调节其阻值可实现无级调速 2.单闭环直流调速系统中~比例~比例积分调节各有什么特点?

    比例调节 响应快~但无法消除系统存在的静差。

    比例积分调节 稳态精度高~动态响应快~无静差系统

    为什么在直流调速系统中~要加入电流截止负反馈? 3.

    直流调速系统中电流截至负反馈的作用?当电流增加到一定程度时它可以把该电流输入引入到系统的输入端~从

    而减小了加强电流使电机安全加速。

    4.转速~电流双闭环调速系统中~基本工作原理是什么?起动~稳态工作时有什么特点?

     工作原理?起动时加入给定电阻~速度环和电流环以饱和限幅值输出~使电动机以限定的最大起动电流起动~

    直到电动机转速达到给定转速并在出现超调后速度环和电流环退出饱和最后稳定在略低于给定转速下运行。

    。起动时~速度环相当于开环~电流环恒值。稳态时~速度环恒值~电流环随动。 5.交流调速~按转速公式?转差功率分类~各有哪几种调速方式?

    按转速公式 1.变极调速2.变频调速3.变转差率调速

    3.转差功率消耗型：调压调速； 4.按转差功率 1.转差功率不变型：变频?变极；2.转差功率回馈型：串级调速；滑差电机调速(转自串电阻调速)

    6.电力电子器件常用的换流方式有哪几种?

    电网电压自然换流 负载换流 强迫换流

    7.变频器有哪几种?各有什么特点?

    交交变频器 交直交变频器

    特一次换能 两次换能

    点

     效率较高 采用晶闸管时低~全控型器件时较高

    电网电压自然换流 全控型器件可控关断~晶闸管强迫换流

    矩阵式采用全控型器件可控关断或负载谐振换流

    使用器件较多 较少

    电网功率因数低~矩阵式高 用可控整流调压时~低压时功率因数低

    用斩波器或pwm方式时功率因数高

    适用于低速大功率拖动 用各种拖动装置稳频稳压电源和不停电电源ups

    调频范围较窄~矩阵式较宽 范围宽

    8~异步电动机变频调速时~如果只从调速角度出发~仅改变频率f1是否可行 为什么?在实际应用中同时还要

    调节u1~否则会出现什么问题?

     不可行~当其频率在低频时~对于异步电动机其定子电阻不可忽略~所以定子电阻所分得的电压也不能忽略~

    若要使U1/f1=c,则必须在调节f1的同时调节U1否则会产生过励磁和欠励磁现象。 9.异步电动机的变频调速时~常用的控制方式有哪几种/他们的基本思想是什么?

     1~保持u1/f1恒定~2~E1/f1=c恒磁通控制方式~3恒流控制方式4~恒功率控制方式。 基本思想?1.用易于测量和控制的定子输入相电压取代电动势从而保持u1/f1近似恒磁通2.保持磁通&m不变~从

    而保持E/f1比值不变.

    10~电压型?电流型变频器主要区别?各有什么特点?

    变频器 中间直流环节 特点 特性

    电压源型 大电容滤波 直流电压脉动小~近似低阻抗

    电压源

    电流源型 大电感滤波 直流电流脉动小~近似高阻抗

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    电压源

    缓冲负载无功能量作用

    电压型 电流型

    特点?

    滤波 并电抗器 串电抗器

    输出电压 方波 近似正弦波

    保护 难 易

    回馈制动 并联反功率器件

    动态特性 慢 ：PWM快； 快

    对晶闸管耐低压 耐高压

    的要求

    适用范围 多级拖动~稳压稳频 单机~多机拖动

    11,180度120度特点比较?

    变频器 180度导通型 120度导通型 导通方向 180度电角度 120度电角度 导通支数 3 2

    换流方式 同一桥臂上下换流 相邻桥臂换流 输出电压 高 低

    换流间隔 每60度换一次

    12~什么叫pwm变频器/有什么特点?、

    为交直交电压源型变频器~整流环节采用二极管不控整流桥~整流电压经电容滤波形成幅值恒定的直流电压~

    逆变器的功率器件采用全控型电力电子器件~每个器件各有一个续流二极管与之反并联连接。

    特点?1.原件个数少 2.有效减少谐波分量 3.动态响应快 4.功率因数高 13~spwm控制方式有什么特点?

    谐波分量小~提高了功率因数~响应快

    14:同步异步调制概念~特点?

    同步调制?在变频过程中~载波频率和调制波频率成正比变化~即fc/fr=N保持不变

    异步调制?在变频过程中~载波频率不变~而调制波频率改变~即载波比fc/fr=N变化

    前者能保证逆变器输出波形的正负半波始终保持对称~并能保证三相波形互差120度

    后者低频时N值相对增大~相应减小谐波分量~减轻了电动机的转矩脉动 15单双极性调制概念及其特点?

     单极性调制?在正弦参考波的半个周期内~三角载波只在正或负的一种极性范围内变化所得到的PWM输出电

    压在半个周期内也只有一个极性

     双极性调制?载波信号采用双极性三角波信号~且逆变器同一桥臂上下两个开关器件交替通断 ~处于互补~输

    出电压的极性在正弦波的半个周期内有正负

     特点 单极性 同一桥臂的上下管各调制工作正弦波半个周期~开关频率与损耗低~

     直通概率低~单极性三角波控制精度低~应用场合较少~输出电压在调制正弦波的过零点处容易断续~且

    滞后于电压波形~畸变严重。

     双极性 逆变器同一桥臂上下两个开关器件交替导通~处于互补工作方式。开关频率与损耗高~直通概

    率高~双极性三角波~控制精度高~高性能场合输出电流波形连续~滞后小~正弦型号。

     16交直交频率开环调速系统中各环节作用?

    给定积分器 将阶跃信号变成斜坡信号~降低较大起动电流。

    函数发生器 决定采取哪种控制方式。

    压频变换器 将电压信号变为频率信号

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    环形分配器 脉冲6个一组进行分配

    脉冲输出 脉冲整形~功率放大。

    绝对值运算器? 绝对值运算器是将正、负极性的输入信号变为单一极性的输出信号。

    逻辑开关?控制正反转。

    17转差频率控制基本思想?工作原理?

     基本思想?满足下列条件1~限制转差角频率的最大值Wsm,2~保持磁通&m恒定。通过改变Ws来改变T。工作原理?当电机稳态运行时~S很小~从而Ws也很小。

    18矢量控制基本思想?(P90

     把交流电动机模拟成直流电动机~进行控制~它把磁链适量的方向作为坐标轴的基本方向~采用矢量变换的方

    法实现交流电动机的转速和磁链控制的完全解耦~以得到类似直流电动机优良的动态调速性能。 19,无换向器电动机如何换流?

     直流电机在换流过程中上桥壁A+B+C+循环~下桥臂C-B-A-循环~在过程中保证换流超前角与换流重叠角之

    差大于0~即r-u>0,即可实现可靠换流。

    20.无换向器电动机

    由一台同步电机和一组逆变桥组成的具有直流电机那样良好的调速特性~但是没有换向器。因而做成无接触的

    电机。

     无换向器电动机电动机的电流断续起动 21.

    无换向器在低频时无法进行负载换流~要采用电流断续启动方式~即起动时让所有晶闸管先关断~然后再让改

    导通的同时导通~不该关断的也关断~然后要导通的同时导通。

    22.便变频器输入输出端子功能与作用。：P209

     输入端子R、S、T。输出端子U、V、W。

    直流电抗器连接端子P1和P：+；~改善功率因数~大于75KW必装

    外部制动电阻连接端子P：+；和DB~可防止变频器减速过压~减小减速距离~提高动态性能

     中间直流连接端子P(+)和N(-)~驱动电路

    控制电源的输入端子RO、TO~防止控制电源失电~报警输出

    接地端子~防止电击和火灾事故

    控制电路?外接电位器用电源：13和11；

    设定电压信号：12和11；;设定电流信号：C1和11；;正转开停：FWD；反转开停REV 电动机报警、报警复位、多步频率选择等X1-X9;PLC信号源：PLC和CM； 模拟量输入端子：FMA和11；;晶体管输出：Y1-Y4；

    总报警输出继电器：30A、30B、30C；;输出脉冲波形监视：FMP和CM； 通信输入、输出端子：DX+和DX-；

    23.变频调速系统设计内容与步骤

    1.控制系统总体方案设计~总体要求及技术条件

    2.设计主电路拓扑结构~选定逆变器件类型

    3.确定控制策略和方式 4.选择主控制芯片

    5.选择各物理量的传感器和检测电路

    6.系统硬件设计~包括主电路模块驱动与保护电路~与CPU相关的电路

     外围设备~接口电路~逻辑电路及键盘显示模块

    7.系统软件设计~包括应用程序的设计~管理以及监控程序的设计

    8.在各单元软硬件调试合格的基础上~进入系统实验与系统调节阶段

    24.调压调频~滑差电机~串级调速~转子串电阻~变极调速各自特点

     滑差电机?电磁转差离合器的励磁电流改变磁场强弱~转差率消耗型。

     变极调速?转差率不变型

    1改变极对数就可以改变速度2适用于笼型电机3运行转速可成倍改变

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     调压调速?是调定子上的电压~转差率不变型

     串级调速?绕线式异步电动机转子电路串附加电动势~转差率回馈型

    转子串电阻?有机调速转差率消耗型

    25.变频器常用抗干扰措施

     干扰三要素?干扰源、对干扰敏感的感受装置、途径

    措施1.使变频系统的供电电源与其它设备的供电电源相互独立~或在变频器和其它用电设备的输入侧安装隔离变压器~切断谐波电流。

    在变频器输入侧与输出侧串接合适的电抗器或安装谐波滤波器~滤波器的组成必须是LC型~吸收谐波和2.

    增大电源或负载的阻抗~达到拟制谐波的目的。

    3.电动机和变频器之间电缆应川钢管敷设或用铠装电缆~并与其它弱磁电信号在不同的电缆沟分别敷设~避免辐射干扰。

    4.信号线采用屏蔽线~且布线时与变频器主回路控制线错开一定距离~切断辐射干扰。

    5.变频器使用专用接地线~且用粗短线接地~邻近其它电气设备的地线必须与变频器配线分开~使用短线。

    电磁干扰的途径1；装置与装置之间2；系统内部 3)接受器件

    26.变频器的主要功能

    1.转矩提升功能2.防失速功能3.转矩限定功能4.无速度传感器控制功能5.减小机械振动~降低冲击功能6.外部信号起停控制7.频率设定相关功能

    通用变频器特殊功能 27.

     1.自动电压调节功能 2.具有S形起动~停止时间特性设计 3.工频电网/变频器切换4.直流制动 28. .变频器运行与调试

    通电前检查2.变频器的上电调试3.空载即负载调试4.系统联合调试及试运行 1.

    29.变频器产生谐波机理~危害及拟制措施

     机理;1变频器整流单元 2. pwm变频器逆变单元 3电网电流~电压波形畸变产生谐波

     危害?1.对电网的影响 2.谐波对电力电容器的影响3.对变压器和电动机有危害4.对电力测量有影响5.对继电保护装置有影响6.对通信系统有干扰7.对其他用户设备有影响

     抑制?1.变频器输入侧谐波的抑制

     1)安置进线电抗器2)安置滤波器3；使用有源滤波器4；整流器的多重化 5；采用PWM控制方式的整流电路 2.变频器输出侧谐波的抑制

    1；采用随机的PWM控制技术2)采用优化法PWM的控制

    30.变频器的选择原则

     类型?依据负载性质做出大致选择 容量?最大负载电流不能超过变频器额定电流

    负载性质?1.风机泵类负载要求低~多选用廉价普通功能变频器

    2.对具有恒转矩特性负载转速精度及动态性能方面要求不高~可选用U/f控制方式和转差频率控制方式变频器

    3.具有一定动静态指标要求的被控对象~可用无转速反馈矢量控制功能的变频器

    4.对于动态静态指标要求高的场合或有高精度同步运行的场合可采用速度反馈的矢量控制变频器 31.变频器应用

    a.变频器在风机、水泵节能中的应用

     b.变频器在造纸机中的应用

     c.变频器在水泥熟料破碎机中的应用

     d.变频器在电梯中的应用

    32.变频器的输出切换方法?

    冷切换?在变频器停车停电时进行切换~等切换完成后再开机运行。

     热切换?在变频器运行中进行带电切换。

     硬切换?由于电动机再切换时要瞬时停电~因而难免产生冲击。

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软切换?真正不停电的平稳切换。

    33. .变频器调速的软起动?将阶跃信号通过积分器变为斜坡信号。

     软启动器作用?将大容量电动机的电流通过双向晶闸管器件调节使之降低

     生成PWM信号的方法?

    1； 自然采样法?在正弦波与三角波的自然交点时刻控制功率开关器件的通断从而生SPWM波形的方法。特点?

    准确~但计算复杂。

    2； 规则采样法: 特点 对称~减少计算参数~但有一定误差。

    3； 电流滞环跟踪型PWM控制

    4； 电压空间矢量PWM控制 5；优化PWM技术

    34调制比定义?M= Urm /Ucm Urm 为正弦调制波的幅值 Ucm 为三角波的幅值

    载波比?N=fc/fr fc 为载波频率 fr为调制频率

    35.PWM控制基本思想?用一系列等幅不等宽的矩形脉冲来逼近理想正弦波。即通过控制逆变器功率开关器件导通或关断~在在逆变器输出端获得一系列等幅不等宽的矩形脉冲波。

    36变频器产生谐波的危害?消耗无功~增加线路损耗~影响保护装置可靠运行~使电力机产生转矩脉动和附加损耗~影响计量准确度~干扰通信系统等。

    37.变频器应用系统的组成?一般先与电气配电线路及控制电路~程序存储器~计算机~变压器~滤波器等组成控制柜~再与电动机?生产机械及现场传感器相连接~并与被控过程的物理量组成闭环控制系统。

    组成?控制器~执行器~传感器和被控对象四要素组成。

    38. 变频器控制方式分类?1；U/f控制2；转差频率控制3；矢量控制4；直接转矩控制

    容量选择注意?变频器过载能力允许电流瞬时过载为150%或120%额定电流

    39.转矩提升功能?为了补偿电动机低速运行时的输出转矩~变频器采取了在低频区域提高U/f值的方法。 防失速?包括1；加速 2；恒速运行 3；减速过程中的作用~当电动机由于加速过快或负载过大等原因出现过电流现象时~变频器将自动降低输出频率~限制输出电流增大~以避免出现过流保护动作。

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