交流調速重點考點彙總

2022-05-19 12:12:56 字數 5148 閱讀 6107

調速的型別:1.轉速開環的變頻調速系統2.

轉速閉環轉差率控制的pwm變頻調速系統3.轉速磁鏈雙閉環向量控制的電流滯環型pwm變頻調速4.非同步電動機直接轉矩控制系統5.

同步串級調速

交流調壓調速系統實現的兩種方法:1.控制通斷,即占空比,電路簡單,成本低但對裝置衝擊大2.閘流體調壓,即調相位,線路簡單,除錯容易,成本低,但含有高次諧波對電網造成諧波汙染

相位控制:這種控制方式中,控制閘流體的觸發角a,就可以對輸出交流基波電壓有效值進行控制,對不同的觸發角a,負載電壓波形不同,a角越大,負載上的電壓面積圖越小,負載上的交流基波電壓有效值越低,從而起到了調整交流電壓的作用。(通斷控制)

三相調壓電路的連線方式有:全波調壓電路,半波調壓電路,y形連線調壓電路,和三角形連線調壓電路

閉環控制的硬度問題:非同步電動機電壓調速時,若採用普通電動機則調速範圍很窄,採用高轉子電阻的力矩電動機時調速範圍雖然大一些,但是機械特性變軟,負載變化時的靜差率太大。開環控制很難解決這個矛盾。

閉環控制系統帶負載在a點執行,當負載增大引起轉速下降時,反饋控制作用能提高定子電壓,從而在新的一條機械特性上找到工作點a*。同理當負載降低時,也會得到定子電壓低一些的新工作點a**。按照反饋系統的控制規律將工作點a** a a*連起來便是閉環控制系統的靜特性。

雖然交流非同步力矩電動機的機械特性很軟,但由系統放大係數決定的閉環系統靜態特性卻可以很硬

串級調速的工作原理:非同步電動機的電磁轉矩te=kmi2cosψ2**差功率回饋,若在轉子電路中引入乙個附加電動勢eadd,他的頻率和轉子相電壓se20的頻率相等,而相位相同或相反,則轉子相電流就將取決於點路中電勢的代數和i2,電動機在正常執行時,s都很小,r2>>sx20,sx20可以忽略,則有se20±edd≈常數。由於e20是取決於電動機引數的乙個常數,因此改變附加電動勢eadd就可改變轉差率s,由於電源頻率f不變,則同步轉速n不變,因而實現調速。

se20-eadd≈常數時,eadd↑→s↑→s=no-n/no,n↓,若eadd在數值上由零逐漸增加,則電動勢轉速將從固有特性上所對應的速度下降,即得到低於同步轉速no的速度,故為同步轉速一下調速。se20+edd≈常數時,eadd↑→s↓→s=no-n/no,n↑,如果eadd進一步增加,s便開始變負,所以此時電動機的轉速n將超過同步轉速no,故為同步轉速以上調速方法

串級調速的各種執行狀態:1.低於同步速度的電動狀態(0<s<1,定子攝電轉子饋電e→m)2.

高於同步速度的電動狀態(s<0定子攝電轉子攝電e→m)3.高於同步速度的再生制動狀態(s<0定子饋電轉子饋電m→e)4.低於同步速度的再生制動狀態(0<s<1定子饋電轉子攝電m→e)5.

到拉反轉制動狀態(s>1定子攝電轉子饋電m→e)

三相y聯結調壓電路中a≤q時候怎麼處理:a小於等於q時,負載電流i(t)中沒瞬態分量,電流在接通時就進入穩態,閘流體不起調壓作用。當a為什麼交流調速系統採用轉速閉環系統:

非同步電動機變電壓調速時,若採用普通電動機則調速範圍很窄,採用高轉子電阻的力矩電動機時,調速範圍雖然可以很大,單色機械特性偏軟,負載變化時的靜差率太大,開環控制很難解決這個矛盾。對於恆轉矩的負載,調速範圍要求在d大於等於2時,一般採用帶轉速負反饋的閉環控制系統

在二次同步串級調速系統中,隨著負載的增加,換相角增加,但增大到60度時,為何r不再增加,最大強迫延遲導通為何是30度: 1. 每個閘流體換相角重疊60度,6個閘流體剛好推遲乙個週期,因此,在乙個週期中,換相重疊角也只能小於等於60度。

大於30度時,則在任何時刻有4個元件同時導通,即進入第三工作區,但電動機正常工作時是不能進入第三區的,第三區是故障區

試說明非同步電動機在串級調速工作時的最大電磁轉矩的正常接線時的最大轉矩相比有何變化?為什麼:1.

串級調速系統電動機所能產生的最大轉矩為非同步電動機,固有轉矩的82.6%即電動機國在能力損失了17.4%,即為電磁轉矩下降2.

因為串級調速引入阻抗,故損失一部分能量,因此電磁轉矩下降。

為什麼串級調速系統功率因素低:

1.有功功率回饋時,本身感性負載吸收功率同時換相時吸收無功功率多2.轉子電路存在嚴重的換相重疊現象,使定子和轉子的電流發生畸變3.串級系統本身電流也畸變

非同步電動機變頻調速時採用v/f,二常數控制方式在低頻時會出現什麼現象,通常採用什麼方式克服:低頻起動時,起動力矩將減小,甚至不能帶動負載,故在實際應用中通常在控制迴路中加入乙個函式發生器,以補償低頻時定子電阻所引起的壓降影響

串級調速系統功率因數變差,採用接入電力電容的補償方法,接入電容的方式:1.接在進線電網處2.接在逆變變電壓器的一次側3.接在逆變變壓器的二次側

選擇閘流體串級調速系統的非同步電動機時,應考慮以下三個方面:1.串級調速時,電動機的最大轉矩為其固有的最大轉矩的0.

826倍,因此必須以非同步電動機股有的最大轉矩的0.826倍重新校驗過載能力2.在低轉時,轉子電流頻率較高,集膚效應比較顯著,而且轉子電流波形畸形較為嚴重,含有諧波分量,增加了轉子損耗,需適當地增大電動機容量3.

由於串級調速系統的機械特性較軟,所以在選擇電動機額定轉速時,應比生產機械所需的最高轉速高10%

在串級調速系統中,如何根據系統調速範圍,估計逆變變壓器二次電壓有效值u?

ut2=1.15e20(1-1/d),則在串級調速系統中,調速範圍愈大,要求逆變變壓器二次相電壓愈高,d=nmax/nmin≈nn/nmin,最經濟的d=1.5~2.0

什麼是同步調製:在改變調製訊號週期的同時成正比例地改變載波週期,使載波頻率與調製訊號的比值保持不變稱為同步調製,這種調製,在訊號頻率較低時,載波的數量顯得稀疏,電流波形脈動大,諧波分量劇增,電動機的諧波損耗及脈動轉矩也應相應的增大。而且此時載波的邊頻帶靠近訊號波,容易干擾基波領域

什麼是非同步調製:在調製訊號週期變化的同時,載波週期仍然保持不變稱為非同步調製。這種調製方式可以避免同步調製的低頻特性差的缺點。

但這種調製方式,當載波頻率比n隨著輸出頻率的降低而連續變化時,它不可能總是3的倍數,將會出現輸出電流波形正負半周不對稱,相位漂移及偶次諧波等問題

分段同步調製有何優點?1.同步調製在訊號頻率較低時,載波數量顯得稀疏,電流波形脈動大,諧波分量劇增。

2.非同步調製可避免同步調製低頻的缺點,但是這調製方式,當載波頻率比n,隨著輸出頻率的降低而變化時,它不可能總是3的倍數,將會出現電流波形正負半周不對稱,相位漂移和偶次諧波等問題3.分段同步調製使得開關頻率限制在一定的範圍內,在一定頻率範圍內採用同步調製以保持輸出波形對稱的優點,在不同的頻段取不同的載波頻率比n,就是為了減小輸出諧波。

缺點是:在n值切換時可能會出現電壓突變甚至**

什麼是pwm法:它將不可靠整流器經電容濾波後形成的複製基本固定的直流電壓家在逆變器上,利用對逆變器開關元件的通斷控制,使逆變器輸出端獲得矩形脈衝波,這種決定開關元件動作順序和時間分配規律的控制方法稱為pwm法

串級調速系統在起動和停車時通斷電的順序:起動時要先給逆變器通電,之後再給電動機通電,最後是電動機和整流器---逆變器連線;停車時要先斷開電動機和整流器---逆變器的連線,之後是電動機斷電,最後是讓逆變器脫離電網

正弦波pwm訊號是由正弦波和三角波載波自然相交生成的,故稱之為自然取樣,自然取樣法計算機實現比較困難常用的是一種稱之為規則取樣法的取樣方式。規則取樣法較自然取樣法每隔取樣週期只需取樣一次正弦調製波,微機處理時的工作量相對減小了因此應有廣泛

pwm調製時三相採用同一載波(三角波或矩形波)載波相鄰峰值之間即為乙個取樣週期,調製波頻率即為逆變器輸出電壓頻率,改變調製波和載波的峰值比m(調製深度)即可改變逆變器輸出電壓的有效值 1.保證最小脈衝寬度大於開關的導通時間ton和關斷時間toff 一般取0.8至0.

9取樣控制的原理:1.衝量相等,對慣性環節產生的效果相同2.在同一週期取樣時,取樣次數越多就越接近正弦,諧波越小。

電晶體pwm型逆變器(課本上圖):此逆變器由二極體三相不可控整流的恆定直流電壓供電。平波電容器c起著中間能量儲存平波的作用。

由於直流電源是二極體整流器,所以能量只能單方向流動,不能向電網反饋能量。因此當負載工作在再生制動狀態下時,反饋能量將經過反饋二極體vd1~vd6向電容c充電。此時出現乙個電壓叫做幫浦公升電壓,很大,再通過電阻放電。

而平波電容器容量有限,勢必將直流電壓抬高,為了避免直流電壓過高,損傷電力電晶體器件,在真流側接入電阻rhe電力電晶體vt7。當直流電壓公升高到某一限定值後,控制vt7包和導通而接入電阻r,將部分反饋能量消耗在電阻上。這樣電動機就可以在四個象限內執行了。

(控制脈衝為正時,上橋臂vt1或vt3,vt5導通。控制脈衝為負時,下橋臂vt4或vt6,vt2導通。當vt1導通時設換相電容器已經充好電極性為左正右負,觸發vt7vt8換相閘流體,使之導通,電容c上的電壓vt7vt8及vd4加到主閘流體vt1上使vt1受反壓而關斷。

電容c放電後接著反向充電,為下一次雙序號閘流體關斷做好準備,換相電流過零時,vt7vt8自行關斷,使其他閘流體的關斷情況與此類似)

電壓源型,相電壓波形為六拍階梯波相電壓有效值ua=0.47/ud ud=2.34u2cosa 180度導通型1.

每個電子元件導通180度,每隔60度的電角度就有乙個元件導通2.任意時刻3個橋臂都有乙個電子元件導通,即有3個通3.為了防止同臂上兩個電子元件發生直通現象必須設定死區。

120度導通型1.每個電子元件導通120度,每隔60度導通乙個元件2.任意時刻2個橋臂都有乙個電子元件導通3.

不存在直通現象

三相調製波的頻率就是逆變器的輸出頻率,在乙個調製訊號週期內所包含的三角波的個數稱為載波頻率比n。三角波載波的調製為雙極性調製,鋸齒波為單極性調製,雙極性調製的三相spwm波形為矩形波。

閘流體串級調速系統的調速特性即為反映電動機轉速n和轉子支流迴路電流id以及逆邊角b三者間的關係

有功功率與視在功率之比稱為功率因數,雙閉環串級調速系統具有電流內環和速度外環

串級調速系統起動方式兩種:直接起動和併聯電阻起動

變頻電源分為兩大類:交--交變頻(由scr組成,在少數特大功率交流電機調速系統中應用)和交--直--交變頻。後者又分為電壓源型(1.

不可控整流電壓源型pwm變頻器2.可控整流電壓源方波變頻器)和電流源型(可控整流電流源型變頻器)

線路保護主要包括:短路保護過,電壓保護。過熱保護

pwn的取樣方式:按載波型號型別分為單極性調製和雙極性調製。按調製訊號和載波訊號頻率關係來分:

調製方式分為同步調製和非同步調製。 三角波載波的調製為雙極性調製,鋸齒波載波的調製為單極性調製

同步電動機變頻調速系統可分為他控式和自控式

閘流體pwm逆變器通過改變調製波的頻率來實現調頻,改變調製波的幅值來調壓

1.壓頻比為常數的控制方式:恆磁通控制方式在f1<f1n(額定頻率)電壓不變的控制方式:

恆電壓控制方式,在f1>f1n下採用3.保持電流幅值恆定,i為常數的變頻調速方式:恆流變頻調速控制方式(恆電流控制方式)

交流調速系統試題

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