《交流调速系统》课后习题问题详解.doc

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1、《交流调速系统》课后习题答案第5章闭环控制的异步电动机变压调速系统5-1异步电动机从定子传入转子的电磁功率中，有一部分是与转差成正比的转差功率，根据对处理方式的不同，可把交流调速系统分成哪几类？并举例说明。答：从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统效率高低的标志。从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类。1）转差功率消耗型调速系统：这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速都属于这一类。在三类异步电机调速系统中，这

2、类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低的（恒转矩负载时）。可是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价值。2）转差功率馈送型调速系统：在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，绕线电机串级调速或双馈电机调速属于这一类。无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要增加一些设备。3）转差功率不变型调速系统：在这类系统中，转差功率只有转

3、子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高，变极对数调速、变压变频调速属于此类。其中变极对数调速是有级的，应用场合有限。只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设备成本最高。5-2有一台三相四极异步电动机，其额定容量为5.5kW，频率为50Hz，在某一情况下运行，自定子方面输入的功率为6.32kW，定子铜损耗为341W，转子铜损耗为237.5W，铁心损耗为167.5W，机械损耗为45W，附加损耗为29

4、W，试绘出该电动机的功率流程图，注明各项功率或损耗的值，并计算在这一运行情况下该电动机的效率、转差率和转速。解：，因为，由已知条件得电磁功率为，所以有所以6.32kw341w167.5w237.5w45w29w5.979kw5.8115kw5.574kw5.529kw5.5kw5-3简述交流变压调速系统的优缺点和适用场合。答：优点：系统简单、成本较低、控制容易、可靠性高、调速的平滑性较好、电气和机械冲击均较小、可四象限运行。缺点：1）低速功耗较大、发热量较大、制动运行方式性能差。2）调速围很小，必须采用高转

5、子电阻电机或在转子中串入频敏变阻器，所以必须实行闭环控制。3）闭环交流变压调速系统的负载变化围受限于电压和时的机械特性，超出此围闭环系统便失去控制能力。使用场合：适用于调速精度要求不高的场合，如：低速电梯、起重机械、风机类等。5-4何谓软起动器？交流异步电动机采用软起动器有什么好处？答：带电流闭环的电子控制软起动器可以限制起动电流并保持恒值，直到转速升高后电流自动衰减下来，起动时间也短于一级降压起动。主电路采用晶闸管交流调压器，用连续地改变其输出电压来保证恒流起动，稳定运行时可用接触器给晶闸管旁路，以免晶闸

6、管不必要地长期工作。视起动时所带负载的大小，起动电流可在(0.5～4)之间调整，以获得最佳的起动效果，但无论如何调整都不宜于满载起动。负载略重或静摩擦转矩较大时，可在起动时突加短时的脉冲电流，以缩短起动时间。软起动的功能同样也可以用于制动，用以实现软停车。第6章笼型异步电动机变压变频调速系统（VVVF）6-1简述恒压频比控制方式。答：绕组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，则得常值这是恒压频比的控制方式。但是，在低频时和都较小，定子阻抗压降所占

7、的份量就比较显著，不能再忽略。这时，需要人为地把电压抬高一些，以便近似地补偿定子压降。6-2简述异步电动机在下面四种不同的电压—频率协调控制时的机械特性并进行比较；（1）恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性；（2）基频以下电压—频率协调控制时异步电动机的机械特性；（3）基频以上恒压变频控制时异步电动机的机械特性；（4）恒流正弦波供电时异步电动机的机械特性；答：1)恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性：当s很小时，转矩近似与s成正比，机械特性是一段直线，s接近于1时转矩近似与s成反比，这时，Te=f（

8、s）是对称于原点的一段双曲线。2)基频以下电压—频率协调控制时异步电动机的机械特性：恒压频比控制的变频机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，当转矩增大到最大值以后，转速再降低，特性就折回来了。而且频率越低时最大转矩值越小，能够满足一般的调速要求，但低速带载能力有些差强人意，须对定子压降实行补偿。恒控制是通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准，可以在稳态时达到=Constant，从而改善了低速性能，但机械特性还是非线