交流调速部分-复习及习题解答
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交流调速系统》复习题一、填空1、根据公式n60 f(1 s),交流异步电动机有三种调速方法:①变频调速;②变转差率p调速:包括_______ 调速、_______ 调速、______ 调速、_______ 调速;③ _______ 调速。
2、电动机调压调速,调压方法有 __________ 、 _____________ 和晶闸管交流调压器三种,晶闸管交流调压器可采用________ 和______ 进行调压。
3、单相调压电路两种控制方法为通断控制和相位控制。
其中通断控制主要用于大容量、调速范围较小的场合,相位控制主要用于中小功率调速精度和稳定性要求较高的场合。
4、电动机的转差损耗系数定义为P s / P M max s(1 s) ,表示转差损耗对调速拖动装置的最大输出机械功率的比值,比值越大,能耗越高。
因此调压调速系统适合于风机泵类负载。
5、风机泵类负载特性为转矩与转速的二次方成正比的负载。
6、电磁转差离合器可分为电枢感应式和单枢爪式。
7、电磁转差离合器分电枢和磁极两部分,其中电枢和异步电动机相连,通过调节励磁电流_来调节输出轴的转速,通过调节异步电机的转向来改变输出轴的转向。
8、串级调速系统的基本思路是在转子电路串入三相对称的交流附加电动势来调速,并将转差功率损耗回馈到电网或电机本身,提高调速效率。
9、低于同步转速的串级调速系统按产生直流附加电动势的不同,可分为电气串级调速和机械串级调速系统10、高功率因数的串级调速系统,常见的有斩波式串级调速系统和GTO 串级调速系统。
11、串级调速系统转子串入交流附加电动势与转子感应电动势相位相反、频率相同,电机转速将降低。
这种向下的调速的情况为低同步调速。
12、电气串级调速系统具有恒转矩的调速特性,机械串级调速系统具有恒功率的调速特性。
13、串级调速在低于同步转速的回馈制动状态电网通过 E f产生装置向转子输入转差功率。
14、串级调速在高于同步转速的电动状态电网通过 E f 产生装置向转子输入转差功率。
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3.为什么在直流调速系统中,要加入电流截止负反馈?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)3.转差功率消耗型(调压调速)4.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。
《交流调速》课程综合复习资料一、选择题1.以下生产生活设备中,重点强调调速的目的不是节能需要的是()。
A.抽油机B.风机C.风扇D.泵类2.恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性,当s接近1时,Te = f(s)是对称于原点的一段()。
A.直线B.斜线C.双曲线D.对角线3.晶闸管交-交变压变频器的最高输出频率约为电网频率的()。
A.1/3~1/2 B.1/2~1 C.1~2倍D.2~3倍4.PWM技术是指()。
A.脉冲幅度调制B.脉冲频率调制C.脉冲宽度调制D.脉冲数量调制5.通用变频器的检测环节包括()。
A.电流检测B.温度检测C.电压检测D.以上都是6.()是恒磁通调速和弱磁调速的分界点。
A.基本频率B.最大频率C.跳跃频率D.起动频率7.单相逆变器系统的输出电压能力取决于()。
A.直流母线电压B.直流母线电流C.直流母线功率D.交流母线电压。
8.转速开环控制的变压变频系统中,通常在工作频率设定之后加一个()限定环节。
A.频率B.电压C.频率变化率D.电压变化率9.变频器交流输入电压降低会导致输出电压也降低,会影响电机的带负载能力的根源是()。
A.气隙磁通变大B.气隙磁通变小C.转子磁通变大D.转子磁通变小10.恒气隙磁通控制与恒压频比控制相比,最大转矩()。
A.更小B.更大C.相同D.未知11.三相逆变器系统的输出电压能力取决于()。
A.直流母线电压B.PWM方式C.A和B D.A或B12.转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统,必须具有()。
A.测压环节B.测速环节C.测流环节D.测功环节二、简答分析题1.坐标变换是矢量控制的基础,试分析交流电动机矢量变换的基本概念和方法。
U、电源2.简述异步电动机变压变频调速的基本控制方式,说明基频以下和基频以上,定子电压s频率s f 、气隙磁场m Φ的变化规律。
3.简述基于稳态模型的转速闭环转差频率控制系统的两条基本控制规律。
4.如何区别交-直-交变频器是电压源型变频器还是电流源型变频器?它们在性能上有什么差异?5.常用的交流PWM 有三种控制方式,分别为SPWM 、CFPWM 和SVPWM ,论述它们的基本特征。
一单选1直流电机与交流电机相比具有很多优点,下列哪项不是直流电机的特点?(B)A调速性能好B结构简单易维护C调速控制方便D数学模型简单2交流异步电机与直流电机相比具有很多优点,下列哪项不是它的优点?DA结构简单B机械结构牢固C成本低廉D调速控制方便3一般认为,当今最有发展前景的交流调速技术是? CA调压调速 B 串级调速C变频调速 D 变极调速4 和异步电机调速系统相比,下列哪项不是同步电机调速系统具有的优点?A效率高 B 功率因数高C调速控制性能好D结构简单造价低5 由旋转磁场理论,在空间上有位置差的三相绕组通以在时间上有相位差正弦交流电,会产生 B 的合成磁场A脉振B旋转C恒定D 随机6 电机运行中一旦绕组磁通达到饱和,不会出现的是 DA引起过大的励磁电流B电机温度升高C绕组绝缘层老化加速D电机陡然升速,出现飞车7 异步电机变频调速中,保持U1=U1n=常数的控制方式一般在情况下使用A B C D8异步电机软起动的目的是限制起动过程中的 CA起动电压B转速C起动电流D效率9 有关电压源型变频器说法错误的是A直流回路滤波环节为电容器B输出电压波形为矩形C直流侧可看作电压源D再生制动较电流源型逆变器方便10 有关梯形波PWM(TPWM),一下说法错误的是CA梯形波PWM调制中,三相逆变器调制信号使用的是梯形波B梯形波PWM调制相对于正弦波PWM调制,逆变器输出电压的谐波成分变少C 梯形波PWM调制中,载波信号不能采用常规的等腰三角波D采用梯形波PWM调制的目的是使逆变器输出的电压波形等效梯形波11 有关鞍形波PWM(SAPWM),一下说法错误的是 CA鞍形波PWM调制中,三相逆变器调制信号使用的是鞍形波B鞍形波PWM调制克服了正弦波PWM调制下逆变器输出电压不足的问题C鞍形波PWM调制中,载波信号不能采用常规的等腰三角波D采用鞍形波PWM调制的目的是使逆变器输出的电压波形等效鞍形波12电流跟踪型PWM调制中,电流调节器采用的是 CA PI调节器B PID调节器C 滞环调节器D P调节器13 有关异步电机矢量控制理论,下列说法错误的是 DA与三相坐标系A,B,C绕组等效的两相静止坐标系绕组通入的是交流电B 与三相坐标系A,B,C绕组等效的两相旋转坐标系M,T绕组匝数通入的是直流电C 两相静止坐标系绕组与两相旋转坐标系M,T绕组匝数相同D 三相坐标系A,B,C绕组与两相旋转坐标系M,T绕组匝数相同14 异步电机矢量变换中三相静止轴系的相绕组匝数和两相静止轴系绕组匝数之比为A B C D15 交流异步电动机直接转矩控制中不需要检测或计算的是 C A 定子磁链 B 定子电流 C 转子磁链 D 定子电压 16 有关无刷直流电机调速系统,一下说法错误的是 C A 无刷直流电机的转子为永磁式结构,产生梯形波的气隙磁通密度 B 无刷直流电机控制系统采用电子幻想取代了普通直流电机的机械换向 C 无刷直流电机的电枢电流为正弦波D 无刷直流电机也称为方波永磁同步电机 二 简答1 交流异步电动机的绕组电压方程式的矩阵形式ψψψψψψcb a C B A cb a C BAcb a C BA P r r r r r r ii i i i i uu u u u u +=202000000200000100000010000001写出各字母表示的物理含义。
交直流调速系统复习题及答案一、判断题:(判断题正确打T,错误打F)1、当系统机械特性硬度相同时,理想空载转速越低,静差率越小。
(F)2、如果系统低速时的静差率能满足要求,则高速时肯定满足要求。
(T)3、电流截止负反馈是一种用来限制主电路过电流的方法。
(T)4、电压负反馈调速系统的调速精度要比转速负反馈的精度高。
(F)5、电压负反馈调速系统不能补偿电动机电枢电阻引起的转速降。
(T)6、要改变直流电动机的转向,可同时改变电枢电压和励磁电压的极性。
(F)7、在转速电流双闭环调速系统中,转速调节器的输出电压是电流环的给定电压。
(T)8、α=β工作制可以消除直流平均环流,但不能消除瞬时脉动环流,故称作有环流可逆调速系统。
(T)9、调速系统工程设计方法中,典型Ⅱ型系统是由两个积分环节、一个惯性环节和一个二阶微分环节组成的单位反馈系统。
(F)10、相对于单闭环控制,双闭环调速系统中内环的存在可以及时抑制环内的扰动。
(T)11、用工程设计法设计直流双闭环调速系统时,其中电流环既可设计成典型I型,也可设计成典型II型。
(T)12、绕线式异步电动机串级调速属转差功率回馈型调速。
(T)13、电流源型变频器比电压源型变频器的调速动态响应慢。
(F)14、从电源的性质出发,可将静止式变频装置分为两类:电压源和电流源型变频装置。
(T)15、用工程设计法设计直流双闭环调速系统时,要先设计内环后设计外环。
(T)16、α=β工作制可以消除直流平均环流和瞬时脉动环流,故称作无环流可逆调速系统。
(F)17、电气串级调速系统具有恒转矩调速特性。
(T)18、工程设计法中,近似处理的原则是近似前后的相角裕度不变。
(T)19、电动机可逆运行的本质是电磁转矩可逆。
(T)20、调速系统工程设计方法中,典Ⅰ系统是由一个积分环节和一个惯性环节串联而成的单位反馈系统。
(T)21、异步电机的变频调速属转差功率不变型调速,是各种调速方案中性能最好的一种方法。
交直流调速系统复习题及答案一、判断题:(判断题正确打T,错误打F)1、当系统机械特性硬度相同时,理想空载转速越低,静差率越小。
(F)2、如果系统低速时的静差率能满足要求,则高速时肯定满足要求。
(T)3、电流截止负反馈是一种用来限制主电路过电流的方法。
(T)4、电压负反馈调速系统的调速精度要比转速负反馈的精度高。
(F)5、电压负反馈调速系统不能补偿电动机电枢电阻引起的转速降。
(T)6、要改变直流电动机的转向,可同时改变电枢电压和励磁电压的极性。
(F)7、在转速电流双闭环调速系统中,转速调节器的输出电压是电流环的给定电压。
(T)8、α=β工作制可以消除直流平均环流,但不能消除瞬时脉动环流,故称作有环流可逆调速系统。
(T)9、调速系统工程设计方法中,典型Ⅱ型系统是由两个积分环节、一个惯性环节和一个二阶微分环节组成的单位反馈系统。
(F)10、相对于单闭环控制,双闭环调速系统中内环的存在可以及时抑制环内的扰动。
(T)11、用工程设计法设计直流双闭环调速系统时,其中电流环既可设计成典型I型,也可设计成典型II型。
(T)12、绕线式异步电动机串级调速属转差功率回馈型调速。
(T)13、电流源型变频器比电压源型变频器的调速动态响应慢。
(F)14、从电源的性质出发,可将静止式变频装置分为两类:电压源和电流源型变频装置。
(T)15、用工程设计法设计直流双闭环调速系统时,要先设计内环后设计外环。
(T)16、α=β工作制可以消除直流平均环流和瞬时脉动环流,故称作无环流可逆调速系统。
(F)17、电气串级调速系统具有恒转矩调速特性。
(T)18、工程设计法中,近似处理的原则是近似前后的相角裕度不变。
(T)19、电动机可逆运行的本质是电磁转矩可逆。
(T)20、调速系统工程设计方法中,典Ⅰ系统是由一个积分环节和一个惯性环节串联而成的单位反馈系统。
(T)21、异步电机的变频调速属转差功率不变型调速,是各种调速方案中性能最好的一种方法。
交流变频调速技术复习题纲交流变频调速技速复习题纲⼀、单项选择题1、处于停⽌状态的异步电动机加上电压后,电动机产⽣的启动转矩为额定转矩的(B)倍:A、1倍B、1.25倍C、1.5倍D、2.2倍2、电动机通常启动电流为额定电流的(D)倍。
A、2~3倍B、3~4倍C、4~5倍D、5~7倍3、电动机在空载时产⽣的电流(空载电流),此时电动机的转速接近( B )。
A、额定转速B、同步转速C、再⽣制动转速D、反接制动转速4、恒转矩负载与(B )A、速度有关B、速度⽆关C、张⼒F有关D、转差率有关8、正弦波脉冲宽度调制英⽂缩写是(C )。
A:PWM B:PAMC:SPWM D:SPAM9、对电动机从基本频率向上的变频调速属于(A )调速。
A:恒功率B:恒转矩C:恒磁通D:恒转差率10、下列哪种制动⽅式不适⽤于变频调速系统( C )。
A:直流制动B:回馈制动C:反接制动D:能耗制动11、变频器安装场所周围振动加速度应⼩于( C )m/s2 。
A: 1 B:6.8C:9.8 D:1012、变频器种类很多,其中按滤波⽅式可分为电压型和( A )型。
A:电流B:电阻C:电感D:电容13、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关,还与(B )有关系。
A:磁极数B:磁极对数C:磁感应强度D:磁场强度14、⽬前,在中⼩型变频器中普遍采⽤的电⼒电⼦器件是(D )。
A:SCR B:GTOC:MOSFET D:IGBT15、变频器常⽤的转矩补偿⽅法有:线性补偿、分段补偿和(B )补偿。
A:平⽅根 B :平⽅率C:⽴⽅根D:⽴⽅率16、平⽅率转矩补偿法多应⽤在( B )的负载。
A :⾼转矩运⾏B :泵类和风机类C :低转矩运⾏D :转速⾼17、变频调速过程中,为了保持磁通恒定,必须保持( C )。
A :输出电压U 不变B :频率f 不变C :U/F 不变D :U ·f 不变18.对电动机从基本频率向上的变频调速属于( B )调速。
《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m P 中,有一部分是与转差成正比的转差功率s P ,根据对s P 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29W ,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。
交流调速期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 交流调速系统的主要功能是什么?A. 调节电流大小B. 调节电压大小C. 调节频率大小D. 调节相位大小答案:C2. 下列哪个不是交流调速器的组成部分?A. 电源模块B. 控制模块C. 显示模块D. 电阻模块答案:D3. 交流调速器在工业自动化中的主要应用是什么?A. 温度控制B. 速度控制C. 压力控制D. 湿度控制答案:B4. 交流调速器的调速范围通常是多少?A. 0-10%B. 10-50%C. 50-100%D. 100-200%答案:C5. 交流调速器的调速精度可以达到多少?A. 0.1%B. 0.5%C. 1%D. 5%答案:B...10. 交流调速器的控制方式有哪些?A. 开环控制B. 闭环控制C. 混合控制D. 所有以上答案:D二、填空题(每空2分,共20分)1. 交流调速器的基本原理是通过改变________来实现对电机速度的控制。
答案:频率2. 在交流调速系统中,________是实现精确控制的关键。
答案:反馈3. 交流调速器的输出频率范围通常在________到________之间。
答案:40Hz,50Hz4. 交流调速器的调速方式可以分为________和________两种。
答案:恒压调频,恒频调压5. 交流调速器在运行过程中,________是保证系统稳定运行的重要参数。
答案:负载...三、简答题(每题10分,共30分)1. 请简述交流调速器的工作原理。
答案:交流调速器的工作原理是通过改变输入到电机的交流电的频率来改变电机的转速。
当频率增加时,电机的转速也会相应增加;反之,频率减少时,电机的转速也会减少。
2. 交流调速器在工业自动化中有哪些优势?答案:交流调速器在工业自动化中的优势包括:调速范围广,精度高,响应速度快,可靠性好,维护成本低,以及与现代控制技术兼容性好等。
3. 请列举交流调速器在实际应用中的几种常见问题,并简述其解决方法。
《交流调速系统》复习题不断地耕耘,献出我们的心血与智慧!一、填空题1、生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比被称为调速范围,用字母D表示。
2、交流调速系统的应用领域主要有3个方面,分别是一般性能的节能调速和按工艺要求调速、高性能的交流调速系统和伺服系统、特大容量与极高转速的交流调速。
3、按照交流异步电机的原理,从定子传入转子的电磁功率可分为两部分,一部分是拖动生产机械的有效功率,称作机械功率;另一部分是传输给转子电路的转差功率,与转差率成正比。
4、按电动机能量转换类型分类,交流调速系统可分为转差功率消耗型、转差功率馈送型、转差功率不变型。
5、按电动机调速方法分类,常见的交流调速方法有变极对数调速、变压变频调速、降电压调速、转差离合器调速、转子串阻调速、绕线式电机串级调速等。
6、调压调速即通过调节通入异步电动机的三相交流电压大小来调节转子转速的方法。
理论依据来自异步电动机的机械特性方程式。
7、异步电动机调压调速的方法一般有四种:自耦调压器、饱和电抗器、晶闸管交流调压器、全控新型调压器。
8、对于绕线式异步电动机,可以在其转子回路串入电阻来减小电流,从而减小电磁转矩,进而减小转速。
9、所谓“双馈”,就是指把绕线转子异步电机的定子绕组与交流电网连接,转子绕组则与其他含电动势的电路连接,使它们可以进行电功率的相互传递。
10、在双馈调速工作时,除了电机定子侧与交流电网直接连接外,转子侧也要与交流电网或外接电动势相连,从电路拓扑结构上看,可认为是在转子绕组回路中附加一个交流电动势。
11、在异步电机转子回路中附加交流电动势调速的关键就是在转子侧串入一个可变频、可变幅的电压。
对于只用于次同步电动状态的情况来说,比较方便的办法是将转子电压先整流成直流电压,然后再引入一个附加的直流电动势,控制其幅值,就可以调节异步电动机的转速。
12、串级调速装置是指整个串级调速系统中除异步电动机以外为实现串级调速而附加的所有功率部件,包括转子整流器、逆变器、逆变变压器。
二、交流调速系统问题2-1:交流调速技术引起人们广泛重视的原因是什么?交流电动机优点,20世纪30年代,交流调速系统存在问题,70年代电子技术发展,高性能交流调速技术的不断涌现:矢量变换控制、直接转矩控制、无速度传感器控制系统、数字化技术等,非线性解耦控制、人工神经网络自适应控制、模糊控制等新的控制策略不断推进。
问题2-2:简述异步电机的工作原理。
三相异步电动机的定子通入对称三相电流产生旋转磁场 → 与静止的转子有相对运动 → 产生感应电动势 →转子导体有感应电流 → 转子导体带电导体在磁场中受电磁力的作用 → 两边同时受到电磁力的作用,产生电磁力矩 →转子转动 → 带动生产机械运动。
问题2-3:设异步电动机运行时,定子电流的须率为f 1,试问此时定子磁势F1、转子磁势F2是多少?请画出异步动电机的等效电路,并按频率折算(折算前后磁动势不变)和绕组折算(折算前后电机内部的电磁性能和功率不变)对相关参数进行折算,最后得出T 形效电路。
问题2-4:请写出异步电动机的电磁关系。
定子输入功率: P 1= P m + P cu1+ P fe定子铜耗:P cu1=3I 12R 1定子铁耗: P Fe = P Fe1=3I 12R 1转子铜耗:P cu2=3I’22R’2电磁功率: P m = P out + P cu2机械损耗:P s 附加损耗: P’f轴上输出功率: P out = P 2 + P s + P’f输出功率: P 2问题2-5:常用的异步电动机调速有哪些?哪些属于转差功率消耗型?哪些属于转差功率不变型?哪些属于转差功率回馈型?① 异步电动机调速方法有:降电压调速、绕线式异步电机转子串电阻调速、串级调速、变极调速、变频调速等。
② 降电压调速、绕线式异步电机转子串电阻调速属于转差功率消耗型③ 串级调速属于转差功率回馈型④ 变极调速、变频调速属于转差功率不变型。
问题2-6:变极调速方法对笼型与绕线式电动机是否都适用,为什么?变极调速只适合于本身具备改变极对数的笼型电动机(双速电动机、三速和四速电动机),它们可以通过改变极对数是用改变定子绕组的接线方式来完成调速,绕线式电动机一般采用转子传电阻或串级调速。
问题2-7:采用改变电动机极对数的方法调速时,改变极对数时,是否只需改变定子输入功率P 1输出功率P 2 效率=电动机定子绕组的联结方式就可以了,还需要注意什么问题?采用改变电动机极对数的方法调速时,改变极对数时,除了需要改变电动机定子绕组的联结方式外,还应注意保持电源的相序不变,即:要对调电源端子。
如:变极前:A→0 B→240℃C→480℃(120℃)变极后:A→0 B→120℃C→240℃与变极前不一致。
应对调B、C 两相,以保证变极前后的电源相序一致。
问题2-8:请简述交流异步电动机变极调速的工作原理,并说明其特点和应用场合。
变极调速是通过改变定子绕组的极对数来改变旋转磁场同步转速进行调速的,是无附加转差损耗的高效调速方式。
改变极对数是用改变定子绕组的接线方式来完成的(双速电动机、三速和四速电动机)这种改变极对数来调速的笼型电动机,通常称为多速感应电动机或变极感应电动机。
缺点:有级调速,而且调速级差大,从而限制了它的使用范围。
特点:具有较硬的机械特性,稳定性良好;无转差损耗,效率高;接线简单、控制方便、价格低;有级调速,级差较大,不能获得平滑调速;可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用,获得较高效率的平滑调速特性。
变极调速适合于:按2~4档固定调速变化的场合,(不需要无级调速的生产机械),如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
问题2-9:晶闸管交流调压调速系统中,对触发脉冲有何要求,为什么?晶闸管交流调压调速系统中,要求用宽脉冲、双窄脉冲或脉冲列触发,以保证可靠换流,防止直通。
晶闸管是半控器件,只需要用脉冲触发其导通,不需要控制其关断。
问题2-10:请简述交流异步电动机定子调压调速的工作原理,并对三种常用的调压方法进行说明。
当改变电动机的定子电压时,可以得到一组不同的机械特性曲线,从而获得不同转速。
调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源。
目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。
晶闸管调压方式为最佳。
调压调速的特点:调压调速线路简单,易实现自动控制。
调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中,效率较低。
调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。
①通过改变自耦变压器变比,来改变电机电压,从而进行调速。
②通过改变直流励磁电流来控制铁心的饱和程度,改变交流电抗值,改变电机电压,实现降压调速。
饱和,交流电抗小,电机定子电压高。
③通过控制晶闸管的导通角,来调节电动机的端电压,从而进行调速。
问题2-11:在交流异步电动机变压调速系统中,怎样解决调速范围小和机械特性软的问题?在交流异步电动机变压调速系统中,由于电动机的转矩与电压平方成正比,因此最大转矩下降很多,械特性曲线软,其调速范围较小,使一般笼型电动机难以应用。
为了扩大调速范围,调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机,如专供调压调速用的力矩电动机,或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。
为了扩大稳定运行范围,当调速在2:1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。
问题2-12:交流调速的主要应用领域有哪些?已普及国民经济各部门的传动领域:⑴冶金机械①轧钢机主传动(大容量、低转速、过载能力强,交交变频调速取代直流调速。
②高炉热风炉鼓风机。
⑵机车牵引:电气机车、电动机车等(不消耗汽油、不排废气、噪声小,将燃油机车改电动机车)。
⑶数控机床:主传动(调速范围宽、静差率小)、进给传动(输出转矩大、动态响应好、定位精度高)采用交流传动,异步电动机或同步电动机取代直流电动机。
⑷矿井提升机:交交变频电源供电(优良的调速性能和位置控制以获得平稳、安全的制动运行,消除失控现象,提高可靠性。
⑸起重、装卸机械:环境恶劣、频繁迅速启动和调速。
⑹原子能及化工设备:使用条件恶劣要求调速范围宽。
⑺建筑电气设备:空调系统、电梯传动、供水系统等。
⑻纺织、食品机械:纺织卷绕机、肉类搅拌机等。
问题2-13:请简述自耦调压器调速的工作原理,并说明其优缺点。
在交流异步电动机变压调速系统中,由于电动机的转矩与电压平方成正比,通过改变自耦变压器变比,来改变电机电压,从而进行调速。
自耦调压器调速可以实现无级调速,但启动转矩也与电压平方成正比,因而只能适合空载启动或者轻载启动。
自耦调压器调速结构简单,但性能指标和经济指标都不高,常用于特殊效功率场合。
问题2-14:请简述串饱和电抗器调压调速的工作原理,并说明其优缺点。
在交流异步电动机变压调速系统中,由于电动机的转矩与电压平方成正比,通过改变直流励磁电流来控制铁心的饱和程度,以改变串接在定子回路中的交流电抗值,从而调节电机定子绕组上得到的电压,实现降压调速。
如铁心饱和,交流电抗小,电机定子电压高,电机升速。
反之则电机减速。
串饱和电抗器调压调速控制简单,但电磁装置太笨重。
问题2-15:请简述晶闸管调压调速的工作原理,并说明其优缺点。
画出几种晶闸管主电路的连接方法,指出他们各自的特点。
在交流异步电动机变压调速系统中,由于电动机的转矩与电压平方成正比,通过控制晶闸管的导通角,来调节电动机的端电压,从而进行调速。
优点:维护方便,噪声小,可以四象限运行。
缺点:电网输入电压为正弦波,但输出电压不为正弦波,谐波大,功率因素低,机械特性软。
解决办法:采用闭环系统。
①三相分支双向控制绕组Y连接:特点:用双脉冲或者宽60°脉冲触发晶闸管SCR,输出含有奇次谐波,绕组Y连接。
如电机绕组带中线,可消取三次谐波电流,但仍然存在其他次谐波,产生脉动转矩和附加损耗。
与其它接法相比,此接法谐波分量最小。
②三相分支双向控制绕组△连接:特点:用双脉冲或者宽60°脉冲触发SCR,输出含有奇次谐波,绕组△连接。
有其它的高次谐波,产生脉动转矩和附加损耗。
③三相分支单向控制绕组Y连接:特点:每一相制用一个用晶闸管和一个二极管反并联,可以降低成本,但各相波形不对称,输出含有偶次谐波,降低了运行性能,所以只用于小容量装置。
④三相△形双向控制绕组△连接特点:晶闸管串接在相绕组回路中,在同等容量下,晶闸管承受的电压高而电流小,适合于电机绕组△连接的情况。
⑤三相零点△连接,单向控制特点:电路简单,晶闸管放在负载后面,可以减小电网浪涌电压对它的冲击,但因为是单向控制奇次、偶次谐波都存在,运行效率稍低。
只适合于小容量电机。
问题2-16:请简述转差离合器调压调速的工作原理,并说明其优缺点。
电磁转差离合器由电枢、磁极和励磁绕组三部分组成。
①电枢和后者没有机械联系,都能自由转动。
②电枢与电动机转子同轴联接称主动部分,由电动机带动;③磁极用联轴节与负载轴对接称从动部分当电枢与磁极均为静止时,如励磁绕组通以直流,则沿气隙圆周表面将形成若干对N、S极性交替的磁极,其磁通经过电枢。
当电枢随拖动电动机旋转时,由于电枢与磁极间相对运动,因而使电枢感应产生涡流,此涡流与磁通相互作用产生转矩,带动有磁极的转子按同一方向旋转,但其转速恒低于电枢的转速N1,这是一种转差调速方式,变动转差离合器的直流励磁电流,便可改变离合器的输出转矩和转速。
电磁调速电动机的调速特点:装置结构及控制线路简单、运行可靠、维修方便;调速平滑、无级调速;对电网无谐影响;速度失大、效率低。
本方法适用于中、小功率,要求平滑动、短时低速运行的生产机械。
问题2-17:请简述绕线式异步电动机转子串电阻调速的工作原理,并说明其优缺点。
绕线式异步电动机转子串入附加电阻,使电动机的转差率加大,电动机在较低的转速下运行,串入的电阻越大,电动机的转速越低。
此方法设备简单,控制方便,但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。
属有级调速,机械特性较软。