機(jī)電運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)作業(yè)(必做)答案

機(jī)電運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(習(xí)題集)必做作業(yè)直流電機(jī)有哪些調(diào)速方法?根據(jù)其速度公式說(shuō)明之,并說(shuō)明如何釆用電力電子手段實(shí)現(xiàn)。答:根據(jù)直流電機(jī)速度公式,有(1)電樞電壓Ua控制－調(diào)壓調(diào)速〔向下調(diào)速〕采用電力電子手段時(shí)，有晶閘管可控整流器供電和自關(guān)斷器件H型橋脈寬調(diào)制(PWM)供電等方式,其損耗小，控制性能好。(2)磁場(chǎng)φ控制－弱磁〔向上調(diào)速〕,采用電力電子手段時(shí)，有晶閘管可控整流器供電勵(lì)磁控制。(3)由于運(yùn)行損耗大、效率低,一般不再釆用串Ra調(diào)速。2.畫出雙閉環(huán)晶閘管—直流電動(dòng)機(jī)不可逆調(diào)速系統(tǒng)電原理圖〔非方塊圖〕，須清楚表達(dá)兩個(gè)閉環(huán)的關(guān)鍵元件，寫出各局部名稱，標(biāo)注有關(guān)信號(hào)量；指出兩閉環(huán)連接上的特點(diǎn)及相互關(guān)系。答:雙閉環(huán)晶閘管—直流電動(dòng)機(jī)不可逆調(diào)速系統(tǒng)電原理圖如下：兩閉環(huán)連接上的關(guān)系是速度調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，這就使得該系統(tǒng)具有由速度調(diào)節(jié)器的輸出限幅值確定了電流環(huán)的給定值，進(jìn)而確定了系統(tǒng)的最大電流的特點(diǎn)。3.分析雙閉環(huán)晶閘管—直流電動(dòng)機(jī)不可逆調(diào)速系統(tǒng)：(1)如果要改變轉(zhuǎn)速，應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)？為什么？(2)如要控制系統(tǒng)的起動(dòng)電流、確保系統(tǒng)運(yùn)行平安，應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)？為什么？答:(1)改變轉(zhuǎn)速時(shí)只能改變速度調(diào)節(jié)器的輸入ug，因?yàn)樗撬俣拳h(huán)的指令信號(hào)。改變速度調(diào)節(jié)器的參數(shù)對(duì)穩(wěn)態(tài)速度無(wú)調(diào)節(jié)作用，僅會(huì)影響動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快慢。(2)要控制系統(tǒng)的起動(dòng)電流、確保系統(tǒng)運(yùn)行平安，應(yīng)調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)器的輸出限幅值。因?yàn)樗俣日{(diào)節(jié)器的輸出限幅值確定了電流環(huán)的給定值，進(jìn)而確定了系統(tǒng)的最大電流。4.答:雙閉環(huán)晶閘管━直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，內(nèi)環(huán)為＿電流＿環(huán)，外環(huán)為＿速度＿環(huán)，其連接關(guān)系是：速度調(diào)節(jié)器＿的輸出作為＿電流調(diào)節(jié)器＿的輸入，因此外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出限幅值應(yīng)按＿＿調(diào)速系統(tǒng)允許最大電流＿來(lái)整定；內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出限幅值應(yīng)按＿可控整流器晶閘管最大、最小移相觸發(fā)角＿來(lái)整定。兩調(diào)節(jié)器均為＿PI＿型調(diào)節(jié)器，調(diào)速系統(tǒng)能夠做到靜態(tài)無(wú)差是由于調(diào)節(jié)器具有＿積分(記憶)＿功能；能實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)是由于調(diào)節(jié)器具有＿飽和限幅＿＿功能。5.在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)中，速度調(diào)節(jié)器有哪些作用？其輸出限幅值應(yīng)按什么要求來(lái)調(diào)整？電流調(diào)節(jié)器有哪些作用？其輸出限幅值應(yīng)如何調(diào)整？答：速度調(diào)節(jié)器用于對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，以保障：①調(diào)速精度，做到靜態(tài)無(wú)差；②機(jī)械特性硬，滿足負(fù)載要求。速度調(diào)節(jié)器輸出限幅值應(yīng)按調(diào)速系統(tǒng)允許最大電流來(lái)調(diào)整，以確保系統(tǒng)運(yùn)行平安(過(guò)電流保護(hù))電流調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的控制，以保障：①精確滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小要求(通過(guò)電流控制)；②調(diào)速的快速動(dòng)態(tài)特性(轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng))。電流調(diào)節(jié)器的輸出限幅作為可控整流器晶閘管的移相觸發(fā)電壓，其限幅值決定了觸發(fā)角的移相范圍，故應(yīng)按αmin―αmax來(lái)調(diào)整。6.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)正常工作時(shí)，調(diào)節(jié)什么參數(shù)可以改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速？如果速度閉環(huán)的轉(zhuǎn)速反應(yīng)線突然斷掉，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？電動(dòng)機(jī)還能否調(diào)速？答：(1)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)正常工作時(shí)，只有調(diào)節(jié)速度給定信號(hào)ug才可以改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。而改變速度調(diào)節(jié)器的參數(shù)(如比例系數(shù)、積分時(shí)間常數(shù))均無(wú)作用，改變負(fù)載大小也不能影響轉(zhuǎn)速，因?yàn)槭撬俣乳]環(huán)系統(tǒng)，不管負(fù)載大小均速度無(wú)差。(2)轉(zhuǎn)速反應(yīng)線突然斷掉時(shí)，ufn＝0，使△un＝ug－ufn＝ug很大，速度調(diào)節(jié)器飽和限幅輸出，調(diào)速系統(tǒng)以最大電流、最大轉(zhuǎn)矩加速，直至電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩、阻尼轉(zhuǎn)矩相平衡，到達(dá)最高轉(zhuǎn)速而恒定，故電動(dòng)機(jī)不可調(diào)速。7.以雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)兩個(gè)閉環(huán)之間連接上的特點(diǎn)及各個(gè)閉環(huán)的功能為依據(jù)，詳細(xì)解釋下列圖所示從靜止起動(dòng)至給定轉(zhuǎn)速ng并帶負(fù)載〔以負(fù)載電流IL表示〕的過(guò)程，即說(shuō)明(1)、(2)、(3)階段轉(zhuǎn)速n、電樞電流id的變化規(guī)律。答:(1)起動(dòng)特征：①id由〔限幅值〕②ST、LT全部飽和限幅，蛻化為限幅器，系統(tǒng)實(shí)為速度、電流雙開(kāi)環(huán)過(guò)程①電機(jī)靜止，給定突加，很大，ST飽和，輸出限幅，無(wú)PI調(diào)節(jié)作用②電流給定為限幅值→對(duì)應(yīng)電流指令；但電流未建立，，LT輸入，LT飽和，輸出限幅，推，至使。③因轉(zhuǎn)子慣性，(2)加速特征①恒定〔電流調(diào)節(jié)結(jié)果，非限幅〕②ST飽和限幅，LT作PI調(diào)節(jié)，實(shí)為電流單閉環(huán)系統(tǒng)。過(guò)程①很大→ST仍飽和限幅，無(wú)調(diào)節(jié)作用。②ST輸出為限幅值→使LT以為指令值→電流閉環(huán)不斷調(diào)節(jié)整流觸發(fā)角→動(dòng)態(tài)地保持，維持與給定無(wú)差——“動(dòng)態(tài)平衡”③動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程：隨并維持不變④電機(jī)以恒定加速，(3)PI調(diào)節(jié)至穩(wěn)定特征①轉(zhuǎn)速穩(wěn)定至，電流穩(wěn)定至〔對(duì)應(yīng)〕；②ST、LT均作PI調(diào)節(jié)，真正速度、電流雙閉環(huán)工作。過(guò)程①首先分析進(jìn)入本階段開(kāi)始點(diǎn)的初值情況A．速度：上階段末加速至輸入；但PI型ST的積分〔記憶〕作用使ST輸出→仍暫作飽和輸出→電流指令為。B．電流：上階段末，與指令相同PI型LT的積分〔記憶〕作用使LT輸出→迫使移至能產(chǎn)生的位置。②故以進(jìn)入(3)，會(huì)用驅(qū)動(dòng)而加速過(guò)頭，出現(xiàn)——轉(zhuǎn)速超調(diào)③超調(diào)時(shí)調(diào)節(jié)器反向積分→ST退出飽和，進(jìn)入PI調(diào)節(jié)命令輸出其中時(shí)，〔超調(diào)〕最大，以后。④由于電磁慣性，可能達(dá)電機(jī)進(jìn)入制動(dòng)上升，重新回到〔平衡〕⑤經(jīng)幾次振蕩，PI調(diào)節(jié)達(dá)平衡雖，但PI調(diào)節(jié)器積分記憶功能使→推至適當(dāng)位置→產(chǎn)生適宜Ud、Id、T→保證系統(tǒng)靜態(tài)無(wú)差運(yùn)行。8.在直流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，主回路為何需要雙橋反并聯(lián)？答:在直流可逆系統(tǒng)中，要求電磁轉(zhuǎn)矩具有兩種方向，以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行單橋只能提供單一方向電樞電流→產(chǎn)生單一方向電磁轉(zhuǎn)矩;雙橋反并聯(lián)才能提供兩個(gè)方向電樞電流，產(chǎn)生兩個(gè)方向電磁轉(zhuǎn)矩，構(gòu)成可逆系統(tǒng)主電路。9.圖示為直流電動(dòng)機(jī)脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)速系統(tǒng)主電路(H型橋)，各功率開(kāi)關(guān)元件編號(hào)及電機(jī)反電勢(shì)Ea方向如圖。當(dāng)采用雙極性脈寬調(diào)制時(shí):⑴畫出VTl～VT4基極控制信號(hào)ubl～ub4及電機(jī)端電壓Ua波形；⑵說(shuō)明為何叫雙極性？如何實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)？何時(shí)速度為零？答:正半周〔〕電機(jī)電壓UA>0〔B→A〕負(fù)半周〔〕電機(jī)電壓UA<0〔A→B〕即一個(gè)周期內(nèi)可獲得兩個(gè)方向電壓極性，稱雙極性。正/反轉(zhuǎn)控制只需改變t1位置〔占空比γ〕，方便:VTl～VT4基極信號(hào)ubl～ub4及電機(jī)端電壓Ua波形10.圖示為直流電動(dòng)機(jī)脈寬調(diào)制(斬波)調(diào)速系統(tǒng)主電路(H型橋)，各功率開(kāi)關(guān)元件編號(hào)及電機(jī)反電勢(shì)Ea方向如圖。當(dāng)采用雙極性脈寬調(diào)制時(shí),分析:①不同時(shí)刻的導(dǎo)通元件及導(dǎo)通原因;②畫出各階段的電流路徑及維持電流的源泉(電源電壓、電樞反電勢(shì)、自感電勢(shì)等)③電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)(電動(dòng)、能耗制動(dòng)、再生制動(dòng)、反接制動(dòng)等)及其原因。答：工作過(guò)程〔設(shè)〕〔1〕在作用下，形成電流路徑Ⅰ→反向→電機(jī)作電動(dòng)運(yùn)行〔2〕→VT1、VT4斷，切斷電源；→應(yīng)VT2、VT3通，→但電樞電感自感電勢(shì)作用維持電流方向不能突變→VD2、VD3通→續(xù)流→VT2、VT3反偏，斷→形成電流路徑Ⅱ→與反向→電機(jī)仍作電動(dòng)運(yùn)行→使很快衰減為零，為換向創(chuàng)造條件〔設(shè)在時(shí)刻斷流〕?！?〕時(shí)刻路徑Ⅱ斷流→VD2、VD3斷→VT2、VT3反偏消失，通→在〔〕作用下產(chǎn)生大值沖擊電流形成電流路徑III→同向→電機(jī)作反接制動(dòng)至下周期〔〕時(shí)刻〔4〕→但在續(xù)流及反電勢(shì)共同作用下電流方向不變→VD1、VD4通→形成電流路徑Ⅳ→同向→再生制動(dòng)〔能量回饋電源〕→直至〔〕，路徑Ⅳ斷流→VT1、VT4得以導(dǎo)通，進(jìn)入下一周期輸出電壓一周期內(nèi)瞬時(shí)電壓為雙極性方波，平均值負(fù)載電壓系數(shù)11．異步電機(jī)有哪些調(diào)速方法？從轉(zhuǎn)速公式上進(jìn)行分類說(shuō)明。這些調(diào)速方法又各采用什么樣的電力電子手段來(lái)實(shí)現(xiàn)？答:異步電機(jī)調(diào)速方法可按其速度公式來(lái)分類：

(1)變同步速調(diào)速,具體有:①變頻調(diào)速。可采用直-交變換的逆變器戓交-交變頻器改變電機(jī)供電頻率fl。②變極調(diào)速。需同時(shí)改變定、轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)，故只適合鼠籠式異步電機(jī)。(2)變滑差S調(diào)速。這是一種改變轉(zhuǎn)子滑差功率消耗的調(diào)速方式。具體有：①交流調(diào)壓調(diào)速采用雙向晶閘管構(gòu)成的交流固態(tài)調(diào)壓器實(shí)現(xiàn)。②轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，僅適合繞線式異步電機(jī)。③串級(jí)調(diào)速，繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子中串入與轉(zhuǎn)子同頻的電勢(shì)吸收或補(bǔ)充滑差功率來(lái)實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)，采用不控整流器一有源逆變器裝置。④雙饋調(diào)速，繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子中采用功率可雙向流動(dòng)變頻裝置，實(shí)現(xiàn)同步速上、下的調(diào)速和四限象運(yùn)行。12．鼠籠式異步電機(jī)采用調(diào)壓調(diào)速時(shí)，適合拖動(dòng)什么樣的負(fù)載？為什么？答:鼠籠式異步電機(jī)采用調(diào)壓調(diào)速時(shí)，適合于拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載，這類負(fù)載的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速平方成正比，功率與轉(zhuǎn)速三次方成正比。調(diào)壓調(diào)速的特性與這類負(fù)載特性很匹配，主要從轉(zhuǎn)子發(fā)熱能通過(guò)來(lái)考慮。用于調(diào)壓調(diào)速的異步電機(jī)應(yīng)是高轉(zhuǎn)子電阻電機(jī)〔高滑差電機(jī)，轉(zhuǎn)子串電阻繞線式異步電機(jī)〕,這是基于以下考慮:(1)限制轉(zhuǎn)子發(fā)熱〔滑差功率消耗型調(diào)速〕：轉(zhuǎn)子發(fā)熱與滑差消耗有關(guān)，而Ps=SPM與S,即調(diào)速范圍有關(guān)。而風(fēng)機(jī)/水泵調(diào)速范圍不寬〔100～70%〕，兩者特性相配(2)高轉(zhuǎn)子電阻能軟化異步電機(jī)的T-S曲線，擴(kuò)大調(diào)速范圍13．答:交－直－交變頻調(diào)速系統(tǒng)：〔1〕六階梯波逆變器中，①改變Ul依靠調(diào)節(jié)＿可控整流器的移相觸發(fā)角＿＿來(lái)實(shí)現(xiàn)，②改變f1依靠調(diào)節(jié)＿逆變器晶閘管換流快慢(頻率)＿＿＿來(lái)實(shí)現(xiàn)，③改變電機(jī)轉(zhuǎn)向依靠改變＿逆變器晶閘管觸發(fā)脈沖的分配規(guī)律＿來(lái)實(shí)現(xiàn)?！?〕在正弦脈寬調(diào)制型SPWM逆變器中，①改變Ul依靠調(diào)節(jié)＿正弦調(diào)制波幅值＿來(lái)實(shí)現(xiàn)，②改變f1依靠調(diào)節(jié)＿正弦調(diào)制波頻率＿來(lái)實(shí)現(xiàn)，③改變電機(jī)轉(zhuǎn)向依靠改變＿逆變器開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)脈沖的分配規(guī)律＿＿來(lái)實(shí)現(xiàn)。14．變流器非正弦供電對(duì)電機(jī)運(yùn)行性能有何影響？答：變流器非正弦供電對(duì)電機(jī)運(yùn)行性能的影響有:(1)磁路工作點(diǎn):使六階梯波電壓源供電電機(jī)氣隙磁密比正弦波供電時(shí)大10%,磁路將飽和，使力能指標(biāo)η↓，cosΦ↓設(shè)計(jì)非正弦電壓源供電電機(jī)時(shí)，其磁路設(shè)計(jì)和空載試驗(yàn)須提高電壓10%，以計(jì)及諧波磁場(chǎng)的飽和效應(yīng)(2)電流中的諧波將使槽電流增大〔1.1倍〕，槽磁勢(shì)增大，漏磁路飽和，使定子漏抗減小〔15~20〕%(3)轉(zhuǎn)子參數(shù):諧波滑差Sk=1，轉(zhuǎn)子頻率f2=Skf1=f1為高頻，轉(zhuǎn)子集膚效應(yīng)嚴(yán)重。轉(zhuǎn)子電阻增大；轉(zhuǎn)子電流擠向槽口，分布不均，槽漏抗減小。(4)功率因數(shù):電流諧波→增大電流有效值→提高磁路飽和程度→增加勵(lì)磁電流→cosφ降低(5)損耗與效率:變頻器非正弦供電時(shí)，諧波電流增加了損耗、降低了效率。但變化趨勢(shì)與變頻器型有關(guān):①電壓源型逆變器供電時(shí),諧波電流大小及產(chǎn)生的諧波損耗Δp不隨負(fù)載Ρ2變化而恒定,造成:輕載時(shí)，η↓多；滿載時(shí)，η↓少〔2%〕②電流源型逆變器供電時(shí),電流中各次諧波含量比例確定，大小隨負(fù)載變,造成:滿載時(shí)，損耗增大，η、cosΦ↓多；輕載時(shí)，損耗較小，η、cosΦ↓少。(6)諧波轉(zhuǎn)矩①恒定諧波轉(zhuǎn)矩氣隙磁通中諧波磁通與在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出同次諧波電流相互作用產(chǎn)生的異步性質(zhì)諧波轉(zhuǎn)矩,其值恒定但很小〔1%TN〕,影響可忽略。②脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩不同次數(shù)諧波磁場(chǎng)(主要是幅值最大的5、7次)與基波磁場(chǎng)的相互作用產(chǎn)生出六倍頻諧波轉(zhuǎn)矩.其性質(zhì)為脈振轉(zhuǎn)矩,平均值為零。(7)電應(yīng)力——非正弦電壓波形上電壓變化梯度大,繞組進(jìn)線第一匝電容小、容抗大，將承受40%的過(guò)電壓〔電位梯度〕，使絕緣因電暈而老化、擊穿。(8)軸電流:零序電壓U0作用在零序回路上,形成流過(guò)軸、軸承的軸電流.變頻器供電時(shí)，其中諧波電壓頻率高，容性零序阻抗小，軸電流大。流過(guò)軸承，破壞油膜穩(wěn)定生成，形成干磨擦，燒毀電機(jī)，成為變頻電機(jī)常燒軸承的原因.15.在設(shè)計(jì)及選用變流器非正弦供電電機(jī)時(shí),應(yīng)作如何考慮？答:在設(shè)計(jì)及選用變流器非正弦供電電機(jī)時(shí),應(yīng)考慮的對(duì)策是：①電壓源型變流器供電時(shí),因變頻器輸出電壓諧波含量確定，要設(shè)計(jì)或選用漏抗大電機(jī)來(lái)限制諧波電流的產(chǎn)生惡果。②電流源型變流器供電時(shí),因變頻器輸出電流諧波含量確定，要設(shè)計(jì)或選用漏抗小電機(jī)來(lái)限制諧波電壓的產(chǎn)生及惡果。16.答:異步電機(jī)非正弦供電下，存在兩種諧波轉(zhuǎn)矩：(1)恒定諧波轉(zhuǎn)矩，①性質(zhì)：＿＿(a)異步轉(zhuǎn)矩性質(zhì)。＿(b)恒定轉(zhuǎn)矩，但數(shù)值很小，其影響可忽略＿＿②產(chǎn)生機(jī)理是＿氣隙磁通中諧波磁通〔鼓勵(lì)〕→轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出同次諧波電流〔響應(yīng)〕相互作用產(chǎn)生的諧波轉(zhuǎn)矩＿＿。(2)交變諧波轉(zhuǎn)矩，①性質(zhì)：(a)＿＿脈振轉(zhuǎn)矩(基波的六倍頻)＿＿(b)非恒定轉(zhuǎn)矩(不同極對(duì)數(shù)磁場(chǎng)作用產(chǎn)生)，平均值為零，(c)但低速〔低頻〕時(shí)脈動(dòng)幅值大，會(huì)造成噪聲、振動(dòng)，影響大＿＿＿＿＿＿；②產(chǎn)生機(jī)理＿不同次數(shù)諧波磁場(chǎng)與基波磁場(chǎng)的相互作用結(jié)果。幅值最大低次(5、7次)諧波電流→建立5、7次諧波磁場(chǎng)→轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出5、7次轉(zhuǎn)子諧波電流。其中5次諧波轉(zhuǎn)子電流〔磁勢(shì)〕以5ω1反轉(zhuǎn)，基波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以ω1正轉(zhuǎn)，兩者相對(duì)速度為6ω1。7次諧波轉(zhuǎn)子電流〔磁勢(shì)〕以7ω1正轉(zhuǎn)，基波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以ω1正轉(zhuǎn)，兩者相對(duì)速度為6ω1。均產(chǎn)生出六倍頻諧波轉(zhuǎn)矩＿＿。17．變頻調(diào)速系統(tǒng)中，逆變器有電壓源逆變器〔VSI〕及電流源逆變器〔CSI〕之分，試從以下三方面比照說(shuō)明其差異，并詳細(xì)說(shuō)明其理由：⑴直流環(huán)節(jié)所用濾波元件及造成的電源內(nèi)阻特性上；⑵功率開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通型式及造成的輸出電壓、電流特性上；⑶拖動(dòng)多機(jī)及四象限運(yùn)行能力上。答:(1)直流環(huán)節(jié)所用濾波元件及造成的電源內(nèi)阻特性上：①電壓源型逆變器:采用大電容濾波，逆變器電源內(nèi)阻呈現(xiàn)低內(nèi)阻特性，使輸出電壓不隨負(fù)載電流改變而穩(wěn)定。②電流源型逆變器:釆用大電感濾波，逆變器電源內(nèi)阻呈現(xiàn)高內(nèi)阻特性，使輸出電流穩(wěn)定，輸出電壓隨負(fù)載電流變。⑵功率開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通型式及造成的輸出電壓、電流特性上：①電壓源型：180度導(dǎo)通型〔每管導(dǎo)通半周期〕,換流在同相上、下橋臂元件間進(jìn)行，任何時(shí)刻均有三管導(dǎo)通，使三相電壓確定。②電流源型：120度導(dǎo)通型〔每管導(dǎo)通1/3周期〕,換流在同組〔共陽(yáng)或共陰組〕的三相元件間進(jìn)行，任何時(shí)候只有兩管導(dǎo)通，使三相電流確定。⑶拖動(dòng)多機(jī)及四象限運(yùn)行能力上：①電壓源型：大電容濾波，直流母線電壓極性不能改變，兩橋開(kāi)關(guān)元件單向?qū)щ娦詻Q定了直流電流流向不能變，功率只能從電網(wǎng)流向電機(jī)，電機(jī)只能作電動(dòng)運(yùn)行，故無(wú)四象限運(yùn)行能力②電流源型：雖兩橋開(kāi)關(guān)元件單向?qū)щ娦詻Q定直流電流流向不能改變，但大電感濾波下直流母線電壓極性允許改變，故有四象限運(yùn)行能力。18.在采用六階梯波(方波)逆變器構(gòu)成的交一直一交變頻調(diào)速系統(tǒng)中，分別闡述：①改變電機(jī)端電壓依靠調(diào)節(jié)什么來(lái)實(shí)現(xiàn)？②改變電機(jī)運(yùn)行頻率依靠調(diào)節(jié)什么來(lái)實(shí)現(xiàn)？③改變電機(jī)轉(zhuǎn)向又是依靠什么來(lái)實(shí)現(xiàn)？答：①改變電機(jī)端電壓依靠調(diào)節(jié)可控整流器的輸出直流電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)；②改變電機(jī)運(yùn)行頻率依靠調(diào)節(jié)逆變器晶閘管換流快慢(頻率)來(lái)實(shí)現(xiàn)；③改變電機(jī)轉(zhuǎn)向又是依靠逆變器晶閘管觸發(fā)脈沖的分配來(lái)實(shí)現(xiàn)。19.按電壓與頻率協(xié)調(diào)控制的實(shí)現(xiàn)方式區(qū)分,交—直—交變頻器有幾種結(jié)構(gòu)形式?圖示說(shuō)明。答:〔1〕可控整流器調(diào)壓+逆變器變頻形式:釆用可控整流器相控調(diào)壓,改變逆變器換流快慢〔脈沖頻率〕實(shí)現(xiàn)變頻?！?〕不控整流器整流+斬波器調(diào)壓+逆變器變頻形式:釆用不控整流改善輸入特性,但輸出直流電壓Ud恒定，故采用斬波器脈寬調(diào)制調(diào)壓;仍釆用六脈波逆變器,改變逆變器換流快慢〔脈沖頻率〕實(shí)現(xiàn)變頻,但輸出特性差。〔3〕不控整流器整流+PWM逆變器調(diào)壓/變頻形式:逆變器采用高頻自關(guān)斷器件,提高逆變器開(kāi)關(guān)頻率，使最低次諧波頻率提高,削弱了諧波負(fù)面影響;同時(shí)釆用正弦脈寬調(diào)制〔PWM〕控制，使輸出電壓以正弦基波為主,大大改善了輸出特性。20.在采用SPWM〔正弦脈寬調(diào)制〕逆變器構(gòu)成的交一直一交變頻調(diào)速系統(tǒng)中，分別闡述：①改變電機(jī)端電壓依靠調(diào)節(jié)什么來(lái)實(shí)現(xiàn)？②改變電機(jī)運(yùn)行頻率依靠調(diào)節(jié)什么來(lái)實(shí)現(xiàn)？③改變電機(jī)轉(zhuǎn)向又是依靠什么來(lái)實(shí)現(xiàn)？答：采用SPWM〔正弦脈寬調(diào)制〕逆變器構(gòu)成的交一直一交變頻調(diào)速系統(tǒng)中：①改變電機(jī)端電壓依靠調(diào)節(jié)正弦調(diào)制波幅值來(lái)實(shí)現(xiàn)；②改變電機(jī)運(yùn)行頻率依靠調(diào)節(jié)正弦調(diào)制波頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)；③改變電機(jī)轉(zhuǎn)向又是依靠改變?nèi)嗾艺{(diào)制波的相序來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可認(rèn)為是通過(guò)變化逆變器功率開(kāi)關(guān)元件的分配次序來(lái)實(shí)現(xiàn)。21.PWM型變頻器輸出電壓的幅值和頻率是如何調(diào)節(jié)的？分別就正弦脈寬調(diào)制(SPWM)和磁鏈追蹤控制(SVPWM)兩種不同方式作出說(shuō)明。答：(1)SPWM：①改變正弦調(diào)制波的頻率，調(diào)節(jié)PWM波脈寬變化周期，即頻率；②改變正弦調(diào)制波的幅值，調(diào)節(jié)PWM波脈沖寬度，即電壓大小(2)SVPWM設(shè)基頻為①基頻以下：采用零矢量控制磁鏈圓大小恒定---恒磁通控制②基頻：不用零矢量，有效矢量作用時(shí)間額定③基頻以上：不用零矢量，減少有效矢量作用時(shí)間——磁鏈圓變小〔弱磁控制〕，轉(zhuǎn)速變快22.３9.脈寬調(diào)制(PWM)變頻器與方波(六階梯波)變頻器相比有何優(yōu)點(diǎn)？正弦脈寬調(diào)制(SPWM)變頻器如何獲得正弦脈寬的輸出電壓？又如何實(shí)現(xiàn)輸出頻率和輸出電壓大小的調(diào)節(jié)。答:脈寬調(diào)制(PWM)變頻器與方波(六階梯波)變頻器相比優(yōu)點(diǎn)是輸出特性好，即輸出基波成分大、諧波成分小，特別是諧波高頻化，無(wú)低次諧波，因而易于濾波。正弦脈寬調(diào)制(SPWM)變頻器要獲得正弦脈寬的輸出電壓可采用自然采樣法的調(diào)制技術(shù)，即采用正弦調(diào)制波與等腰三角形載波相交、交點(diǎn)決定逆變器功率器件開(kāi)關(guān)時(shí)刻的方式得到正弦脈寬的輸出電壓。調(diào)節(jié)正弦調(diào)制波的頻率可實(shí)現(xiàn)逆變器輸出頻率的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)正弦調(diào)制波的幅值可實(shí)現(xiàn)逆變器輸出電壓大小的調(diào)節(jié)。23。異步電機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，電機(jī)端電壓應(yīng)如何變化?圖示說(shuō)明之。答:Ul隨頻率f1的變化規(guī)律是:(1)基頻以下(f1<f1N):釆用Ul/fl=C控制,確保恒磁通控制,實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。但在f1<5Hz下要對(duì)定子電阻壓降作補(bǔ)償,確保El/fl=C的恒磁通條件。(2)基頻以上(f1>f1N):保持Ul=C,那么隨f1上升,Φ∝U1N/f1下降,電機(jī)作弱磁控制,實(shí)現(xiàn)恒功率運(yùn)行。24.畫出頻率開(kāi)環(huán)、電壓源(SPWM)逆變器—異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)原理圖(包括詳細(xì)的主電路、控制電路)，說(shuō)明主功率開(kāi)關(guān)器件旁為何必須反并聯(lián)續(xù)流二極管？答:頻率開(kāi)環(huán)、電壓源(