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第一章 電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ) 1、直流電機(jī)定轉(zhuǎn)子各由哪些主要部件組成？各部件的主要作用是什么？ 直流電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。包括：（l）主磁極由主極鐵心和套在鐵心上的勵(lì)磁繞組組成，它的作用是建立主磁場(chǎng)。（2）換向（附加）極由換向極鐵心和套在上面的換向極繞組組成，用來(lái)改善直流電機(jī)的換向。（3）電刷裝置由電刷、刷握和匯流條組成，它是將直流電引人或引出電樞的裝置。（4）機(jī)座即電機(jī)定子外殼，起固定與支撐的作用，同時(shí)又是主磁路的一部分。 2、直流電機(jī)銘牌上的額定功率、額定電壓、額定電流，對(duì)于發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)各指什么？ 直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)：對(duì)發(fā)電機(jī)額定功率指能夠輸出的最大電功率，額定電壓和額定電流指輸出最高電壓和最大電流（PN。UNIN）；而對(duì)電動(dòng)機(jī)額定功率指能夠輸出的最大機(jī)械功率，額電流指允許輸人的最高電壓和最大電流（PN=UUINN）。 3、直流電機(jī)有哪幾種勵(lì)磁方式？不同勵(lì)磁方式的電動(dòng)機(jī)如何實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)？ 流電機(jī)的勵(lì)磁方式分為：他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)。單獨(dú)改變勵(lì)磁繞組極性或者電樞繞組極性都可使用機(jī)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，如果兩者極性同時(shí)改變，電機(jī)仍將沿原方向運(yùn)轉(zhuǎn)。 4、什么叫電樞反應(yīng)？它對(duì)電機(jī)產(chǎn)生哪些影響？“電樞反應(yīng)”就是電樞磁場(chǎng)對(duì)主磁場(chǎng)的影響。產(chǎn)生的影響包括：使主磁場(chǎng)發(fā)生畸變，磁力線不再對(duì)稱于磁極軸線；物理中線偏離幾何中線不再重合，幾何中線處磁場(chǎng)不再為0；削弱了主磁場(chǎng)。這些影響將對(duì)直流電機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生惡劣作用，必須設(shè)法消除。 5、串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有哪些特點(diǎn)？串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線是一條非線性的軟特性，當(dāng)軸上負(fù)載為0時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速，所以串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)不允許輕載工作；由于它的電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流的平方成正比，所以起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)；由于電樞與勵(lì)磁繞組串聯(lián)，通人直流或交流電流電機(jī)都不受影響，所以在交流電源情況下亦可正常工作。 6．直流發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電樞電壓之間的方向相同還是相反？各有何物理意義？直流發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與原動(dòng)機(jī)輸人的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩方向相反，是一對(duì)作用力和反作用力的關(guān)系。隨發(fā)電機(jī)輸出電流的增大，電磁轉(zhuǎn)矩增大（T=），所需的輸人轉(zhuǎn)矩也隨著增大，才能維持輸人轉(zhuǎn)矩與阻轉(zhuǎn)矩之間的平衡，使電機(jī)勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。 直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)功割磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電樞外加電壓方向相反，故為反電勢(shì)，它維持了電壓平衡關(guān)系，限制了電樞電流的大?。跧a＝（UaEa）/（Ra＋RL）］，不致使電動(dòng)機(jī)電流過(guò)大。 7．直流發(fā)電機(jī)的外特性受哪幾個(gè)因素影響？直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性受哪幾個(gè)因素影響？ 直流發(fā)電機(jī)的輸出特性（Ua＝Ea-IaRa）受轉(zhuǎn)速的高低、主磁場(chǎng)的強(qiáng)弱以及電樞回路電阻大小的影響（Ea＝Ce沖n）：直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性，受外加電樞電壓＼通人勵(lì)磁電流所建立的主磁場(chǎng)以及電樞回路電阻大小的影響。 8．二負(fù)載的機(jī)械特性有哪幾種？負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間各有什么關(guān)系？ 負(fù)載的機(jī)械特性分為三大類，即恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、恒功率負(fù)載、泵類和通風(fēng)機(jī)負(fù)載。其中恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載又分為反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載兩種。 反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小不變而與轉(zhuǎn)速的方向永遠(yuǎn)相反。而位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載大小不變方向也不變，當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相反；當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相同。 恒功率負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)速之間成反比。（T＝K/n） 泵類和通風(fēng)機(jī)負(fù)載的大小與轉(zhuǎn)速的平方成正比（T＝Kn2） 9．改變他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓、電樞回路電阻或勵(lì)磁電流時(shí)，機(jī)械特性將如何變化？ 改變他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓，機(jī)械特性的斜率不變，理想空載轉(zhuǎn)速n。與電壓成正比變化，所以特性平行移動(dòng)；增大電樞回路電阻，no不變，特性的斜率p隨阻值正比增大，所以特性變軟;減小勵(lì)磁電流，主磁場(chǎng)減弱，上升，特性的斜率也增大。 10．電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能指標(biāo)有哪些？各如何定義？ 電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能指標(biāo)有： （l）調(diào)速范圍電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比。 （2）調(diào)速精度（靜差率）在調(diào)速范圍內(nèi)最低轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的機(jī)械特性曲線上的額定速降△nN。與該曲線上的比值。 （3）平滑性 定義為相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)速之比。 11．直流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的功率流程圖有何不同？可變損耗和不變損耗各指什么？ 直流發(fā)電機(jī)的功率流程是原動(dòng)機(jī)輸人機(jī)械功率，減去空載損耗，轉(zhuǎn)化成電磁功率，再減去電樞（與勵(lì)磁）損耗，輸出電功率。 圖l－11直流電機(jī)的功率流程圖a）直流發(fā)電機(jī)的功率關(guān)系b）直流電動(dòng)機(jī)的功率關(guān)系 直流電動(dòng)機(jī)的功率流程是從電源輸人電功率，減去電樞（與勵(lì)磁）損耗，轉(zhuǎn)化成電磁功率，再減去空載損耗，在軸上輸出機(jī)械功率?？勺儞p耗指的是電樞（與勵(lì)磁）損耗，也叫銅損耗，它與電樞（勵(lì)磁）電流的平方成正比。 不變損耗指的是空載磨擦損耗和鐵心損耗，它們與電流大小無(wú)關(guān)。 12．他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)為什么不允許直接起動(dòng)？可采用什么方法起動(dòng)？ 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)速為0，反電勢(shì)亦為0[Ea=[]，電源電壓全部加在電樞電阻上，電流過(guò)大，所以不允許直接起動(dòng)?？梢圆捎媒档碗娫措妷夯螂姌谢芈冯娮璐娮璧姆椒ㄆ饎?dòng)。 13．決定電動(dòng)機(jī)起、制動(dòng)過(guò)渡過(guò)程的三要素是什么？ 決定電動(dòng)機(jī)起、制動(dòng)過(guò)渡過(guò)程的三要素是：起始值、穩(wěn)態(tài)值和機(jī)電時(shí)間常數(shù)。 14．如何判斷電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)、制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)？ 判斷電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)要看電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的方向相同還是相反，電磁轉(zhuǎn)矩是拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩還是阻轉(zhuǎn)矩；同時(shí)還要看感應(yīng)電勢(shì)Ea與電樞電壓Ua的方向相同還是相反，感應(yīng)電勢(shì)是輸出電勢(shì)還是反電勢(shì)。電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)T與n同向，T表現(xiàn)為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，Ea與Ua反向，Ea表現(xiàn)為反電勢(shì)。 發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)T與n反向，T表現(xiàn)為阻轉(zhuǎn)矩，Ea與Ua同向，Ea表現(xiàn)為輸出電勢(shì)。制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)與發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)相同，只不過(guò)慣性動(dòng)能或位能所發(fā)出的電沒(méi)有輸出，而是全部消耗在電樞回路的電阻上，變?yōu)闊崮苌l(fā)掉。 15．三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)有哪些特點(diǎn)？其轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、幅值和極對(duì)數(shù)各取決于什么？ 三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)性質(zhì)如下：轉(zhuǎn)速：為同步速，與電源頻率成正比，與定子極對(duì)數(shù)成反比。轉(zhuǎn)向：取決于輸人電流的相序，電機(jī)總是由超前相向滯后相的方向旋轉(zhuǎn)。 幅值大小：基波磁勢(shì)F11.35W1KWI1/P瞬時(shí)位置：哪相電流達(dá)正最大值時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的幅值恰好轉(zhuǎn)到該相繞組的軸線處。極對(duì)數(shù)：取決于定子繞組在定子槽中的布置，或者說(shuō)取決于定于繞組元件的節(jié)距。16．畫出三相異步電動(dòng)機(jī)的T型等值電路，寫出基本方程式。 17．改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)定于端電壓或轉(zhuǎn)子回路串人電阻將使機(jī)械特性如何變化？ 改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)定子端電壓時(shí)，同步速nl不受影響，根據(jù)參數(shù)表達(dá)式可看出，臨界轉(zhuǎn)差的大小不變，電磁轉(zhuǎn)矩的平方與電源電壓成正比，所以當(dāng)降低定子電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)矩都會(huì)成平方倍減小，這顯然會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行造成重要影響，在拖動(dòng)重載時(shí)甚至無(wú)法正常工作。 當(dāng)轉(zhuǎn)子回路串人電阻時(shí)，同步速n1也不受影響，根據(jù)參數(shù)表達(dá)式臨界轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電阻大小無(wú)關(guān)，而臨界轉(zhuǎn)差的大小與轉(zhuǎn)子電阻成正比變化，所以串人適當(dāng)電阻可以增大電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，常用于三相異步電動(dòng)機(jī)帶重載起動(dòng)。 18．三相異步電動(dòng)機(jī)有哪些起動(dòng)方法？各有什么特點(diǎn)？ 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)可以分為兩大類（l）小容量電機(jī)輕載起動(dòng)時(shí)電流不大可直接起動(dòng)；重載時(shí)需采用特殊制造的電機(jī)，即深槽轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)或雙鼠籠異步電動(dòng)機(jī)，利用趨膚效應(yīng)以獲得大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。（2）大容量電機(jī)輕載起動(dòng)時(shí)必須降低定子端電壓，以減小起動(dòng)電流。常用的降壓方法有定子串電阻或電抗，定子串自耦變壓器，星-三角變換等；重載起動(dòng)時(shí)可采用轉(zhuǎn)子串電阻或者串頻敏變阻器的起動(dòng)方法。 19．三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有哪些？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有（l）定子調(diào)壓，調(diào)速范圍窄，若加轉(zhuǎn)速負(fù)反饋可得到較好的調(diào)速特性。（2）定子調(diào)頻，調(diào)速范圍寬，調(diào)速性能好，應(yīng)用越來(lái)越廣。（3）轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，方法簡(jiǎn)單易行，但由于特性變軟，低速時(shí)損耗大且運(yùn)行不穩(wěn)定，只用于要求不高的場(chǎng)合。（4）轉(zhuǎn)子串電勢(shì)調(diào)速也叫串級(jí)調(diào)速，是一種節(jié)能的調(diào)速方法，它將轉(zhuǎn)差損耗回收加以利用，因增加設(shè)備較多，所以只適用于大功率電機(jī)的調(diào)速。（5）變極調(diào)速，利用改變定子繞組接線進(jìn)行調(diào)速，無(wú)須投入其他設(shè)備，但需特殊制造電機(jī)，只有少數(shù)幾級(jí)速度。（6）轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速，由于特性軟，要加負(fù)反饋環(huán)節(jié)，調(diào)速性能好，但只適用于小功率電機(jī)的調(diào)速。 20．他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)和三相異步電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)有什么不同？ 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)是將電樞電源斷開(kāi)，給電樞串人適當(dāng)電阻，使慣性旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子槽導(dǎo)體切割主磁場(chǎng)發(fā)電，即將動(dòng)能轉(zhuǎn)為電能，再變成消耗在轉(zhuǎn)子回路電阻上的熱能，同時(shí)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。而三相異步電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)是斷開(kāi)定子三相電源的同時(shí)，給任意兩相繞組通人一個(gè)直流電流，建立一個(gè)極性不變的磁場(chǎng)，使慣性旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子切割這個(gè)磁場(chǎng)，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 21．一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌額定數(shù)據(jù)為：17KW 220V 90A 1500r/min Ra＝0.376，拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩額定負(fù)載運(yùn)行。求： (1)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性上的理想空載點(diǎn)、額定工作點(diǎn)、堵轉(zhuǎn)點(diǎn)的電樞電流和轉(zhuǎn)速？ (2)將電樞電壓降為150V，電動(dòng)機(jī)的電樞電流和轉(zhuǎn)速各為多少？ （3）若把磁通減小到0.8，電動(dòng)機(jī)的電樞電流和轉(zhuǎn)速各變?yōu)槎嗌伲? 解：（1） 理想空載點(diǎn) 額定工作點(diǎn) 堵轉(zhuǎn)點(diǎn) （A） （3）負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，磁通減小20%則Ia增加20%； 22、一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌額定數(shù)據(jù)為：13KW 220V 68.7A 1500r/min ，要求調(diào)整精度，試求： （1）采用電樞串電阻調(diào)速時(shí)的調(diào)速范圍有多少？最低轉(zhuǎn)速時(shí)串多大電阻？ （2）采用降低電樞電壓調(diào)速的調(diào)速范圍有多少？最低轉(zhuǎn)速時(shí)的電壓為多少？ 解： (1) 調(diào)速范圍 (2) 23、一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電樞額定電壓220V、額定電流74A，額定電流74A，額定轉(zhuǎn)速1500r/min電樞額定電動(dòng)勢(shì)204.6V，電機(jī)鐵損耗PFe=326W，機(jī)械械磨擦損耗Pm=240W，忽略雜散損耗，求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩、輸入功率和效率各為多少？ 解： 24、一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)如下：17KW 220V 300r/min 88.9A ，勵(lì)磁電阻，忽略電樞反應(yīng)，試求：額定負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、電磁轉(zhuǎn)和效率？ 解： 25、一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)用于吊重物，其額定數(shù)據(jù)如下：29KW 440V 76A 1000r/min, ，忽略空載損耗，負(fù)載轉(zhuǎn)矩試求： （1）電動(dòng)機(jī)以500r/min的速度吊起重物，電樞回路需串多大電阻？ （2）有哪幾種方法可使負(fù)載以500r/min的速度下放？電樞回路各需串多大電阻？ （3）當(dāng)以500r/min的速度吊起重物時(shí)，將電樞電壓突然反接，并使電流不超過(guò)，最后穩(wěn)定下放速度為多少？ 解：（1） 電樞回路需串電阻： （2）采用倒拉下放重物： 電樞回路需串電阻 采用能耗下放重物： 電樞回路需串電阻 （3） 26、一臺(tái)三相四極異步電動(dòng)機(jī)，150KW 38V/50HZ 1460 r/min,過(guò)載能力，求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性。 解：固有機(jī)械特性的四個(gè)殊點(diǎn) (1)同步點(diǎn) T=0，S=0， (2)額定工作點(diǎn)， （3）臨界點(diǎn) （4）起動(dòng)點(diǎn) 27、一臺(tái)三相極異步電動(dòng)機(jī)，10KW 38V50HZ 21.6A，定子繞組Y接，額定運(yùn)行時(shí)，定子銅耗，轉(zhuǎn)子銅耗，鐵耗， 機(jī)械磨擦損耗，附加損耗 試求其額定轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩各為多少？ 解： 28、一臺(tái)三相六極異步電動(dòng)機(jī)，28KW 380V/50HZ 950r/min ,定子銅耗、鐵耗共2.2KW，機(jī)械損耗1.1KW，忽略附加損耗。試求其額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)子銅耗、效率、定子電流、轉(zhuǎn)子電流的頻率？ 解： 29．某繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：5KW 960r/min 380V/50HZ 14.94A E2N=164V，I2N=20.6A，2.3，定子繞組Y接，拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TL=0.75TM，采用反接制動(dòng)停車，要求超始制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為1.8TN，求轉(zhuǎn)子每相需串人多大電阻？ 解：SN（n1-nN）/n1=(1000-960/1000=0.04 r2=SN E2N/∨3I2N=0.04164∨320.6=0.184() =0.04(2.3+)=0.175 0.75TN= 解出S=0.029 n=n1(1-S)=1000(1-0.029)=972(r/min) S’=(-ni-n)/-n1=(-1000)-972/-1000=1.972 =1.972[=4.088 0.184=4.11() 第二章 控制電機(jī) 1．一般單相異步電動(dòng)機(jī)若無(wú)起動(dòng)繞組時(shí)，能否自行起動(dòng)？ 一般單相異步電動(dòng)機(jī)無(wú)起動(dòng)繞組時(shí)，是不能自行起動(dòng)的。因?yàn)閱蜗嗬@組通人正弦交流電，只能建立隨電源頻率交變的脈振磁場(chǎng)，而不是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，不可能使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 2．一臺(tái)定子繞組Y接的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)輕載運(yùn)行，若一相引出線突然斷線，電動(dòng)機(jī)還能否繼續(xù)運(yùn)行？停下來(lái)后能否重新起動(dòng)？為什么？ 一臺(tái)定子繞組Y接的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)輕載運(yùn)行，若一相引出線突然斷線，電動(dòng)機(jī)會(huì)繼續(xù)運(yùn)行，但此時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)已由國(guó)形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)變成橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩變小，輕載可能繼續(xù)運(yùn)行，重載就可能帶不動(dòng)了。同樣道理，若電動(dòng)機(jī)停下來(lái)再重新起動(dòng)，也要看軸上負(fù)載的大小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩若大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)可以轉(zhuǎn)起來(lái)，如果起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)就可能轉(zhuǎn)不起來(lái)。 3．簡(jiǎn)述罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向如何確定？若不拆卸重新裝配轉(zhuǎn)子，是否可以使其反轉(zhuǎn)？這種電動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？ 罩極式異步電動(dòng)機(jī)的罩極部分與未罩部分產(chǎn)生的磁通之間，在空間相差一個(gè)電角度，在時(shí)間上也差一個(gè)電角度，會(huì)在氣隙中產(chǎn)生橢園形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條建立轉(zhuǎn)矩，而使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向總是從超前相繞組的軸線，轉(zhuǎn)向滯后相繞組的軸線，若不拆卸重新裝配轉(zhuǎn)子，電動(dòng)機(jī)是不可能反轉(zhuǎn)的。這種罩極式異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、價(jià)格便宜，常用于小風(fēng)扇、電唱機(jī)等起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不大的場(chǎng)合；其缺點(diǎn)是只能單方向運(yùn)轉(zhuǎn)。 4．電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)有哪幾種不同型式，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？如何改變電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向？ 電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)分為電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)和電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)三種。電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)所配電容使電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是l圓形的，可產(chǎn)生較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)所配電容使電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是圓形的，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可產(chǎn)生較大的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電容起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)配兩個(gè)電容，使電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都可得到比較好的性能。 把工作繞組或起動(dòng)繞組中的任一個(gè)繞組接電源的兩個(gè)端子對(duì)調(diào)，即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的反轉(zhuǎn)。 5．單相異步電動(dòng)機(jī)主要分哪幾種類型？ 單相異步電動(dòng)機(jī)分為分相電動(dòng)機(jī)和罩極電動(dòng)機(jī)兩大類。 6．直流伺服電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電壓和電樞控制電壓均維持不變，而負(fù)載增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、電樞電流和電磁轉(zhuǎn)矩將如何變化？ 直流伺服電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電壓和電樞控制電壓均維持不變，而負(fù)載增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將下降，電樞電流和電磁轉(zhuǎn)矩都會(huì)增大。 7．直流伺服電動(dòng)機(jī)的始動(dòng)電壓是指什么？直流伺服電動(dòng)機(jī)電刷壓力過(guò)大軸承缺乏潤(rùn)滑油或轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活是否會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和始動(dòng)電壓？ 從直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性可以看出，當(dāng)轉(zhuǎn)速n＝0時(shí)對(duì)應(yīng)不同的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，需要的控制電壓也不同，調(diào)節(jié)特性曲線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)，就是不同負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)電動(dòng)機(jī)的始動(dòng)電壓。即電動(dòng)機(jī)處于待動(dòng)而未動(dòng)的臨界狀態(tài)時(shí)所加的控制電壓。始動(dòng)電壓隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩的增大而增大，一般把調(diào)節(jié)特性曲線上橫坐標(biāo)從0到始動(dòng)電壓這一范圍稱為在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)伺服電動(dòng)機(jī)的失靈區(qū)或死區(qū)。直流伺服電動(dòng)機(jī)電刷壓力過(guò)大軸承缺乏潤(rùn)滑油或轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活是會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和始動(dòng)電壓的。會(huì)使死區(qū)增大。 8．直流伺服電動(dòng)機(jī)—般采用什么控制方法？如何使其反轉(zhuǎn)？ 一般用電壓信號(hào)控制直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速大小。改變電樞繞組電壓的方向與大小的控制方式，叫電樞控制；改變勵(lì)磁電壓的方向與大小的控制方式，叫磁場(chǎng)控制。后者不如前者，很少采用。將電動(dòng)機(jī)的電樞繞組或勵(lì)磁繞組中的任一個(gè)繞組接電源的兩個(gè)端子對(duì)調(diào)，即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的反轉(zhuǎn)。 9．直流伺服電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電壓下降，對(duì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性如何變化？ 直流伺服電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電壓下降會(huì)使磁場(chǎng)減弱，轉(zhuǎn)速升高，與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)相同，機(jī)械特性曲線上理想空載轉(zhuǎn)速升高，特性斜率增大。 10．交流伺服電動(dòng)機(jī)有哪幾種控制方法？如何使其反轉(zhuǎn)？ 交流伺服電動(dòng)機(jī)的控制方法有幅值控制、相位控制和幅相控制三種。無(wú)論哪種控制方式，只要將控制信號(hào)電壓的相位改變 180電角度（反相），從而改變控制繞組與勵(lì)磁繞組中電流的相位關(guān)系，原來(lái)的超前相變?yōu)闇笙?，原?lái)的滯后相變?yōu)槌跋啵妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向就隨之改變。 11．交流伺服電動(dòng)機(jī)的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象指什么？如何消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象？ 交流伺服電動(dòng)機(jī)的控制電壓為0時(shí)，轉(zhuǎn)子立即停轉(zhuǎn)，滿足伺服性。如果控制電壓為0時(shí)，轉(zhuǎn)子仍舊繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，這種失控現(xiàn)象稱交流伺服電動(dòng)機(jī)的“自轉(zhuǎn)現(xiàn)象”。增大轉(zhuǎn)子電阻，使Sm≥1，機(jī)械特性處于II、IV象限，當(dāng)交流伺服電動(dòng)機(jī)的控制電壓為0時(shí)，轉(zhuǎn)子承受制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩，迫使轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)，這樣就消除了自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。 12．為什么永磁式同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上通常裝有鼠籠繞組？ 永磁式同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上裝的鼠籠繞組繞組。因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步速很高，不能將靜止的轉(zhuǎn)子牽人同步運(yùn)行，需要在轉(zhuǎn)子上安裝鼠籠繞組，使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割鼠籠轉(zhuǎn)子導(dǎo)條產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩而起動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步速時(shí)，就很容易地被牽人同步運(yùn)行。 13．轉(zhuǎn)子上安裝鼠籠繞組的永磁式同步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速不等于同步速時(shí)，鼠籠繞組和永久磁鐵是否都起作用？轉(zhuǎn)速等于同步速時(shí)，鼠籠繞組和永久磁鐵是否都起作用？為什么？ 轉(zhuǎn)子上安裝鼠籠統(tǒng)組的永磁式同步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速不等于同步這時(shí)，鼠籠繞組起作用，永久磁鐵不起作用；而當(dāng)轉(zhuǎn)速等于同步速時(shí)，永久磁鐵起作用，而鼠籠繞組不再起作用。因?yàn)榇藭r(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于同步速，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子相對(duì)靜止，不再切割鼠籠轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，也就沒(méi)有轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生。 14．將無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)與永磁式同步電動(dòng)機(jī)及直流伺服電動(dòng)機(jī)作比較，分析它們之間有哪些相同和不同點(diǎn)？ 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)由電子開(kāi)關(guān)電路、永磁式同步電動(dòng)機(jī)及位置傳感器組成，它去掉了普通直流伺服電動(dòng)機(jī)的電刷和換向器，避免了滑動(dòng)機(jī)械接觸影響電機(jī)的精度、性能和可靠性以及火花引起的無(wú)線電干擾，增長(zhǎng)了電機(jī)壽命，也避免了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、噪音大、維護(hù)困難的缺點(diǎn)，卻保留了直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速和起動(dòng)性能好、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)還具有交流永磁式同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。 15．位置傳感器的作用如何？ 位置傳感器是一種無(wú)機(jī)械接觸的檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的裝置，其作用是檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)于定子繞組的位置，代替普通直流電動(dòng)機(jī)的電刷和換向器，實(shí)現(xiàn)電子換向。它有多種結(jié)構(gòu)形式，常見(jiàn)的轉(zhuǎn)換方式有電磁轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和磁敏轉(zhuǎn)換。 16．簡(jiǎn)述無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。如何使無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)？ 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是由電子開(kāi)關(guān)電路、永磁式同步電動(dòng)機(jī)及位置傳感器組成的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。直流電源經(jīng)開(kāi)關(guān)線路向電動(dòng)機(jī)定于繞組供電，位置傳感器檢測(cè)出轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)于定子繞組的位置，并提供信號(hào)去觸發(fā)開(kāi)關(guān)線路中的功率開(kāi)關(guān)元件使之導(dǎo)通或截止，各相依次通人電流，和轉(zhuǎn)子磁極主磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。 要實(shí)現(xiàn)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)，可采取以下幾種辦法： （1）改變位置傳感器的輸出電壓信號(hào)，采用正反轉(zhuǎn)兩套位置傳感器。 （2）使每相繞組兩端頭互換，改變繞組中電流的方向。 （3）用霍爾元件作位置傳感器的，可將每片霍爾元件一對(duì)電流端或電勢(shì)端端頭互換。 （4）在控制電路中用一邏輯信號(hào)（正反轉(zhuǎn)）指令改變電機(jī)各相繞組的導(dǎo)通順序。 17．如何控制反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出的角位移和轉(zhuǎn)速？怎樣改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向？ 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出的角位移與輸人的脈沖數(shù)成正比，其轉(zhuǎn)速與輸人脈沖的頻率成正比，改變輸人脈沖的數(shù)目或改變輸人脈沖的頻率就可以控制反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出的角位移和轉(zhuǎn)速。反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向取決于輸人脈沖的相序，改變輸人脈沖的相序就可以使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 18．簡(jiǎn)要說(shuō)明步進(jìn)電動(dòng)機(jī)靜穩(wěn)定區(qū)和動(dòng)穩(wěn)定區(qū)的概念。 不改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制繞組通電狀態(tài)時(shí)獲得的矩角特性中＝0時(shí)T＝0，這一點(diǎn)為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定平衡點(diǎn)，當(dāng)0=。時(shí)同樣T＝0，但這兩點(diǎn)是不穩(wěn)定的平衡點(diǎn)。兩個(gè)不穩(wěn)定的平衡點(diǎn)之間即為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)域。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)穩(wěn)定區(qū)是指使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)從一種通電狀態(tài)切換成另一種通電狀態(tài)而不失步區(qū)域。 19．一臺(tái)反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，已知相數(shù)m=6，單拍運(yùn)行步距角為3,單雙拍運(yùn)行步距為1.5,求轉(zhuǎn)子齒數(shù). 解:或 則：（個(gè)齒） 20、一臺(tái)采用五相十拍通電的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，測(cè)得上動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為100r/min，己知轉(zhuǎn)子有24個(gè)齒，求（1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角（2）脈沖電源的頻率。 解：（1） （2）則f=400HZ 21、若一臺(tái)四相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其步距角為，試問(wèn)（1）表示什么？（2）轉(zhuǎn)子齒數(shù)為多少？（3）寫出四相八拍運(yùn)行方式的一個(gè)通電順序。（4）在A相繞組測(cè)得電源的頻率為400HZ時(shí)，其每分鐘轉(zhuǎn)速為多少？ 解：（1）表示這臺(tái)步進(jìn)電運(yùn)機(jī)單拍運(yùn)行時(shí)步距角為，單雙拍運(yùn)行時(shí)步距角為。 （2）(個(gè)齒) （3） （4） 22．步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源由哪幾部分組成？ 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源一般由脈沖信號(hào)發(fā)生電路、脈沖分配電路和功率放大電路等幾部分組成。脈沖信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號(hào)供給脈沖分配電路，脈沖分配電路完成步進(jìn)電機(jī)控制的各相脈沖信號(hào)，功率放大電路對(duì)脈沖分配回路輸出的控制信號(hào)進(jìn)行放大，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 脈沖分配器有多種形式，早期的有環(huán)型分配器，現(xiàn)在逐步被單片機(jī)所取代。功率放大電路有單電壓、雙電壓、斬波型、調(diào)頻調(diào)壓型和細(xì)分型等多種形式。近年來(lái)出現(xiàn)將控制信號(hào)形成和功率放大電路合為一體的集成控制電源。 23．影響步進(jìn)電機(jī)性能的因素有哪些？使用時(shí)如何改善步進(jìn)電機(jī)的頻率特性？ 步進(jìn)電機(jī)的主要性能指標(biāo)是頻率特性曲線，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩隨頻率的增大而減小。步進(jìn)電機(jī)的頻率特性曲線和許多因素有關(guān)，這些因素包括步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子直徑、轉(zhuǎn)子鐵心有效長(zhǎng)度、齒數(shù)、齒形、齒槽比、步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部的磁路、繞組的繞線方式、定轉(zhuǎn)子間的氣隙、控制線路的電壓等。其中有的因素是步進(jìn)電機(jī)在制造時(shí)已確定的，使用者是不能改變的，但有些因素使用者是可以改變的，如控制方式、繞組工作電壓、線路時(shí)間常數(shù)等。 控制方式對(duì)頻率特性的影響較大，使用時(shí)盡量采用單雙拍控制方式。 線路時(shí)間常數(shù)小，步進(jìn)電機(jī)的頻率特性好，同時(shí)時(shí)間常數(shù)小也可使起動(dòng)頻率增高。因此在實(shí)際使用時(shí)應(yīng)盡量減小時(shí)間常數(shù)。為了減少時(shí)間常數(shù)，可增大電阻RC為不使穩(wěn)態(tài)電流減少，在增大電阻的同時(shí)，可采用提高供電電壓的方法。在實(shí)際中，可根據(jù)客觀情況來(lái)考慮選擇恰當(dāng)?shù)耐獠侩娮鑂C，使步進(jìn)電機(jī)處于合適的工作狀態(tài)。通常在改變開(kāi)關(guān)電壓的同時(shí)改變外接電阻的值，即增大電阻的同時(shí)提高開(kāi)關(guān)電壓使步進(jìn)電機(jī)的頻率特性得到改善。 在使用步進(jìn)電機(jī)時(shí)應(yīng)使步進(jìn)電機(jī)工作于高頻穩(wěn)定區(qū)。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角和轉(zhuǎn)速的特點(diǎn)是不受電壓信號(hào)和負(fù)載變化的影響，僅與脈沖頻率有關(guān)，它每轉(zhuǎn)一圈都有固定的步數(shù)，在不丟步的情況下運(yùn)行，其步距角誤差不會(huì)長(zhǎng)期積累，如果停機(jī)后某些相繞組仍保持通電狀態(tài)，還有自鎖能力?？刂戚斎嗣}沖數(shù)量、頻率及電機(jī)各相繞組的接通順序，可以得到各種需要的運(yùn)行特性。 24．簡(jiǎn)述細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路的工作原理。 步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)是靠脈沖電壓完成的，對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖電壓，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一步，步進(jìn)電機(jī)的各相繞組電流輪流切換，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。如果每次進(jìn)行輸人脈沖切換時(shí)，不是將繞組電流全都通人或關(guān)斷，僅改變對(duì)應(yīng)繞組中額定電流的一部分，那么轉(zhuǎn)子相應(yīng)的每步轉(zhuǎn)動(dòng)也只是原步距角的一部分。通過(guò)控制繞組中電流數(shù)值即可控制轉(zhuǎn)子的步距角的大小。所謂細(xì)分電路，就是把步進(jìn)電機(jī)的步距角減小，把一步再細(xì)分成若干步如10步），這樣步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)近似地變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)。并能使它在任何位置停步。這種將一個(gè)步距角細(xì)分成若干步來(lái)完成的控制方式，稱為細(xì)分控制方式。 采用這種線路可以大大改善步進(jìn)電機(jī)的低頻特性，可使步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角變小，從而提高步進(jìn)電機(jī)的控制精度，能實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工的微量進(jìn)給。 步進(jìn)電機(jī)中對(duì)電流進(jìn)行細(xì)分，本質(zhì)是在繞組上對(duì)電流進(jìn)行疊加，使原來(lái)的矩形電流供電波形變?yōu)殡A梯電流波形供電，要求繞組中的電流以若干個(gè)等幅等寬的階梯上升到額定值，或以同樣的階梯從額定值下降到零。電流波形從0經(jīng)過(guò)10個(gè)等寬等高的階梯上升到額定值，下降時(shí)又經(jīng)過(guò)同樣的階梯從額定值下降至0。它與一般的由0值突跳至額定值，從額定值跳至0的通電方式相比，步距角縮小了1/10，因而使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平滑．雖然這種驅(qū)動(dòng)電源的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但有如下優(yōu)點(diǎn)：在不改變電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下，使步進(jìn)電機(jī)具有更小的步距角、更高的分辨率，使電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，可以減小或消除電機(jī)在低頻段運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)、噪音等現(xiàn)象。 第三章 直流調(diào)速系統(tǒng) 1、開(kāi)環(huán)系統(tǒng)額定靜態(tài)速降是由什么因素決定的？ 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降為，其中C。為電機(jī)所固有的常數(shù)，因此開(kāi)環(huán)系統(tǒng)額定靜態(tài)速降主要由電機(jī)的額定電流、電樞回路總電阻決定。 2．試概述閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。改變給定電壓是否能夠改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速？ 如果給定電壓不變，調(diào)整反饋電壓的分壓比能否改變轉(zhuǎn)速？為什么？如果測(cè)速機(jī)勵(lì)磁發(fā)生變化，系統(tǒng)有沒(méi)有克服這種擾動(dòng)的能力？ （1）閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：a當(dāng)給定電壓不變時(shí)，加入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋將使轉(zhuǎn)速大大降低，理想空載轉(zhuǎn)速。只是開(kāi)環(huán)，即。如果還要維持系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)速度基本不變，即,那么閉環(huán)時(shí)的。必須比開(kāi)環(huán)時(shí)相應(yīng)提高（）倍。 b．當(dāng)負(fù)載相同時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降將大大減速小，將大大減小，只是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)速降的。 c．如果電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速相同，對(duì)靜差率的要求相同，則閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的（）倍。 （2）給定電壓是系統(tǒng)的參考輸入量，改變給定電壓能夠改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 調(diào)整反饋電壓的分壓比，相當(dāng)于改變了反饋系數(shù)，能夠改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 （3）測(cè)速機(jī)勵(lì)磁發(fā)生變化引起的擾動(dòng)，不在反饋環(huán)所包圍的前向通道中，所以閉環(huán)系統(tǒng)沒(méi)有克服這種擾動(dòng)的能力？ 3．轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)能減小穩(wěn)態(tài)速降的原因是什么？ 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)能減小穩(wěn)態(tài)速降的原因是閉環(huán)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用。在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載電流增大時(shí)，電樞電流在電阻上的壓降也增大，轉(zhuǎn)速就要降下來(lái)。現(xiàn)在引人了轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，轉(zhuǎn)速稍有降落，反饋電壓人就感覺(jué)出來(lái)了。因給定電壓不變，因此加到觸發(fā)器上的控制電壓便自動(dòng)增加了，它可使晶閘管整流電壓增加，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速便相應(yīng)回升。由于電樞電壓的增量補(bǔ)償壓降，就使轉(zhuǎn)速基本維持不變。 4．有一 V一M調(diào)速系統(tǒng)，已知電動(dòng)機(jī)的電勢(shì)系數(shù) ，電樞回路總電阻，晶閘管整流裝置的放大倍數(shù)，要求調(diào)速范圍D＝20S＝10％， (1)計(jì)算開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降和調(diào)速要求所允許的靜態(tài)速降。（2）采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋組成單閉環(huán)系統(tǒng)，如果最大給定電壓為 30V，則轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)應(yīng)為多少？（3）計(jì)算所需的放大器的放大倍數(shù)。 解：（1） （轉(zhuǎn)/分） （2）a （3） 5．在帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中，如果穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值Uw發(fā)生變化，或電流反饋系數(shù)盧發(fā)生變化，各對(duì)系統(tǒng)的靜特性有什么影響？ 帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜特性為： 當(dāng)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值發(fā)生變化時(shí)相當(dāng)于給定電壓發(fā)生變化，影響理想系統(tǒng)的空載轉(zhuǎn)速。電流反饋系數(shù)月發(fā)生變化相當(dāng)于電樞回路總電阻發(fā)生變化，影響系統(tǒng)的靜態(tài)速降。所以當(dāng)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值發(fā)生變化或電流反饋系數(shù)月發(fā)生變化，將影響系統(tǒng)靜特性的斜率。 6．為什么積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無(wú)靜差的？積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓0時(shí)，輸出電壓是多少？決定于那些元素？系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)速降能否為零，為什么？ 在積分控制的調(diào)速系統(tǒng)中，控制作用不僅依靠偏差本身而且依靠偏差的累計(jì)。只要輸人偏差0，積分控制就使得 逐漸積累，因而轉(zhuǎn)速就要變化。只有到 AU≠0時(shí)，輸出電壓為一定值不再變化，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定下來(lái)，因而是無(wú)靜差的。 當(dāng)輸入偏差電壓AU＝ 0時(shí)，輸出電壓為一定值，它取決于偏差的大小、偏差為零的時(shí)刻、積分時(shí)間常數(shù)等。 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)速降不能為另，如果動(dòng)態(tài)速降也為零，那么系統(tǒng)的偏差電壓始終為零，則為零，控制作用就失去了，系統(tǒng)無(wú)法工作。 7．雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，速度調(diào)節(jié)器的輸人、輸出電壓各為多少？電流調(diào)節(jié)器的輸人、輸出電壓各為多少？ 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，如果轉(zhuǎn)速、電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器都采用PI調(diào)節(jié)器，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，它們的輸人電壓都為零。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出電壓為： 電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓為： 8．如果要改變雙閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速，可調(diào)節(jié)什么參數(shù)？改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)行不行？改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)行不行？如果要改變堵轉(zhuǎn)電流（系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)的最大電流）應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)？ 如果要改變轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)給定電壓或轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)不行，改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)行。如果要改變堵轉(zhuǎn)電流應(yīng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出限幅值Ug。或電流反饋系數(shù)。 9．雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在突加給定的起動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器為什么能迅速達(dá)到限幅值，其限幅值是如何整定的？ 電流調(diào)節(jié)器是否應(yīng)達(dá)到限幅值，其限幅值是如何整定的？答：雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在突加給定時(shí)，由于電機(jī)的機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速為零，使轉(zhuǎn)速反饋電壓禮為零，這時(shí)加在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸人端的偏差電壓很大，而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間常數(shù)較小，所以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出能迅速達(dá)到限幅值，其限幅值按所要限制的最大電流值來(lái)整定，。 電流調(diào)節(jié)器不應(yīng)達(dá)到限幅值，否則將失去調(diào)節(jié)作用，其限幅值應(yīng)大于最大的輸出控制電壓，。 10．雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)電壓及負(fù)載擾動(dòng)，其調(diào)節(jié)過(guò)程的特點(diǎn)是什么？ 對(duì)電網(wǎng)電壓的擾動(dòng)無(wú)需等到電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，只要電樞回路電流發(fā)生變化時(shí)，由電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)即可，有效減小了電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。負(fù)載擾動(dòng)要電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化后，由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)節(jié)。3－l開(kāi)環(huán)系統(tǒng)額定靜態(tài)速降是由什么因素決定的？ 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降為，其中C。為電機(jī)所固有的常數(shù)，因此開(kāi)環(huán)系統(tǒng)額定靜態(tài)速降主要由電機(jī)的額定電流、電樞回路總電阻決定。 11．不可逆脈寬調(diào)制電路中非受限式和受限式兩種方式比較各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 非受限式方式在產(chǎn)生反向電流時(shí)，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響會(huì)有多大？是否會(huì)影響電機(jī)正常使用？ 受限式電路中只使用一個(gè)晶體管，由電感釋放能量進(jìn)行續(xù)流，電流只能是單方向的，在負(fù)載電流小，開(kāi)關(guān)頻率不夠高時(shí)，容易產(chǎn)生電流斷續(xù)現(xiàn)象。非受限式電路中增加了一個(gè)晶體營(yíng)，在電流變?yōu)榱銜r(shí)由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生反向電流，這樣就保證了電流在任何情況下都能連續(xù)。 由于脈寬調(diào)制電路中開(kāi)關(guān)頻率較高，所以非受限式方式在產(chǎn)生反向電流時(shí)，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響不會(huì)很大，不影響電機(jī)正常使用。 12．試述單極性工作制和雙極性工作制的不同特點(diǎn)。 單極性脈寬調(diào)制電路是兩組不可逆脈寬調(diào)制電路的組合，一組輸出正電壓，另一組輸出負(fù)電壓，因此也有受限式和非受限式兩種方式。單極性電路在一周期內(nèi)的輸出電壓波形始終是單一極性，最多有兩個(gè)晶體管同時(shí)工作。雙極性脈寬調(diào)制電路在一周期內(nèi)的輸出電壓波形為正負(fù)雙極性，四個(gè)晶體管分兩組輪流工作。 13．晶體管直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)與晶閘管電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)相比有什么優(yōu)點(diǎn)？ 晶體管直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)與晶閘管電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)相比有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）晶體管脈寬調(diào)制電路的開(kāi)關(guān)頻率一般在幾千赫茲，而三相晶閘管全控橋的開(kāi)關(guān)頻率有300赫茲，前者的開(kāi)關(guān)頻率差不多比后者高一個(gè)數(shù)量級(jí)。這樣晶體管直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的頻帶要比晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)寬許多，因此系統(tǒng)的響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)抗負(fù)載擾動(dòng)的能力強(qiáng)。 （2）由于開(kāi)關(guān)頻率高，晶體管脈寬調(diào)制電路僅靠電樞中電感的濾波作用就可以獲得脈動(dòng)很小的直流電流，電流容易連續(xù)，同時(shí)電機(jī)的損耗和發(fā)熱較小。 （3）對(duì)交流電網(wǎng)的影響小，沒(méi)有晶閘管可控整流電路換相時(shí)對(duì)電網(wǎng)的“污染”，而且其功率因數(shù)高，效率高。 （4）主電路需用的可控功率元件少，線路簡(jiǎn)單。例如組成可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的H型電路只需四個(gè)大功率晶體管，而在可逆晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的兩組反并聯(lián)三相全控橋中則需要十二個(gè)晶閘管。此外，晶體管的控制也比晶閘管容易。這樣，就使得晶體管直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的線路比晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的線路簡(jiǎn)單。 第四章 交流調(diào)速系統(tǒng) 1．為什么改變異步電動(dòng)機(jī)定子供電頻率，可以調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速？ 由可知，當(dāng)極對(duì)數(shù)不變時(shí)，同步轉(zhuǎn)速和電源頻率成正比。而異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，所以連續(xù)地改變供電電源頻率，就可以平滑地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 2．異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，如果只從調(diào)速角度出發(fā)，僅改變?nèi)耸欠窨尚?？為什么？在?shí)際應(yīng)用中，同時(shí)還要調(diào)節(jié)，否則會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？ 由電機(jī)學(xué)可知，異步電動(dòng)機(jī)有如下關(guān)系式： 式中，定于繞組匝數(shù)，定于繞組系數(shù)為常數(shù)。在電源頻率一定時(shí)，定于繞組感應(yīng)電壓勢(shì)與與產(chǎn)生它的氣隙合成磁通電成正比。忽略定子阻抗壓降時(shí)，定子電壓U；與E；近似相等。由式（4-1）看出，若不變，成反成反比。如果人下降，則入增加，使磁路過(guò)飽和，勵(lì)磁電流迅速上升，鐵損增加，電動(dòng)機(jī)效率降低，也使功率因數(shù)減小。如果上升，則減小，電磁轉(zhuǎn)矩減小，電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力下降?？梢?jiàn)調(diào)速時(shí)為維持恒磁通不變，在調(diào)節(jié)人的同時(shí)還要協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)，才可以使異步電動(dòng)機(jī)具有較好的性能。 3、異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，常用的控制方式有哪幾種？它們的基本思想是什么？這幾種控制方式得到的機(jī)械特性如何？ 常用的控制方式有三種： （1）保持=常數(shù)的控制方式 一般生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載多為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，希望在調(diào)速過(guò)程中保持最大轉(zhuǎn)矩幾。不變，即電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力不變。由電機(jī)學(xué)可知，最大轉(zhuǎn)矩為 若忽略定子電阻rl，并考慮到,則所以在從額定頻率（稱為基頻）向下調(diào)節(jié)時(shí)，協(xié)調(diào)控制，使的比值保持不變，即可保證在調(diào)速過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩不變。稱為壓頻比恒定的控制方式。 在頻率較高時(shí)，定子電阻馬相對(duì)于短路電抗x。來(lái)說(shuō)，可以忽略（因?yàn)椋?，在調(diào)節(jié)同時(shí)，調(diào)節(jié)，并保持常數(shù)，即可使不變。但是在頻率較低時(shí)，相對(duì)來(lái)說(shuō)，不可忽略。此時(shí)既使仍保持壓頻比恒定，由也要減小，從而使最大轉(zhuǎn)矩減小。電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，過(guò)載能力隨轉(zhuǎn)速的降低而降低。因此這種控制方式的變頻調(diào)速只適用于風(fēng)機(jī)類負(fù)載，或是能輕載起動(dòng)，而又要求調(diào)速范圍較小的場(chǎng)合。 （2）保持=常數(shù)的控制方式 對(duì)于要求調(diào)速范圍大的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，希望在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)，保持最大轉(zhuǎn)矩不變，即不變，可以采用=的控制方式，也稱為恒磁通控制方式。 由于異步電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不好測(cè)量和控制，所以在實(shí)際應(yīng)用中，是采取補(bǔ)償?shù)霓k法。隨著的降低，適當(dāng)提高，以補(bǔ)償上的壓降，等效地滿足=常數(shù)，以達(dá)到維持最大轉(zhuǎn)矩不變的目的?？紤]到低頻空載時(shí)，由于電阻壓降減小，應(yīng)減少補(bǔ)償量，否則將使電動(dòng)機(jī)磁通增大，導(dǎo)致磁路過(guò)飽和而帶來(lái)的問(wèn)題，具體如何做需根據(jù)生產(chǎn)工藝要求而定。 （3）恒功率控制方式 電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速以上運(yùn)行時(shí)，定子頻率將大于額定頻率，如按以上控制方式，定子電壓則要相應(yīng)地高于額定電壓，這是不允許的。因此在基頻以上應(yīng)采取恒功率控制方式。這與直流電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速以上，采用恒壓弱磁調(diào)速相似。此時(shí)，由于定子電壓限制在允許范圍內(nèi)，而頻率升高，致使氣隙磁通減小，轉(zhuǎn)矩減小，但因?yàn)檗D(zhuǎn)速上升了，所以屬恒功率性質(zhì)。 只要滿足=常數(shù)的條件，即可恒功率調(diào)速。實(shí)際在基頻上以上調(diào)速時(shí)，是保持為額定值不變，而只升高頻率，所以為近似恒功率調(diào)速。一般在基頻以下采用=常數(shù)或=數(shù)的控制方式；基頻以上采用恒功率控制方式。 （4）機(jī)械特性 由知，改變電源頻率人，就有不同的，從而得到不同的機(jī)械特性。再得知最大轉(zhuǎn)矩的變化規(guī)律和機(jī)械特性運(yùn)行段的斜率，即可大致畫出變頻調(diào)速的機(jī)械特性。 （a）最大轉(zhuǎn)矩當(dāng)從基頻向下調(diào)，而數(shù)值較高時(shí)，可忽略，按壓頻比恒定的控制方式調(diào)速，最大轉(zhuǎn)矩基本保持不變。當(dāng)人數(shù)值較低時(shí)，不可忽略，由式（4－2）可見(jiàn)，最大轉(zhuǎn)矩將減小。這是因?yàn)樵谏袭a(chǎn)生的壓降使得定子電動(dòng)勢(shì)進(jìn)一步降低，氣隙磁通減小，所以，既使保持=常數(shù)，也不能保持不變，致使最大轉(zhuǎn)矩減小。下降越多，的影響越大，減小越多。為了提高低速時(shí)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，必須適當(dāng)?shù)靥岣?，采?常數(shù)的控制方式。當(dāng)從基頻向上調(diào)時(shí)，保持額定值不變，增加，減小，隨之減小。 （b）運(yùn)行段的斜率由電機(jī)學(xué)知，臨界轉(zhuǎn)差率為：在較高時(shí)忽略并用代人式中，得又因?yàn)檗D(zhuǎn)速則對(duì)應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)=常數(shù)可見(jiàn)與頻率無(wú)關(guān)。因此，無(wú)論在基頻以下還是基頻以上調(diào)速時(shí)，機(jī)械特性都是平行上下移動(dòng)的。到頻率很低時(shí)，不可以忽略，減小，機(jī)械特性更硬些，根據(jù)以上分析，可以定性畫出機(jī)械特性。 4．請(qǐng)畫出交一直一交變頻器和交一交變頻器的示意圖，并指出各自的特點(diǎn)。 交一交變頻系統(tǒng)的示意圖。 如果使左右兩組晶閘管輪流向交流電動(dòng)機(jī)供電，交流電動(dòng)機(jī)的定子上即可得到交流電壓，兩組晶閘管切換得快，則電壓頻率高，反之則頻率低。這就是交＞交變頻器的工作原理。交一變變頻器的主要優(yōu)點(diǎn)是只進(jìn)行一次能量變換，所以效率較高，而且晶閘管靠電源電壓自然換流，不需要設(shè)置強(qiáng)迫換流裝置。其缺點(diǎn)是所用開(kāi)關(guān)元件多。另外，這種變頻器輸出電壓的頻率調(diào)節(jié)范圍在電源頻率的1/3以下，最高不超過(guò)1/2，因而限制了它的應(yīng)用場(chǎng)合。一般是用于低速、大功率的調(diào)速系統(tǒng)中。 交一直一交變頻器向異步電動(dòng)機(jī)供電的主回路原理圖。圖中，UR表示整流器；UI表示逆變器。CVCF表示恒壓恒頻電源；VVVF表示變壓變頻電源。圖a的中間環(huán)節(jié)是大電容器濾波，使直流側(cè)電壓zzz U。接近恒定，變頻器的輸出電壓隨之恒定，相當(dāng)于理想的電壓源，稱為交玉紅交電壓型變頻器。由于采用大電容濾波，直流側(cè)電壓恒定，輸出電壓為矩形波，輸出電流由矩形波電壓和電動(dòng)機(jī)正弦波電動(dòng)勢(shì)之差產(chǎn)生，所以其波形接近正弦波。又因?yàn)槟孀兤鞯闹绷鱾?cè)電壓極性固定，不能實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)，若需要回饋制動(dòng)時(shí)，必須在整流側(cè)反并聯(lián)一組晶閘管，供逆變時(shí)用。這時(shí)逆變器通過(guò)反饋二極管工作在整流狀態(tài)；附加的一組晶閘管工作在逆變狀態(tài)，向電網(wǎng)回饋電能。 圖b的中間環(huán)節(jié)是電感很大的電抗器濾波，電源阻抗大，直流環(huán)節(jié)中的電流可近似恒定，逆變器輸出電流隨之恒定，相當(dāng)于理想的電流源，稱為交—直一交電流型變頻器。它的逆變器輸出電流波形為矩形波，輸出電壓波形由電動(dòng)機(jī)正弦波電動(dòng)勢(shì)決定，所以近似為正弦波。這種變頻器可以實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)，回饋制動(dòng)時(shí)，主回路電流方向不變，而電壓極性改變，整流器工作于逆變狀態(tài)，逆變器工作在整流狀態(tài)，從而使主回路在不增加任何元件的條件下，電動(dòng)機(jī)就能自動(dòng)地從電動(dòng)狀態(tài)進(jìn)人回饋制動(dòng)狀態(tài)。這是這種變頻器的突出優(yōu)點(diǎn)。 5電壓型變頻器和電流型變頻器的主要區(qū)別在哪？它們各有什么特點(diǎn)？． 電壓型變頻器和電流型變頻器的主要區(qū)別在于對(duì)無(wú)功能量的處理方法不同，致使形成各自不同的技術(shù)特點(diǎn)，如下表所示。 變頻器類型 電 壓 型 電 流 型 直流回路慮波環(huán)節(jié) 電容器 電抗器 輸出電流波形 接近正弦 矩形波 輸出電壓波形 矩形波 接近正弦 回饋制動(dòng) 需在電源側(cè)附加反并聯(lián)逆變器 方便，不需附加設(shè)備 過(guò)濾及短路保護(hù) 困難 容易 動(dòng)態(tài)特性 較慢，采用PWM方式則快 較快 對(duì)開(kāi)關(guān)元件要求 關(guān)斷時(shí)間短，而壓可較低 耐壓同 6．180導(dǎo)通型逆變器和120導(dǎo)通型逆變器各有什么特點(diǎn)？ (1)180導(dǎo)通型逆變器 在逆變器中晶閘管的導(dǎo)通順序是從，每個(gè)觸發(fā)脈沖相隔60每個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通時(shí)間為180電角度。在逆變器中，任何瞬間都有三只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通。晶閘管之間的換流是在同一橋臂上的上、下兩個(gè)晶閘管間進(jìn)行的。 相電壓波形為階梯波。線電壓為矩形波，各相之間互差120，三相是對(duì)的。 （2）120導(dǎo)通型逆變器 逆變器中晶閘管的導(dǎo)通順序仍是從VT1到VT6，各觸發(fā)脈沖相隔60電角度，只是每個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通時(shí)間為120電角度，因此任何瞬間有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，它們的換流在相鄰橋臂間進(jìn)行。這樣，同一橋臂上兩個(gè)晶閘管的導(dǎo)通有60間隔，不易造成短路，比180導(dǎo)通型逆變器換流安全。 相電壓是幅值為U/2的矩形波；線電壓是幅值為U的梯形波。 兩種導(dǎo)通方式對(duì)比可知；120導(dǎo)通型和180導(dǎo)通型逆變器中，開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通順序和觸發(fā)脈沖間隔都是一樣的，之所以有不同的導(dǎo)通時(shí)間，完全是因?yàn)閾Q相的機(jī)理不同所致。前者是在相鄰橋臂間進(jìn)行，后者是在一個(gè)橋臂的上、下元件間進(jìn)行。由于導(dǎo)通時(shí)間不同，前者的電壓有效值低于后者。 7．交一直一交電壓型變頻調(diào)速系統(tǒng)，要求逆變器輸出線電壓基波有效值為380V，對(duì)180導(dǎo)通型和120導(dǎo)通型逆變器，其直流側(cè)電壓Ud分別為多少伏？ 180導(dǎo)通型逆變器中UAB＝0.8l7U，線電壓基波有效值為380V時(shí)U＝465V 120導(dǎo)通型逆變器中UAB＝0.707U，線電壓基波有效值為380V時(shí)U＝537V 8．在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，函數(shù)發(fā)生器、壓頻變換器、環(huán)形分配器、脈沖輸出級(jí)、絕對(duì)值運(yùn)算器、給定積分器等各單元的作用如何？ (1)函數(shù)發(fā)生器 在控制系統(tǒng)中設(shè)置函數(shù)發(fā)生器，是為了協(xié)調(diào)電壓與頻率的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)各種控制方式。對(duì)于要求端電壓與頻率比值不變的控制方式，采用比例調(diào)節(jié)器即可。若考慮到電阻壓降的影響，而用=常數(shù)的控制方式時(shí)，可采用加人補(bǔ)償環(huán)節(jié)的函數(shù)發(fā)生器。（2）壓頻變換器 壓頻變換器是把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)頻率的脈沖信號(hào)。系統(tǒng)對(duì)壓頻變換器的要求是：在頻率控制范圍內(nèi)，有良好的線性度；有較好的頻率穩(wěn)定性；能方便地通過(guò)調(diào)節(jié)電路的某些參數(shù)來(lái)改變頻率范圍。另外，更重要的是，當(dāng)逆變器輸出的最高頻率為時(shí)，要求它輸出的最高頻率為。（3）環(huán)形分配器 環(huán)形分配器的作用是將壓頻變換器輸出的時(shí)鐘脈沖6個(gè)一組依次分配給逆變器的6個(gè)開(kāi)關(guān)元件，簡(jiǎn)稱六分頻。而環(huán)形分配器就是個(gè)六分頻環(huán)形計(jì)數(shù)器。（4）脈沖輸出級(jí) 脈沖輸出級(jí)是將來(lái)自環(huán)形分配器的信號(hào)功率，放大到足以可靠觸發(fā)逆變器元件的程度。由于脈沖較寬，工作頻率較低，為了保持較陡的脈沖前沿和平坦的脈沖波頂，一般采用調(diào)制式，既使在逆變器頻率很低的情況下，仍可保證脈沖具有平坦的波頂。同時(shí)還可以減小脈沖輸出變壓器的體積。 （5）絕對(duì)值運(yùn)算器 絕對(duì)值運(yùn)算器是將正、負(fù)極性的輸人信號(hào)變?yōu)閱我粯O性的輸出信號(hào)，但大小一般不變。 在系統(tǒng)中，電流反饋和電壓反饋都是反映反饋量的大小而不反映它的極性，而給定信號(hào)在正、反轉(zhuǎn)時(shí)，有正、負(fù)極性變化。為使兩個(gè)信號(hào)在正、反轉(zhuǎn)時(shí)均為相減的關(guān)系，而必須設(shè)置絕對(duì)值運(yùn)算器。壓頻變換器需要極性不變的輸人信號(hào)，所以也取自絕對(duì)值運(yùn)＜算器的輸出端。（6）給定積分器 對(duì)于轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)的交流調(diào)速系統(tǒng)，起動(dòng)時(shí)，如果逆變器輸出電壓與頻率變化太快時(shí)，將會(huì)使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率＞加大。加大到＞后，電磁轉(zhuǎn)矩反而減小，使起動(dòng)時(shí)間增加，甚至使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)。在圖4-22中，以加速為例，起動(dòng)時(shí)，如果使逆變器的頻率從突增至人，對(duì)應(yīng)電壓也相應(yīng)協(xié)調(diào)上升，在改變頻率瞬間，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩將從TA變?yōu)門B，而TB＜TA，從而使電動(dòng)機(jī)加速度下降，甚至如果小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)不但不能加速，反而減速，最終堵轉(zhuǎn)。如果使逆變器輸出頻率從變到，則在改變頻率瞬間，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩從＞,由于＞，電動(dòng)機(jī)的加速度增大。從此看出，在實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小和系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小等實(shí)際情況，確定最佳加減速時(shí)間。主要是調(diào)節(jié)給定積分器的時(shí)間常數(shù)。 當(dāng)由給定電位器給出一個(gè)電壓值時(shí)（對(duì)應(yīng)一個(gè)輸出頻率），經(jīng)函數(shù)發(fā)生器補(bǔ)償，輸出一個(gè)與給定頻率對(duì)應(yīng)的電壓給定值。由于通過(guò)函數(shù)發(fā)生器實(shí)行=常數(shù)的控制方式，所以能保證磁通恒定。電壓給定值經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器和電壓閉環(huán)，使主回路得到與給定電壓大小相符的電壓。同時(shí)，頻率給定信號(hào)經(jīng)壓頻變換器得到6倍于給定頻率的脈沖信號(hào)，再經(jīng)過(guò)環(huán)形分配器分配給脈沖輸出級(jí)，最后送給逆變器的晶閘管發(fā)出對(duì)應(yīng)頻率觸發(fā)脈沖。使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速上。 9．在轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)中，為什么要設(shè)置瞬態(tài)校正環(huán)節(jié)？ 設(shè)置瞬態(tài)校正環(huán)節(jié)是為了在瞬態(tài)（動(dòng)態(tài)）過(guò)程中，使系統(tǒng)仍基本保持某種控制規(guī)律，在此系統(tǒng)中是為保持=常數(shù)。由于電壓控制回路為閉環(huán)，而頻率控制回路為開(kāi)環(huán)，在有負(fù)載擾動(dòng)、電網(wǎng)電壓波動(dòng)等因素時(shí)，容易使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。例如，在負(fù)載擾動(dòng)下，電流內(nèi)環(huán)響應(yīng)較快，引起電壓波動(dòng)，由電壓閉環(huán)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。但是，只要給定電壓不變，頻率就始終不變。雖然在負(fù)載擾動(dòng)下，輸出電壓將反復(fù)變化，而輸出頻率并不隨著電壓變化，使得在動(dòng)態(tài)時(shí)不能保持=常數(shù)，磁場(chǎng)將產(chǎn)生過(guò)勵(lì)和欠勵(lì)不斷交替的情況，使得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，以至電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生波動(dòng)，造成系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。為了避免上述情況的產(chǎn)生，而加人瞬態(tài)校正調(diào)節(jié)器，進(jìn)行瞬態(tài)的補(bǔ)償調(diào)節(jié)。 瞬態(tài)校正器采用微分校正電路，以獲得超前校正作用。它的輸人信號(hào)有兩種取法：一是取電流調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)；二是取電壓調(diào)節(jié)器輸人的電壓給定與電壓反饋的差值。這兩種方法均可得到近似的補(bǔ)償。系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，該環(huán)節(jié)就不起作用了。 10．轉(zhuǎn)差頻率控制方式的基本思想是什么？試分析轉(zhuǎn)差頻率控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)和回饋制動(dòng)過(guò)程。 直流雙閉環(huán)系統(tǒng)具有優(yōu)良的靜動(dòng)態(tài)性能，是因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩容易控制，只要調(diào)節(jié)電樞電流，就可以控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。也就是說(shuō)，控制系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)矩的控制能力，可以決定系統(tǒng)靜動(dòng)態(tài)性能的好壞。 異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T可表示為： 即電磁轉(zhuǎn)矩與氣隙磁通、轉(zhuǎn)子電流及轉(zhuǎn)子回路的功率因數(shù)有關(guān)，而這些量都不是獨(dú)立變量，又難于直接檢測(cè)與控制，這也就是異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩難于控制的原因。因此，如果不解決異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制問(wèn)題，既使采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)，動(dòng)態(tài)特性仍無(wú)法改善。 轉(zhuǎn)差頻率控制就是一種解決異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制問(wèn)題的方法。采用這種方法，可以大大改善異步電動(dòng)機(jī)的靜動(dòng)態(tài)性能。 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)差角頻率（或轉(zhuǎn)差頻率）成正比。因此，在磁通恒定的條件下，控制轉(zhuǎn)差角頻率也（或），也就控制了轉(zhuǎn)矩，這就是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本思想。 （l）起動(dòng)過(guò)程（理想空載情況）在給定一個(gè)轉(zhuǎn)速給定信號(hào)瞬間，由于電動(dòng)機(jī)的機(jī)械慣性，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為零，，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸人偏差信號(hào)很大，其輸出迅速達(dá)到限幅值。使轉(zhuǎn)差角頻率，此時(shí)系統(tǒng)具有最大轉(zhuǎn)矩。一方面，經(jīng)函數(shù)發(fā)生器給出對(duì)應(yīng)外。的定子電流人的給定值，維持電動(dòng)機(jī)的磁通=常數(shù)；另一方面，壓頻變換器的輸人端，從絕對(duì)值運(yùn)算器的輸出端得到給定信號(hào)，轉(zhuǎn)換成6的脈沖列，經(jīng)環(huán)形分配器輸出后，產(chǎn)生此時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，其旋轉(zhuǎn)角頻率上升，但只要，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器就一直飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)。ASR的輸出始終為限幅值，即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩始終為最大值。而且通過(guò)電流環(huán)，使電動(dòng)子電流入始終跟隨給定值，確保轉(zhuǎn)速過(guò)渡過(guò)程中電恒定，于是電動(dòng)機(jī)在恒最大轉(zhuǎn)矩下加速。同時(shí)隨著的上升，也不斷上升，對(duì)應(yīng)壓頻變換器輸出的頻率增高，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速加快，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升，但是因?yàn)槭冀K為最大值，所以，電動(dòng)機(jī)沿著的特性曲線起動(dòng)，轉(zhuǎn)速上升很快。當(dāng)上升到且略有超調(diào)時(shí)，ASR退飽和，從下降到，對(duì)應(yīng)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)速環(huán)的調(diào)節(jié)，使電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行于= （2）回饋制動(dòng) __如果給定信號(hào)突然減小到零，由于轉(zhuǎn)速不能突變，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸人變號(hào)，使其反向積分，一直到負(fù)限幅值一，電動(dòng)機(jī)有一，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的角頻率從隊(duì)變?yōu)椋捎冢?，＜電?dòng)機(jī)運(yùn)行于回饋制動(dòng)狀態(tài)，而且只要＞0＝，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出就一直為負(fù)限幅值，電動(dòng)機(jī)就在一作用下很快減速，直至后，ASR退飽和，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)速