变频器技术与应用第4章思考与练习解答

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1、第4章思考与练习解答1.什么是t///控制？变频器在变频时为什么还要变压？答：控制是使变频器的输出在改变频率的同时也改变电压，通常是使U/7为常数,变频器在变频时还要变压是为了使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的转矩、效率、功率因数不下降。2•说明恒U//控制的原理？答：Ex为每相定子绕组的反电动势，它是定子绕组切割旋转磁场而产生的，其有效值计算如下：E、=4・4铭匕"禺诃由于4.44RniM均为常数，所以定子绕组的反电势E、可用下式表示：E在额定频率时即吋，可以忽略△（/,可得到：U｝〜E因此进而得到：U心E严仇①乂此时若

2、3没有变化，则&也可认为基本不变。如果这时从额定频率A向下调节频率,必将使©q增加，即fi1to由于额定工作吋电动机的磁通已接近饱和，OM增加将会使电动机的铁心出现深度饱和，这将使励磁电流急剧升高，导致定子电流和定子铁心损耗急剧增加，使电动机工作不正常。可见，在变频调速时单纯调节频率是行不通的。为了达到下调频率时，磁通不变，可以让E」二常数f有3〜E],即可写为：色=常数fi因此，在额定频率以下，即调频时，同时下调加在定子绕组上的电压，即恒U//控制。3.U/于控制曲线分为哪些种类，分别适合何种类型负载？答：〃//控制曲线的种类：1）基本V/

3、/控制曲线，用于低起动转矩负载；2）转矩补偿的U//曲线，适用于低速时需要较大转矩的负载；3）负补偿的U//曲线，主要适用于风机、泵类的平方率负载；4）（///比分段的补偿线，这种补偿线主要适合负载转矩与转速大致成比例的负载。4•什么是转矩补偿？答：转矩提升是指通过提高比来补偿去下调时引起的％下降。即通过提高以（血＞紀使得转矩提升5.什么是转差率控制？说明其控制原理。答：转差频率控制就是检测出电动机的转速，构成速度闭坏，速度调节器的输出为转差频率，然后以电机速度对应的频率与转差频率之和作为变频器的给定输出频率。6.转差频率控制和U//控制相比，

4、有什么优点？答：由于通过控制转差频率来控制转矩和电流，与"//控制相比其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。另外，它有速度调节器，利用速度反馈进行速度闭环控制，速度的静态误差小，适用于自动控制系统。7.矢量控制的理念是什么？矢量控制经过哪几种变换？答：矢量控制是通过控制变频器输出电流的大小、频率及相位，用以维持电动机内部的磁通为设定值，产生所需的转矩。变频器的控制器输出直流电流，「和斥，其屮是励磁电流分量，定是转矩电流分量。它们都是由变频器的给定信号分解而成的住表示变频中的控制信号）。经过直/交变换，将i「和F变换成两相交流信号Q和心水，再经

5、2/3变换得到三相交流控制信号F去控制三相逆变器。8•直接转矩控制的原理是什么？答：直接转矩控制是直接在定子坐标系下分析交流电动机的模型，控制电动机的磁链和转矩。和矢量控制不同，直接转矩控制不采用解耦的方式，从而在算法上不存在旋转坐标变换，简单地通过检测电机定子电压和电流，借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，实现磁链和转矩的直接控制。9•变频器控制有几种方式？分别说明其优缺点。表1.变频器三种控制方式的特性比较U/F控制SF控制VC控制加减速特性加减速时的控制冇限度，在第四象限运转时在零速度附近有空载时间，过电

6、流抑制能力小加减速时的控制冇限度，在笫四象限运转时在零速度附近有空载时间，过电流抑制能力中加减速时的控制无限度，可以在第四象限连续运转，过电流抑制能力大速范围1:101:201:100以上度控制响应5—10rad/s3O-lOOrad/s控制精度根据负载条件转差频率发生与速度检出精度、控制运算精度冇关模拟：故大值的0.5%数字:最大值的0.05%转矩控制原理上不可能除车辆调速等外，一般不适用适用可以控制静止转矩控制特性基木上不需耍根据电动机的特性差异而进行调整需要根据电动机特性给定转差频率按电动机不同的特性需要给定磁场电流、转矩电流、转差频率等

7、多个控制量控制构成最简单较简单稍复杂