电力拖动自动控制系统-运动控制系统习题解答第6、7章.doc

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1、第6章习题解答6-1一台三相笼型异步电动机铭牌数据为：额定电压，额定转速，额定频率，定子绕组Y联接。由实验测得定子电阻，定子漏感，定子绕组产生气隙主磁通的等效电感，转子电阻，转子漏感，转子参数已折合到定子侧，忽略铁心损耗。（1）．画出异步电动机T型等效电路和简化等效电路；（2）．额定运行时的转差率，定子额定电流和额定电磁转矩；（3）．定子电压和频率均为额定值时，理想空载时的励磁电流；（4）．定子电压和频率均为额定值时，临界转差率和临界转矩，画出异步电动机的机械特性。解：（1）．异步电动机T型等效电路和简化等效电路（2）．额定运行时的转

2、差率根据简化等效电路，定子额定电流额定电磁转矩，其中，，（3）．定子电压和频率均为额定值时，理想空载时的励磁电流（4）．定子电压和频率均为额定值时，临界转差率和临界转矩异步电动机的机械特性6-2异步电动机参数如6-1题所示，画出调压调速在和时的机械特性，计算临界转差率和临界转矩，分析气隙磁通的变化，在额定电流下的电磁转矩，分析在恒转矩负载和风机类负载两种情况下，调压调速的稳定运行范围。解：调压调速在和时的机械特性临界转差率时，临界转矩气隙磁通时，临界转矩气隙磁通带恒转矩负载工作时，稳定工作范围为，带风机类负载运行，调速范围。6-3异步

3、电动机参数如6-1题所示，若定子每相绕组匝数，定子基波绕组系数，定子电压和频率均为额定值。求：（1）．忽略定子漏阻抗，每极气隙磁通量和气隙磁通在定子每相中异步电动势的有效值；（2）．考虑定子漏阻抗，在理想空载和额定负载时的和；（3）．比较上述三种情况下，和的差异，并说明原因。解：（1）．忽略定子漏阻抗，（2）．考虑定子漏阻抗，在理想空载时同（1）额定负载时，根据简化等效电路，定子额定电流；（3）．忽略定子漏阻抗时，不考虑定子漏阻抗压降，理想空载时，定子漏阻抗压降等于零，两者相同。考虑定子漏阻抗时，定子漏阻抗压降使得和减小。6-4接上题

4、，（1）．计算在理想空载和额定负载时的定子磁通和定子每相绕组感应电动势；（2）．转子磁通和转子绕组中的感应电动势（折合到定子边）；（3）．分析与比较在额定负载时，、和的差异，、和的差异，并说明原因。解：（1）．定子磁通和定子每相绕组感应电动势理想空载时，，忽略励磁电流（下同），，额定负载时，根据简化等效电路，定子额定电流；理想空载和额定负载时的（2）．转子磁通和转子绕组中的感应电动势（折合到定子边）；理想空载时，，，额定负载时，根据简化等效电路，定子额定电流；（3）．额定负载时，，，离电机输入端远的反电势小。6-5按基频以下和基频以上

5、，分析电压频率协调的控制方式，画出（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）画出电压频率特性曲线。解：（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）电压频率特性曲线6-6异步电动机参数同6-1题，逆变器输出频率等于额定频率时，输出电压等于额定电压。考虑低频补偿，当频率，输出电压。（1）求出基频以下，电压频率

6、特性曲线的表达式，并画出特性曲线；（2）当时，比较补偿与不补偿的机械特性曲线，两种情况下的临界转矩。解：（1）基频以下，电压频率特性曲线（2）补偿与不补偿的机械特性曲线，两种情况下的临界转矩当时，补偿后电压临界转矩不补偿临界转矩6-7异步电动机基频下调速时，气隙磁通、定子磁通和转子磁通受负载的变换而变化，要保持恒定需采用电流补偿控制。写出保持三种磁通恒定的电流补偿控制的相量表达式，若仅采用幅值补偿是否可行，比较两者的差异。解：（1）．定子磁通恒定的电流补偿控制的相量表达式（2）．气隙磁通恒定的电流补偿控制的相量表达式（3）．转子磁通恒

7、定的电流补偿控制的相量表达式精确的补偿应该是幅值补偿和相位补偿，考虑实现方便的原因，也可仅采用幅值补偿。6-8两电平PWM逆变器主回路，采用双极性调制时，用“1”表示上桥臂开通，“0”表示上桥臂关断，共有几种开关状态，写出其开关函数。根据开关状态写出其电压空间矢量表达式，画出空间电压矢量图。解：两电平PWM逆变器主回路：采用双极性调制时，忽略死区时间影响，用“1”表示上桥臂开通，“0”表示下桥臂开通，逆变器输出端电压：，以直流电源中点为参考点00001001100100110011011110空间电压矢量图：6-9当三相电压分别为、、

8、，如何定义三相定子电压空间矢量、、和合成矢量，写出他们的表达式。解：A,B,C为定子三相绕组的轴线，定义三相电压空间矢量：合成矢量：6-10忽略定子电阻的影响，讨论定子电压空间矢量与定子磁链的关系，当三相电压、、为正弦对