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1、第三章 变频调速异步电动机的控制方式判断题1、由交流电动机感应电动势公式可知，电动机的磁通反比于电动势,正比于频率。X2、电动机的电磁转矩正比于气隙磁通和转子的有功电流。V3、一般来说，可以再起动电流大致为4 倍额定电流的情况下，利用变频调节获得重载下的良好起动性能。X若定子供电频率变化而电压保持不变，即在恒电压下进行变 频调节，则气隙磁通和最大转矩随着频率的上升而下降。V4、电机调速时若维持Eg/fs不变，则电磁转矩完全由转子的转差频率fsl决定，而与定子频率 fs 无关。V5、Eg/fs为常数时，定子电流只决定于转差频率，而与定子频率fs有关。X6、在恒Us/fs下运行时，若在高频范围内使
2、fsl固定，则Is的大小近于不变。V7、在恒 Us/fs 控制时，低频用适当提高端电压的方法可以改善电机的转矩特性，但是会在负载时会有过大电流。X8、在恒 Us/fs 控制时，低频区应注意便面在低速轻载下运行。V9、恒 Er/ws 控制时的稳态性能最好，可以获得和直流他励电动机变压调速时一样的线性机械特性。V10、恒功率调节时，电压和频率调节可以有两种不同的方式，第一种为Us不变，转差率s=fsl/fs为常数；第二种为fsl不变，Us/fs为常数。X11、恒功率控制中，保持 Us 不变、 fsl/fs 等于常数的调节方式下工作选取时要保证有最小允许的过载能力，而在低速时，转矩的裕度越大。V12
3、、电机牵引运行可分为 3 个运行调节区：起动加速区、恒功率输出区、惰行区。 X13、谐波对电动机稳态性能所带来的影响主要体现在磁路中的谐波磁动势和电路中的谐波电流上。V14、适当增加电动机漏感抗,可以将电动机的谐波电流限制在给定的极限范围之内。V选择题1. 临界转差率 sm 为（A）A. fm/fsB. fr/fsC. fsl/fsD. fs/fm2. 恒磁通运行时，最大转矩的大小与转子电阻,而仅反比于转子的漏电感。(C)A. 成正比B. 成反比C. 无关D. 有关3. 在恒Eg/fs调节时，电动机在不同的频率fs下起最大转矩的数彳 (B)A. 变大B. 不变C. 变小D. 不确定4. 在恒
4、Us/fs 下运行时，电动机在低频时为保持系统一定需要(A)A. 增高电压B. 降低电压C. 增高电流D. 降低电流5. 在恒Us/fs下运行时，低频范围内电动机的转矩明显降低,是由于(B)A. 这种调节方式能保持气隙磁通不变B. 这种调节方式不能保持气隙磁通不变C. 这种调节方式下气隙磁通感应电动势不变D. 这种调节方式下气隙磁通感应电动势变化6. 恒转子全磁通控制时，其机械特性曲线族是一株随着频率fs而平行下移的直线。( C)A. 成正比B. 成反比C. 降低D. 升高7. 恒功率控制中，频率调节大于基准频率时，电压提高到一定数值后将(D)A. 变大，或者不再反比于 fs 上升B. 变小，
5、或者不再正比于fs上升C. 维持不变，或者不再反比于fs上升D. 维持不变，或者不再正比于fs上升8. 恒功率控制中，保持Us不变、fsl/fs=常数的调节方式下，定子频率越高，相应的临界转差率 fm(A)A. 越大B. 越小C. 不变D. 以上都不对9. 恒功率控制中，保持fsl不变、U 2 /fs=常数的调节方式下，最大转矩与fs (B)sA. 成正比B. 成反比C. 无关D. 以上都不对10. 在恒转矩运行区中,随着电机转速的上升，电压Us提高，电动机的输出功率 (C)A. 不变B. 减小C. 增大D. 以上都不对11. 在自然特性区，电动机端电压和转差频率均维持不变，电动机的最大转矩与
6、逆变器频率的平方(D)A. 成正比增加B. 成正比减少C. 成反比增加D. 成反比减少12. 电动机的谐波磁动势可分为两类，即(A)A. 时间谐波磁动势和空间谐波磁动势B. 时间谐波磁动势和标量谐波磁动势C. 标量谐波磁动势和空间谐波磁动势D. 矢量谐波磁动势和标量谐波磁动势13. 一般情况下，空间谐波磁动势产生的谐波电流对系统影响 （B）A. 较大B. 较小C. 于电压有关D. 与电流有关14. 基波电流取决于负载大小，即轻载时电动机谐波电流相对含量较满载时（A）A. 大得多B. 小得多C. 无变化D. 以上都不对15. 异步电动机在非正弦电源下运行时，除去基波成分之外，还有若干不同的电流及
7、磁通谐波。（C）A. 振幅和周期B. 相位和频率C. 振幅和频率D. 相位和周期问答题1. 试分析采用恒电压/频率比控制方式时会带来什么问题。答：低频时，恒电压频率比控制方式受定子电阻压降的影响较大而不能保持气隙磁 通不变，其最大力矩和起动力矩都急剧下降，限制了传动系统的带负载能力。2. 分析比较两种恒功率方式的优缺点。答：保持Us不变、fsl/fs=常数的调节方式下，临界转差频率随定子频率fs变化。 定子频率越高，相应的临界转差率fm越大。Us为常数，电压较高时忽略Rs的影 响，则最大转矩可表示为T - p 吕，可见，最大转矩近似地反比于f 2。m 8n 2 f2（L +L ）ss ls l
8、r为了保证电动机在全部调速范围内能够稳定运行，工作选取时在最高转速（或频率）时，保证有最小允许的过载能力，而在转速越低时，转矩的裕度越大，电动机的设计尺寸实际上被低速状态所决定，故有较大的数值。就电动机本省的功率利用来说，显然是不充分的。保持fsl不变、U 2/fs=常数的调节方式时，最大转矩将与fs成反比，在这种情s况下，电动机的工作点可以选择在最低速度时有最小允许的过载能力。这样在高速时有适度的转矩裕量，使其在整个调速范围内稳定运行并比较充分的利用 电动机 的功率，电动机的设计尺寸较小。3. 简述电动机的时间谐波磁动势和空间谐波磁动势的定义。答：时间谐波磁动势是指在非正弦电源的作用下，电动
9、机绕组中的谐波电流所产生 的磁动势。空间谐波磁动势是指电动机在有限的齿槽数目下，即使通入三相绕组的 电流为纯正的正弦波，其气隙磁动势在空间的分布亦并非正弦，而是有限数目的阶 梯状， 其中除去基波外，还包含一系列的谐波成分，通常称之为空间谐波磁动势。4. 谐波转矩有哪两种，各自成因是什么？答：非正弦电源下，由于电动机的气隙中存在时间谐波磁动势，从而产生附加的谐波。而根据产生的具体原因和性质的不同，谐波转矩又可以分为两种，及稳定谐波 转矩和振动谐波转矩。稳定谐波转矩是由同次数的气隙谐波磁通和谐波转子电流的相互作用而发出 的。振动谐波转矩是由不同次数的谐波磁通和谐波转子电流的相互作用产生的。 计算题
10、1. 已知某三相 异步变频 器牵引电动机 的额定参 数为 ：U =600V ， f =50Hz ，ssNX = X = 40， R = R = 2Q， X = 1000， s = 0.02， f = 150Hz。恒力矩lsN lsNsN rNmNNs max起动，恒功率运行，整个控制过程保持转差频率f = f =常数。求供电频率为75Hzsl slN时电动机等值电路的相关参数。解：由于X R，故等值电路中忽略R，则等值电路中m m mf 75定子漏电抗Xl二= 50 x 4 = 60l f l N 50Nf 75转子的每相漏电抗Xl =丁X二X 4 = 60lr f lrN 50sNf 75励
11、磁支路的电抗X =X = X100 = 1500m f mN 50sN定子电阻R = R = 20，转子电阻R = R = 20s sNr rN2. 已知某机车牵引传动系统采用异步电动机为牵引电机，采用变频调速控制方式运行。列车运行速度额定速度为v = 100km / h，v = 200km / h，v= 250km / h，Nmax1max 2额定过载能力k = 2.5，T为额定牵引力对应的额定转矩，P为额定功率；当列mNNN车运行速度Vk Vv时，采用恒定牵引力起动；当 V V时采用恒功率运行,K max 2设V V V时采用恒电压控制，V V V 时采用恒转差频率控制，求:N K max
12、1max1 Kmax 2（1）V v V 时用 T、U、I、P 表示 T、T、U、I、P 的值。N K max1NsNs NNms s（2）v v V 时用 T、U、I、P 表示 T、T、U、I、P 的值。max1Kmax 2NsNsNN解:（1）恒电压控制时 U =U , I =I ,P ssNss NmP,Nss因为T - v2= T - v2 ,所以T =m1max1mN Nm1V2T5=k= TmN 48 NTNmN V 2max1V 又T -v = T -v，所以T = T n-T=v1 max1 N N1 N V2（2）恒转差频率控制时Tm2,V6T15 Tmaximim1 V728 Nmaximax17N1Vmax1U 2szVmax 2二，所以UVs 2max1v426UsNs 2max2 si所以I2 Is 27 sN
