几种调速方法的基本原理,方法与特点。
感应电动机的转速表达式:,可见,要改变n,可改变极对数p,供电电源频率f1,转差率s。

一、变极调速
改变定子极对数,可改变同步转速,从而调节转速。
1调速原理:
对笼型感应电动机,改变定子绕组连接法,以改变定子的极对数,而其转子极对数能自动地跟随定子极对数改变,从而实现调速的目的;而对绕线式的感应电动机,改变定子绕组的同时必须改变转子绕组。
从图可知,改变连接法,可使极对数成倍地变化,同步转速也成倍地变化,这种调速为有级调速。
2变极调速的方法:
由一个星形连接改变成两个并联的星形连接:
由一个三角形连接改变成并联的两个星形连接。绕组连接改变后,应将V、W两相的出线端交换,以保证调速前后电机的转向不变。
3变极调速的特点:
容许输出功率或转矩在变化前后的关系。电动机输出功率: ,假定在不同极对数下,效率和功率因数保持不变,则有:,若忽略定子损耗,电磁功率与(输入)相等,转矩 .
定子绕组由一个星形连接改变成两个并联的星形连接时:近似为恒转矩调速。极对数减小一倍,n0增加一倍,为使调速时的电动机得到充分利用,在调速前、后,绕组电流均为额定电流,调速前后的转矩之比为: .
定子绕组由一个三角形连接改变成并联的两个星形连接时:极对数减小一倍,n0增加一倍,调速前后功率之比为:近似为恒功率调速变极调速电动机一般称为多速感应电动机。
改变定子极对数,也可在定子上装两套独立绕组,各自对应不同的极对数。
二、变频调速
改变供电电源频率,可得到很大的调速范围,有很好的平滑性和足够硬的机械特性。变频调速时,为了使励磁电流和功率因数基本保持不变,希望磁通也保持不变。
当φ>φN时,励磁电流增加,功率因数降低。
当φ<φN时,电动机的容许输出转矩下降,其功率不能充分利用而造成浪费。
由定子电路的电动势方程可见,忽略定子漏阻抗时,有: ,可见,为使f变化时,磁通不变,则必须使 为定值。
1恒转矩调速方式:
电机最大转矩: ,其中:
,且当f1较高时, ,而略去r1,上式可变为: ,再引入过载倍数, 有: ,若频率变为f1’,定子相电压、额定转矩等相应地加“’”,则频率变化前后额定转矩之比为: , 为了使频率变化前后电动机有相同的过载能力,即有过载倍数不变,这样,上式可变为: ,即定子电压应按此规律调节。由于是恒转矩调速,有:
可见,对恒转矩调速方式,如能保持频压比为常数,即可保证调速过程中电动机的过载能力不变,且同时满足磁通基本不变的要求。
2恒功率调速:
应用此式: ,由于是恒功率调速,有 代入上式有: , 即定子电压应按此规律调节。这样,在调速过程中电动机的过载能力也能保持不变,但磁通发生了变化。若按 规律调节,调速过程中磁通将不变化,但电机的过载能力将变化。
调速过程中,频率较高时,临界转差与频率成反比,频率较低时,最大转矩值将大大下降。为了保证在低频率时,电机有足够大的最大转矩,应使频压比值随频率降低而增加。变频调速具有优越的性能,调速范围大,平滑性较高,变频时Ux按不同规律变化可实现不同的调速方式,以满足不同负载要求。低速时特性的静差率较高,是感应机最有发展前途的一种调速方式。缺点是必须有专用的变频电源,在恒转矩调速时,低速时的过载能力很低,可能不能带负载。
什么叫电动机静差率
晶闸管—电动机系统中,抑制电流脉动可采取的措施是:增加整流电路相数、采用多重化技术、设置平波电抗器
2、位置随动系统一般由五个部分组成,这五个部分分别是:位置传感器、电压比较放大器。电力电子变换器、伺服电机和减速器与负载。
4、双闭环调速系统中引入转速微分负反馈的作用是抑制转速超调
5、转速、电流双闭环直流调速系统的起动过程有 饱和非线性控制、转速超调、准时间最优控三个特点。
6、直流调速系统常用的可控直流电源有旋转变流机组(G-M系统)、静止可控整流器(V-M系统)、直流斩波器或脉宽调制变换器。
7、双闭环直流调速系统中,电流调节器主要对电网电压波动产生的扰动起到抵抗作用。
8、调速系统转速控制的要求主要集中在三个方面,具体为速、稳速、加减速
1、转速、电流双闭环直流调速系统的起动过程可分为哪几个阶段?其起动过程有什么特点?
①电流上升阶段、恒流升速阶段、转速调节阶段②饱和非线性控制、转速超调、准时间最优控制。
2、两组晶闸管反并联的可逆V-M系统中,什么叫做环流?静态环流可分为哪几类?分别采用何种方法来抑制?
①不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流称为环流;②直流平均环流和瞬时脉动环流两种;③直流平均环流可通过α=β配合控制抑制;④瞬时脉动环流可通过串接环流电抗器抑制。
6、双极式控制的桥式可逆PWM变换器的优点?
①电流一定连续;②可使电动机在四象限中运行;③电机停止时有微振电流,能消除静摩擦死区;④低速平稳性好,调速范围可达1:20000左右;⑤低速时,每个晶体管的驱动脉冲仍较宽,有利于保证晶体管可靠导通。
转速闭环调速系统能够减小稳态速降的实质是什么?

①自动调节作用;②随负载变化改变电枢电压以补偿回路电阻压降的变化。
8、转速、电流双闭环调速系统中,电流调节器的作用?
①作为内环的调节器,在外环转速的调节过程中,它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压(即外环调节器的输出量)变化。②对电网电压的波动起及时抗扰的作用。③在转速动态过程中,保证获得电机允许的最大电流,从而加快动态过程。④当电机过载甚至堵转时,限制电枢电流的最大值,起快速的自动保护作用。一旦故障消失,系统立即自动恢复正常。
9、位置随动系统和调速系统的区别?
①位置随动系统要求输出跟随给定变化,强调快速跟随性能;②调速系统保证稳定和抵抗扰动,强调抗扰性。
10、试比较开环系统机械特性和闭环系统机械特性的静特性、
①闭环系统静特性比开环系统机械特性硬得多。②如果比较同一no的开环和闭环系统,则闭环系统的静差率要小得多。③当要求的静差率一定时,闭环系统可以大大提高调速范围。④闭环调速系统要增加运算放大器。
12、在转速电流双闭环调速系统的设计过程中,为什么通常将内环设计成典型I型系统,而将外环设计成典型II型系统?
电流调节器整定成I
型系统,主要是考虑
I
型系统的超调量小,跟随性能好,在一定的条件下其抗扰性能是可以容许的。转速调节器整定成
II
型系统,主要是考虑抗扰性能
13、试比较串联校正中常用的三种方法的优缺点
①PD,超前校正,提高稳定裕度,快速性好,稳态精度差;②PI,滞后校正,保证稳态精度,限制快速性;③PID,滞后-超前校正,集中PI和PD优点,但实现与调试复杂。
16、转速、电流双闭环调速系统中,转速调节器的作用?
①转速调节器是调速系统的主导调节器,它使转速n很快地跟随给定电压变化,稳态时可减小转速误差,如果采用PI调节器,则可实现无静差。②对负载变化起抗扰作用。③其输出限幅值决定电机允许的最大电流
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电动机静差率指负载电流补偿单元切除、原动机转速及功率因数在规定范围内变化,发电机负载从额定变化到零时端电压的变化率。
实质上等同于发电机负载变化时的励磁系统控制精度。
当电压静差率为05%时温度变化引起电压测量的偏差要求小于05%;当电压静差率为0时温度变化引起电压测量偏差要求小于1%。
应当说:温度引起电压测量偏差小于05%的要求实现有点难度,留给电压变化范围的测量偏差可能要小于01%。
隐藏要合理选择调节器的调节特性、电压测量环节温度特性、规定环境条件下电压变化范围内的许可测量偏差。
扩展资料:
电动机静差率测试:
E92 机组甩负荷试验时置无功电流补偿为零,保持给定值不变(UREF1不变,即励磁电压给定值不变),甩额定负荷,测量甩负荷前发电机机端电压U1,和甩负荷后发电机机端电压U0,按照下述公式计算:
e=(U0-U1)/UN
UN:为发电机额定电压。
U1:额定负载下发电机电压。
U0:相同给定下发电机空载电压。
参考资料来源:-静差率
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