“电力拖动控制系统”习题解答
? Ud P Te ?UN Te ? Ud P nN O nmax n 变电压调速弱磁调速图3-20 变压与弱磁配合控制特性
11. 采用两组晶闸管装置反并联供电的V-M系统，试分析在四象限运行中，两组整流器的工作在整流和逆变状态的输出电压极性、电流和功率流向，以及电动机的运行状态及其机械特性。 答：
VF VR ~ M~ 两组晶闸管反并联V-M可逆系统的结构 反向制动V-M系统的工作状态电枢端电压极性电枢电流极性电机旋转方向电机运行状态晶闸管工作的组别和状态机械特性所在象限正向运行正向制动反向运行+++电动正组整流+－－－－电动反组整流－+－回馈发电正组逆变+回馈发电反组逆变一二三四
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“电力拖动控制系统”习题解答
12．试分析逻辑控制无环流可逆系统正向和反向起动和制动的过程。画出各参变量的动态波形，并说明在每个阶段中ASR和ACR各起什么作用，VF和VR各处于什么状态。
答：逻辑控制无环流可逆系统的正向动态过程可分为三个主要阶段： 1）起动阶段。如果可逆调速系统采用转速、电流双闭环控制方法，其起动过程与不可逆调速系统的起动过程相同（图3-18），ASR饱和，由ACR起主要作用，在允许最大电流限制下使转速基本上按线性变化的“准时间最优控制”，动态过程的响应曲线如图3-30中的阶段Ⅰ所示。
2）正向运行阶段。ASR退饱和后，进行转速无差调节，系统进入稳态，其响应曲线如图3-30的阶段Ⅱ。
3）正向制动阶段，在这一阶段首先通过VF的逆变使电流下降过零，并封锁脉冲使其关闭；然后开通VR，使其建立电流并达到最大电流?Idm，此时电动机进入制动阶段，通过反接制动和回馈制动使转速迅速下降。如果是停车，则电动机停止运行，其动态过程如图3-30的阶段Ⅲ。
如果还需反向运行，则电动机在转速过零后，继续反向起动，其过程与正向起动相同，响应曲线如图3-30的阶段Ⅳ。由于两组晶闸管在切换过程中需要延时，以保证可靠换流，这就造成了电流换向死区，如图3-30所示。
TA * +Un + ? Un ASR U*Ui i 1 ACR Ucf GTF VF Ui0 DLC U*i U*i +Ui 2 Ucr ACR Ublf -- M Ld Ublr -1 AR GTR TG VR 图3-27 逻辑控制无环流可逆调速系统原理框图
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n I II III IV V VI n* t -n* O Id 电流换向死 区Idm IdL O t1 t2 t3 t4 t5 t6 -IdL -Idm t
图3-30 无环流可逆调速系统的动态过程
第4章 交流传动控制系统
1. 何谓交流异步电动机的动态等效电路和稳态等效电路？两者之间有何不同？
答：异步电动机在任意旋转d-q坐标系上的动态等效电路如图4-1所示。动态等效电路仅仅忽略了空间谐波，并没有忽略时间谐波，因此动态等效电路中的电压、电流及磁链可以是任意波形。
异步电动机的稳态等效电路如图4-2所示。异步电动机稳态等效电路也有与动态等效电路类似的假定条件，除此之外，稳态等效电路还忽略了时间谐波。
Rs isd usd ?dqs?sq Lls Ll r ?dqr?rq Rr ird p?sd Lm p?rd urd Rs isq usq ?dqs?sd Lls Ll r ?dqr?rd Rr irq p?sq Lm p?rq urq 图4-1 异步电动机在任意旋转速度的dq坐标系上的动态等效电路
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“电力拖动控制系统”习题解答
R s I?s Lls Lm I?m Llr Rr/s ? UsI?r ?/s Ur?s 图4-2 异步电动机的稳态等效电路
2. 异步电动机的变压调速需要何种交流电源？有哪些交流调压方法？ 答：异步电动机的变压调速需要三相交流电源。过去改变交流电压的方法多用自耦变压器或带直流励磁绕组的饱和电抗器，自从电力电子技术兴起以后，这些笨重的电磁装置就被晶闸管交流调压器取代了。
图4-3给出了一个采用双向晶闸管组成交流调压器（TVC）的变压调速系统，其主电路分别用三个双向晶闸管串接在三相电路中。其调压方式一般采用相位控制模式，由调压控制信号Uc通过脉冲触发电路GT控制TVC的输出交流电压变化。此外，如果TVC的主电路由可关断的开关器件构成，可采用斩控方式来调节输出交流电压。
~ TVC Uc GT M 3~ 图4-3 利用晶闸管交流调压器变压调速
3. 异步电动机的变压调速开环控制系统和闭环控制系统性能有何不同？ 答：普通异步电动机变压调速时，调速范围很窄，采用高转子电阻的力矩电动机虽然可以增大调速范围，但其机械特性又变软，因而当负载变化时转速波动很大。由此说明，开环控制很难解决这些问题，为了提高调速精度需要采用闭环控制。
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