《现代交流调速系统》复习答疑指导
第一章、概述
（1）交流调速系统的分类；常用的调速方法有哪些？
常见的交流调速方法有： ①降电压调速 ②转差离合器调速 ③转子串电阻调速
④绕线转子电动机串级调速和双馈电动机调速 ⑤变极对数调速 ⑥变压变频调速等
（2）按电动机的能量转换不同，可以将交流调速系统分成哪几大类，常用的调速方法，又分别属于哪类？
从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统效率高低的标志。从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类 ： 1）转差功率消耗型调速系统：这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，上述的第①、②、③三种调速方法都属于这一类；
2）转差功率馈送型调速系统: 在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，上述第④种调速方法属于这一类;
3）转差功率不变型调速系统: 在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高，上述的第⑤、⑥两种调速方法属于此类。
（3）同步电机的调速方法有几种？从频率控制方式看，它可分为哪几类？
同步电机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电机调速系统只能是转差功率不变型（恒等于0）;在同步电机的变压变频调速方法中，从频率控制的方式来看，可分为他控变频调速和自控变频调速两类。
第二章、异步电动机变压调速系统
（1）掌握异步电动机调压调速的工作原理、人为调节定子电压时的机械特性、电磁转矩与定子电压之间关系。
根据异步电动机的机械特性方程式
3pUR/sTe?'?1[(R1?R2/s)??12(Ll1?L'l2)2]1
212'2（2）分析交流调压调速更适合风机泵类负载
当转差率S一定时，电磁转矩与定子电压的平方成正比，这说明不同的定子电压，可以得到不同的人为机械特性，如图
答：带恒转矩负载时，调速范围有限。而对于风机泵类负载属于平方转矩负载，调速范围较宽；转差功率的损耗系数小。
（3）画出异步电动机晶闸管交流调压调速三相“Y型”接法的主电路，并分析其工作原理，晶闸管调压有哪几种控制方式。
s
sm B C A D 风机泵类负载特性 0.5U1norm 0.7U1norm F U1norm 1 0 TL
TMax Te
ia VT1 a Ua0 VTR ua VTb VTR 0
uVTc VTR 负uc 2
晶闸管调压有哪几种控制方式：1）相位控制 2）整周波控制（开关控制）
第三章 笼型异步电机变压变频调速系统
本章是整个现代交流调速系统课程的重点部分，主要分为变压变频控制技术发展状况概述；变压变频调速的基本控制方式；异步电动机电压－频率协调控制时的机械特性；电力电子变压变频器的主要类型；变压变频调速系统中的脉宽调制（PWM）技术几个部分展开：
（1）掌握变频调速系统工作的基本原理；充分理解和把握基频（额定频率）以下和基频以上两种情况下调频与调压协调控制特性；掌握恒压频比控制的基本原理和低频补偿的本质。
（2）学会绘制恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性并定性分析其特点。在采用恒压频比控制条件下改变定子角频率?1时，机械特性基本上是平行下移，要求能够在同一坐标下定性绘制不同工作频率时的特性曲线以及定子电压补偿后的特性曲线。掌握恒磁通控制（恒Eg/?1控制）的机械特性，掌握恒Er/?1 控制的机械特性;能够正确对基频以下三种电压－频率协调控制方式进行特性比较。
3
s
0 a c b 恒 Er/?1 控制 恒 Eg/?1 控制 恒 Us /?1 控制 1 0 Te
图不同电压－频率协调控制方式时的机械特性
在基频以上进一步提高角频率，同步转速随之提高，由于定子电压不同升高，机械特性上移，而形状基本不变，但最大转矩减小，应注意轻载使用。 （3）电力电子变压变频器从整体结构上看，可分为交-直-交和交-交两大类，其控制方式根据变压与变频是否同时进行可分为脉冲幅值调制(PAM)和脉冲宽度调制。
掌握PWM变压变频器与SCR相幅控制变频器相比具有的一系列优点；
答：1) 在主电路整流和逆变两个单元中，只有逆变单元可控，通过它同时调节电压和频率，结构简单。采用全控型的功率开关器件，只通过驱动电压脉冲进行控制，电路也简单，效率高。
2）输出电压波形虽是一系列的PWM波，但由于采用了恰当的PWM控制技术，正弦基波的比重较大，影响电机运行的低次谐波受到很大的抑制，因而转矩脉动小，提高了系统的调速范围和稳态性能。 3）逆变器同时实现调压和调频，动态响应不受中间直流环节滤波器参数的影响，系统的动态性能也得以提高。
4）采用不可控的二极管整流器，电源侧功率因素较高，且不受逆变输出电压大小的影响。
掌握串联二极管式三相逆变器的主电路结构及其工作原理，掌握各个部件的作用。
PT1C1RfVT ~ VT16T3C3T5D'1~D'6UdD1D3C5D5+C0+1ABCD4D6C2D23~oRfNC4T4图 6. 交-直-交串联二极管式变频器的主要功能结构图T6C6T2
4
根据逆变器主电路直流滤波环节的不同，可分为电压源和电流源型两类在掌握它们在性能上的差异。在三相桥式逆变器中，有180°导通型和120°导通型两种换流方式。
（4）掌握PWM调制原理，搞懂什么是载波，什么是调制波，什么是正弦波脉宽调制；掌握规则采样法的工作原理。根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式分为异步调制和同步调制，掌握它们各自的优点、缺点，而分段同步调制综合了二者的优点。掌握消除指定次数谐波PWM控制技术、电流滞环跟踪PWM控制技术的工作原理。
（5）掌握磁链跟踪控制、空间矢量的定义，搞清电压空间矢量的相互关系、电压与磁链空间矢量的关系、磁场轨迹与电压空间矢量运动轨迹的关系；
电压空间矢量控制SVPWM：把逆变器和交流电动机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，其效果应该更好。这种控制方法称作“磁链跟踪控制”。磁链的轨迹是交替使用不同的电压空间矢量得到的：
合成空间矢量：由三相定子电压空间矢量相加合成的空间矢量us是一个旋转的空间矢量，它的幅值不变，是每相电压值的3/2倍。
如果，图中的逆变器采用180°导通型，功率开关器件共有8种工作状态（见附表），其中--6 种有效开关状态对应的开关状态为010；001，011；100；101；110；和---2 种无效空间电压矢量（因为逆变器这时并没有输出电压）：对应的开关状态为：000；111；
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