4-1 晶闸管-电动机系统需要快速回馈制动时，为什么必须采用可逆线路？
答：当电动机需要回馈制动时，由于反电动势的极性未变，要回馈电能必须产生反向电流， 而反向电流是不可能通过VF 流通的，这时，可以通过控制电路切换到反组晶闸管装置VR， 并使它工作在逆变状态，产生逆变电压，电机输出电能实现回馈制动。
4-2 试画出采用单组晶闸管装置供电的V-M 系统在整流和逆变状态下的机械特性，并分析这 种机械特性适合于何种性质的负载。 解；机械特性图如下： n 提升 放下 TeId - n 4
答：待逆变 正组 在第四象限。 反组逆变电 在第二象限。 4
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。 解：控制电路采用典型的转速、电流双闭环系统，其中： 转速调节器ASR 控制转速，设置双向输出限幅电
电流调节器ACR 控制电流，设置双向输出限幅电路，以限制最小控制角 αmin 与 逆变角 βmin 。 正组晶闸管VF，
反组晶闸管VR，由GTR 控制触发，反转时，VR 整流；正转时，VR 逆变。 课后答案网 www.khdaw.com
-5 试分析图4-13 所示逻辑选触无环流可逆系统的工作原理，说明正向制动时各处电压极 选触无环流可逆系统的原理框图如下 择程序来完成，实际系统都是逻辑选触
系统。此外，触发装置可采用由定时器进行移相控制的数字触发器，或采用集成触发电路。 4-6 分析位置随动系统和调速系统在哪些方面是不同的。 定量一经设定，即保持恒值，
第5 章 闭环控制的异步电动机变压调速系统
——一种转差功率消耗型调速系统
5-1 异步电动机从定子传入转子的电磁功率 中，有一部分是与转差成正比的转差功率 4
性及能量关系。 解：图4-13 逻辑
图中：SAF，SAR 分别是正、反组电子模拟开关。 采用数字控制时，电子开关的任务可以用条件选 试
答：位置随动系统与调速系统的主要区别在于，调速系统的给
系统的主要作用是保证稳定和抵抗扰动；而位置随动系统的给定量是随机变化的，要求输出 量准确跟随给定量的变化，系统在保证稳定的基础上，更突出需要快速响应。位置随动系统 的反馈是位置环，调速系统的反馈是速度环。 mP sP ，
根据对 sP 处理方式的不同，可把交流调速系统分成哪几类？并举例说明。
答：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 在转子回路中， 降电
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
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 。 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
压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速属于这一类。在三类异步电机调速系统中， 这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的 降低的（恒转矩负载时）。可是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价 值。 转差
流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，绕线电机串级调速或双馈电机调速 属于这一类。无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成 有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要增加一些设备。 课后答案网 www.khdaw.com
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5-2 有一台三相四极异步电动机，其额定容量为5.5kW，频率为50Hz，在某一情况下运行， 3 简述交流变压调速系统的优缺点和适用场合。 谓软起动器？交流异步电动机采用软起动器有什么好处？ 直到转速升高后电流自 动，用以实现软停车。
第6章 笼型异步电动机变压变频调速系统（VVVF）
——转差功率不变型调速系统 6-1
当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁
功率基本不变，因此效率更高，变极对数调速、变压变频调速属于此类。其中变极对数 调速是有级的，应用场合有限。只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调 速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下， 设备成本最高。
自定子方面输入的功率为6.32kW，定子铜损耗为341W，转子铜损耗为237.5W，铁心损耗为 167.5W，机械损耗为45W，附加损耗为29W，试绘出该电动机的功率流程图，注明各项功率
或损耗的值，并计算在这一运行情况下该电动机的效率、转差率和转速。 5- 答： 5-4 何
答；带电流闭环的电子控制软起动器可以限制起动电流并保持恒值，
动衰减下来，起动时间也短于一级降压起动。主电路采用晶闸管交流调压器，用连续地改变 其输出电压来保证恒流起动，稳定运行时可用接触器给晶闸管旁路，以免晶闸管不必要地长 期工作。视起动时所带负载的大小，起动电流可在 (0.5~4)I SN 之间调整，以获得最佳的起动 效果，但无论如何调整都不宜于满载起动。负载略重或静摩擦转矩较大时，可在起动时突加 短时的脉冲电流，以缩短起动时间。 软起动的功能同样也可以用于制 简述恒压频比控制方式。
答：绕组中的感应电动势是难以直接控制的， 阻抗压降，而认为定子相电压 Us ≈ Eg，则得 1SU f =常值
这是恒压频比的控制方式。但是，在低频时 Us 和 Eg 都较小，定子阻抗压降所占的份量就 2 简述异步电动机在下面四种不同的电压—频率协调控制时的机械特性并进行比较； （ 特性；
答： 转矩近似与s 成正比，机
—频率协调控制时异步电动机的机械特性：恒压频比控制的变频机械特性 基本
比较显著，不再能忽略。这时，需要人为地把电压 Us 抬高一些，以便近似地补偿定子压降。 6-
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 （3） 基频以上恒压变频控制时异步电动机的机械特性； （4） 恒流正弦波供电时异步电动机的机械特性；
恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性：当s 很小时，
械特性是一段直线，s 接近于1 时转矩近似与s 成反比，这时，Te = f（s）是对称于原点 的一段双曲线。 基频以下电压
上是平行下移，硬度也较好，当转矩增大到最大值以后，转速再降低，特性就折回来了。 课后答案网 www.khdaw.com
而且频率越低时最大转矩值越小，能够满足一般的调速要求，但低速带载能力有些差强人意， 须对定子压降实行补偿。恒Eg /ω1 控制是通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准，可以 在稳态时达到Φrm = Constant，从而改善了低速性能，但机械特性还是非线性的，产生转 矩的能力仍受到限制。恒 Er /ω1 控制可以得到和直流他励电机一样的线性机械特性，按 照转子全磁通 Φrm 恒定进行控制，而且，在动态中也尽可能保持 Φrm 恒定是矢量控制系 统的目标，
基频以上恒压变频控制时异步电动机的机械特性：当角频率提高时，同步转速随之提高， 最大 处形
3 如何区别交—直—交变压变频器是电压源变频器还是电流源变频器？它们在性能上有 直流环节直流电源性质的不同，
。它的直流电压波形比较平直，理想情况下 是一
波形比较平直，相当于一个 恒流 如下：
（ 载是异步电机，属感性负载。在中间 直流
型变压变频调速系统有一 个显
于交-直-交电流源型变压变频调速系统的直流电压可以迅速改变， 所以 输出的电流 波形
电压源型逆变器属恒压源，电压控制响应慢，不易波动，所以适于做多
台电6-4 器输出电压是方波，输出电流是近似正弦波；电流源变频器输出电流是方 的应该是正弦波电流，因为在交流电机绕组中只有通入三
转矩减小，机械特性上移，而形状基本不变。基频以上变频调速属于弱磁恒功率调速。 恒流正弦波供电时异步电动机的机械特性：恒流机械特性的线性段比较平，而最大转矩 状很尖。恒流机械特性的最大转矩值与频率无关，恒流变频时最大转矩不变，但改变定 子电流时，最大转矩与电流的平方成正比。 6- 什么差异？ 答：根据中间
直流环节采用大电容滤波是电压源型逆变器
个内阻为零的恒压源，输出交流电压是矩形波或梯形波。 直流环节采用大电感滤波是电流源型逆变器。它的直流电流 源，输出交流电流是矩形波或梯形波。 在性能上却带来了明显的差异，主要表现 1）无功能量的缓冲 在调速系统中，逆变器的负
环节与负载电机之间，除了有功功率的传送外，还存在无功功率的交换。滤波器除滤波 外还起着对无功功率的缓冲作用，使它不致影响到交流电网。因此，两类逆变器的区别还表 现在采用什么储能元件（电容器或电感器）来缓冲无功能量。 （2）能量的回馈 用电流源型逆变器给异步电机供电的电流源
著特征，就是容易实现能量的回馈，从而便于四象限运行，适用于需要回馈制动和经常 正、反转的生产机械。 （3）动态响应 正由
动态响应比较快，而电压源型变压变频调速系统的动态响应就慢得多。 （4）输出波形 电压源型逆变器输出的电压波形为方波，电流源型逆变器 为方波。 （5）应用场合
机同步运行时的供电电源，或单台电机调速但不要求快速起制动和快速减速的场合。采 用电流源型逆变器的系统则相反，不适用于多电机传动，但可以满足快速起制动和可逆运行