交流調(diào)速系統(tǒng)復(fù)習(xí)題

1、交流調(diào)速系統(tǒng)一 判斷題1交交變頻器的輸出頻率低于輸入頻率。（ ）2普通VVVF變頻器可以直接突加轉(zhuǎn)速給定起動。（ ）3轉(zhuǎn)差頻率控制的轉(zhuǎn)速閉環(huán)異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)實際動靜態(tài)性能達到直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的水平。（ ）4 SVPWM控制方法的直流電壓利用率比一般SPWM提高了15%。（ ）5串級調(diào)速系統(tǒng)的容量隨著調(diào)速范圍的增大而下降。（ ）6交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)屬于轉(zhuǎn)差功率回饋型交流調(diào)速系統(tǒng)。（ ）7普通串級調(diào)速系統(tǒng)是一類高功率因數(shù)低效率的僅具有限調(diào)速范圍的轉(zhuǎn)子變頻調(diào)速系統(tǒng)。（ ）8串級調(diào)速系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電氣制動。（ ）9交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)屬于轉(zhuǎn)差功率不變型交流調(diào)速系統(tǒng)。（ ）10計算轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型更適

2、合于中、高速范圍，而電流模型能適應(yīng)低速。11SVPWM以圓形旋轉(zhuǎn)磁場為控制目標，而SPWM以正弦電壓為控制目標。（ ）12 轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)沒有轉(zhuǎn)子磁鏈閉環(huán)。（ ）13 異步電動機VVVF調(diào)速系統(tǒng)中速度給定信號可以是階躍信號。（ ）14氣隙磁鏈是定子、轉(zhuǎn)子通過氣隙相互交鏈的那部分磁鏈。（ ）15 在串級調(diào)速系統(tǒng)故障時，可短接轉(zhuǎn)子在額定轉(zhuǎn)速下運行，可靠高。（ ）16 永磁同步電機可以用VVVF變頻器構(gòu)成調(diào)速系統(tǒng)。8永磁同步電動機自控變頻調(diào)速中，需增設(shè)位置檢測裝置保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與供電頻率同步。（）10同步電動機只需改變定子頻率就可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，不必采用VVVF控制。（）12SVPWM輸出電壓比SPW

3、M高出15%，即直流電壓的利用率高。（）14異步電動機的狀態(tài)方程至少是一個5階系統(tǒng)。（）二 選擇題1帶二極管整流器的SPWM變頻器是以正弦波為逆變器輸出波形，是一系列 的 （ ）矩形波。A 幅值不變，寬度可變 B 幅值可變，寬度不變C 幅值不變，寬度不變 D 幅值可變，寬度可變2繞線式異步電動機雙饋調(diào)速，如原處于低同步電動運行，在轉(zhuǎn)子側(cè)加入與轉(zhuǎn)子反電動勢相位相同的反電動勢，而負載為恒轉(zhuǎn)矩負載，則（ ）A ，輸出功率低于輸入功率 B ，輸出功率高于輸入功率C ，輸出功率高于輸入功率 D ，輸出功率低于輸入功率3普通串級調(diào)速系統(tǒng)中，逆變角，則（ ）。A 轉(zhuǎn)速上升，功率因數(shù)下降 B 轉(zhuǎn)速下降，功率因

4、數(shù)上升C 轉(zhuǎn)速上升，功率因數(shù)上升 D 轉(zhuǎn)速下降，功率因數(shù)下降4繞線式異步電動機雙饋調(diào)速，如原處于低同步電動運行，在轉(zhuǎn)子側(cè)加入與轉(zhuǎn)子反電動勢相位相同的反電動勢，而負載為恒轉(zhuǎn)矩負載，則（ ），輸出功率低于輸入功率 B ，輸出功率高于輸入功率C，輸出功率高于輸入功率 D ，輸出功率低于輸入功率（注：為電動機實際轉(zhuǎn)速，為電動機同步轉(zhuǎn)速）5與矢量控制相比，直接轉(zhuǎn)矩控制（ ）A 調(diào)速范圍寬 B 控制性能受轉(zhuǎn)子參數(shù)影響大 C 計算復(fù)雜 D 控制結(jié)構(gòu)簡單6異步電動機VVVF調(diào)速系統(tǒng)的機械特性為直線的是（ ）A恒控制 B恒控制C恒控制 D 恒控制7異步電動機VVVF調(diào)速系統(tǒng)中低頻電壓補償?shù)哪康氖牵?）A 補償定

5、子電阻壓降 B 補償定子電阻和漏抗壓降 C 補償轉(zhuǎn)子電阻壓降 D 補償轉(zhuǎn)子電阻和漏抗壓降8異步電動機VVVF調(diào)速系統(tǒng)的機械特性最易實現(xiàn)的是（ ）A恒壓頻比控制B恒定子磁通控制C恒氣隙磁通控制D恒轉(zhuǎn)子磁通控制9電流跟蹤PWM控制時，當(dāng)環(huán)寬選得較大時，（ ）A開關(guān)頻率高，B電流波形失真小 C電流諧波分量高 D電流跟蹤精度高10 繞線式異步電機串級調(diào)速時，其理想空載轉(zhuǎn)速為A 同步轉(zhuǎn)速B 恒定不變 C 隨逆變角增大而增大 D隨逆變角增大而減小11 異步電機的狀態(tài)方程最低為A 2階 B 3階 C 4階 D 5階三 填空題（10分） 下圖為異步電動機矢量控制原理結(jié)構(gòu)圖，A，B，C，D分別為坐標變換模塊，請

6、指出它們分別表示什么變換？（8分）這些變換的等效原則是什么（2分）？w控制器AB電流控制變頻器CD等效直流電動機模型+i*mi*tj w1i*ai*bi*Ai*Bi*CiAiBiCiaiimit反饋信號異步電動機給定信號j 解：A 矢量旋轉(zhuǎn)逆變換 ，B 二相靜止坐標變成三相靜止坐標變換C 三相靜止坐標系變成二相靜止坐標變換D 矢量旋轉(zhuǎn)變換 VR，將二相靜止坐標下的互相垂直的交流信號變換成二相旋轉(zhuǎn)的互相垂直的直流信號。 等效變換的原則是旋轉(zhuǎn)磁場等效或磁動勢等效下圖為異步電動機矢量變換與電流解耦數(shù)學(xué)模型，A，B分別為坐標變換模塊，請指出它們分別表示什么變換？（8分）這些變換的等效原則是什么（2分）

7、？AB×w解： A三相靜止坐標系變成二相靜止坐標變換 B矢量旋轉(zhuǎn)變換 VR將二相靜止坐標下的互相垂直的交流信號變換成二相旋轉(zhuǎn)的互相垂直的直流信號。其等效變換的原則是旋轉(zhuǎn)磁場等效或磁動勢等效。四 設(shè)計題間接檢測的方法有兩種，即電流模型法與電壓模型法。計算轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型 1在坐標系上計算轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型 在mt坐標系上計算轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型 2.在坐標系上計算轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型 3定子磁鏈計算模型右圖為異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制的原理框圖。，式中假定已經(jīng)檢測到的三相電壓和三相電流，試根據(jù)上式畫出計算定子磁鏈（即右圖中的）的模型方框圖。解：4定子轉(zhuǎn)矩計算模型五 簡述題 下圖為調(diào)速范圍D3

8、的串級調(diào)速系統(tǒng)主回路單線原理框圖，試說明起動時各電器開關(guān)正確的合閘順序和停機時的分閘順序，并說明理由。（15分）間接起動操作順序1.先合上裝置電源總開關(guān)S，使逆變器在 bmin 下等待工作。2.然后依次接通接觸器K1 ，接入起動電阻R , 再接通K0 ，把電機定子回路與電網(wǎng)接通，電動機便以轉(zhuǎn)子串電阻的方式起動。3.待起動到所設(shè)計的nmin（smax）時接通K2 ，使電動機轉(zhuǎn)子接到串級調(diào)速裝置，然后斷開K1 , 切斷起動電阻，此后電動機就可以串級調(diào)速方式繼續(xù)加速到所需的轉(zhuǎn)速運行。 停車操作順序 1.由于串級調(diào)速沒有制動能力，應(yīng)先將轉(zhuǎn)速降至nmin , 再合上K1 ，然后斷開K2 ，使電動機轉(zhuǎn)子回

9、路與串級調(diào)速裝置脫離；2.最后斷開K0 ，以防止當(dāng)K0斷開時在轉(zhuǎn)子側(cè)感生斷閘高電壓而損壞整流器與逆變器。 六 分析和證明題1試證明規(guī)則采樣法 正弦調(diào)制信號波 式中，M 稱為調(diào)制度，0 a <1；wr為信號波角頻率。如下圖，試證明三角波一周期內(nèi)，脈沖兩邊間隙寬度3 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)坐標系中狀態(tài)方程為坐標系的旋轉(zhuǎn)角速度為假定電流閉環(huán)控制性能足夠好，電流閉環(huán)控制的等效傳遞函數(shù)為慣性環(huán)節(jié)為等效慣性時間常數(shù)。畫出電流閉環(huán)控制后系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，輸入為和，輸出為和，試簡單討論系統(tǒng)穩(wěn)定性。解：電流閉環(huán)控制后系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下：轉(zhuǎn)子磁鏈環(huán)節(jié)為穩(wěn)定的慣性環(huán)節(jié)；轉(zhuǎn)速通道存在積分環(huán)節(jié)，系統(tǒng)不穩(wěn)定，必須

10、加轉(zhuǎn)速外環(huán)使之穩(wěn)定。*4 如何理解按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制方程及其解耦作用？解：實際上就是通過數(shù)學(xué)模型變換簡化控制，使異步電機在一定條件等效為一臺直流電機，這樣，就可用直流電機的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)進行控制異步電機了。為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 dq坐標系蛻化為坐標系，當(dāng)，即不旋轉(zhuǎn)時，dq坐標系為坐標系。旋轉(zhuǎn)正交dq坐標系的另一個特例是與轉(zhuǎn)子磁鏈旋轉(zhuǎn)矢量同步旋轉(zhuǎn)的坐標系。令d軸與轉(zhuǎn)子磁鏈矢量重合，稱作按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標系，簡稱mt坐標系。按轉(zhuǎn)子磁鏈定向時，（1）m軸與轉(zhuǎn)子磁鏈矢量重合這就簡化了控制方程。（2）為了保證m軸與轉(zhuǎn)子磁鏈矢量始終重合，還必須使 mt坐標系中的狀態(tài)方程 由導(dǎo)出mt坐標

11、系的旋轉(zhuǎn)角速度mt坐標系旋轉(zhuǎn)角速度與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差定義為轉(zhuǎn)差角頻率 由于 （1）這樣，轉(zhuǎn)矩公式就同直流電機轉(zhuǎn)矩公式相類似了，只要控制，且電機參數(shù)不變時，則。由可得 （2）式（1）表明轉(zhuǎn)矩僅受定子電流的轉(zhuǎn)矩分量控制，而式（2）表明轉(zhuǎn)子磁鏈僅受定子電流勵磁分量控制。這樣，就如同直流電機一樣，可分開兩個獨立即解耦的電流回路來控制轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子磁鏈。5 * 如何理解矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制的不同處。1 矢量控制是基于轉(zhuǎn)矩磁鏈控制，而直接轉(zhuǎn)矩控制則是基于定子磁鏈控制。因此，兩者都需估算磁鏈。只不過，前者是估算轉(zhuǎn)子磁鏈，而后者則是估算定子磁鏈。2 矢量控制為簡化控制，必須進行矢量旋轉(zhuǎn)坐標變換且定向。而直接轉(zhuǎn)矩控制無需矢量旋轉(zhuǎn)坐標變換，也無需定向。3 矢量控制是基于電流的控制，必須有電流閉環(huán)，供電最好用電流型逆變器。便于過電流保護。而直接轉(zhuǎn)矩控制沒有電流閉環(huán)。而設(shè)置有轉(zhuǎn)矩閉環(huán)。必須估算轉(zhuǎn)矩。4 矢量控制由于磁鏈是穩(wěn)定的一階慣性環(huán)節(jié)，因而可以開環(huán)控制也可以閉環(huán)控制