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(dòng)。（ ）3轉(zhuǎn)差頻率控制的轉(zhuǎn)速閉環(huán)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)際動(dòng)靜態(tài)性能達(dá)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(jí)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(jí)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(jí)調(diào)速系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電氣制動(dòng)。（ ）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(jì)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(chǎng)為控制目標(biāo)，而SPWM以正弦電壓為控制目標(biāo)。（ ）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(dòng)機(jī)VVVF調(diào)速系統(tǒng)中速度給定信號(hào)可以是階躍信號(hào)。（ ）14氣隙磁鏈?zhǔn)嵌ㄗ印⑥D(zhuǎn)子通過(guò)氣隙相互交鏈的那部分磁鏈。（ ）15 在串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)故障時(shí)，可短接轉(zhuǎn)子在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，可靠高。（ ）16 永磁同步電機(jī)可以用VVVF變頻器構(gòu)成調(diào)速系統(tǒng)。8永磁同步電動(dòng)機(jī)自控變頻調(diào)速中，需增設(shè)位置檢測(cè)裝置保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與供電頻率同步。（）10同步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的狀態(tài)方程至少是一個(gè)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(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速，如原處于低同步電動(dòng)運(yùn)行，在轉(zhuǎn)子側(cè)加入與轉(zhuǎn)子反電動(dòng)勢(shì)相位相同的反電動(dòng)勢(shì)，而負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)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(jí)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(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速，如原處于低同步電動(dòng)運(yùn)行，在轉(zhuǎn)子側(cè)加入與轉(zhuǎn)子反電動(dòng)勢(shì)相位相同的反電動(dòng)勢(shì)，而負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)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(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速，為電動(dòng)機(jī)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(jì)算復(fù)雜 D 控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單6異步電動(dòng)機(jī)VVVF調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)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(dòng)機(jī)VVVF調(diào)速系統(tǒng)中低頻電壓補(bǔ)償?shù)哪康氖牵?）A 補(bǔ)償定

5、子電阻壓降 B 補(bǔ)償定子電阻和漏抗壓降 C 補(bǔ)償轉(zhuǎn)子電阻壓降 D 補(bǔ)償轉(zhuǎn)子電阻和漏抗壓降8異步電動(dòng)機(jī)VVVF調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性最易實(shí)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(shí)，當(dāng)環(huán)寬選得較大時(shí)，（ ）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(jī)串級(jí)調(diào)速時(shí)，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(jī)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(dòng)機(jī)矢量控制原理結(jié)構(gòu)圖，A，B，C，D分別為坐標(biāo)變換模塊，請(qǐng)

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(dòng)機(jī)模型+i*mi*tj w1i*ai*bi*Ai*Bi*CiAiBiCiaiimit反饋信號(hào)異步電動(dòng)機(jī)給定信號(hào)j 解：A 矢量旋轉(zhuǎn)逆變換 ，B 二相靜止坐標(biāo)變成三相靜止坐標(biāo)變換C 三相靜止坐標(biāo)系變成二相靜止坐標(biāo)變換D 矢量旋轉(zhuǎn)變換 VR，將二相靜止坐標(biāo)下的互相垂直的交流信號(hào)變換成二相旋轉(zhuǎn)的互相垂直的直流信號(hào)。 等效變換的原則是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)等效或磁動(dòng)勢(shì)等效下圖為異步電動(dòng)機(jī)矢量變換與電流解耦數(shù)學(xué)模型，A，B分別為坐標(biāo)變換模塊，請(qǐng)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(biāo)系變成二相靜止坐標(biāo)變換 B矢量旋轉(zhuǎn)變換 VR將二相靜止坐標(biāo)下的互相垂直的交流信號(hào)變換成二相旋轉(zhuǎn)的互相垂直的直流信號(hào)。其等效變換的原則是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)等效或磁動(dòng)勢(shì)等效。四 設(shè)計(jì)題間接檢測(cè)的方法有兩種，即電流模型法與電壓模型法。計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型 1在坐標(biāo)系上計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型 在mt坐標(biāo)系上計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型 2.在坐標(biāo)系上計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型 3定子磁鏈計(jì)算模型右圖為異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的原理框圖。，式中假定已經(jīng)檢測(cè)到的三相電壓和三相電流，試根據(jù)上式畫出計(jì)算定子磁鏈（即右圖中的）的模型方框圖。解：4定子轉(zhuǎn)矩計(jì)算模型五 簡(jiǎn)述題 下圖為調(diào)速范圍D3

8、的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)主回路單線原理框圖，試說(shuō)明起動(dòng)時(shí)各電器開關(guān)正確的合閘順序和停機(jī)時(shí)的分閘順序，并說(shuō)明理由。（15分）間接起動(dòng)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(dòng)電阻R , 再接通K0 ，把電機(jī)定子回路與電網(wǎng)接通，電動(dòng)機(jī)便以轉(zhuǎn)子串電阻的方式起動(dòng)。3.待起動(dòng)到所設(shè)計(jì)的nmin（smax）時(shí)接通K2 ，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子接到串級(jí)調(diào)速裝置，然后斷開K1 , 切斷起動(dòng)電阻，此后電動(dòng)機(jī)就可以串級(jí)調(diào)速方式繼續(xù)加速到所需的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。 停車操作順序 1.由于串級(jí)調(diào)速?zèng)]有制動(dòng)能力，應(yīng)先將轉(zhuǎn)速降至nmin , 再合上K1 ，然后斷開K2 ，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回

9、路與串級(jí)調(diào)速裝置脫離；2.最后斷開K0 ，以防止當(dāng)K0斷開時(shí)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(hào)波 式中，M 稱為調(diào)制度，0 a <1；wr為信號(hào)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(biāo)系中狀態(tài)方程為坐標(biāo)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(shí)間常數(shù)。畫出電流閉環(huán)控制后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，輸入為和，輸出為和，試簡(jiǎn)單討論系統(tǒng)穩(wěn)定性。解：電流閉環(huán)控制后系統(tǒng)的動(dòng)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(shí)際上就是通過(guò)數(shù)學(xué)模型變換簡(jiǎn)化控制，使異步電機(jī)在一定條件等效為一臺(tái)直流電機(jī)，這樣，就可用直流電機(jī)的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制異步電機(jī)了。為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程 dq坐標(biāo)系蛻化為坐標(biāo)系，當(dāng)，即不旋轉(zhuǎn)時(shí)，dq坐標(biāo)系為坐標(biāo)系。旋轉(zhuǎn)正交dq坐標(biāo)系的另一個(gè)特例是與轉(zhuǎn)子磁鏈旋轉(zhuǎn)矢量同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系。令d軸與轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶恐睾希Q作按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系，簡(jiǎn)稱mt坐標(biāo)系。按轉(zhuǎn)子磁鏈定向時(shí)，（1）m軸與轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶恐睾线@就簡(jiǎn)化了控制方程。（2）為了保證m軸與轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶渴冀K重合，還必須使 mt坐標(biāo)系中的狀態(tài)方程 由導(dǎo)出mt坐標(biāo)

11、系的旋轉(zhuǎn)角速度mt坐標(biāo)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(jī)轉(zhuǎn)矩公式相類似了，只要控制，且電機(jī)參數(shù)不變時(shí)，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(lì)磁分量控制。這樣，就如同直流電機(jī)一樣，可分開兩個(gè)獨(dú)立即解耦的電流回路來(lái)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(guò)，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(jiǎn)化控制，必須進(jìn)行矢量旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換且定向。而直接轉(zhuǎn)矩控制無(wú)需矢量旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，也無(wú)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(guò)電流保護(hù)。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?zhǔn)欠€(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