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文档简介
2023交流调速综合复习考试题库
含答案
一、选择题
1.以下生产生活设备中,重点强调调速的目的不是节能需要的是(风
扇)。
A.抽油机B.风机C.风扇D.泵类
2.恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性,当s接近1时,Te
()是对称于原点的一段(双曲线)
=fso
A.直线B.斜线C,双曲线D.对角线
3.晶闸管交-交变压变频器的最高输出频率约为电网频率的(1/3~
1/2)。16-25HZ
A.1/3~1/2B.1/2~1C.1~2倍D.2~3倍
技术是指(脉冲宽度调制)
4.PWMPulsewidthmodulationo
A.脉冲幅度调制B.脉冲频率调制C.脉冲宽度调制D.脉冲数量调
制
.通用变频器的检测环节包括(电流检测,温度检测,电压检测)
5o
A.电流检测B.温度检测C.电压检测D.以上都是
6.(基本频率)是恒磁通调速和弱磁调速的分界点。
A.基本频率B.最大频率C.跳跃频率D.起动频率
7.单相逆变器系统的输出电压能力取决于(直流母线电压)o
A.直流母线电压B,直流母线电流C.直流母线功率D.交流母线电
压。
8.转速开环控制的变压变频系统中,通常在工作频率设定之后加一个
(频率变化率)限定环节。
A.频率B.电压C.频率变化率D.电压变化率
9.变频器交流输入电压降低会导致输出电压也降低,会影响电机的带
负载能力的根源是(气隙磁通变小)o
A.气隙磁通变大B.气隙磁通变小C.转子磁通变大D.转子磁通变
小
10.恒气隙磁通控制与恒压频比控制相比,最大转矩(更大)o
A.更小B.更大C.相同D.未知
11.三相逆变器系统的输出电压能力取决于(直流母线电压,PWM方
式)。
A.直流母线电压B.PWM方式C.A和BD.A或B
12.转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统,必须具有(测速环
节)。
A.测压环节B.测速环节C.测流环节D.测功环节
二、简答分析题
1,坐标变换是矢量控制的基础,试分析交流电动机矢量变换的基本概
念和方法。
1.答:对交流电动机的控制可以通过某种等效变换与直流电动机的控
制统一起来,从而对交流电动机的控制就可以按照直流电动机转矩、转
速规律来实现,因为用来进行坐标变换的物理量是空间矢量,所以称为
矢量变换,这是矢量变换的基本概念。具体方法是先将异步电动机在三
相静止坐标系下的数学模型通过3/2变换等效为其在两相静止坐标系
下的数学模型,然后再通过旋转变换将两相静止坐标系下的数学模型变
换成两相旋转坐标系下的数学模型。这样就把异步电动机的数学模型等
效成了直流电动机的数学模型。
2.简述异步电动机变压变频调速的基本控制方式,说明基频以下和基
频以上,定子电压、电源频率、气隙磁场的变化规律。
2.答:基频以下,属于"恒转矩调速";基频以上,属于"恒功率调
速"。
基频以下:恒转矩调速,恒定,与同时增大或同时减小,低频时适当提
高定子电压,近似补偿定子阻抗压降;
基频以上:恒功率调速,频率从向上升高,因为定子电压,最多只能保
持,频率升高,定子电压保持不变,气隙磁通减少,转速升高。
3.简述基于稳态模型的转速闭环转差频率控制系统的两条基本控制规
律。
3.答:
1)在的范围内,转矩基本上与成正比,条件是气隙磁通不变。
2)在不同的定子电流值时,按的函数关系控制定子电压和频率,就能
保持气隙磁通恒定。
4.如何区别交-直-交变频器是电压源型变频器还是电流源型变频器?
它们在性能上有什么差异?
4.答:交-直-交变频器主电路中的中间直流环节采用大电容滤波的是
电压源型变频器。主电路中的中间直流环节采用大电感滤波的是电流源
型变频器。
电压源型变频器适合作为多台电动机同步运行时的变频电源,
电流源型变频器适用于单台电动机传动,可以满足快速起、制动和可逆
运行的要求;电流源型变频器本身具有四象限运行功能而不需要任何额
外的电力电子器件;
然而,电压源型变频器在电网侧必须附加一个有源逆变器;由于交-直-
交电流源型变频器调速系统的直流电压极性可以迅速改变,因此动态响
应比电压源型调速系统快;
电流源型变频器需要连接一个最小负载才能正常运行,这种缺陷限制了
在很多领域中的应用。反之,电压源型变频器很容易在空载情况下运行。
5.常用的交流PWM有三种控制方式,分别为SPWM、CFPWM和
SVPWM,论述它们的基本特征。
5.答:SPWM(SinusoidalPWM)SPWM特征:以频率与期望的输出
电压波相同的正弦波作为调制波,以频率比期望波高得多的等腰三角波
作为载波。由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻,从而获得幅
值相等、宽度按正弦规律变化的脉冲序列。
CFPWM(CurrentFollowPWM):在原来主回路的基础上,采用电流闭环控制,使
实际电流快速跟随给定值。
SVPWM(SpaceVectorPulseWidthModulation)空间矢量脉宽调
制SVPWM特征:把逆变器和交流电动机视为一体,以圆形旋转磁场
为目标来控制逆变器的工作,磁链轨迹的控制是通过交替使用不同的电
压空间矢量实现的。
6.基频以下调速可以是恒压频比控制、恒定子磁通的控制方式,从机
械特性和系统实现两个方面分析与比较它们的优缺点。
6.答:恒压频比控制:恒压频比控制最容易实现,它的变频机械特性
基本上是平行下移,硬度也较好,能够满足一般的调速要求,低速时需
适当提高定子电压,以近似补偿定子阻抗压降。在对于相同的电磁转矩,
角频率越大,速降落越大,机械特性越软,与直流电动机弱磁调速相似。
在基频以下运行时,采用恒压频比的控制方法具有控制简便的优点,但
负载变化时定子压降不同,将导致磁通改变,因此需采用定子电压补偿
控制。根据定子电流的大小改变定子电压,以保持磁通恒定。
恒定子磁通:虽然改善了低速性能,但机械特性还是非线性的,仍受到
临界转矩的限制。频率变化时,恒定子磁通控制的临界转矩恒定不变。
恒定子磁通控制的临界转差率大于恒压频比控制方式。恒定子磁通控制
的临界转矩也大于恒压频比控制方式。控制方式均需要定子电压补偿,
控制要复杂一些。
三、计算题
1.按幅值相等的原则,写出三相坐标系变换到两相静止坐标系的变换
矩阵。现有三相正弦对称电流,,,求变换后两相静止坐标系中的电流
和。
1.答:变换矩阵:
,两相静止坐标系中的电流:
两相电流为:
2.已知期望的电压空间矢量(单位为V),直流电压,开关周期,按
照SVPWM的实现过程,分析以下问题:
(1)确定合成期望的电压空间矢量所需的2个基本电压空间矢量,及
其各自的作用时间。
(2)是否需要选用零矢量?
(3)按照三段逼近式来安排矢量的作用顺序,确定开关状态序列并写
出每种开关状态对应的作用时间。
2.答:期望的电压空间矢量,正好落在1和6两个有效矢量之间。所
以应由和两个矢量来逼近。
剩余的时间选择零矢量作用,均分零矢量。
开关状态序歹I」:000,100,101,111,101,100,000
对应的作用时间:0.000000335,0.000002165,0.000002165,
0.000000670,0.000002165,0.000002165,0.000000335
3.试写出在二相静止坐标系上的基于电流模型观测器的转子磁链观测
模型。
3.答:电流模型观测器:当电机转速小于额定转速的10%,定子绕组
压降不可忽略,异步电动机在静止坐标系(a-b)中的电压方程为:
uas(Rs+Lsp0Lmp0ias
ubs=0Rs+Lsp0Lmpibs
0LmpwLmRr+LrpwLriar
0-wLmLmp-wLrRr+Lrpibr
可得:0=p(Lmias+Lriar)+w(Lmibs+Lribr)+Rriar
0=p(Lmibs+Lribr)-w(Lmias+Lriar)+Rribr
转子磁链可表示为:yar=Lmias+Lriarybr=Lmibs+Lribr
由上述3式解出iar、ibr并化简得:yar=(Lmias-wTrybr),ybr=
(Lmibs+wTryar)
式中:Tr一转子绕组的电磁时间常数,uas一定子a绕阻电压,ubs—
定子b绕阻电压,ias一定子a绕阻电流,ibs一定子b绕阻电流,yar
—与转子a绕阻匝链的磁链,ybr一与转子b绕阻匝链的磁链。
4有一台三相四极异步电动机其额定功率为5.5kW,额定频率为50Hz,
额定线电压UN为380V,在某一情况下稳定运行,自定子输入的功率
为6.32kW定子铜耗为341W
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