交流調(diào)速復(fù)習(xí)題1

1、交流調(diào)速系統(tǒng)一判斷題1交一交變頻器的輸出頻率低于輸入頻率。（V）2普通VVVF變頻器可以直接突加轉(zhuǎn)速給定起動(dòng)。（X）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。（X）4 SVPW控制方法的直流電壓利用率比一般 SPW提高了 15% （V）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。（X）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)。（X）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)。（V）8永磁同步電動(dòng)機(jī)自控變頻調(diào)速中， 需增設(shè)位置檢測裝置保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與供電頻 率同步。（V）9交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)屬于轉(zhuǎn)差功率不

2、變型交流調(diào)速系統(tǒng)。（X）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。（X）11SVPW以圓形旋轉(zhuǎn)磁場為控制目標(biāo)，而 SPW以正弦電壓為控制目標(biāo)。（V） 12SVPWM輸出電壓比SPWM高出15%,即直流電壓的利用率高。（V） 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電氣制動(dòng)。（X）13轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)沒有轉(zhuǎn)子磁鏈閉環(huán)。（X）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)。（V）15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)。（X）16氣隙磁鏈?zhǔn)嵌ㄗ?、轉(zhuǎn)子通過氣隙相互交鏈的那部分磁鏈。（V）計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型更適合于中、高速范圍，而電流模型能適應(yīng)低速。17在串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)故障時(shí)

3、，可短接轉(zhuǎn)子在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，可靠高。（V）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（A）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)勢相位相同的反電動(dòng)勢，而負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，則（B）A 0 :：:S ：1，輸出功率低于輸入功率BS ：0，輸出功率高于輸入功率C 0 :S <1，輸出功率高于輸入功率DS ：0，輸出功率低于輸入功率3普通串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中，逆變角一：，則（C）。A轉(zhuǎn)速上升，功率因數(shù)下降B轉(zhuǎn)速下降，功率因數(shù)上升C轉(zhuǎn)速

4、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)勢相位相同的反電動(dòng)勢，而負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，則（ C）A n ，輸出功率低于輸入功率 B n ：門!，輸出功率高于輸入功率Cn 口，輸出功率高于輸入功率D n 口，輸出功率低于輸入功率（注：n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（D）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)簡單6異步電動(dòng)機(jī)VVVF調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性最好的是（C）A恒U< 1控制B恒Eg控制C恒E控制D恒I v ' 控制7異步電動(dòng)機(jī)VVVF調(diào)速系統(tǒng)中

5、低頻電壓補(bǔ)償?shù)哪康氖茿補(bǔ)償定子電阻壓降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)械特性最好的是（D）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)頻率咼，B電流波形失真小C電流諧波分量咼D電流跟蹤精度咼三填空題（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)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）？解：A 矢量旋轉(zhuǎn)逆變換 vr，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V

6、R，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)磁場等效或磁動(dòng)勢等效 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）？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)磁場等效或磁動(dòng)勢等效。異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，常用的控制方式有哪幾種？它們的基本思想是什么？這幾種控 制方式得到的機(jī)械特性如何？常用的控制方式有三種：(1) 保持Ui fi二常數(shù)

7、的控制方式一般生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載多為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，希望在調(diào)速過程中保持最大轉(zhuǎn)矩Tmax不變，即電動(dòng)機(jī)的過載能力不變。由電機(jī)學(xué)可知，最大轉(zhuǎn)矩Tmax為max3pU 14二fiM(xi x2)2IIQ若忽略定子電阻r1，并考慮到x1x2= xK =：f1(L1L2)，則Tmax二(U<f1),所以在從額定頻率(稱為基頻)向下調(diào)節(jié)f1時(shí)，協(xié)調(diào)控制U"，使f1與卩“的比值保持不變，即可保證在調(diào)速過程中，電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩不變。稱為壓頻比恒定的控制方式。在頻率較高時(shí)，定子電阻 相對(duì)于短路電抗xK來說，可以忽略(因?yàn)?XK戈f1 ),在調(diào) 節(jié)f1同時(shí)，調(diào)節(jié) 6，并保持 6 1=常數(shù)，

8、即可使Tmax不變。但是在頻率較低時(shí)，ri相對(duì)xK來說，不可忽略。此時(shí)既使仍保持壓頻比恒定，Gm也要減小，從而使最大轉(zhuǎn)矩Tmax減小。電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)， 過載能力隨轉(zhuǎn)速n的降低而降低。因此這種控制方式的變頻調(diào)速只 適用于風(fēng)機(jī)類負(fù)載，或是能輕載起動(dòng)，而又要求調(diào)速范圍較小的場合。(2) 保持Ei.fi二常數(shù)的控制方式對(duì)于要求調(diào)速范圍大的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,希望在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi),保持最大轉(zhuǎn)矩不變,不變，可以采用 E仁J二常數(shù)的控制方式，也稱為恒磁通控制方式。由于異步電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢Ei不好測量和控制，所以在實(shí)際應(yīng)用中，是采取補(bǔ)償?shù)霓k法。隨著 匚的降低，適當(dāng)提高 ，以補(bǔ)償r1上的壓降，等效地滿足 E f1二

9、常數(shù)，以達(dá) 到維持最大轉(zhuǎn)矩不變的目的?？紤]到低頻空載時(shí)，由于電阻壓降減小， 應(yīng)減少補(bǔ)償量，否則將使電動(dòng)機(jī)磁通 Gm增大，導(dǎo)致磁路過飽和而帶來的問題，具體如何做需根據(jù)生產(chǎn)工藝要求而定。（3）恒功率控制方式電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速以上運(yùn)行時(shí)，定子頻率將大于額定頻率， 如按以上控制方式， 定子電壓則要相應(yīng)地高于額定電壓，這是不允許的。因此在基頻以上應(yīng)采取恒功率控制方式。這與直流電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速以上，采用恒壓弱磁調(diào)速相似。此時(shí)，由于定子電壓限制在允許范圍 內(nèi)，而頻率升高，致使氣隙磁通減小，轉(zhuǎn)矩減小，但因?yàn)檗D(zhuǎn)速上升了，所以屬恒功率性質(zhì)。只要滿足Ui. f；二常數(shù)的條件，即可恒功率調(diào)速。實(shí)際在基頻以上調(diào)速時(shí)，是保

10、持U1為額定值不變，而只升高頻率，所以為近似恒功率調(diào)速。 一般在基頻以下采用 u仁f；二常 數(shù)或E.f；二常數(shù)的控制方式；基頻以上采用恒功率控制方式。（4）機(jī)械特性由n； =60f仁P知，改變電源頻率f；，就有不同的n；，從而得到不同的機(jī)械特性。再得知最大轉(zhuǎn)矩的變化規(guī)律和機(jī)械特性運(yùn)行段的斜率，即可大致畫出變頻調(diào)速的機(jī)械特性。（a） 最大轉(zhuǎn)矩 當(dāng)f；從基頻向下調(diào)，而數(shù)值較高時(shí)，r；可忽略，Tmax 乂 U仁f；，按壓頻比恒定的控制方式調(diào)速，最大轉(zhuǎn)矩基本保持不變。當(dāng)f；數(shù)值較低時(shí)，r；不可忽略，由式（4-2）可見，最大轉(zhuǎn)矩將減小。這是因?yàn)樵趓；上產(chǎn)生的壓降使得定子電動(dòng)勢E；進(jìn)一步降低，氣隙磁通 G

11、m減小，所以，既使保持 U；. f；=常數(shù)，也不能保持處m不變，致使最大轉(zhuǎn) 矩Tmax減小。f；下降越多，r；的影響越大，Tmax減小越多。為了提高低速時(shí)電動(dòng)機(jī)的過載 能力，必須適當(dāng)?shù)靥岣?U；，采用E；.：f；=常數(shù)的控制方式。當(dāng)從基頻向上調(diào)時(shí)，U；保持額定值不變，f；增加，叮Jm減小，Tmax隨之減小。I（b） 運(yùn)行段的斜率由電機(jī)學(xué)知，臨界轉(zhuǎn)差率 sm為： 為= ，2K +（x； +x2 ）I在f；較高時(shí)忽略r；并用x； x2 =2二f；（L； L2）代入式中，得：為巨 一2 兀 f；（L； + L2）r260 f；又因?yàn)檗D(zhuǎn)速n = n；（； -s）則對(duì)應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩時(shí) nm二smn；-

12、9;-二常數(shù)2 兀 f；（L； + L2） P可見厶nm與頻率f1無關(guān)。因此，無論在基頻以下還是基頻以上調(diào)速時(shí)，機(jī)械特性都是平行 上下移動(dòng)的。到頻率 f1很低時(shí)，r1不可以忽略，cnm減小，機(jī)械特性更硬些。根據(jù)以上分 析，可以定性畫出機(jī)械特性。四設(shè)計(jì)題間接檢測的方法有兩種，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aB坐標(biāo)系上計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型d' *dt-1TrTrs:-dtT rp1 rraTr1klfl%也mTrs¥Lm ；islCQStit?f11Lm二兇Trs+在mt坐標(biāo)系上計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型D，.- .Lmidt1 rismI r1=str2.

13、在aB坐標(biāo)系上計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型LrLm-(Us：-Rsisjdt - LsisLmLr(a ： - RJs Jdt - 二 Lsis：3定子磁鏈計(jì)算模型右圖為異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的原理框圖逆變器- 卑步電機(jī)us、RJs、： P - S、£dus ：二 RsisP-d '式中 P 韋假定已經(jīng)檢測到的三相電壓Ua，Ub，Uc和三相電流iA，iB，ic，試根據(jù)上式畫出計(jì)算定 子磁鏈禮（即右圖中的' I ）的模型方框圖。解：3/1忸1 J唯44WC X0154定子轉(zhuǎn)矩計(jì)算模型T二 n p(is：s： is：五簡述題下圖為調(diào)速范圍D<3的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)主回路單線原理框圖，試說明起動(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min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