2023年交流調速綜合復習考試題庫含答案

2023交流調速綜合復習考試題庫

含答案

一、選擇題

1.以下生產(chǎn)生活設備中，重點強調調速的目的不是節(jié)能需要的是（風

扇）。

A.抽油機B.風機C.風扇D.泵類

2.恒壓恒頻正弦波供電時異步電動機的機械特性，當s接近1時，Te

（）是對稱于原點的一段（雙曲線）

=fso

A.直線B.斜線C,雙曲線D.對角線

3.晶閘管交-交變壓變頻器的最高輸出頻率約為電網(wǎng)頻率的（1/3~

1/2）。16-25HZ

A.1/3~1/2B.1/2~1C.1~2倍D.2~3倍

技術是指（脈沖寬度調制）

4.PWMPulsewidthmodulationo

A.脈沖幅度調制B.脈沖頻率調制C.脈沖寬度調制D.脈沖數(shù)量調

制

.通用變頻器的檢測環(huán)節(jié)包括（電流檢測，溫度檢測，電壓檢測）

5o

A.電流檢測B.溫度檢測C.電壓檢測D.以上都是

6.（基本頻率）是恒磁通調速和弱磁調速的分界點。

A.基本頻率B.最大頻率C.跳躍頻率D.起動頻率

7.單相逆變器系統(tǒng)的輸出電壓能力取決于（直流母線電壓）o

A.直流母線電壓B,直流母線電流C.直流母線功率D.交流母線電

壓。

8.轉速開環(huán)控制的變壓變頻系統(tǒng)中，通常在工作頻率設定之后加一個

（頻率變化率）限定環(huán)節(jié)。

A.頻率B.電壓C.頻率變化率D.電壓變化率

9.變頻器交流輸入電壓降低會導致輸出電壓也降低，會影響電機的帶

負載能力的根源是（氣隙磁通變?。﹐

A.氣隙磁通變大B.氣隙磁通變小C.轉子磁通變大D.轉子磁通變

小

10.恒氣隙磁通控制與恒壓頻比控制相比，最大轉矩（更大）o

A.更小B.更大C.相同D.未知

11.三相逆變器系統(tǒng)的輸出電壓能力取決于（直流母線電壓,PWM方

式）。

A.直流母線電壓B.PWM方式C.A和BD.A或B

12.轉速閉環(huán)轉差頻率控制的變壓變頻調速系統(tǒng)，必須具有（測速環(huán)

節(jié)）。

A.測壓環(huán)節(jié)B.測速環(huán)節(jié)C.測流環(huán)節(jié)D.測功環(huán)節(jié)

二、簡答分析題

1,坐標變換是矢量控制的基礎，試分析交流電動機矢量變換的基本概

念和方法。

1.答：對交流電動機的控制可以通過某種等效變換與直流電動機的控

制統(tǒng)一起來，從而對交流電動機的控制就可以按照直流電動機轉矩、轉

速規(guī)律來實現(xiàn)，因為用來進行坐標變換的物理量是空間矢量，所以稱為

矢量變換，這是矢量變換的基本概念。具體方法是先將異步電動機在三

相靜止坐標系下的數(shù)學模型通過3/2變換等效為其在兩相靜止坐標系

下的數(shù)學模型，然后再通過旋轉變換將兩相靜止坐標系下的數(shù)學模型變

換成兩相旋轉坐標系下的數(shù)學模型。這樣就把異步電動機的數(shù)學模型等

效成了直流電動機的數(shù)學模型。

2.簡述異步電動機變壓變頻調速的基本控制方式，說明基頻以下和基

頻以上，定子電壓、電源頻率、氣隙磁場的變化規(guī)律。

2.答：基頻以下，屬于"恒轉矩調速"；基頻以上，屬于"恒功率調

速"。

基頻以下：恒轉矩調速，恒定，與同時增大或同時減小，低頻時適當提

高定子電壓，近似補償定子阻抗壓降；

基頻以上：恒功率調速，頻率從向上升高，因為定子電壓，最多只能保

持，頻率升高，定子電壓保持不變，氣隙磁通減少，轉速升高。

3.簡述基于穩(wěn)態(tài)模型的轉速閉環(huán)轉差頻率控制系統(tǒng)的兩條基本控制規(guī)

律。

3.答：

1）在的范圍內，轉矩基本上與成正比，條件是氣隙磁通不變。

2）在不同的定子電流值時，按的函數(shù)關系控制定子電壓和頻率，就能

保持氣隙磁通恒定。

4.如何區(qū)別交-直-交變頻器是電壓源型變頻器還是電流源型變頻器？

它們在性能上有什么差異？

4.答：交-直-交變頻器主電路中的中間直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波的是

電壓源型變頻器。主電路中的中間直流環(huán)節(jié)采用大電感濾波的是電流源

型變頻器。

電壓源型變頻器適合作為多臺電動機同步運行時的變頻電源,

電流源型變頻器適用于單臺電動機傳動，可以滿足快速起、制動和可逆

運行的要求；電流源型變頻器本身具有四象限運行功能而不需要任何額

外的電力電子器件；

然而，電壓源型變頻器在電網(wǎng)側必須附加一個有源逆變器；由于交-直-

交電流源型變頻器調速系統(tǒng)的直流電壓極性可以迅速改變，因此動態(tài)響

應比電壓源型調速系統(tǒng)快；

電流源型變頻器需要連接一個最小負載才能正常運行，這種缺陷限制了

在很多領域中的應用。反之，電壓源型變頻器很容易在空載情況下運行。

5.常用的交流PWM有三種控制方式，分別為SPWM、CFPWM和

SVPWM,論述它們的基本特征。

5.答：SPWM(SinusoidalPWM)SPWM特征：以頻率與期望的輸出

電壓波相同的正弦波作為調制波，以頻率比期望波高得多的等腰三角波

作為載波。由它們的交點確定逆變器開關器件的通斷時刻，從而獲得幅

值相等、寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖序列。

CFPWM(CurrentFollowPWM):在原來主回路的基礎上，采用電流閉環(huán)控制，使

實際電流快速跟隨給定值。

SVPWM(SpaceVectorPulseWidthModulation)空間矢量脈寬調

制SVPWM特征：把逆變器和交流電動機視為一體，以圓形旋轉磁場

為目標來控制逆變器的工作，磁鏈軌跡的控制是通過交替使用不同的電

壓空間矢量實現(xiàn)的。

6.基頻以下調速可以是恒壓頻比控制、恒定子磁通的控制方式，從機

械特性和系統(tǒng)實現(xiàn)兩個方面分析與比較它們的優(yōu)缺點。

6.答：恒壓頻比控制：恒壓頻比控制最容易實現(xiàn)，它的變頻機械特性

基本上是平行下移，硬度也較好，能夠滿足一般的調速要求，低速時需

適當提高定子電壓，以近似補償定子阻抗壓降。在對于相同的電磁轉矩,

角頻率越大，速降落越大，機械特性越軟，與直流電動機弱磁調速相似。

在基頻以下運行時，采用恒壓頻比的控制方法具有控制簡便的優(yōu)點，但

負載變化時定子壓降不同，將導致磁通改變，因此需采用定子電壓補償

控制。根據(jù)定子電流的大小改變定子電壓，以保持磁通恒定。

恒定子磁通：雖然改善了低速性能，但機械特性還是非線性的，仍受到

臨界轉矩的限制。頻率變化時，恒定子磁通控制的臨界轉矩恒定不變。

恒定子磁通控制的臨界轉差率大于恒壓頻比控制方式。恒定子磁通控制

的臨界轉矩也大于恒壓頻比控制方式。控制方式均需要定子電壓補償,

控制要復雜一些。

三、計算題

1.按幅值相等的原則，寫出三相坐標系變換到兩相靜止坐標系的變換

矩陣?，F(xiàn)有三相正弦對稱電流，，，求變換后兩相靜止坐標系中的電流

和。

1.答：變換矩陣：

,兩相靜止坐標系中的電流：

兩相電流為：

2.已知期望的電壓空間矢量(單位為V),直流電壓，開關周期，按

照SVPWM的實現(xiàn)過程，分析以下問題：

(1)確定合成期望的電壓空間矢量所需的2個基本電壓空間矢量，及

其各自的作用時間。

(2)是否需要選用零矢量？

(3)按照三段逼近式來安排矢量的作用順序，確定開關狀態(tài)序列并寫

出每種開關狀態(tài)對應的作用時間。

2.答：期望的電壓空間矢量，正好落在1和6兩個有效矢量之間。所

以應由和兩個矢量來逼近。

剩余的時間選擇零矢量作用，均分零矢量。

開關狀態(tài)序歹I」：000,100,101,111,101,100,000

對應的作用時間:0.000000335,0.000002165,0.000002165,

0.000000670,0.000002165,0.000002165,0.000000335

3.試寫出在二相靜止坐標系上的基于電流模型觀測器的轉子磁鏈觀測

模型。

3.答：電流模型觀測器：當電機轉速小于額定轉速的10%,定子繞組

壓降不可忽略，異步電動機在靜止坐標系(a-b)中的電壓方程為：

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

轉子磁鏈可表示為：yar=Lmias+Lriarybr=Lmibs+Lribr

由上述3式解出iar、ibr并化簡得：yar=(Lmias-wTrybr),ybr=

(Lmibs+wTryar)

式中：Tr一轉子繞組的電磁時間常數(shù)，uas一定子a繞阻電壓，ubs—

定子b繞阻電壓，ias一定子a繞阻電流，ibs一定子b繞阻電流，yar

—與轉子a繞阻匝鏈的磁鏈，ybr一與轉子b繞阻匝鏈的磁鏈。

4有一臺三相四極異步電動機其額定功率為5.5kW，額定頻率為50Hz,

額定線電壓UN為380V,在某一情況下穩(wěn)定運行，自定子輸入的功率

為6.32kW定子銅耗為341W