交流调速复习题1

1、交流调速系统一判断题1交一交变频器的输出频率低于输入频率。（V）2普通VVVF变频器可以直接突加转速给定起动。（X）3转差频率控制的转速闭环异步电动机变频调速系统实际动静态性能达到直流 双闭环调速系统的水平。（X）4 SVPW控制方法的直流电压利用率比一般 SPW提高了 15% （V）5串级调速系统的容量随着调速范围的增大而下降。（X）6交流调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。（X）7普通串级调速系统是一类高功率因数低效率的仅具有限调速范围的转子变频 调速系统。（V）8永磁同步电动机自控变频调速中， 需增设位置检测装置保证转子转速与供电频 率同步。（V）9交流调压调速系统属于转差功率不

2、变型交流调速系统。（X）10同步电动机只需改变定子频率就可调节转速，不必采用VVVF控制。（X）11SVPW以圆形旋转磁场为控制目标，而 SPW以正弦电压为控制目标。（V） 12SVPWM输出电压比SPWM高出15%,即直流电压的利用率高。（V） 串级调速系统能够实现电气制动。（X）13转差频率矢量控制系统没有转子磁链闭环。（X）14异步电动机的状态方程至少是一个 5阶系统。（V）15异步电动机VVVF调速系统中速度给定信号可以是阶跃信号。（X）16气隙磁链是定子、转子通过气隙相互交链的那部分磁链。（V）计算转子磁链的电压模型更适合于中、高速范围，而电流模型能适应低速。17在串级调速系统故障时

3、，可短接转子在额定转速下运行，可靠高。（V）二选择题1带二极管整流器的 SPWM变频器是以正弦波为逆变器输出波形，是一系列 的（A）矩形波。A幅值不变，宽度可变B幅值可变，宽度不变C幅值不变，宽度不变D幅值可变，宽度可变2绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子 反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（B）A 0 :：:S ：1，输出功率低于输入功率BS ：0，输出功率高于输入功率C 0 :S <1，输出功率高于输入功率DS ：0，输出功率低于输入功率3普通串级调速系统中，逆变角一：，则（C）。A转速上升，功率因数下降B转速下降，功率因数上升C转速

4、上升，功率因数上升D转速下降，功率因数下降4绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子 反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（ C）A n ，输出功率低于输入功率 B n ：门!，输出功率高于输入功率Cn 口，输出功率高于输入功率D n 口，输出功率低于输入功率（注：n为电动机实际转速，为电动机同步转速）5与矢量控制相比，直接转矩控制（D）A调速范围宽B控制性能受转子参数影响大 C计算复杂D控制结构简单6异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是（C）A恒U< 1控制B恒Eg控制C恒E控制D恒I v ' 控制7异步电动机VVVF调速系统中

5、低频电压补偿的目的是A补偿定子电阻压降B补偿定子电阻和漏抗压降C补偿转子电阻压降D补偿转子电阻和漏抗压降8异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是（D）A恒压频比控制B恒定子磁通控制C恒气隙磁通控制D恒转子磁通控制9电流跟踪PWM控制时，当环宽选得较大时，A开关频率咼，B电流波形失真小C电流谐波分量咼D电流跟踪精度咼三填空题（10分）下图为异步电动机矢量控制原理结构图，A，B，C, D分别为坐标变换模块，请指出它们分别表示什么变换？（8分）这些变换的等效原则是什么（2分）？解：A 矢量旋转逆变换 vr，B 二相静止坐标变成三相静止坐标变换C三相静止坐标系变成二相静止坐标变换D矢量旋转变换V

6、R，将二相静止坐标下的互相垂直的交流信号变换成二相旋转 的互相垂直的直流信号。 等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效 下图为异步电动机矢量变换与电流解耦数学模型，A，B分别为坐标变换模块，请指出它们分别表示什么变换？ （8分）这些变换的等效原则是什么（2分）？解：A三相静止坐标系变成二相静止坐标变换 B矢量旋转变换VR将二相静止 坐标下的互相垂直的交流信号变换成二相旋转的互相垂直的直流信号。 其等效变 换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效。异步电动机变频调速时，常用的控制方式有哪几种？它们的基本思想是什么？这几种控 制方式得到的机械特性如何？常用的控制方式有三种：(1) 保持Ui fi二常数

7、的控制方式一般生产机械的负载多为恒转矩负载。对恒转矩负载，希望在调速过程中保持最大转矩Tmax不变，即电动机的过载能力不变。由电机学可知，最大转矩Tmax为max3pU 14二fiM(xi x2)2IIQ若忽略定子电阻r1，并考虑到x1x2= xK =：f1(L1L2)，则Tmax二(U<f1),所以在从额定频率(称为基频)向下调节f1时，协调控制U"，使f1与卩“的比值保持不变，即可保证在调速过程中，电动机的最大转矩不变。称为压频比恒定的控制方式。在频率较高时，定子电阻 相对于短路电抗xK来说，可以忽略(因为 XK戈f1 ),在调 节f1同时，调节 6，并保持 6 1=常数，

8、即可使Tmax不变。但是在频率较低时，ri相对xK来说，不可忽略。此时既使仍保持压频比恒定，Gm也要减小，从而使最大转矩Tmax减小。电动机低速运行时， 过载能力随转速n的降低而降低。因此这种控制方式的变频调速只 适用于风机类负载，或是能轻载起动，而又要求调速范围较小的场合。(2) 保持Ei.fi二常数的控制方式对于要求调速范围大的恒转矩负载,希望在整个调速范围内,保持最大转矩不变,不变，可以采用 E仁J二常数的控制方式，也称为恒磁通控制方式。由于异步电动机的感应电动势Ei不好测量和控制，所以在实际应用中，是采取补偿的办法。随着 匚的降低，适当提高 ，以补偿r1上的压降，等效地满足 E f1二

9、常数，以达 到维持最大转矩不变的目的。考虑到低频空载时，由于电阻压降减小， 应减少补偿量，否则将使电动机磁通 Gm增大，导致磁路过饱和而带来的问题，具体如何做需根据生产工艺要求而定。（3）恒功率控制方式电动机在额定转速以上运行时，定子频率将大于额定频率， 如按以上控制方式， 定子电压则要相应地高于额定电压，这是不允许的。因此在基频以上应采取恒功率控制方式。这与直流电动机在额定转速以上，采用恒压弱磁调速相似。此时，由于定子电压限制在允许范围 内，而频率升高，致使气隙磁通减小，转矩减小，但因为转速上升了，所以属恒功率性质。只要满足Ui. f；二常数的条件，即可恒功率调速。实际在基频以上调速时，是保

10、持U1为额定值不变，而只升高频率，所以为近似恒功率调速。 一般在基频以下采用 u仁f；二常 数或E.f；二常数的控制方式；基频以上采用恒功率控制方式。（4）机械特性由n； =60f仁P知，改变电源频率f；，就有不同的n；，从而得到不同的机械特性。再得知最大转矩的变化规律和机械特性运行段的斜率，即可大致画出变频调速的机械特性。（a） 最大转矩 当f；从基频向下调，而数值较高时，r；可忽略，Tmax 乂 U仁f；，按压频比恒定的控制方式调速，最大转矩基本保持不变。当f；数值较低时，r；不可忽略，由式（4-2）可见，最大转矩将减小。这是因为在r；上产生的压降使得定子电动势E；进一步降低，气隙磁通 G

11、m减小，所以，既使保持 U；. f；=常数，也不能保持处m不变，致使最大转 矩Tmax减小。f；下降越多，r；的影响越大，Tmax减小越多。为了提高低速时电动机的过载 能力，必须适当地提高 U；，采用E；.：f；=常数的控制方式。当从基频向上调时，U；保持额定值不变，f；增加，叮Jm减小，Tmax随之减小。I（b） 运行段的斜率由电机学知，临界转差率 sm为： 為= ，2K +（x； +x2 ）I在f；较高时忽略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；又因为转速n = n；（； -s）则对应最大转矩时 nm二smn；-

12、9;-二常数2 兀 f；（L； + L2） P可见厶nm与频率f1无关。因此，无论在基频以下还是基频以上调速时，机械特性都是平行 上下移动的。到频率 f1很低时，r1不可以忽略，cnm减小，机械特性更硬些。根据以上分 析，可以定性画出机械特性。四设计题间接检测的方法有两种，即电流模型法与电压模型法。计算转子磁链的电流模型1在aB坐标系上计算转子磁链的电流模型d' *dt-1TrTrs:-dtT rp1 rraTr1klfl%也mTrs¥Lm ；islCQStit?f11Lm二凶Trs+在mt坐标系上计算转子磁链的电流模型D，.- .Lmidt1 rismI r1=str2.

13、在aB坐标系上计算转子磁链的电压模型LrLm-(Us：-Rsisjdt - LsisLmLr(a ： - RJs Jdt - 二 Lsis：3定子磁链计算模型右图为异步电动机直接转矩控制的原理框图逆变器- 卑步电机us、RJs、： P - S、£dus ：二 RsisP-d '式中 P 韦假定已经检测到的三相电压Ua，Ub，Uc和三相电流iA，iB，ic，试根据上式画出计算定 子磁链礼（即右图中的' I ）的模型方框图。解：3/1忸1 J唯44WC X0154定子转矩计算模型T二 n p(is：s： is：五简述题下图为调速范围D<3的串级调速系统主回路单线原理框图，试说明起动时各电 器开关正确的合闸顺序和停机时的分闸顺序，并说明理由。(15分)间接起动操作顺序1. 先合上装置电源总开关S,使逆变器在min下等待工作。2. 然后依次接通接触器K1，接入起动电阻R ,再接通K0，把电机定子回路与 电网接通