石大交流调速期末复习题

《交流调速》课程综合复习资料

一、单选题

1、SPHM的最大输出不失真的线电压幅值为()o

A、Ud/3

B、v3Ud/2

C、Sd/3

D、Ud/2

答：B

2、三相电压型逆变器输出中的谐波含量次数主要是()o

A、3n±1

B、6n±l

C、2rl±1

D、4n±l

答：B

3、SPWM的最大输出不失真的相电压幅值为()o

A、Ud/5

B、Ud/4

C、Ud/3

D、Ud/2

答：D

4、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()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

答：B

5、Back-to-BackPWM变换器的整流侧是()。

A、SHEPWM变换器

B、PWM变换器

C、PFM变换器

D、PDM变换器

答：B

6、采用SVPWM调制时，逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，这比一般

的SPWM逆变器输出电压提高了()。

A、25%

B、20%

C、15%

D、5%

答：C

7、SVPWM调制模式中，零矢量安排的原则是使器件开关最少，从而()最

A、通态损耗

B、断态损耗

C、开关损耗

D、转差损耗

答：C

8、为避免变频器输出某个频率点上可能与机械系统的固有频率一致而发生矢振,

通过设置()来解决。

A、点动频率

B、最高频率

C、回避跳跃频率

D、偏置频率

答：C

9、恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性，当s比较小时，Te=f(s)是

一段()。

A、直线

B、斜线

C、双曲线

D、对角线

答：A

10、三种典型的负载转矩特性曲线不包括()o

A、恒功率负载

B、恒转矩负载

C、风机泵类负载

D、恒转速负载

答：A

1k较小功率PWM变压变频器的功率开关器件一般采用()o

A、MOSFET

B、IGBT

C、IGCT

D、以上都是

答：A

12、恒压恒频止弦波供电时异步电动机的机械特性，当s接近1时，Te=f(s)

是对称于原点的一段()o

A、直线

B、斜线

C、双曲线

D、对角线

答：C

13、在一定条件下，转差频率与电磁转矩是线性关系，控制系统通过()指令限

幅和电压补偿来满足。

A、点动频率

B、转差频率

C、最大频率

D、偏置频率

答：B

14、转子磁链的电流模型需要检测定子电流和()信号。

A、转子电流

B、转矩

C、转速

D、电压

答：C

15、三相全桥电压型PWM逆变器输出电压的极限是一个()o

A、圆形

B、四边形

C、六边形

D、矩形

答：C

16、以下生产生活设冬中，重点强调调速目的是节能需要的是()"

2、请解释：单极性控制

答案：SPWM调制技术的一种控制方式，如果在正弦调制波的半个周期内，三

角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极

性的范围内，称为单极性控制方式。

3、请解释：六拍阶梯波逆变器

答案：三相全桥电压型逆变器的6个有效电压空间矢量在一个输出基波电压周期

内各自依次连续作用1/6周期，逆变器运行于这种状态时，会得到一个正六边形

的旋转磁场。

4、请解释：通用变频器

答案：通用变频器大都是采用二极管整流和由快速全控开关器IGBT或智能功率

模块IPM(IntelligentPowerModule)组成的PWM逆变器，构成了交-直-交电压源

型变压变频器。

5、请解释：正弦脉宽调制

答案：按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积

相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效，这种调制方法称作正弦波脉

宽调制。

6、请解释：三相异步电机旋转磁场

答案：空间中静止的三相对称绕组(绕组匝数、节距、导线的粗细等完全一致，

旦在空间中互差120度电角度)，通三相对称电流，则会产生旋转的磁场。

7、请解释：交.直-交变压变频器

答案：将工频交流电源通过整流器变换成直流，再通过逆变器变换成电压和频率

可控的交流，称为交-直■交变压变频器，又称为间接式变压变频器。

8、请解释：弱磁调速

答案：在基频以上调速，电机定子端电压保持为额定电压不变。随频率上升，气

隙磁通下降，所以称为弱磁调速。

9、试写出异步电动机的机械特性表达式。

(RV-

答史安案：丁，〈凡吟一叫小©

10、简述三相异步电动机应如何通过坐标变换等效成直流电动机。

答案：以产生相同的旋转磁动势为原则，三相电动机的电流。、勺、攵，通过三

相-二相变换，可以等效成二相静止坐标系下的交流电流4、冉通过按转子

磁场定向的旋转变换，可以等效成同步旋转坐标系下的直流电流3、,7。L相

当于励磁电流，什相当于与转矩成正比的电枢电流，从而构成等效的直流电动机。

11、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。

答案：⑴在4-包，的范围内，转矩1基本上与2成正比，条件是气隙磁通不变。

⑵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6、恒定。

12、异步电动机变频调速系统中，在工频以上的范围变频时，简述电压还应当变

化吗，并说明其原因。

答案：在基频以上调速时，定子供电频率工大于基频如果维持二：是

不允许的，因为定子电压超过额定值会损坏电动机的绝缘，所以，当工大于基

频入、.时，往往把电动巩的定子电压限制为额定电压，并保持不变。

13、试写出恒压频比控制和恒气隙控制时最大转矩的公式。

T二巴昌尸一1

…2%)R.

+1争-2

答案：恒压频比控制

1口=式十

恒气隙控制•生4

14、简述转差频率控制系统的控制规律。

答案：转差频率控制系统的控制规律是:

⑴在0：&0工的范围内，转矩7基本上与口：成正比，条件是气隙磁通不变。

⑵在不同的定子电流值时，按函数关系控制定子电压和频率，就

能保持气隙磁中“亘定。

15、简述异步电动机在两相静止坐标系下的数学模型中的电压方程。

答案：

16、请解释：周波变换器

答案：

交-交变压变频器只有一个变换环节，把恒压恒频（CVCF）的交流电源直接变换

成变压变频（VVVF）下输出，因此又称直接式变压变频潜。有时为了突出其变

频功能，也称作周波变换器。

17、简述直流电机的不足在换向器上体现在哪些方面？

答案：

①机械的磨损使得换向器必须经常检修；②换向火花使其不能运行在易燃易爆及

粉尘多的场合；③换向能力限制了其容量和速度。

18、简述转子磁链的电压模型的优点。

答案；

①不需要测转速信号。②与转子电阻无关，只与定子电阻有关，信号容易测得。

③算法简单，受参数变化的影响较小。

三、综合题

1、画出数字控制通用变频滞-异步电动机调速系统原理图。

答案：

微

柱

树

器

PWM

发生器一./

2、画出通用变频器的常用结构。

答案：

♦

电C±D

网

3、三相系统中，某个物理量的瞬时值（电压、电流、磁链等）用fA.力、加表

示，以A轴为参考实物，则三相合成的空间矢量如何计算？

答案：

5=2豆+豆+1）

3

=|（Zi+»丁+巧

=：（£+/i3s]乃+，sm]T）+/（cos：乃一jsm：幻）

_2“1.1心小f凡、

一（力一彳为一彳后+丁丁〃A）

J//）工工

q玛E,

4、正弦波电压供电时，试述按恒4控制、恒/控制和恒°:控制的优缺点。

答案：

恒压频比（4）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，但低速芍载能力稍差，须对定子压降实

&

行补偿：恒生控制是通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准，可以在稳态时

达到小r二°,从而改善了低速性能，但机械特性还是非线性的，产生转矩的能

£

力仍受到限制；恒生控制可以得到和他励直流电动机一样的线性机械特性，按

"=c

照转子全磁通以恒定进行控制，即得啰，而且，在动态中也尽可能保持以

恒定是矢量控制系统的目标，当然实现起来是比较复杂的。

5、如图为异步电动机矢量控制原理图，其中A,B,C,D分别为坐标变换模块：

（1）请说明A和B分别表示什么变换？并写出A对应的坐标变换矩阵。（2）

说明按转子磁链定向矢量控制的基本思想。

答案：（1）A：矢量旋转逆变换以“，2r/2s

B：二相静止坐标系姐三相静止坐标系〃反变换：2s/3s

cosp-sin(p

A：jin夕cosp

(2)按转子磁链定向矢量控制的基本思想：通过坐标变换，在按转子磁链定向

同步旋转正交坐标系中，得到等效的直流电动机模型。仿照直流电动机的控制方

法控制电磁转矩与磁链，然后将转子磁链定向坐标系中的控制量反变换得到三相

坐标系的对应量，以实施控制。

6、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。

答案：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-p)中的电压方程为:

0Lmp0ias

Ups0Rs+Lsp0Lmpips

0LmpCoLmRr+LipcoLriar

0-(OLmLmp-0)LrRr+Lrpi|3r

・可得：0=p(Lmias+Lriar)+(o(Lmips+Lripr)+Rriar

0=p(Lmips+Lripr)—co(Lmias+Lriar)4-Rripr

转子磁链可表示为：war=Lmias+Lriar\|/pr=Lmips+Lripr

II

由上述3式解出iar、ipr并化简得：甲ar=1一石尸(Lmias—coTr\|/0r),\|/01*=：一石尸

(Lmips+coTr\|/ar)

式中：TL转子绕组的电磁时间常数，uas—定子a绕阻电压，u|3s—定子［3绕殂电

压，ias一定子a绕阻电流,ips一定子|3绕阻电流,war—与转子a绕阻匝链的磁链，

中瓦―与转子。绕阻匝链的磁链。

7、已知期望的电压空间矢量更=领"招"(单位为V),直流电压，-400「，

开关周期我：=腰顺潮"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。

答案：期望的电压空间矢量0=20°夕’：：’，正好落在1和6两个有效矢量之间。

所以应由乙和乙两个矢量来逼近c

।—L>r.+—L*cos-=U.T»cos9

3c3c3臼

仁l.再siny=UTZsin8

品工.”人^2001)00001.mnAAAAAOl

r[=-s«n(-—ff)=-------------------stn30=000000433s

L.34'J*J

r=强五如8=色二00%00O]30。=0.00000433s

2

Ud400

r】♦r：=0.00000433x2=0.00000866$<T:

剩余的时间选择零矢量作用，均分零矢量。

-00),4(101)Uilll噂即生

开关状态序列：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

8、试分析计算对于不及整流+SPWM逆变系统，在波形不畸变情况下输出电压最

高为多少？并据此分析SPWM一个最大缺点是什么？

答案：

电

网

tlt1」①#中

380xW=537(V)电网的输入电压为380V,得到的直流母线电压最多为

(S3-2)xJ5W=329(V)采用spW\L逆变侧得到的线电压有效值最多为

这就意味着，在电压不畸变的线性区，SPIN的电压传输比只有329/380=0.866。

如采用恒压频比控制，在43.3Hz以上就要进入过调制区，波形发生畸变，这是

普通SPWM一个最大缺点。

9、画图表示三相全桥电压型PWM逆变器可输出的8个电压空间矢量。

答案：

J(OIO)6(11。)

..Q00)

以。“rK%ooo)”

q(ooi)GQ°D

10、一台4极异步电动机，额定频率为50HZ/60HZ,额定转差率为0.04,额定功

率为5.5kW。在实现变频调速时，其基本频率工(与最大输出电压对应的频率)

如何设置？并计算50Hz/60Hz时的额定转速A.及额定转矩心。

答案：

(1)人选择50Hz,即工作频率为50Hz：变频器输出线电压为380V,

用防=：蚂瞬知加,乙=365.V*

(2)人选择60Hz,即工作频率为60Hz；变频器输出线电压为380V,当户50Hz

时，变频器的输出线电压为316V,%=:沿&喑四~心=30.4.V•叫

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一、单项选择题

答题要求：每题只有•个正确选项。

1（5.0分）以下生产生活设各中，重点强调调速的目的不是节能需要的是（）。

A）抽油机

B）风机

C）风扇

D）泵类

参考答案：C

2（5.0分）品闸管交-交变压变频器的最高输出频率约为电网频率的（）。

A）1/3〜1/2

B）l/2〜1

C）1〜2倍

D）2〜3倍

参考答案：A

3（5.0分）分析异步电动机的机械特性时，忽略了（）。

A）空间和时间谐波

B）磁饱和

Q铁损和励磁电流

D）以上都是

参考答案：D

4（5.0分）以下调速方式中，不属于鼠笼式异步电动机的是（）。

A）变极调速

B）变频调速

C）调压调速

D）转子回路串电阻调速

参考答案：D

5（5.0分）电流滞环跟踪PWM技术的核心单元是（）。

A）滞环比较器

B）电压比较器

C）运算放大器

D）电流调节器

参考答案：A

6（5.0分）从稳态的角度分析，能够改变电机转速的方法是（）。

A）改变电磁转矩和负载特性曲线交点的位置

B）改变电磁转矩

Q改变负载转矩

D）改变电压

参考答案：A

7（5.0分）单相逆变器系统的输出电压能力取决干（）.

A）直流母线电压

B）直流母线电流

Q直流母线功率

D）交流母线电压

参考答案：A

8（5.0分）恒气隙磁通控制与恒压频比控制相比，临界转差率（）.

A）更小

B）更大

Q相同

D）未知

参考答案：B

9（5.0分）SHEPWM指的是（）o

A）三次谐波注入法

B）特定谐波消去法

C）电压空间矢量调制

D）电流滞环跟踪法

参考答案：B

10（5.0分）根据尽量少的的磁电流产生足够的磁通的原则，电机额定运行时的磁通选在电机

磁化曲线的（）附近最合适。

A）零点

B）膝点

C）原点

D）拐点

参考答案：B

11（5.0分）基频以上变频调速时，定子电压（）。

A）不变

B）增大

C）减小

D）不定

参考答案：A

12（5.0分）电压型逆变器的实际电压与理想电压的差异为一系列的（）。

A）三角波

B）正弦波

C）脉冲电压

D）锯齿波

参考答案：C

13（5.0分）PWM变压变频器的不足包括（）。

A）输入电流的谐波含量大

B）功率不能双向流动

Q直流侧能量无法回馈

D）以上都是

参考答案：D

14（5.0分）若一台三相感应电动机在额定电压下运行，突然发现转速变慢了（假设电机没坏）,

此时定子电流（）。

A）不变

B）减小

C）未知

D）增大

参考答案：D

15（5.0分）采用三次谐波注入SPWM,直流母线电压利用率（）无限地升高。

A）不可以

B）可以

C）不确定

D）无关于

参考答案：A

16（5.0分）三相逆变器系统中，提高直流母线电压利用率的典型方法有（）。

A）三次谐波注入SPWM

B）SVPWM

C）A和B

D）A或B

参考答案：C

17（5.0分）PWM技术是指（）。

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

参考答案：C

18（5.0分）基频以上，转速升高时转矩降低，属于（）。

A）恒功率调速

B）恒转矩调速

C）恒电压调速

D）恒电流调速

参考答案：A

19（5.0分）恒压频比控制中，转子铜耗将（）。

A）不变

B）减小

C）未知

D）增大

参考答案：A

20（5.0分）死区期间，逆变器的输出电压与（）有关。

A）电流大小

B）电压大小

C）电压方向

D）电流流向

参考答案：D

一、单项选择题

答题要求：每题只有一个正确选项。

1（5.0分）三相异步电机的数学模型是一个（）阶模型。

A）4

B）6

C）8

D）9

参考答案：C

2（5.0分）三相仝桥电压型PWM逆变器共可输出（）个电压空间矢量.

A）6

B）7

C）8

D）9

参考答案：C

3（5.0分）三相/两相静止坐标变换中，采用恒功率变换的工反变换矩阵间的系数为（）。

A）1

B）2/3

C）3/2

D）l/2

参考答案：A

4（5.0分）以下变频器系统设备中，生产实际必须具备的是（）。

A）制动单元

B）电磁接触器

C）无线电干扰抑制滤波器

D）交直流电感

参考答案：B

5（5.0分）三相对称正弦电压所合成的空间矢量是一个在空间中（）旋转的矢量。

A）等幅恒速

B）变幅恒速

Q等幅变速

D）变幅变速

参考答案：A

6（5.0分）转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统，必须具有（）。

A）测压环节

B）测速环节

Q测流环节

D）测功环节

参考答案：B

7（5.0分）变频器的输出频率设定可通过（）完成。

A）面板键盘设定

B）模拟电压给定

Q通讯给定

D）以上都是

参考答案：D

8（5.0分）当三相感应电机磁链幅值定时，电压空间矢量的大小与供电电压频率成正比，其

方向则与磁链矢量（）。

A）平行

B）正交

Q相交

D）交叉

参考答案：B

9（5.0分）电压空间矢量和（）是电压空间矢量调制的两个重要的要素。

A）时间

B）空间

C）冲量

D）标量

参考答案：A

10（5.0分）转差频率控制的基本概念是控制（）就代表控制转矩。

A）转差频率

B）转差功率

Q转差

D）频率

参考答案：A

11（5.0分）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（）。

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

参考答案：B

12（5.0分）通用变频器的主电路拓扑结构通常为（）结构。

A）交直交

B）交交

Q直交直

D）直直

参考答案：A

13（5.0分）变频器的保护措施主要包括（）。

A）过流保护

B）过载保护

Q过压保护

D）以上都是

参考答案：D

14（5.0分）三相全桥电压型逆变器的6个有效电压空间矢量在一个输出基波电压周期内各自

依次连续作用1/6周期，逆变器运行于这种状态时，会得到一个（）的旋转磁场。

A）圆形

B）正方形

C）矩形

D）正六边形

参考答案：D

15（5.0分）矢量控制和转矩直接控制的核心是（）«

A）电压观测

B）电流观测

C）磁链观测

D）转速观测

参考答案：C

16（5.0分）转速闭环转差率控制中，转速检测信号不准确或存在干扰造成误差的原因是所

有这些偏差和干扰都以（）的形式传递到频率控制信号上。

A）负反馈

B）前馈

C）正反馈

D）回馈

参考答案：C

17（5.0分）矢量控制系统基本思想是通过（），在按转子磁链定向同步旋转正交坐标系中，

将三相异步电动机得到等效的直流电动机模型。

A）正交变换

B）坐标变换

C）dq变换

D）aB变换

参考答案：B

18（5.0分）转差频率控制规律中，转矩与转差频率成正比的条件是（）不变。

A）定于磁通

B）转子磁通

Q全磁通

D）气隙磁通

参考答案：D

19（5.0分）异步电动机的物理模型中，电流与磁链符合（）法则。

A）安培环路

B）左手螺旋

Q右手螺旋

D）欧姆

参考答案：C

20（5.0分）矢量控制的关键不在控制本身，而在于（）。

A）空间矢量的概念

B）坐标变换

Q定向

D）以上都是

参考答案：D

《交流调速》课程综合复习资料

一、选择题

1、若一台三相感应电动机在额定电压下运行，突然发现转速变慢了（假设电机没坏），此

时定子电流（）。

A、不变：B、减小：C、未知；D、增大

2、（）控制可以得到和直流他励电机•样的线性机械特性。

A、恒压频比控制；B、恒气隙磁通：C、恒转子磁通控制；D、恒定子磁通控制

3、三相逆变器系统中，提高直流母线电压利用率的典型方法有（）。

A、三次谐波注入SPWM：B、SVPWM；C、A和B；D、A或B。

4、转差频率控制的基本概念是控制（）就代表控制转矩。

A、转差频率；B、转差功率；C、转差；D、频率

5、分析异步电动机的机械特性时，忽略了（）。

A、空间和时间谐波；B、磁饱和；C、铁损和励磁电流；D、以上都是

6、基频以上变频调速时，定子电压（）。

A、不变；B、增大；C、减小；D、不定

7、采用三次谐波注入SPWM,直流母线电压利用率（）无限地升高。

A、不可以；B、可以；C、不确定；D、无关于

8、转差频率控制规律中，转矩与转差频率成正比的条件是（）不变。

A、定子磁通；B、转子磁通；C、全磁通；D、气隙磁通

9、根据尽量少的励磁电流产生足够的磁通的原则，电机额定运行时的磁通选在电机磁化曲

线的（）附近最合适。

A、零点；B、膝点；C、原点；D、拐点。

10、PWM变压变频器的大足包括（）。

A、输入电流的谐波含量大；B、功率不能双向流动；C、直流侧能量无法回馈；D、以

上都是。

II、SHEPWM指的是（）。

A、三次谐波注入法；B、特定谐波消去法；C、电压空间矢量调制；D、电流滞环跟

踪法

12、基频以上，转速升高时转矩降低，属于（）。

A、恒功率调速；B、恒转矩调速；C、恒电压调速；D、恒电流调速。

13、PWM变压变频器常月的功率开关器件有（）。

A、MOSFET；B、IGBT：C、IGCT：D、以上都是。

14、死区期间，逆变器的输出电压与（）有关。

A、电流大小；B、电压大小；C、电压方向；D、电流流向。

15、矢量控制系统基本思想是通过（），在按转子磁链定向同步旋转正交坐标系中，将

三相异步电动机得到等效的直流电动机模型。

A、正交变换；B、坐标变换；C、dq变换；D、邓变换

二、简答分析题

1、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，定子电压优、

电源频率X、气隙磁场中,”的变化规律。

2、异步电动机变频调速时，为何在基频以下时，采用恒压频比控制，而在基频以上保持电

压恒定？基频以下和基频以上通常分别属于恒功率还是恒转矩调速方式？

3、什么是矢量控制系统VCS?

4、转速闭环转差频率控制的变频调速系统能够仿照直流电动机双闭环系统进行控制，但是

其动静态性能却不能完全达到直流双闭环系统的水平，这是为什么？

5、基频以下调速可以是变频器交流输入电压、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、PWM变压变频器的优点是什么？

7、转差频率控制系统的控制规律是什么？

8、变频器的过载保护功能设置需注意哪些问题？

三、计算题

I、一台4极异步电动机，额定频率为50Hz/60Hz,额定转差率为0.04,额定功率为5.5kW。

在实现变频调速时，其基本频率力，（与最大输出电压对应的频率）如何设置？并计算

50Hz/60Hz时的额定转速“N及额定转矩&。

2、已知一台异步电动机参数如下：PN=3kW,UxN=380V,IsN=7.5A,

nAr=1450/7min,电枢绕组电阻N=1.5O,%=O.823C。定子漏抗4=0.0038”,

励磁电感励磁电隹/?,,=试计算:

LK2=0.00475/7,4〃=0.0968”，1.49C,

1)在U,/£=C方式控制下，£=5〃z时的U,。

2)在，=5HZ时，U,//；=C方式控制下的7；max。

3、试分析推导两相静止坐标和两相旋转坐标的相互转换矩阵。

4、一台三相笼型异步电动机的铭牌数据为：额定线电压UN=38()V,额定转速nN=960r/min,

额定频率fN=50Hz,定子绕组为Y联接。由实验测得定子电阻RE.35Q,定子漏感Li$=0.(X)6H,

定子绕组产生气隙主磁通的等效电感Lm=0.26H,转子电阻R/=0.5Q,转子漏感Li/=0.007H,

转子参数已折算到定子侧，忽略铁芯损耗。若定子每相绕组匝数乂=125,定子基波绕组系

数尿升0.92,定了•电压和频率均为额定值。求：考虑定子漏阻抗，在理想空载和额定负载时

的①m和Eg。

综合复习资料参考答案

一、选择题

题号12345678910

答案DCCACAADBD

题号II12131415

答案BADDB

二、简答分析题

1、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：①，”恒

定，S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：频率从人、,向上升高，因为定子电压U.KUsN，最多只能保持频率

升高，定子电压qwUw保持不变，气隙磁通中”，减少，转速升高。

2、答：在基频以下时，应保持气隙磁通不变，即保持压频比不变，即采用恒压频比控制；

而在基频以上时，受绕组绝缘耐压和磁路饱和的限制，电压不能随之升高，故保持电压恒定。

在基频以下，属于“恒转矩调速”方式；在基频以上，属于近似的“恒功率调速”方式。

3、答：将异步电动机经过坐标变换可以等效成直流电动机，那么，模仿直流电动机的控制

方法，求得直流电动机的控制量，经过坐标反变换，就能够控制异步电动机。由于进行坐标

变换的是电流(代表磁动势)的空间矢量，所以这样通过坐标变换的控制系统就叫做矢量控

制系统VCS(VectorControlSystem)矢量变换控制系统TCS(Trans-vectorControlSystem)o

4、答：(1)转差频率控制系统是基于异步电动机稳态模型的，所谓的“保持磁通Gn恒定”

的结论也只在稳态情况下才能成立。在动态中难以保持磁通恒定，这将影响到系统的动

态性能。

(2)Us=f(^l./s)函数关系中只抓住了定子电流的幅徜，没有控制到电流的相位，而

在动态中电流的相位也是影响转矩变化的因素。

(3)在频率控制环节中，取以二g+c。，使频率得以与转速同步升降，这本是转差频率

控制的优点。然而，如果转速检测信号不准确或存在干扰，也就会直接给频率造成误差，因

为所有这些偏差和干扰都以正反馈的形式亳无衰减地传递到频率控制信号上来了。

5、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，能够满足一股的调速要求，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。

6、答：1）在主电路整流和逆变两个单元中，只有逆变单元可控，通过它同时调节电压和频

率，结构简单。采用全控型的功率开关器件;只通过驱动电压脉冲进行控制，电路也筒单，

效率高。

2）输出电压波形虽是一系列的PWM波，彳日由于采用了恰当的PWM调制技术，正弦基波

的比重较大，影响电机运行的低次谐波受到很大的抑制，因而转矩脉动小，提高了系统的调

速范围和稳态性能。

3）逆变器同时实现调压和调频，动态响应不受中间直流环节滤波器参数的影响，系统的动

态性能也得以提高。

4）采用不可控的二极管整流器，电源侧功率因数较高，且不受逆变输出电压大小的影响。

7、答：转差频率控制系统的控制规律是：

1）在牡K0“”的范围内，转矩7基本上与例成正比，条件是气隙磁通不变。

2）在不同的定子电流值时，按以=/（例，/J函数关系控制定子电压和频率，就能保持气

隙磁中，”恒定。

8、答：变频器容量大而电机小的，应根据电机的容量设定保护值。低速运行时，电机散热

条件差，允许的持续电流减少，保护值应减少。变频器带多台电机，应根据多台电机的容量

和进行保护值设定，且在每台电机上要装有过载保护装置。

三、计算题

I、解：（1）人选择50Hz,即工作频率为50Hz；变频器输出线电压为380V,%=1400"min,

TeN=36.5A/*Wo

(2)力，选择60Hz,即工作频率为60Hz；变频器输出线电压为380V,当户50Hz时,

变频器的输出线电压为316V,7?iV=1728r/min,4丫=30.4N*〃z。

2、解：I)方式下，Us/fx=UxN/fxN=C,

相电压US=(£/£N)UW=(5/50)X380/6=22V

2)在£=5Hz时，UJ，=C方式控制卜，%=1450〃min,为2对磁极电动机。

则

U：

Z'max=152N*m

2万£2+[2巾(4+%)了

3、解:

fd=facos(p+ffisin^

ft,=~fasin。+力cos。

力CQS(Psine]fa

4J—sineCOS<7)J[_4

q\

Bfu=£/COS0_%sin°

力二/sine+qcos。

d

(O

facos。-sin(p'\fd

—^a

fp\[sinecos</?J|_4

E

4、解：理想空载：纭”⑷=214.71匕%；=0.00841

4.44Jl/VsA：jVj

(RrE

额定负载：E&=I；202.735?/,=----工----=0.00792

4.44/M

中出石湎大学(4t)

单项选择题

试卷要求：

一、单项选择题

答题要求：

每题只有一个正确选项。

1(5.0分)

n-

三相异步电机的数学模型是一个()阶模型。

•A)

4

■

•B)

6

C)

8

D)

9

参考答案：C

收起解析

解析：

无

2(5.0分)

n-

三相全桥电压型PWM逆变器共可输出()个电压空间矢量。

•A)

6

•B)

7

•C)

8

•D)

9

参考答案：C

收起解析

解析:

无

3（5.0分）

I0

三相/两相静止坐标变换中，采用恒功率变换的正反变换矩阵间的系

数为（）。

•A）

1

•B）

2/3

.

•C）

3/2

•D）

1/2

参考答案：A

收起解析

解析：

无

4（5.0分）

I~~0

以下变频器系统设备中，生产实际必须具备的是（）。

A）

制动单元

B)

电磁接触器

无线电干扰抑制滤波器

•D）

交直流电感

参考答案：B

收起解析

解析：

无

5（5.0分）

三相对称正弦电压所合成的空间矢量是一个在空间中（）旋转的矢

量。

•A）

等幅恒速

•B）

变幅恒速

•C）

等幅变速

D)

变幅变速

参考答案：A

收起解析

解析：

无

6(5.0分)

n-

转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统，必须具有()。

•A)

测压环节

•B)

测速环节

■

•C)

测流环节

•D)

测功环节

参考答案：B

收起解析

解析:

无

7（5.0分）

0

变频器的输出频率设定可通过（）完成。

•A）

面板健盘设定

•B）

模拟电压给定

通讯给定

•D）

以上都是

参考答案：D

收起解析

解析：

无

8（5.0分）

当三相感应电机磁链幅值一定时，电压空间矢量的大小与供电电压

频率成正比，其方向则与磁链矢量（）。

A）

平行

B)

正交

•C)

相交

•D)

交叉

参考答案：B

收起解析

解析：

无

9（5.0分）

电压空间矢量和（）是电压空间矢量调制的两个重要的要素。

•A）

时间

•B）

空间

•C）

冲量

D)

标量

参考答案：A

收起解析

解析：

无

10(5.0分)

转差频率控制的基本概念是控制()就代表控制转矩。

•A)

转差频率

•B)

转差功率

•C)

转差

•D)

频率

参考答案：A

收起解析

解析：

无

11（5.0分）

0

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（）。

•A）

气隙磁通变大

•B）

气隙磁通变小

•C）

转子磁通变大

•D）

转了•磁通变小

参考答案：B

收起解析

解析：

无

12（5.0分）

通用变频器的主电路拓扑结构通常为（）结构。

•A）

交直交

B)

交交

直交直

•D)

直直

参考答案：A

收起解析

解析：

无

13(5.0分)

变频器的保护措施主要包括()。

•A)

过流保护

•B)

过载保护

•C)

过压保护

D)

以上都是

参考答案：D

收起解析

解析：

无

14(5.0分)

I~0

三相全桥电压型逆变器的6个有效电压空间矢量在一个输出基波电

压周期内各自依次连续作用1/6周期，逆变器运行于这种状态时，

会得到一个()的旋转磁场。

•A)

圆形

•B)

正方形

■

•C)

矩形

•D)

正六边形

参考答案：D

收起解析

解析:

无

15（5.0分）

0

矢量控制和转矩直接控制的核心是（）。

•A）

电压观测

•B）

电流观测

•C）

磁链观测

•D）

转速观测

■

参考答案：C

收起解析

解析：

无

16（5.0分）

转速闭环转差频率控制中，转速检测信号不准确或存在干扰造成误

差的原因是所有这些偏差和干扰都以（）的形式传递到频率控制信

号上。

A）

负反馈

B)

前馈

正反馈

参考答案：C

收起解析

解析：

无

17（5.0分）

矢量控制系统基本思想是通过（），在按转子磁链定向同步旋转正

交坐标系中，将三相异步电动机得到等效的直流电动机模型。

正交变换

坐标变换

dq变换

D)

ap变换

参考答案：B

收起解析

解析：

无

18（5.0分）

转差频率控制规律中，转矩与转差频率成正比的条件是（）不变。

•A）

定子磁通

•B）

转子磁通

•C）

全磁通

•D）

气隙磁通

参考答案：D

收起解析

解析：

无

19（5.0分）

0

异步电动机的物理模型中，电流与磁链符合（）法则。

•A）

安培环路

•B）

左手螺旋

■

•C）

右手螺旋

■

•D）

欧姆

参考答案：C

收起解析

解析:

无

20（5。分）

矢量控制的关键不在控制本身，而在于（）。

•A）

空间矢量的概念

B)

坐标变换

定向

•D)

以上都是

参考答案：D

收起解析

解析:

无

反馈建议

中出石湎大学(4t)

单项选择题

试卷要求：

一、单项选择题

答题要求：

每题只有一个正确选项。

1(5.0分)

I°

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()0

•A)

抽油机

■

•B)

风机

C)

风扇

D)

泵类

参考答案：C

收起解析

解析：

无

2(5.0分)

品闸管交-交变压变频器的最高输出频率约为电网频率的()。

•A)

1/3〜1/2

•B)

1/2-1

•C)

1〜2倍

•D)

2〜3倍

参考答案：A

收起解析

解析:

无

3（5.0分）

分析异步电动机的机械特性时，忽略了（）。

•A）

空间和时间谐波

•B）

磁饱和

•C）

铁损和励磁包流

•D）

以上都是

参考答案：D

收起解析

解析：

无

4（5.0分）

以下调速方式中，不属于鼠笼式异步电动机的是（）。

A）

变极调速

B)

变频调速

•C)

调压调速

•D)

转子回路串电阻调速

参考答案：D

收起解析

解析：

无

5(5.0分)

电流滞环跟踪PWM技术的核心单元是()。

•A)

滞环比较器

•B)

电压比较器

•C)

运算放大器

D)

电流调节器

参考答案：A

收起解析

解析：

无

6(5.0分)

从稳态的角度分析，能够改变电机转速的方法是()。

•A)

改变电磁转矩和负载特性曲线交点的位置

•B)

改变电磁转矩