584#——现代交流调速

《现代交流调速》模拟卷1一、填空题：1．绕线转子异步电机串级调速系统，采用工作在（逆变）状态的晶闸管可控整流装置作为产生附加直流电动势的电源。

2．工频电源供电的6极同步电动机，其稳定运行转速为（1000 ）r/min。

3．当大型同步电动机变压变频调速系统用于低速的电力拖动，例如无齿轮传动的可逆轧机、矿井提升机、水泥转窑等，应采用（交交变压变频）变频器供电。

4．交流电机主要分为（异步电机）和（同步电机）两大类，每类电机又有不同类型的调速系统。

5．不同坐标系下电动机模型彼此等效的原则是：不同坐标系下所产生的_____磁动势________完全一致。

6．异步电机的多变量非线性数学模型包括（电压）方程、（磁链）方程、转矩方程、运动方程再加上转角方程。

7. 在交-直-交变频器中，按照中间直流环节直流电源性质的不同，可以分成（电压源型）和（电流源型）两类。

8. 如用380V电压等级的变频器驱动线电压为220V、50Hz的异步电动机，那么变频器的基本频率设为（86HZ ）时，才能满足电动机的额定性能基本不变。

9．基于异步电机动态数学模型的高性能变频调速系统有（按转子磁链定向的直接矢量控制）系统和（按定子磁链定向的直接转矩控制）系统。

10．三相交流调压器中各晶闸管间隔（60 ）度按顺序触发导通。

11．交流电动机由常规的六拍阶梯波逆变器供电时，磁链轨迹便是六边形的旋转磁场；而电压空间矢量PWM则是把逆变器和电动机视为一体，按照跟踪（圆形）旋转磁场来控制逆变器的工作。

二、选择题：下列题目只有一个答案是正确的，请选出正确答案（画 表示）。

1．以下哪一个特点是交-直-交变频装置所具备的(与交-交变频装置相比)：B（A）一次换能，效率较高（B）频率调节范围宽（C）采用电源电压自然换流（D）仅适用于低速大功率拖动2．在变频调速系统中，用SPWM波来取代正弦波后：D（A）仍有一定谐波存在，谐波成分取决于逆变器输出频率，而与开关频率无关（B）输出没有谐波存在，大大提高变频调速系统的性能（C）仍有一定谐波存在，且谐波成分随开关频率的提高而增大（D）仍有一定谐波存在，且谐波成分随开关频率的提高而减小3．SPWM逆变器每秒最多脉冲个数本质上受开关元件自身的：B（A）载波频率限制（B）开关损耗限制（C）调制度限制（D）参数波频率限制4．SPWM波形的最小脉冲宽度和间隙限制是为了保证：C（A）输出电流的谐波少（B）输出电流的谐波不变（C）开关器件安全工作（D）调制度不超过范围5．异步电机在基频以上弱磁升速时，同步转速随之提高，最大转矩___B___（A）增大（B）减小（C）不变（D）不一定6．在串级调速系统中，改变β角的大小就可以调节电机的转速。

当增大β角时，电机的转速就会__E___（E）增大（B）减小（C）不变（D）不一定7．功率因数可以高到1.0，甚至超前的电动机是：D（A）直流电机（B）交流电机（C）异步电机（D）同步电机8．输入方波电流的自控变频同步电动机调速系统通常称为：C（A）无换向器电机（B）永磁同步电机（C）无刷直流电机（D）负载换流电机9．在动态过程中也尽可能保持转子磁通Φr恒定是__B___系统所追求的目标。

（A）压频比控制（B）矢量控制（C）直接转矩控制（D）转差频率控制10．关于电流滞环跟踪PWM控制技术，下面说法正确的是：D（A）它是采用正弦波来调制等腰三角波，从而获得一系列等幅不等宽的PWM波（B）能够消除指定次数的谐波（C）采用电流滞环跟踪PWM控制的逆变器，其输出电流为PWM矩形波（D）电流跟踪控制的精度与滞环的环宽有关，同时还受到功率开关器件开关频率的制约。

判断题：判断下列结论，分别用“√”和“×”表示正确和错误并标在答题卡上。

9．矢量控制调速在基频以下是保持转子磁通不变。

(√)10．SVPWM具有比一般SPWM调制方式更高的直流侧电压利用率。

(√)11．串级调速系统只适用于鼠笼式异步机和绕线式异步机。

(×)12．若通用变频器加速时间过短则容易产生过流现象，若减速时间过短则容易产生过压现象。

(×)13．直接转矩控制选择定子磁链作为被控量，转矩和磁链的控制采用双位式砰－砰控制器。

(√) 14．异步电动机的气隙都是均匀的，而同步电动机的气隙都是不均匀的。

(×)15．对于变频调速方式，调频的同时必须调压，否则必定导致电动机气隙磁通饱和。

(×) 16．异步电机的软启动器是采用变频调速原理实现的。

(×)17．同步电动机群或异步电动机群都可并联在公共的变频器上，由统一的转速给定信号同时调节各电机的转速，从而实现多台电机调速系统的同步控制。

（√）10串级调速系统不仅具有转差功率回馈电网功能，而且具有制动停车功能。

(×)三、简答题1．异步电机矢量控制的基本思路是什么？参考答案：以产生同样的旋转磁动势为准则，将三相ABC 坐标系的数学模型先进行3相/2相变换，再进行同步旋转变换，三相异步电动机可以等效成为直流电动机，因此，模仿直流电动机的控制策略，得到直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，就可以控制异步电动机。

2．与SCR 变频器相比，PWM 变压变频器有哪些优点？ 参考答案：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，电路也简单，效率高。

2）输出电压波形虽是一系列的PWM 波，但由于采用了恰当的PWM 控制技术，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，电源侧功率因素较高，且不受逆变输出电压大小的影响。

3．转速闭环的转差频率控制的基本规律是什么？ 参考答案：1）在s sm ωω≤的范围内，转矩e T 基本上与s ω成正比，条件是气隙磁通不变。

2）在不同的定子电流值时，按照1()s s U f I ω=函数关系控制定子电压和频率，就能保持气隙磁通m φ恒定。

4．画出Y 型接法的晶闸管三相交流调压器主电路图。

答：如下图。

N abcu a u bu ci a U a0 VT 1VT 3VT 5 VT 4 VT 6 VT 2 R AR B R C三相Y 型调压电路四、画出异步电动机调压调速时的机械特性，并据此说明异步电动机调压调速带恒转矩负载和风机类负载工作时调速特性分别有何特点。

参考答案： 解：由图带恒转矩负载工作时，普通笼型异步电机变电压时的稳定工作点为A 、B 、C ，转差率s 的变化范围不超过0~ s m ，调速范围有限。

如果带风机类负载运行，则工作点为D 、E 、F ，调速范围可以大一些。

现代交流调速系统模拟题2一、 判断题：分别用“√”和“×”表示正确和错误。

1． 软起动器可以限制起动电流并保持恒值，但起动时间比一级降压起动时间长。

（ F ） 2． 通用变频器是一种电压源型的变压变频装置。

（ T ）3． 变频调速效率高，调速范围大，但转速不能平滑调节，是有级调速。

（T ） 4． S VPWM 具有比一般SPWM 调制方式更高的直流电压利用率。

（ T ）5． 多台同步或者异步电动机并联接在公共的电压源型PWM 变压变频器上，可由统一的频率给定信号 f *同时调节各台电动机的转速。

（ F ）T eOn n 0 T emaxs mT L U sN0.7U sNABC FD E 0.5U sN风机类负载特性 恒转矩负载特性T st 异步电动机在不同电压下的机械特性6．无刷直流电动机的转矩与电流成正比。

（T ）7．异步电动机的气隙都是均匀的，而同步电动机的气隙都是不均匀的。

（ F ）8．异步电机矢量控制变频调速系统选择定子磁链矢量定向控制。

（ F ）9．电气串级调速系统中，逆变角β越小，电动机转速越高（F ）10．同步电动机控制励磁可调节其功率因数，可使功率因数为1，甚至超前。

（F ）二、单选题：1．某鼠笼式异步电机当定子电压为380V时，其最大转矩为240Nm，若定子电压降为190V，那么其最大转矩应为( B ) （A）40 Nm （B）60 Nm（C）80 Nm（D）160 Nm2．以下哪一个特点是交-直-交变频装置所具备的(与交-交变频装置相比)：( A )（A）一次换能，效率较高（B）频率调节范围宽（C）采用电源电压自然换流（D）仅适用于低速大功率拖动3．普通异步电动机的变电压调速时，调速范围很窄，为此，对于恒转矩性质的负载，当要求调速范围大于2时，往往采用以下哪种方法？( A )（A）转速闭环控制（B）电流闭环控制（C）开环控制（D）降低电压4．在交流调压调速系统中采用力矩电机的目的是( D )（A）扩大调速范围，提高静差率（B）扩大调速范围，提高力矩（C）扩大调速范围，减少静差率（D）扩大调速范围，限制转子电流增加5．在消除指定次数谐波的PWM控制方式中，若要消除4个不同次数的谐波，则需要列出几个三角函数的联立方程？( C )（A）3个（B）4个（C）5个（D）6个6．异步电动机采用恒压频比控制方式，低频需对定子压降进行补偿，由于⎽⎽⎽A⎽⎽⎽⎽不同，需要补偿的定子压降值也不一样。

（A）电压高低（B）磁链大小（C）负载大小（D）转速7．某台普通鼠笼式异步电动机，已知P N=100kW，U N=380V，n N=7200rpm，那么其定子额定电流I N约为：( A )（A）198A （B）98A （C）75A （D）100A8．转差频率控制的规律是在一定范围内电磁转矩与转差频率成正比，条件是( A )（A ）气隙磁通不变 （B ）转子磁通不变 （C ）U/F 不变 （D ）转子电流不变9． 图1所示为交-直-交串联二极管式变频器的主要功能结构图，图中二极管D ‘1~ D ‘6的作用是：( D )（A ） 整流 （B ）滤波（C ）逆变 （D ）提供能量回馈通道oABC 3~+C 0PND'11D'6~T T T T T T D D D D D D 135135462462C C C C C C 246135图 6. 交-直-交串联二极管式变频器的主要功能结构图VT ~ VT 16U d+R fR f10． 关于交-直-交串联二极管式变频器，哪种说法是正确的( D ) （Ａ）换流电阻R f 越大，损耗越小，换流能力越强 （Ｂ）换流电阻R f 越大，损耗越大，换流能力越弱 （Ｃ）换流电阻R f 越大，损耗越小，换流能力越弱 （Ｄ）换流电阻R f 越大，损耗越大，换流能力越强 11． 如果变频器的开关频率选择越高，则( B )（A ）电机噪声越高 （B ）可能对周围电子设备的干扰越大 （C ）变频器开关损耗越低 （D ）对电机的绝缘要求越低12． 如用380V 电压等级的变频器驱动线电压为220V 、50Hz 的异步电动机，那么变频器的基本频率设为多少时，才能满足电动机的额定性能基本不变?( D )（A ）50Hz （B ）25Hz （C ）66Hz （D ）86Hz13． 与电流型变频器相比，SCR 电压型变频器在主回路的结构除了滤波装置不同外，还有一个重要特征是( A )（A ） 直流环节有采用大电容器滤波 （B ） 直流环节有采用大电抗器滤波 （C ） 整流电路各元件上有回馈二极管 （D ） 逆变电路各元件上有回馈二极管14． 对于基频以上的弱磁恒功率调速，以下哪种说法是正确的？( A ) （A ）电压不变，磁通降低； （B ）转速不变，电流升高； （C ）电压不变，转速下降； （D ）转速升高，转矩升高1+V EDDD A BC i a i b i c图2三相PWM 变流器15． 对于SPWM 交-直-交变频器调速系统，下列哪一种说法是错误的( A )（A ）逆变器虽然同时实现调压和调频功能，但是动态响应性能受中间直流环节的元件参数影响较大。