现代交流调速及答案

《现代交流调速》模拟卷

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）变频器供电。

4．交流电机主要分为（同步电机）和（感应电机）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（）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（）系统和（）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

（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______A

（A ）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

（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。

三、 简答题

1．异步电机矢量控制的基本思路是什么？

答：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？

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？

答：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。

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。

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。

e T emax s T L T st 异步电动机在不同电压下的机械特性

N

三相Y 型调压电路