交流传动及控制系统复习参考.docx
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判断题10分，填空題20分，选择题10分，名词解释10分，问答题30分，论述分析题20分
一、判断题（判断下列说法是否正确，正确的在括号中打“√”，否则打“×”）。
1.交—交变频器的输出频率低于输入频率。
（√）
2.普通VVVF变频器可以直接突加转速给定起动。
（×）
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。
（×）
4.SVPWM控制方法的直流电压利用率比一般SPWM提高了15%。
（√）
5.串级调速系统的容量随着调速范围的增大而下降。
（×）
6.交流调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。
（×）
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。
（√）
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。
（√）
9.交流调压调速系统属于转差功率不变型交流调速系统。
（×）
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。
（×）
11.SVPWM以圆形旋转磁场为控制目标，而SPWM以正弦电压为控制目标。
（√）
12.SVPWM输出电压比SPWM高出15%，即直流电压的利用率高。
（√）
13.串级调速系统能够实现电气制动。
（×）
14.转差频率矢量控制系统没有转子磁链闭环。
（×）
15.异步电动机的状态方程至少是一个5阶系统。
（√）
16.异步电动机VVVF调速系统中速度给定信号可以是阶跃信号。
（×）
17.气隙磁链是定子、转子通过气隙相互交链的那部分磁链。
（√）
18.在串级调速系统故障时，可短接转子在额定转速下运行，可靠高。
（√）
19.V/F控制是根据负载的变化随时调整变频器的输出。
（×）
20.变频器的接地必须与动力设备的接地点分开，不能共地。
（√）
二、填空题（将正确答案填在横线上）。
1.电动机在运行时的发热情况是判断电动机能否正常工作的重要标志之一。
2.从发热方面来看，选择电动机的原则是：
电动机在运行时的稳定温升不能超过允许温升值。
3.当电动机所带的负载小于额定值时，出现欠载现象；当电动机所带的负载超过额定值时，出现过载现象。
4.电动机调速性能的衡量指标：
调速范围、调速的平滑性、调速的经济性、调速后工作特性。
5.二次方律负载是指转矩与速度的二次方成正比例变化的负载。
6.恒转矩负载是指负载转矩的大小仅仅取决于负载的轻重，而与转速大小无关的负载。
7.恒功率负载指负载转矩的大小与转速成反比，而其功率基本维持不变的负载。
8.所谓“双馈”，就是指把绕线转子异步电机的定子绕组与交流电网连接，转子绕组则与其他含电动势的电路连接，使它们可以进行电功率的相互传递。
9.电机的不同动态数学模型彼此等效的原则是：
在不同坐标下所产生的磁动势完全一致。
10.要把三相静止坐标系上的电压方程、磁链方程和转矩方程都变换到两相旋转坐标系上来，可以先利用3/2变换将方程式中定子和转子的电压、电流、磁链和转矩都变换到两相静止坐标系αβ上，然后再用旋转变换将这些变量变换到两相旋转坐标系dq上。
11.两相同步旋转坐标系的突出特点是，当三相ABC坐标系中的电压和电流是交流正弦波时，变换到dq坐标系上就成为直流。
12.在磁场间的等效变换中，磁极对数、磁感应强度和转速都相等条件下，旋转两相直流系统经过直/交变换转换成两相交流系统，两相交流系统经过2/3变换转换成三相交流系统。
13.变频调速时，基频以下的调速属于恒转矩调速，基频以上的属于恒功率调速。
14.变频器具有多种不同的类型：
按变换环节可分为交—交型和交直交型；按照滤波方式分电压型和电流型变频器。
按改变变频器输出电压的方法可分为脉冲幅度调制（PAM）型和脉冲宽度调制（PWM）型；按用途可分为专用型变频器和通用型变频器。
15.变频器按变换环节分交—交变频器和交—直—交变频器；前者称为直接式变频，后者称为间接式变频器。
16.变频器的分类方法有多种，按照主电路直流环节储能方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器。
17.在交—直—交变频器的电路中，滤波电容CF的作用是对整流电压进行滤波，它是电压型变频器的主要标志，对电流型变频器来说滤波的元件是电感。
18.变频器主电路由整流电路、逆变电路和制动单元组成。
19.电力电子开关器件的发展经历的四个阶段为：
门极可关断晶闸管、大功率晶体管、功率场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管。
20.目前在中小型变频器中，应用最多的逆变元件是IGBT，电压调制方式为正弦波脉冲宽度调制（SPWM）。
21.在低压交流电动机的变频传动控制中，应用最多的功率器件有GTO、GTR、IGBT以及智能模块IPM。
22.把功率开关、驱动电路和故障检测电路集成在一起的智能功率模块，称为IPM。
23.变频调速时，基频以下的调速属于恒转矩调速，基频以上的属于恒功率调速。
24.变频器的组成可分为主电路和控制电路。
在交－直－交变频器中，其主电路基本由整流部分、逆变部分、制动部分等三部分组成。
25.基频以下调速属于恒转矩调速，基频以上调速属于弱磁恒功率调速。
三、选择题（将唯一正确答案填在横线上）。
1.对电动机从基本频率向上的变频调速属于调速。
A
A．恒功率B．恒转矩C．恒磁通D．恒转差率
2.下列哪种制动方式不适用于变频调速系统。
C
A．直流制动B．回馈制动C．反接制动D．能耗制动
3.IGBT属于控制型元件。
B
A．电流B．电压C．电阻D．频率
4.变频器的调压调频过程是通过控制进行的。
B
A．载波B．调制波C．输入电压D．输入电流
5.变频器的节能运行方式只能用于控制方式。
A
A．U/f开环B．矢量C．直接转矩D．CVCF
6.变频器主电路由整流及滤波电路、和制动单元组成。
B
A．稳压电路B．逆变电路C．控制电路D．放大电路
7.变频器的节能运行方式只能用于控制方式。
A
A．U/f开环B．矢量C．直接转矩D．CVCF
8.对电动机从基本频率向上的变频调速属于调速。
A
A．恒功率B．恒转矩C．恒磁通D．恒转差率
9.下列哪种制动方式不适用于变频调速系统。
C
A．直流制动B．回馈制动C．反接制动D．能耗制动
10.一般认为，当今最有发展前景的交流调速技术是。
C
A．调压调速B．串级调速C．变频调速D．变极调速
四、名词解释（说出名词的基本含义和要点。
英文名词还要说出对应的中文名称）。
名词解释示范：
变频器:
答案1：
是将工频电源变换成各种频率的交流电源，以实现电动机变速运行的设备。
答案2：
是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
掌握下面名词解释：
1.矢量控制（VC控制）：
2.VVVF装置：
3.SVPWM控制：
4.DTC控制：
5.V/F控制：
6.变频器：
7.PWM和PAM：
8.转差率：
9.串级调速：
10.磁链跟踪控制：
五、问答题（答出要点和有关原理，简明扼要，重点突出）。
问答题示范：
试述变频调速系统的优点。
答：
变频调速的优点主要有：
（1）调速范围宽，可以使普通异步电动机实现无级调速；
（2）启动电流小，而启动转矩大；
（3）启动平滑，消除机械的冲击力，保护机械设备；
（4）对电机具有保护功能，降低电机的维修费用；
（5）具有显著的节电效果；
（6）通过调节电压和频率的关系方便的实现恒转矩或者恒功率调速。
1.说明异步电机矢量控制的基本思路和特点。
2.说明交流调速系统常用的调速方法有哪些？
3.对下面表格给出的直接转矩控制系统和矢量控制系统特点与性能进行比较。
要求根据有关对比项目对空白处进行填写。
性能与特点
直接转矩控制系统
矢量控制系统
磁链控制
转矩控制
坐标变换
转子参数变化影响
调速范围
4.宽调制型逆变器有哪些控制方式？
SPWM控制方式有什么特点？
5.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？
这些变换的等效原则是什么？
6.简述V/F控制与矢量控制的区别。
7.交—直—交变频器的主电路组成部分及其作用。
8.直流电动机和异步电动机调速的差异。
六、论述分析题（写出有关原理和分析过程，条理有序，逻辑清楚）。
论述题示范：
在转速开环变频调速系统中，为什么要设置瞬态校正环节？
答：
设置瞬态校正环节是为了在瞬态（动态）过程中，使系统仍基本保持某种控制规律，在此系统中是为保持
=常数。
由于电压控制回路为闭环，而频率控制回路为开环，在有负载扰动、电网电压波动等因素时，容易使系统工作不稳定。
例如，在负载扰动下，电流内环响应较快，引起电压波动，由电压闭环进行自动调节。
但是，只要给定电压不变，频率就始终不变。
虽然在负载扰动下，输出电压
将反复变化，而输出频率并不随着电压变化，使得在动态时不能保持
=常数，磁场将产生过励和欠励不断交替的情况，使得电动机转矩波动，以至电动机转速产生波动，造成系统工作不稳定。
为了避免上述情况的产生，而加人瞬态校正调节器，进行瞬态的补偿调节。
瞬态校正器采用微分校正电路，以获得超前校正作用。
它的输人信号有两种取法：
一是取电流调节器的输出信号；二是取电压调节器输人的电压给定与电压反馈的差值。
这两种方法均可得到近似的补偿。
系统进入稳态后，该环节就不起作用了。
1.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？
2.试定性分析异步电动机具有什么样的数学模型？
另一种问法：
试定性分析异步电动机为什么具有高阶、非线性、强耦合的多变量系统数学模型？
3.异步电动机矢量控制系统中，为什么要设置直角坐标/极坐标变换器、矢量旋转变换器和3相/2相变换器？
它们的作用是什么？
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