《交流調(diào)速》課程綜合復(fù)習(xí)資料
一、 選擇題
1、若一臺三相感應(yīng)電動機(jī)在額定電壓下運(yùn)行，突然發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速變慢了（假設(shè)電機(jī)沒壞），此時定子電流（ 增大 ）。
A、不變； B、減?。?C、未知； D、增大
2、（ 恒轉(zhuǎn)子磁通控制 ）控制可以得到和直流他勵電機(jī)一樣的線性機(jī)械特性。
A、恒壓頻比控制； B、恒氣隙磁通； C、恒轉(zhuǎn)子磁通控制； D、恒定子磁通控制
3、三相逆變器系統(tǒng)中，提高直流母線電壓利用率的典型方法有（三次諧波注入SPWM和SVPWM ）。
A、三次諧波注入SPWM； B、SVPWM； C、A和B； D、A或B。
4、轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念是控制（ 轉(zhuǎn)差頻率 ）就代表控制轉(zhuǎn)矩。
A、轉(zhuǎn)差頻率； B、轉(zhuǎn)差功率； C、轉(zhuǎn)差； D、頻率
5、分析異步電動機(jī)的機(jī)械特性時，忽略了（ 鐵損和勵磁電流 ）。
A、空間和時間諧波； B、磁飽和； C、鐵損和勵磁電流； D、以上都是
6、基頻以上變頻調(diào)速時，定子電壓（ ）。
A、不變； B、增大； C、減小； D、不定
7、采用三次諧波注入SPWM，直流母線電壓利用率（ 不可以 ）無限地升高。
A、不可以； B、可以； C、不確定； D、無關(guān)于
8、轉(zhuǎn)差頻率控制規(guī)律中，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差頻率成正比的條件是（ 氣隙磁通 ）不變。
A、定子磁通； B、轉(zhuǎn)子磁通； C、全磁通； D、氣隙磁通
9、根據(jù)盡量少的勵磁電流產(chǎn)生足夠的磁通的原則，電機(jī)額定運(yùn)行時的磁通選在電機(jī)磁化曲線的（ 膝點(diǎn) ）附近最合適。
A、零點(diǎn)； B、膝點(diǎn)； C、原點(diǎn)； D、拐點(diǎn)。
10、PWM變壓變頻器的不足包括（ 輸入電流的諧波含量大；功率不能雙向流動；直流側(cè)能量無法回饋 ）。
A、輸入電流的諧波含量大； B、功率不能雙向流動； C、直流側(cè)能量無法回饋； D、以上都是。
11、SHEPWM指的是（ 特定諧波消去法 ）。
A、三次諧波注入法； B、特定諧波消去法； C、電壓空間矢量調(diào)制； D、電流滯環(huán)跟蹤法
12、基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時轉(zhuǎn)矩降低，屬于（ 恒功率調(diào)速 ）。
A、恒功率調(diào)速； B、恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速； C、恒電壓調(diào)速； D、恒電流調(diào)速。
13、PWM變壓變頻器常用的功率開關(guān)器件有（ MOSFET； IGBT； IGCT； ）。
A、MOSFET； B、IGBT； C、IGCT； D、以上都是。
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。
集成門極換流晶閘管IGCT（Integrated Gate-Commutated Thyristor，集成門極換流晶閘管IGCT將IGBT與GTO的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，其容量與GTO相當(dāng)，但開關(guān)速度比GTO快10倍，而且可以省去GTO應(yīng)用是龐大而復(fù)雜的緩沖電路，只不過其所需的驅(qū)動功率仍然很大。目前，IGCT正在與IGBT以及其他新型器件激烈競爭，試圖最終取代GTO在大功率場合的位置。
14、死區(qū)期間，逆變器的輸出電壓與（ 電流流向 ）有關(guān)。
A、電流大??； B、電壓大?。?C、電壓方向； D、電流流向。
15、矢量控制系統(tǒng)基本思想是通過（ 坐標(biāo)變換 ），在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中，將三相異步電動機(jī)得到等效的直流電動機(jī)模型。
A、正交變換； B、坐標(biāo)變換； C、dq變換； D、αβ變換
二、簡答分析題
1、簡述異步電動機(jī)變壓變頻調(diào)速的基本控制方式，說明基頻以下和基頻以上，定子電壓、電源頻率、氣隙磁場的變化規(guī)律。
1、答：基頻以下，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”；基頻以上，屬于“恒功率調(diào)速”?；l以下：恒定，與同時增大或同時減小，低頻時適當(dāng)提高定子電壓，近似補(bǔ)償定子阻抗壓降；基頻以上：頻率從向上升高，因?yàn)槎ㄗ与妷海疃嘀荒鼙３?，頻率升高，定子電壓保持不變，氣隙磁通減少，轉(zhuǎn)速升高。
2、異步電動機(jī)變頻調(diào)速時，為何在基頻以下時，采用恒壓頻比控制，而在基頻以上保持電壓恒定？基頻以下和基頻以上通常分別屬于恒功率還是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式？
2、答：在基頻以下時，應(yīng)保持氣隙磁通不變，即保持壓頻比不變，即采用恒壓頻比控制；而在基頻以上時，受繞組絕緣耐壓和磁路飽和的限制，電壓不能隨之升高，故保持電壓恒定。
在基頻以下，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”方式；在基頻以上，屬于近似的“恒功率調(diào)速”方式。
3、什么是矢量控制系統(tǒng)VCS？
3、答：將異步電動機(jī)經(jīng)過坐標(biāo)變換可以等效成直流電動機(jī)，那么，模仿直流電動機(jī)的控制方法，求得直流電動機(jī)的控制量，經(jīng)過坐標(biāo)反變換，就能夠控制異步電動機(jī)。由于進(jìn)行坐標(biāo)變換的是電流（代表磁動勢）的空間矢量，所以這樣通過坐標(biāo)變換的控制系統(tǒng)就叫做矢量控制系統(tǒng)VCS（Vector Control System）矢量變換控制系統(tǒng)TCS(Trans-vector Control System)。
4、轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠仿照直流電動機(jī)雙閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行控制，但是其動靜態(tài)性能卻不能完全達(dá)到直流雙閉環(huán)系統(tǒng)的水平，這是為什么？
4、答：（1）轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)是基于異步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的，所謂的“保持磁通Fm恒定”的結(jié)論也只在穩(wěn)態(tài)情況下才能成立。在動態(tài)中Fm難以保持磁通恒定，這將影響到系統(tǒng)的動態(tài)性能。
（2）Us = f （w1 , Is） 函數(shù)關(guān)系中只抓住了定子電流的幅值，沒有控制到電流的相位，而在動態(tài)中電流的相位也是影響轉(zhuǎn)矩變化的因素。
（3）在頻率控制環(huán)節(jié)中，取 w1 = ws + w ，使頻率得以與轉(zhuǎn)速同步升降，這本是轉(zhuǎn)差頻率控制的優(yōu)點(diǎn)。然而，如果轉(zhuǎn)速檢測信號不準(zhǔn)確或存在干擾，也就會直接給頻率造成誤差，因?yàn)樗羞@些偏差和干擾都以正反饋的形式毫無衰減地傳遞到頻率控制信號上來了。
5、基頻以下調(diào)速可以是變頻器交流輸入電壓、恒定子磁通的控制方式，從機(jī)械特性和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩個方面分析與比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。
5、答：恒壓頻比控制：恒壓頻比控制最容易實(shí)現(xiàn)，它的變頻機(jī)械特性基本上是平行下移，硬度也較好，能夠滿足一般的調(diào)速要求，低速時需適當(dāng)提高定子電壓，以近似補(bǔ)償定子阻抗壓降。在對于相同的電磁轉(zhuǎn)矩，角頻率越大，速降落越大，機(jī)械特性越軟，與直流電動機(jī)弱磁調(diào)速相似。在基頻以下運(yùn)行時，采用恒壓頻比的控制方法具有控制簡便的優(yōu)點(diǎn)，但負(fù)載變化時定子壓降不同，將導(dǎo)致磁通改變，因此需采用定子電壓補(bǔ)償控制。根據(jù)定子電流的大小改變定子電壓，以保持磁通恒定。
恒定子磁通：雖然改善了低速性能，但機(jī)械特性還是非線性的，仍受到臨界轉(zhuǎn)矩的限制。頻率變化時，恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩恒定不變 。恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)差率大于恒壓頻比控制方式。恒定子磁通控制的臨界轉(zhuǎn)矩也大于恒壓頻比控制方式?？刂品绞骄枰ㄗ与妷貉a(bǔ)償，控制要復(fù)雜一些。
6、PWM變壓變頻器的優(yōu)點(diǎn)是什么？
6、答：1）在主電路整流和逆變兩個單元中，只有逆變單元可控，通過它同時調(diào)節(jié)電壓和頻率，結(jié)構(gòu)簡單。采用全控型的功率開關(guān)器件，只通過驅(qū)動電壓脈沖進(jìn)行控制，電路也簡單，效率高。
2）輸出電壓波形雖是一系列的PWM波，但由于采用了恰當(dāng)?shù)腜WM調(diào)制技術(shù)，正弦基波的比重較大，影響電機(jī)運(yùn)行的低次諧波受到很大的抑制，因而轉(zhuǎn)矩脈動小，提高了系統(tǒng)的調(diào)速范圍和穩(wěn)態(tài)性能。
3）逆變器同時實(shí)現(xiàn)調(diào)壓和調(diào)頻，動態(tài)響應(yīng)不受中間直流環(huán)節(jié)濾波器參數(shù)的影響，系統(tǒng)的動態(tài)性能也得以提高。
4）采用不可控的二極管整流器，電源側(cè)功率因數(shù)較高，且不受逆變輸出電壓大小的影響。
7、轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是什么？
7、答：轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是：
1）在的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩基本上與成正比，條件是氣隙磁通不變。
2）在不同的定子電流值時，按函數(shù)關(guān)系控制定子電壓和頻率，就能保持氣隙磁恒定。
8、變頻器的過載保護(hù)功能設(shè)置需注意哪些問題？
8、答：變頻器容量大而電機(jī)小的，應(yīng)根據(jù)電機(jī)的容量設(shè)定保護(hù)值。低速運(yùn)行時，電機(jī)散熱條件差，允許的持續(xù)電流減少，保護(hù)值應(yīng)減少。變頻器帶多臺電機(jī)，應(yīng)根據(jù)多臺電機(jī)的容量和進(jìn)行保護(hù)值 設(shè)定，且在每臺電機(jī)上要裝有過載保護(hù)裝置。
三、計算題
1、一臺4極異步電動機(jī)，額定頻率為50Hz/60Hz，額定轉(zhuǎn)差率為0.04，額定功率為5.5kW。在實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速時，其基本頻率（與最大輸出電壓對應(yīng)的頻率）如何設(shè)置？并計算50Hz/60Hz時的額定轉(zhuǎn)速及額定轉(zhuǎn)矩。
1、解：（1）選擇50Hz，即工作頻率為50Hz；變頻器輸出線電壓為380V，，。
（2） 選擇60Hz，即工作頻率為60Hz；變頻器輸出線電壓為380V，當(dāng)f=50Hz時，變頻器的輸出線電壓為316V，，。
2、已知一臺異步電動機(jī)參數(shù)如下：，，，，電樞繞組電阻，。定子漏抗，，勵磁電感，勵磁電阻，試計算：
1）在方式控制下，時的。
2）在時，方式控制下的。
2、解：1）方式下，，
相電壓
2）在時，方式控制下，，為2對磁極電動機(jī)。則
3、試分析推導(dǎo)兩相靜止坐標(biāo)和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換矩陣。
3、解：
4、一臺三相籠型異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為：額定線電壓UN=380V，額定轉(zhuǎn)速nN=960r/min，額定頻率fN=50Hz，定子繞組為Y聯(lián)接。由實(shí)驗(yàn)測得定子電阻Rs=0.35?，定子漏感Lls=0.006H，定子繞組產(chǎn)生氣隙主磁通的等效電感Lm=0.26H，轉(zhuǎn)子電阻Rr′=0.5?，轉(zhuǎn)子漏感Llr′=0.007H，轉(zhuǎn)子參數(shù)已折算到定子側(cè)，忽略鐵芯損耗。 若定子每相繞組匝數(shù)Ns=125，定子基波繞組系數(shù)kNs=0.92，定子電壓和頻率均為額定值。求：考慮定子漏阻抗，在理想空載和額定負(fù)載時的Fm和Eg。
