交流調速系統(tǒng)復習題

1、交流調速系統(tǒng)一 判斷題1 交交變頻器的輸出頻率低于輸入頻率。 （ ）2普通VVV注頻器可以直接突加轉速給定起動。（）3 轉差頻率控制的轉速閉環(huán)異步電動機變頻調速系統(tǒng)實際動靜態(tài)性能達到直流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的水平。 （ ）4 SVPW棉制方法的直流電壓利用率比一般 SPW腿高了 15% （）5 串級調速系統(tǒng)的容量隨著調速范圍的增大而下降。 （）6 交流調壓調速系統(tǒng)屬于轉差功率回饋型交流調速系統(tǒng)。 （）7 普通串級調速系統(tǒng)是一類高功率因數(shù)低效率的僅具有限調速范圍的轉子變頻調速系統(tǒng)。 （ ）8 串級調速系統(tǒng)能夠實現(xiàn)電氣制動。 （）9 交流調壓調速系統(tǒng)屬于轉差功率不變型交流調速系統(tǒng)。 （）10 計算轉子磁

2、鏈的電壓模型更適合于中、高速范圍，而電流模型能適應低速。11SVPWM圓形旋轉磁場為控制目標，而SPWMK正弦電壓為控制目標。（）12 轉差頻率矢量控制系統(tǒng)沒有轉子磁鏈閉環(huán)。 （ ）13 異步電動機VVVF調速系統(tǒng)中速度給定信號可以是階躍信號。（）14 氣隙磁鏈是定子、轉子通過氣隙相互交鏈的那部分磁鏈。 （ ）15 在串級調速系統(tǒng)故障時，可短接轉子在額定轉速下運行，可靠高。 （ ）16永磁同步電機可以用VVV注頻器構成調速系統(tǒng)。8 永磁同步電動機自控變頻調速中， 需增設位置檢測裝置保證轉子轉速與供電頻率同步。（，）10同步電動機只需改變定子頻率就可調節(jié)轉速，不必采用VVVF控制。（X）12SV

3、PWM出電壓比SPWMK出15%即直流電壓的利用率高。（，）14異步電動機的狀態(tài)方程至少是一個 5階系統(tǒng)。（，）選擇題1帶二極管整流器的SPW度頻器是以正弦波為逆變器輸出波形，是一系列（ ）矩形波。幅值可變，寬度不變A 幅值不變，寬度可變C幅值不變，寬度不變幅值可變，寬度可變2繞線式異步電動機雙饋調速，如原處于低同步電動運行，在轉子側加入與轉子反電動勢相位相同的反電動勢，而負載為恒轉矩負載，則（）A 0 S 1 ,輸出功率低于輸入功率C 0 S 1 ,輸出功率高于輸入功率3普通用級調速系統(tǒng)中，逆變角A轉速上升，功率因數(shù)下降C轉速上升，功率因數(shù)上升B S 0,輸出功率高于輸入功率D S 0 ,輸

4、出功率低于輸入功率，則（）。B轉速下降，功率因數(shù)上升D轉速下降，功率因數(shù)下降4繞線式異步電動機雙饋調速，如原處于低同步電動運行，在轉子側加入與轉子反電動勢相位相同的反電動勢，而負載為恒轉矩負載，則（）An n1 ,輸出功率低于輸入功率B n n ,輸出功率高于輸入功率Cn ni ,輸出功率高于輸入功率D n ni ,輸出功率低于輸入功率（注：n為電動機實際轉速，n為電動機同步轉速）5與矢量控制相比，直接轉矩控制（）A調速范圍寬B控制性能受轉子參數(shù)影響大 C計算復雜D控制結構簡單6異步電動機VVVFM速系統(tǒng)的機械特性為直線的是（）A恒U1/ 1控制B恒Eg/ 1控制CUE，i控制D恒I/ i控制

5、7異步電動機VVVFM速系統(tǒng)中低頻電壓補償?shù)哪康氖牵ǎ〢補償定子電阻壓降B補償定子電阻和漏抗壓降C補償轉子電阻壓降D補償轉子電阻和漏抗壓降8異步電動機VVVFM速系統(tǒng)的機械特性最易實現(xiàn)的是（）A包壓頻比控制B恒定子磁通控制C恒氣隙磁通控制D恒轉子磁通控制9電流跟蹤PWM6制時，當環(huán)寬選得較大時，（）A開關頻率高，B電流波形失真小C電流諧波分量高D電流跟蹤精度高10繞線式異步電機用級調速時，其理想空載轉速 n。為A同步轉速B恒定不變C隨逆變角增大而增大D隨逆變角增大而減11異步電機的狀態(tài)方程最低為A 2階B 3階C 4階D 5階三填空題（10分）下圖為異步電動機矢量控制原理結構圖， A, B,

6、C, D分別為坐標變換模塊, 請指出它們分別表示什么變換（8分）這些變換的等效原則是什么（2分）給定信o控 +-7TBi ii:i 電流收制變頻C異步電.等效直 流電動機模動機13反饋信號解：A 矢量旋轉逆變換 VR 1, B 二相靜夕坐標變成三相靜力坐標變換C三相靜止坐標系變成二相靜止坐標變換D矢量旋轉變換VR,將二相靜止坐標下的互相垂直的交流信號變換成二相旋轉的互相垂直的直流信號。 等效變換的原則是旋轉磁場等效或磁動勢等效下圖為異步電動機矢量變換與電流解耦數(shù)學模型，A, B分別為坐標變換模塊，請指出它們分別表示什么變換（8分）這些變換的等效原則是什么（2分）解：A三相靜止坐標系變成二相靜止

7、坐標變換 B矢量旋轉變換VR將二相靜止 坐標下的互相垂直的交流信號變換成二相旋轉的互相垂直的直流信號。 具等效變 換的原則是旋轉磁場等效或磁動勢等效。四設計題間接檢測s的方法有兩種，即電流模型法與電壓模型法。計算轉子磁鏈的電流模型d r dtTr1在a B坐標系上計算轉子磁鏈的電流模型%iTr sLmid rdt1+111/在mt坐標系上計算轉子磁鏈的電流模型1 Lm.d rdti e rsmTr Tr13412.在a B坐標系上計算轉子磁鏈的電壓模型J/2 杳換sine爐旋轉 變搦 2s2rLm .Trr'stLH (UsLmRs )dtLsis ，(UsLmRsis )dtLsis

8、 3定子磁鏈計算模型右圖為異步電動機直接轉矩控制的原理框圖蔣美祀后才攆usRsisp sdUsRsisp s '式中 p dt假定已經檢測到的三相電壓UA,UB,Uc和三相電流iA,iB,ic,試根據上式畫出計算定子磁鏈s (即右圖中的1)的模型方框圖。解：4定子轉矩計算模型T np(is s i s s )五簡述題下圖為調速范圍DK3的審級調速系統(tǒng)主回路單線原理框圖，試說明起動時（15 分）0TI各電器開關正確的合閘順序和停機時的分閘順序，并說明理由。間接起動操作順序1 .先合上裝置電源總開關S,使逆變器在 min下等待工作。2 .然后依次接通接觸器K1 ,接入起動電阻R ,再接通K

9、0 ,把電機定子回 路與電網接通，電動機便以轉子用電阻的方式起動。3 .待起動到所設計的nmin (SmaR時接通K2 ,使電動機轉子接到審級調 速裝置，然后斷開K1 ,切斷起動電阻，此后電動機就可以用級調速方式繼續(xù)加 速到所需的轉速運行。停車操作順序1 .由于審級調速沒有制動能力，應先將轉速降至nmin ,再合上K1 ,然后斷開K2 ,使電動機轉子回路與用級調速裝置脫離；2 .最后斷開K0 ,以防止當K0斷開時在轉子側感生斷閘高電壓而損壞整流 器與逆變器。六分析和證明題1試證明規(guī)則采樣法*tO正弦調制信號波ur Msin rt 式中，M稱為調制度，0 &a<1； r為信號波角頻

10、率。如下圖，試證明Tc(1 M sin rtD)三角波一周期內，脈沖兩邊間隙寬度'-TcTc(1 M sin rtD)圖6-123按屋磁鏈定向同步旋轉坐標系中狀態(tài)方程為a0%K針小一“at JLr Jd% 1 L .一二中+工di TT=-七-+砒 +-dt aLsLJr aLjlaLtdq LRi + R/. jdt aLL r b心丘 ”b心*1 fJ1 9-1電二G +坐標系的旋轉角速度為假定電流閉環(huán)控制性能足夠好，電流閉環(huán)控制的等效傳遞函數(shù)為慣性環(huán)節(jié)為*st ，等效慣性時間常數(shù)。畫出電流閉環(huán)控制后系統(tǒng)的動態(tài)結構圖，輸入為ism和i輸出為 和 r ,試簡單討論系統(tǒng)穩(wěn)定性。解：電流

11、閉環(huán)控制后系統(tǒng)的動態(tài)結構圖如下:轉子磁鏈環(huán)節(jié)為穩(wěn)定的慣性環(huán)節(jié)；轉速通道存在積分環(huán)節(jié)，系統(tǒng)不穩(wěn)定，必17+1if須加轉速外環(huán)使之穩(wěn)定。*4如何理解按轉子磁鏈定向的矢量控制方程及其解耦作用解：實際上就是通過數(shù)學模型變換簡化控制， 使異步電機在一定條件等效為臺直流電機，這樣，就可用直流電機的雙閉環(huán)控制結構進行控制異步電機了為狀SS變量的狀態(tài)方程ddtrddtrq dt disd dt disq dt2.np LmJLr1T1Tr Lm(isqrdrqLsLrTrLmLsLrTrrdrdrq) rq) rdLmLsLr Lm LsLri sd rq )TrisdLm . iTrsq22Rs L2Rr

12、Lm .rqrdLsL2 _2_RsLRLLsL2isdusd1i sqLs,usq1i sd|Lsdq坐標系蛻化為a B坐標系，當 標系。0,即不旋轉時，dq坐標系為a B坐旋轉正交dq坐標系的另一個特例是與轉子磁鏈旋轉矢量同步旋轉的坐標 系。令d軸與轉子磁鏈矢量重合，稱作按轉子磁鏈定向的同步旋轉正交坐標系, 簡稱mt坐標系。jarctgre按轉子磁鏈定向時,(1) m軸與轉子磁鏈矢量重合rmrdrtrq 0這就簡化了控制方程。(2)為了保證m軸與轉子磁鏈矢量始終重合,還必須使dtd rt d rq 0 dt dtmt坐標系中的狀態(tài)方程npLm .istJLrnpr JLm：TrTrismd

13、ism出LmRsL2RrLmiLsLTrLsL2smlistusmLsdistdtLmRsL2RrLm:dtLsLrist1 ismustLsLmiTrst導出mt坐標系的旋轉角速度LmTr ri stmt坐標系旋轉角速度與轉子轉速之差定義為轉差角頻率Lm iTr r snp Lm e L rnp Lm"LT(isq(isqrdrdLmisdisqi sd rqLmisdisq )isdrq )rmrdrtrqTen p Lm .iLrst(1)這樣，轉矩公式就同直流電機轉矩公式相類似了，只要控制機參數(shù)不變時，則Tei st。由 d_L1dtTrLmTrism可得Trp rLmi s

14、mLmrTrp1ism(2)式（1）表明轉矩僅受定子電流的轉矩分量控制，而式（2）表明轉子磁鏈僅受定子電流勵磁分量控制。這樣，就如同直流電機一樣，可分開兩個獨立即解耦的電流回路來控制轉矩和轉子磁鏈。5 *如何理解矢量控制與直接轉矩控制的不同處。1矢量控制是基于轉矩磁鏈控制，而直接轉矩控制則是基于定子磁鏈控制。因此，兩者都需估算磁鏈。只不過，前者是估算轉子磁鏈，而后者則是估算定子磁鏈。2矢量控制為簡化控制，必須進行矢量旋轉坐標變換且定向而直接轉矩控制無需矢量旋轉坐標變換，也無需定向。3 矢量控制是基于電流的控制， 必須有電流閉環(huán)， 供電最好用電流型逆變器。便于過電流保護。 而直接轉矩控制沒有電流閉環(huán)。 而設置有轉矩閉環(huán)。 必須估算 轉矩