石大交流調(diào)速期末復(fù)習(xí)題

《交流調(diào)速》課程綜合復(fù)習(xí)資料

一、單選題

1、SPHM的最大輸出不失真的線電壓幅值為()o

A、Ud/3

B、v3Ud/2

C、Sd/3

D、Ud/2

答：B

2、三相電壓型逆變器輸出中的諧波含量次數(shù)主要是()o

A、3n±1

B、6n±l

C、2rl±1

D、4n±l

答：B

3、SPWM的最大輸出不失真的相電壓幅值為()o

A、Ud/5

B、Ud/4

C、Ud/3

D、Ud/2

答：D

4、變頻器交流輸入電壓降低會導(dǎo)致輸出電壓也降低，會影響電機的帶負載能力

的根源是()o

A、氣隙磁通變大

B、氣隙磁通變小

C、轉(zhuǎn)子磁通變大

D、轉(zhuǎn)子磁通變小

答：B

5、Back-to-BackPWM變換器的整流側(cè)是()。

A、SHEPWM變換器

B、PWM變換器

C、PFM變換器

D、PDM變換器

答：B

6、采用SVPWM調(diào)制時，逆變器輸出線電壓基波最大值為直流側(cè)電壓，這比一般

的SPWM逆變器輸出電壓提高了()。

A、25%

B、20%

C、15%

D、5%

答：C

7、SVPWM調(diào)制模式中，零矢量安排的原則是使器件開關(guān)最少，從而()最

A、通態(tài)損耗

B、斷態(tài)損耗

C、開關(guān)損耗

D、轉(zhuǎn)差損耗

答：C

8、為避免變頻器輸出某個頻率點上可能與機械系統(tǒng)的固有頻率一致而發(fā)生矢振,

通過設(shè)置()來解決。

A、點動頻率

B、最高頻率

C、回避跳躍頻率

D、偏置頻率

答：C

9、恒壓恒頻正弦波供電時異步電動機的機械特性，當(dāng)s比較小時，Te=f(s)是

一段()。

A、直線

B、斜線

C、雙曲線

D、對角線

答：A

10、三種典型的負載轉(zhuǎn)矩特性曲線不包括()o

A、恒功率負載

B、恒轉(zhuǎn)矩負載

C、風(fēng)機泵類負載

D、恒轉(zhuǎn)速負載

答：A

1k較小功率PWM變壓變頻器的功率開關(guān)器件一般采用()o

A、MOSFET

B、IGBT

C、IGCT

D、以上都是

答：A

12、恒壓恒頻止弦波供電時異步電動機的機械特性，當(dāng)s接近1時，Te=f(s)

是對稱于原點的一段()o

A、直線

B、斜線

C、雙曲線

D、對角線

答：C

13、在一定條件下，轉(zhuǎn)差頻率與電磁轉(zhuǎn)矩是線性關(guān)系，控制系統(tǒng)通過()指令限

幅和電壓補償來滿足。

A、點動頻率

B、轉(zhuǎn)差頻率

C、最大頻率

D、偏置頻率

答：B

14、轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型需要檢測定子電流和()信號。

A、轉(zhuǎn)子電流

B、轉(zhuǎn)矩

C、轉(zhuǎn)速

D、電壓

答：C

15、三相全橋電壓型PWM逆變器輸出電壓的極限是一個()o

A、圓形

B、四邊形

C、六邊形

D、矩形

答：C

16、以下生產(chǎn)生活設(shè)冬中，重點強調(diào)調(diào)速目的是節(jié)能需要的是()"

2、請解釋：單極性控制

答案：SPWM調(diào)制技術(shù)的一種控制方式，如果在正弦調(diào)制波的半個周期內(nèi)，三

角載波只在正或負的一種極性范圍內(nèi)變化，所得到的SPWM波也只處于一個極

性的范圍內(nèi)，稱為單極性控制方式。

3、請解釋：六拍階梯波逆變器

答案：三相全橋電壓型逆變器的6個有效電壓空間矢量在一個輸出基波電壓周期

內(nèi)各自依次連續(xù)作用1/6周期，逆變器運行于這種狀態(tài)時，會得到一個正六邊形

的旋轉(zhuǎn)磁場。

4、請解釋：通用變頻器

答案：通用變頻器大都是采用二極管整流和由快速全控開關(guān)器IGBT或智能功率

模塊IPM(IntelligentPowerModule)組成的PWM逆變器，構(gòu)成了交-直-交電壓源

型變壓變頻器。

5、請解釋：正弦脈寬調(diào)制

答案：按照波形面積相等的原則，每一個矩形波的面積與相應(yīng)位置的正弦波面積

相等，因而這個序列的矩形波與期望的正弦波等效，這種調(diào)制方法稱作正弦波脈

寬調(diào)制。

6、請解釋：三相異步電機旋轉(zhuǎn)磁場

答案：空間中靜止的三相對稱繞組(繞組匝數(shù)、節(jié)距、導(dǎo)線的粗細等完全一致，

旦在空間中互差120度電角度)，通三相對稱電流，則會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場。

7、請解釋：交.直-交變壓變頻器

答案：將工頻交流電源通過整流器變換成直流，再通過逆變器變換成電壓和頻率

可控的交流，稱為交-直■交變壓變頻器，又稱為間接式變壓變頻器。

8、請解釋：弱磁調(diào)速

答案：在基頻以上調(diào)速，電機定子端電壓保持為額定電壓不變。隨頻率上升，氣

隙磁通下降，所以稱為弱磁調(diào)速。

9、試寫出異步電動機的機械特性表達式。

(RV-

答史安案：丁，〈凡吟一叫小?

10、簡述三相異步電動機應(yīng)如何通過坐標(biāo)變換等效成直流電動機。

答案：以產(chǎn)生相同的旋轉(zhuǎn)磁動勢為原則，三相電動機的電流。、勺、攵，通過三

相-二相變換，可以等效成二相靜止坐標(biāo)系下的交流電流4、冉通過按轉(zhuǎn)子

磁場定向的旋轉(zhuǎn)變換，可以等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流3、,7。L相

當(dāng)于勵磁電流，什相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流，從而構(gòu)成等效的直流電動機。

11、簡述基于穩(wěn)態(tài)模型的轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的兩條基本控制規(guī)律。

答案：⑴在4-包，的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩1基本上與2成正比，條件是氣隙磁通不變。

⑵在不同的定子電流值時，按的函數(shù)關(guān)系控制定子電壓和頻率，

就能保持氣隙磁通6、恒定。

12、異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)中，在工頻以上的范圍變頻時，簡述電壓還應(yīng)當(dāng)變

化嗎，并說明其原因。

答案：在基頻以上調(diào)速時，定子供電頻率工大于基頻如果維持二：是

不允許的，因為定子電壓超過額定值會損壞電動機的絕緣，所以，當(dāng)工大于基

頻入、.時，往往把電動鞏的定子電壓限制為額定電壓，并保持不變。

13、試寫出恒壓頻比控制和恒氣隙控制時最大轉(zhuǎn)矩的公式。

T二巴昌尸一1

…2%)R.

+1爭-2

答案：恒壓頻比控制

1口=式十

恒氣隙控制?生4

14、簡述轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的控制規(guī)律。

答案：轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是:

⑴在0：&0工的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩7基本上與口：成正比，條件是氣隙磁通不變。

⑵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

能保持氣隙磁中“亙定。

15、簡述異步電動機在兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型中的電壓方程。

答案：

16、請解釋：周波變換器

答案：

交-交變壓變頻器只有一個變換環(huán)節(jié)，把恒壓恒頻（CVCF）的交流電源直接變換

成變壓變頻（VVVF）下輸出，因此又稱直接式變壓變頻潛。有時為了突出其變

頻功能，也稱作周波變換器。

17、簡述直流電機的不足在換向器上體現(xiàn)在哪些方面？

答案：

①機械的磨損使得換向器必須經(jīng)常檢修；②換向火花使其不能運行在易燃易爆及

粉塵多的場合；③換向能力限制了其容量和速度。

18、簡述轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型的優(yōu)點。

答案；

①不需要測轉(zhuǎn)速信號。②與轉(zhuǎn)子電阻無關(guān)，只與定子電阻有關(guān)，信號容易測得。

③算法簡單，受參數(shù)變化的影響較小。

三、綜合題

1、畫出數(shù)字控制通用變頻滯-異步電動機調(diào)速系統(tǒng)原理圖。

答案：

微

柱

樹

器

PWM

發(fā)生器一./

2、畫出通用變頻器的常用結(jié)構(gòu)。

答案：

?

電C±D

網(wǎng)

3、三相系統(tǒng)中，某個物理量的瞬時值（電壓、電流、磁鏈等）用fA.力、加表

示，以A軸為參考實物，則三相合成的空間矢量如何計算？

答案：

5=2豆+豆+1）

3

=|（Zi+?丁+巧

=：（￡+/i3s]乃+，sm]T）+/（cos：乃一jsm：幻）

_2“1.1心小f凡、

一（力一彳為一彳后+丁丁〃A）

J//）工工

q瑪E,

4、正弦波電壓供電時，試述按恒4控制、恒/控制和恒°:控制的優(yōu)缺點。

答案：

恒壓頻比（4）控制最容易實現(xiàn)，它的變頻機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，但低速芍載能力稍差，須對定子壓降實

&

行補償：恒生控制是通常對恒壓頻比控制實行電壓補償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，可以在穩(wěn)態(tài)時

達到小r二°,從而改善了低速性能，但機械特性還是非線性的，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的能

￡

力仍受到限制；恒生控制可以得到和他勵直流電動機一樣的線性機械特性，按

"=c

照轉(zhuǎn)子全磁通以恒定進行控制，即得啰，而且，在動態(tài)中也盡可能保持以

恒定是矢量控制系統(tǒng)的目標(biāo)，當(dāng)然實現(xiàn)起來是比較復(fù)雜的。

5、如圖為異步電動機矢量控制原理圖，其中A,B,C,D分別為坐標(biāo)變換模塊：

（1）請說明A和B分別表示什么變換？并寫出A對應(yīng)的坐標(biāo)變換矩陣。（2）

說明按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想。

答案：（1）A：矢量旋轉(zhuǎn)逆變換以“，2r/2s

B：二相靜止坐標(biāo)系姐三相靜止坐標(biāo)系〃反變換：2s/3s

cosp-sin(p

A：jin夕cosp

(2)按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本思想：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，得到等效的直流電動機模型。仿照直流電動機的控制方

法控制電磁轉(zhuǎn)矩與磁鏈，然后將轉(zhuǎn)子磁鏈定向坐標(biāo)系中的控制量反變換得到三相

坐標(biāo)系的對應(yīng)量，以實施控制。

6、試寫出在二相靜止坐標(biāo)系上的基于電流模型觀測器的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測模型。

答案：電流模型觀測器：當(dāng)電機轉(zhuǎn)速小于額定轉(zhuǎn)速的10%,定子繞組壓降不可

忽略,異步電動機在靜止坐標(biāo)系(a-p)中的電壓方程為:

0Lmp0ias

Ups0Rs+Lsp0Lmpips

0LmpCoLmRr+LipcoLriar

0-(OLmLmp-0)LrRr+Lrpi|3r

?可得：0=p(Lmias+Lriar)+(o(Lmips+Lripr)+Rriar

0=p(Lmips+Lripr)—co(Lmias+Lriar)4-Rripr

轉(zhuǎn)子磁鏈可表示為：war=Lmias+Lriar\|/pr=Lmips+Lripr

II

由上述3式解出iar、ipr并化簡得：甲ar=1一石尸(Lmias—coTr\|/0r),\|/01*=：一石尸

(Lmips+coTr\|/ar)

式中：TL轉(zhuǎn)子繞組的電磁時間常數(shù)，uas—定子a繞阻電壓，u|3s—定子［3繞殂電

壓，ias一定子a繞阻電流,ips一定子|3繞阻電流,war—與轉(zhuǎn)子a繞阻匝鏈的磁鏈，

中瓦―與轉(zhuǎn)子。繞阻匝鏈的磁鏈。

7、已知期望的電壓空間矢量更=領(lǐng)"招"(單位為V),直流電壓，-400「，

開關(guān)周期我：=腰順潮"按照SVPWM的實現(xiàn)過程，分析以下問題：(1)確定合

成期望的電壓空間矢量所需的2個基本電壓空間矢量，及其各自的作用時間。(2)

是否需要選用零矢量？(3)按照三段逼近式來安排矢量的作用順序，確定開關(guān)

狀態(tài)序列并寫出每種開關(guān)狀態(tài)對應(yīng)的作用時間。

答案：期望的電壓空間矢量0=20°夕’：：’，正好落在1和6兩個有效矢量之間。

所以應(yīng)由乙和乙兩個矢量來逼近c

?—L>r.+—L*cos-=U.T?cos9

3c3c3臼

仁l.再siny=UTZsin8

品工.”人^2001)00001.mnAAAAAOl

r[=-s?n(-—ff)=-------------------stn30=000000433s

L.34'J*J

r=強五如8=色二00%00O]30。=0.00000433s

2

Ud400

r】?r：=0.00000433x2=0.00000866$<T:

剩余的時間選擇零矢量作用，均分零矢量。

-00),4(101)Uilll噂即生

開關(guān)狀態(tài)序列：000,100,101,111,101,100,000

對應(yīng)的作用時間：0.000000335,0.000002165,0.000002165,0.000000670,

0.000002165,

0.000002165,0.000000335

8、試分析計算對于不及整流+SPWM逆變系統(tǒng)，在波形不畸變情況下輸出電壓最

高為多少？并據(jù)此分析SPWM一個最大缺點是什么？

答案：

電

網(wǎng)

tlt1」①#中

380xW=537(V)電網(wǎng)的輸入電壓為380V,得到的直流母線電壓最多為

(S3-2)xJ5W=329(V)采用spW\L逆變側(cè)得到的線電壓有效值最多為

這就意味著，在電壓不畸變的線性區(qū)，SPIN的電壓傳輸比只有329/380=0.866。

如采用恒壓頻比控制，在43.3Hz以上就要進入過調(diào)制區(qū)，波形發(fā)生畸變，這是

普通SPWM一個最大缺點。

9、畫圖表示三相全橋電壓型PWM逆變器可輸出的8個電壓空間矢量。

答案：

J(OIO)6(11。)

..Q00)

以?！皉K%ooo)”

q(ooi)GQ°D

10、一臺4極異步電動機，額定頻率為50HZ/60HZ,額定轉(zhuǎn)差率為0.04,額定功

率為5.5kW。在實現(xiàn)變頻調(diào)速時，其基本頻率工(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A.及額定轉(zhuǎn)矩心。

答案：

(1)人選擇50Hz,即工作頻率為50Hz：變頻器輸出線電壓為380V,

用防=：螞瞬知加,乙=365.V*

(2)人選擇60Hz,即工作頻率為60Hz；變頻器輸出線電壓為380V,當(dāng)戶50Hz

時，變頻器的輸出線電壓為316V,%=:沿&喑四~心=30.4.V?叫

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一、單項選擇題

答題要求：每題只有?個正確選項。

1（5.0分）以下生產(chǎn)生活設(shè)各中，重點強調(diào)調(diào)速的目的不是節(jié)能需要的是（）。

A）抽油機

B）風(fēng)機

C）風(fēng)扇

D）泵類

參考答案：C

2（5.0分）品閘管交-交變壓變頻器的最高輸出頻率約為電網(wǎng)頻率的（）。

A）1/3?1/2

B）l/2?1

C）1?2倍

D）2?3倍

參考答案：A

3（5.0分）分析異步電動機的機械特性時，忽略了（）。

A）空間和時間諧波

B）磁飽和

Q鐵損和勵磁電流

D）以上都是

參考答案：D

4（5.0分）以下調(diào)速方式中，不屬于鼠籠式異步電動機的是（）。

A）變極調(diào)速

B）變頻調(diào)速

C）調(diào)壓調(diào)速

D）轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速

參考答案：D

5（5.0分）電流滯環(huán)跟蹤PWM技術(shù)的核心單元是（）。

A）滯環(huán)比較器

B）電壓比較器

C）運算放大器

D）電流調(diào)節(jié)器

參考答案：A

6（5.0分）從穩(wěn)態(tài)的角度分析，能夠改變電機轉(zhuǎn)速的方法是（）。

A）改變電磁轉(zhuǎn)矩和負載特性曲線交點的位置

B）改變電磁轉(zhuǎn)矩

Q改變負載轉(zhuǎn)矩

D）改變電壓

參考答案：A

7（5.0分）單相逆變器系統(tǒng)的輸出電壓能力取決干（）.

A）直流母線電壓

B）直流母線電流

Q直流母線功率

D）交流母線電壓

參考答案：A

8（5.0分）恒氣隙磁通控制與恒壓頻比控制相比，臨界轉(zhuǎn)差率（）.

A）更小

B）更大

Q相同

D）未知

參考答案：B

9（5.0分）SHEPWM指的是（）o

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

參考答案：B

10（5.0分）根據(jù)盡量少的的磁電流產(chǎn)生足夠的磁通的原則，電機額定運行時的磁通選在電機

磁化曲線的（）附近最合適。

A）零點

B）膝點

C）原點

D）拐點

參考答案：B

11（5.0分）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

參考答案：A

12（5.0分）電壓型逆變器的實際電壓與理想電壓的差異為一系列的（）。

A）三角波

B）正弦波

C）脈沖電壓

D）鋸齒波

參考答案：C

13（5.0分）PWM變壓變頻器的不足包括（）。

A）輸入電流的諧波含量大

B）功率不能雙向流動

Q直流側(cè)能量無法回饋

D）以上都是

參考答案：D

14（5.0分）若一臺三相感應(yīng)電動機在額定電壓下運行，突然發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速變慢了（假設(shè)電機沒壞）,

此時定子電流（）。

A）不變

B）減小

C）未知

D）增大

參考答案：D

15（5.0分）采用三次諧波注入SPWM,直流母線電壓利用率（）無限地升高。

A）不可以

B）可以

C）不確定

D）無關(guān)于

參考答案：A

16（5.0分）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（）。

A）三次諧波注入SPWM

B）SVPWM

C）A和B

D）A或B

參考答案：C

17（5.0分）PWM技術(shù)是指（）。

A）脈沖幅度調(diào)制

B）脈沖頻率調(diào)制

C）脈沖寬度調(diào)制

D）脈沖數(shù)量調(diào)制

參考答案：C

18（5.0分）基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時轉(zhuǎn)矩降低，屬于（）。

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

參考答案：A

19（5.0分）恒壓頻比控制中，轉(zhuǎn)子銅耗將（）。

A）不變

B）減小

C）未知

D）增大

參考答案：A

20（5.0分）死區(qū)期間，逆變器的輸出電壓與（）有關(guān)。

A）電流大小

B）電壓大小

C）電壓方向

D）電流流向

參考答案：D

一、單項選擇題

答題要求：每題只有一個正確選項。

1（5.0分）三相異步電機的數(shù)學(xué)模型是一個（）階模型。

A）4

B）6

C）8

D）9

參考答案：C

2（5.0分）三相仝橋電壓型PWM逆變器共可輸出（）個電壓空間矢量.

A）6

B）7

C）8

D）9

參考答案：C

3（5.0分）三相/兩相靜止坐標(biāo)變換中，采用恒功率變換的工反變換矩陣間的系數(shù)為（）。

A）1

B）2/3

C）3/2

D）l/2

參考答案：A

4（5.0分）以下變頻器系統(tǒng)設(shè)備中，生產(chǎn)實際必須具備的是（）。

A）制動單元

B）電磁接觸器

C）無線電干擾抑制濾波器

D）交直流電感

參考答案：B

5（5.0分）三相對稱正弦電壓所合成的空間矢量是一個在空間中（）旋轉(zhuǎn)的矢量。

A）等幅恒速

B）變幅恒速

Q等幅變速

D）變幅變速

參考答案：A

6（5.0分）轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，必須具有（）。

A）測壓環(huán)節(jié)

B）測速環(huán)節(jié)

Q測流環(huán)節(jié)

D）測功環(huán)節(jié)

參考答案：B

7（5.0分）變頻器的輸出頻率設(shè)定可通過（）完成。

A）面板鍵盤設(shè)定

B）模擬電壓給定

Q通訊給定

D）以上都是

參考答案：D

8（5.0分）當(dāng)三相感應(yīng)電機磁鏈幅值定時，電壓空間矢量的大小與供電電壓頻率成正比，其

方向則與磁鏈?zhǔn)噶浚ǎ?/p>

A）平行

B）正交

Q相交

D）交叉

參考答案：B

9（5.0分）電壓空間矢量和（）是電壓空間矢量調(diào)制的兩個重要的要素。

A）時間

B）空間

C）沖量

D）標(biāo)量

參考答案：A

10（5.0分）轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念是控制（）就代表控制轉(zhuǎn)矩。

A）轉(zhuǎn)差頻率

B）轉(zhuǎn)差功率

Q轉(zhuǎn)差

D）頻率

參考答案：A

11（5.0分）變頻器交流輸入電壓降低會導(dǎo)致輸出電壓也降低，會影響電機的帶負載能力的根

源是（）。

A）氣隙磁通變大

B）氣隙磁通變小

C）轉(zhuǎn)子磁通變大

D）轉(zhuǎn)子磁通變小

參考答案：B

12（5.0分）通用變頻器的主電路拓撲結(jié)構(gòu)通常為（）結(jié)構(gòu)。

A）交直交

B）交交

Q直交直

D）直直

參考答案：A

13（5.0分）變頻器的保護措施主要包括（）。

A）過流保護

B）過載保護

Q過壓保護

D）以上都是

參考答案：D

14（5.0分）三相全橋電壓型逆變器的6個有效電壓空間矢量在一個輸出基波電壓周期內(nèi)各自

依次連續(xù)作用1/6周期，逆變器運行于這種狀態(tài)時，會得到一個（）的旋轉(zhuǎn)磁場。

A）圓形

B）正方形

C）矩形

D）正六邊形

參考答案：D

15（5.0分）矢量控制和轉(zhuǎn)矩直接控制的核心是（）?

A）電壓觀測

B）電流觀測

C）磁鏈觀測

D）轉(zhuǎn)速觀測

參考答案：C

16（5.0分）轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差率控制中，轉(zhuǎn)速檢測信號不準(zhǔn)確或存在干擾造成誤差的原因是所

有這些偏差和干擾都以（）的形式傳遞到頻率控制信號上。

A）負反饋

B）前饋

C）正反饋

D）回饋

參考答案：C

17（5.0分）矢量控制系統(tǒng)基本思想是通過（），在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中，

將三相異步電動機得到等效的直流電動機模型。

A）正交變換

B）坐標(biāo)變換

C）dq變換

D）aB變換

參考答案：B

18（5.0分）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（）不變。

A）定于磁通

B）轉(zhuǎn)子磁通

Q全磁通

D）氣隙磁通

參考答案：D

19（5.0分）異步電動機的物理模型中，電流與磁鏈符合（）法則。

A）安培環(huán)路

B）左手螺旋

Q右手螺旋

D）歐姆

參考答案：C

20（5.0分）矢量控制的關(guān)鍵不在控制本身，而在于（）。

A）空間矢量的概念

B）坐標(biāo)變換

Q定向

D）以上都是

參考答案：D

《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)電動機在額定電壓下運行，突然發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速變慢了（假設(shè)電機沒壞），此

時定子電流（）。

A、不變：B、減?。篊、未知；D、增大

2、（）控制可以得到和直流他勵電機?樣的線性機械特性。

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（）。

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（）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、分析異步電動機的機械特性時，忽略了（）。

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??；D、不定

7、采用三次諧波注入SPWM,直流母線電壓利用率（）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（）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，電機額定運行時的磁通選在電機磁化曲

線的（）附近最合適。

A、零點；B、膝點；C、原點；D、拐點。

10、PWM變壓變頻器的大足包括（）。

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。

II、SHEPWM指的是（）。

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（）。

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變壓變頻器常月的功率開關(guān)器件有（）。

A、MOSFET；B、IGBT：C、IGCT：D、以上都是。

14、死區(qū)期間，逆變器的輸出電壓與（）有關(guān)。

A、電流大小；B、電壓大小；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（），在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正交坐標(biāo)系中，將

三相異步電動機得到等效的直流電動機模型。

A、正交變換；B、坐標(biāo)變換；C、dq變換；D、鄧變換

二、簡答分析題

1、簡述異步電動機變壓變頻調(diào)速的基本控制方式，說明基頻以下和基頻以上，定子電壓優(yōu)、

電源頻率X、氣隙磁場中,”的變化規(guī)律。

2、異步電動機變頻調(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？

3、什么是矢量控制系統(tǒng)VCS?

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雙閉環(huán)系統(tǒng)進行控制，但是

其動靜態(tài)性能卻不能完全達到直流雙閉環(huán)系統(tǒng)的水平，這是為什么？

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，從機械特性和系統(tǒng)

實現(xiàn)兩個方面分析與比較它們的優(yōu)缺點。

6、PWM變壓變頻器的優(yōu)點是什么？

7、轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是什么？

8、變頻器的過載保護功能設(shè)置需注意哪些問題？

三、計算題

I、一臺4極異步電動機，額定頻率為50Hz/60Hz,額定轉(zhuǎn)差率為0.04,額定功率為5.5kW。

在實現(xiàn)變頻調(diào)速時，其基本頻率力，（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“N及額定轉(zhuǎn)矩&。

2、已知一臺異步電動機參數(shù)如下：PN=3kW,UxN=380V,IsN=7.5A,

nAr=1450/7min,電樞繞組電阻N=1.5O,%=O.823C。定子漏抗4=0.0038”,

勵磁電感勵磁電隹/?,,=試計算:

LK2=0.00475/7,4〃=0.0968”，1.49C,

1)在U,/￡=C方式控制下，￡=5〃z時的U,。

2)在，=5HZ時，U,//；=C方式控制下的7；max。

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。

4、一臺三相籠型異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)為：額定線電壓UN=38()V,額定轉(zhuǎn)速nN=960r/min,

額定頻率fN=50Hz,定子繞組為Y聯(lián)接。由實驗測得定子電阻RE.35Q,定子漏感Li$=0.(X)6H,

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R/=0.5Q,轉(zhuǎn)子漏感Li/=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)乂=125,定子基波繞組系

數(shù)尿升0.92,定了?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載時

的①m和Eg。

綜合復(fù)習(xí)資料參考答案

一、選擇題

題號12345678910

答案DCCACAADBD

題號II12131415

答案BADDB

二、簡答分析題

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)速基頻以下：①，”恒

定，S與，同時增大或同時減小，低頻時適當(dāng)提高定子電壓，近似補償定子阻抗壓降；基

頻以上：頻率從人、,向上升高，因為定子電壓U.KUsN，最多只能保持頻率

升高，定子電壓qwUw保持不變，氣隙磁通中”，減少，轉(zhuǎn)速升高。

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、答：將異步電動機經(jīng)過坐標(biāo)變換可以等效成直流電動機，那么，模仿直流電動機的控制

方法，求得直流電動機的控制量，經(jīng)過坐標(biāo)反變換，就能夠控制異步電動機。由于進行坐標(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(VectorControlSystem)矢量變換控制系統(tǒng)TCS(Trans-vectorControlSystem)o

4、答：(1)轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)是基于異步電動機穩(wěn)態(tài)模型的，所謂的“保持磁通Gn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(^l./s)函數(shù)關(guān)系中只抓住了定子電流的幅徜，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，取以二g+c。，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。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

為所有這些偏差和干擾都以正反饋的形式亳無衰減地傳遞到頻率控制信號上來了。

5、答：恒壓頻比控制：恒壓頻比控制最容易實現(xiàn)，它的變頻機械特性基本上是平行下移，

硬度也較好，能夠滿足一股的調(diào)速要求，低速時需適當(dāng)提高定子電壓，以近似補償定子阻抗

壓降。在對于相同的電磁轉(zhuǎn)矩，角頻率越大，速降落越大，機械特性越軟，與直流電動機弱

磁調(diào)速相似。在基頻以下運行時，采用恒壓頻比的控制方法具有控制簡便的優(yōu)點，但負載變

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。控制方式均需要定

子電壓補償，控制要復(fù)雜一些。

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)動電壓脈沖進行控制，電路也筒單，

效率高。

2）輸出電壓波形雖是一系列的PWM波，彳日由于采用了恰當(dāng)?shù)腜WM調(diào)制技術(shù)，正弦基波

的比重較大，影響電機運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、答：轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是：

1）在牡K0“”的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩7基本上與例成正比，條件是氣隙磁通不變。

2）在不同的定子電流值時，按以=/（例，/J函數(shù)關(guān)系控制定子電壓和頻率，就能保持氣

隙磁中，”恒定。

8、答：變頻器容量大而電機小的，應(yīng)根據(jù)電機的容量設(shè)定保護值。低速運行時，電機散熱

條件差，允許的持續(xù)電流減少，保護值應(yīng)減少。變頻器帶多臺電機，應(yīng)根據(jù)多臺電機的容量

和進行保護值設(shè)定，且在每臺電機上要裝有過載保護裝置。

三、計算題

I、解：（1）人選擇50Hz,即工作頻率為50Hz；變頻器輸出線電壓為380V,%=1400"min,

TeN=36.5A/*Wo

(2)力，選擇60Hz,即工作頻率為60Hz；變頻器輸出線電壓為380V,當(dāng)戶50Hz時,

變頻器的輸出線電壓為316V,7?iV=1728r/min,4丫=30.4N*〃z。

2、解：I)方式下，Us/fx=UxN/fxN=C,

相電壓US=(￡/￡N)UW=(5/50)X380/6=22V

2)在￡=5Hz時，UJ，=C方式控制卜，%=1450〃min,為2對磁極電動機。

則

U：

Z'max=152N*m

2萬￡2+[2巾(4+%)了

3、解:

fd=facos(p+ffisin^

ft,=~fasin。+力cos。

力CQS(Psine]fa

4J—sineCOS<7)J[_4

q\

Bfu=￡/COS0_%sin°

力二/sine+qcos。

d

(O

facos。-sin(p'\fd

—^a

fp\[sinecos</?J|_4

E

4、解：理想空載：紜”⑷=214.71匕%；=0.00841

4.44Jl/VsA：jVj

(RrE

額定負載：E&=I；202.735?/,=----工----=0.00792

4.44/M

中出石湎大學(xué)(4t)

單項選擇題

試卷要求：

一、單項選擇題

答題要求：

每題只有一個正確選項。

1(5.0分)

n-

三相異步電機的數(shù)學(xué)模型是一個()階模型。

?A)

4

■

?B)

6

C)

8

D)

9

參考答案：C

收起解析

解析：

無

2(5.0分)

n-

三相全橋電壓型PWM逆變器共可輸出()個電壓空間矢量。

?A)

6

?B)

7

?C)

8

?D)

9

參考答案：C

收起解析

解析:

無

3（5.0分）

I0

三相/兩相靜止坐標(biāo)變換中，采用恒功率變換的正反變換矩陣間的系

數(shù)為（）。

?A）

1

?B）

2/3

.

?C）

3/2

?D）

1/2

參考答案：A

收起解析

解析：

無

4（5.0分）

I~~0

以下變頻器系統(tǒng)設(shè)備中，生產(chǎn)實際必須具備的是（）。

A）

制動單元

B)

電磁接觸器

無線電干擾抑制濾波器

?D）

交直流電感

參考答案：B

收起解析

解析：

無

5（5.0分）

三相對稱正弦電壓所合成的空間矢量是一個在空間中（）旋轉(zhuǎn)的矢

量。

?A）

等幅恒速

?B）

變幅恒速

?C）

等幅變速

D)

變幅變速

參考答案：A

收起解析

解析：

無

6(5.0分)

n-

轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，必須具有()。

?A)

測壓環(huán)節(jié)

?B)

測速環(huán)節(jié)

■

?C)

測流環(huán)節(jié)

?D)

測功環(huán)節(jié)

參考答案：B

收起解析

解析:

無

7（5.0分）

0

變頻器的輸出頻率設(shè)定可通過（）完成。

?A）

面板健盤設(shè)定

?B）

模擬電壓給定

通訊給定

?D）

以上都是

參考答案：D

收起解析

解析：

無

8（5.0分）

當(dāng)三相感應(yīng)電機磁鏈幅值一定時，電壓空間矢量的大小與供電電壓

頻率成正比，其方向則與磁鏈?zhǔn)噶浚ǎ?/p>

A）

平行

B)

正交

?C)

相交

?D)

交叉

參考答案：B

收起解析

解析：

無

9（5.0分）

電壓空間矢量和（）是電壓空間矢量調(diào)制的兩個重要的要素。

?A）

時間

?B）

空間

?C）

沖量

D)

標(biāo)量

參考答案：A

收起解析

解析：

無

10(5.0分)

轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念是控制()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

參考答案：A

收起解析

解析：

無

11（5.0分）

0

變頻器交流輸入電壓降低會導(dǎo)致輸出電壓也降低，會影響電機的帶

負載能力的根源是（）。

?A）

氣隙磁通變大

?B）

氣隙磁通變小

?C）

轉(zhuǎn)子磁通變大

?D）

轉(zhuǎn)了?磁通變小

參考答案：B

收起解析

解析：

無

12（5.0分）

通用變頻器的主電路拓撲結(jié)構(gòu)通常為（）結(jié)構(gòu)。

?A）

交直交

B)

交交

直交直

?D)

直直

參考答案：A

收起解析

解析：

無

13(5.0分)

變頻器的保護措施主要包括()。

?A)

過流保護

?B)

過載保護

?C)

過壓保護

D)

以上都是

參考答案：D

收起解析

解析：

無

14(5.0分)

I~0

三相全橋電壓型逆變器的6個有效電壓空間矢量在一個輸出基波電

壓周期內(nèi)各自依次連續(xù)作用1/6周期，逆變器運行于這種狀態(tài)時，

會得到一個()的旋轉(zhuǎn)磁場。

?A)

圓形

?B)

正方形

■

?C)

矩形

?D)

正六邊形

參考答案：D

收起解析

解析:

無

15（5.0分）

0

矢量控制和轉(zhuǎn)矩直接控制的核心是（）。

?A）

電壓觀測

?B）

電流觀測

?C）

磁鏈觀測

?D）

轉(zhuǎn)速觀測

■

參考答案：C

收起解析

解析：

無

16（5.0分）

轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制中，轉(zhuǎn)速檢測信號不準(zhǔn)確或存在干擾造成誤

差的原因是所有這些偏差和干擾都以（）的形式傳遞到頻率控制信

號上。

A）

負反饋

B)

前饋

正反饋

參考答案：C

收起解析

解析：

無

17（5.0分）

矢量控制系統(tǒng)基本思想是通過（），在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)正

交坐標(biāo)系中，將三相異步電動機得到等效的直流電動機模型。

正交變換

坐標(biāo)變換

dq變換

D)

ap變換

參考答案：B

收起解析

解析：

無

18（5.0分）

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（）不變。

?A）

定子磁通

?B）

轉(zhuǎn)子磁通

?C）

全磁通

?D）

氣隙磁通

參考答案：D

收起解析

解析：

無

19（5.0分）

0

異步電動機的物理模型中，電流與磁鏈符合（）法則。

?A）

安培環(huán)路

?B）

左手螺旋

■

?C）

右手螺旋

■

?D）

歐姆

參考答案：C

收起解析

解析:

無

20（5。分）

矢量控制的關(guān)鍵不在控制本身，而在于（）。

?A）

空間矢量的概念

B)

坐標(biāo)變換

定向

?D)

以上都是

參考答案：D

收起解析

解析:

無

反饋建議

中出石湎大學(xué)(4t)

單項選擇題

試卷要求：

一、單項選擇題

答題要求：

每題只有一個正確選項。

1(5.0分)

I°

以下生產(chǎn)生活設(shè)備中，重點強調(diào)調(diào)速的目的不是節(jié)能需要的是()0

?A)

抽油機

■

?B)

風(fēng)機

C)

風(fēng)扇

D)

泵類

參考答案：C

收起解析

解析：

無

2(5.0分)

品閘管交-交變壓變頻器的最高輸出頻率約為電網(wǎng)頻率的()。

?A)

1/3?1/2

?B)

1/2-1

?C)

1?2倍

?D)

2?3倍

參考答案：A

收起解析

解析:

無

3（5.0分）

分析異步電動機的機械特性時，忽略了（）。

?A）

空間和時間諧波

?B）

磁飽和

?C）

鐵損和勵磁包流

?D）

以上都是

參考答案：D

收起解析

解析：

無

4（5.0分）

以下調(diào)速方式中，不屬于鼠籠式異步電動機的是（）。

A）

變極調(diào)速

B)

變頻調(diào)速

?C)

調(diào)壓調(diào)速

?D)

轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速

參考答案：D

收起解析

解析：

無

5(5.0分)

電流滯環(huán)跟蹤PWM技術(shù)的核心單元是()。

?A)

滯環(huán)比較器

?B)

電壓比較器

?C)

運算放大器

D)

電流調(diào)節(jié)器

參考答案：A

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解析：

無

6(5.0分)

從穩(wěn)態(tài)的角度分析，能夠改變電機轉(zhuǎn)速的方法是()。

?A)

改變電磁轉(zhuǎn)矩和負載特性曲線交點的位置

?B)

改變電磁轉(zhuǎn)矩