1、电力拖动运动控制复习题选择题1. 在无刷直流电动机的自控变频调速系统中，逆变器通常采用（ C ）导通型，当两相导通时，另一相断开。 A.60 B.90 C.120 D.1502. 当 0 0 B.Ud0 0 C.整流 D.逆变3. 在电流断续机械特性计算中，对应于 等于（ D ）的曲线是电流断续区与连续区的分界线。A. /6 B. /3 C. /2 D.2 /34. 直流 PWM 调速系统以双极式控制方式，调速时， 的可调范围为 01， 1 D. 。15. 在异步电动机变压调速电路，当异步电机等效电路的参数不变时相同的转速下，电磁转矩 L 与定子电压 V 的关系是（ A ） 。A.L 与 V
2、平方成正比 B.L 与 V 平方成反比 C.L 与 V 成正比 D.L 与 V 成反比16. 无刷直流电动机实质上是一种特定类型的同步电动机，调速时表面上控制了输入（ A ） ，实际上也自动地控制了（ B ） 。 A.电压 B.电流 C.频率 D.相位 17. 基频以上恒压变频时的机械特性,当角频率提高时，同步转速随之提高，最大转矩（ B ） ，机械特性上移，而形状基本（ C ） 。A.增大 B.减小 C.不变 D.改变18. 常用的交-交变压变频器输出的每一相都是一个由正.反两组晶闸管可控整流装置（ D ）的可逆线路。A.串联 B.并联 C.反串联 D.反并联19. 异步电机可以看作一个（
3、D ）的系统，输入量是电压向量和定子输入角频率，输出量是磁链向量和转子角速度。A.单输入单输出 B.单输入双输出 C.双输入单输出 D.双输入双输出20. 为了使电动机旋转磁场逼近圆形，每个扇区再分成若干个小区间 T0 ， T0（ A ） ，旋转磁场越接近圆形，但 T0 的缩短受到功率开关器件允许开关频率的制约。 A.越长 B.越短 C.不确定 D.不变21. 直流电机的转矩与电枢电流（ ） ，控制电流就能控制转矩，因此，把直流双闭环调速系统转速调节器的输出信号当作电流给定信号，也就是转矩给定信号。A.成反比 B.成正比 C.无法判定 D.相等22. 串级调速系统采用工作在（ D ）状态的晶闸
4、管可控整流装置作为产生附加直流电动势的电源。A.逆变 B.待逆变 C.无源逆变 D.有源逆变23. 为了防止逆变器逆变颠覆，在电流调节器 ACR 输出电压为零时，应整定触发脉冲输出相位角为 ( C )。A.min B.1、0 B、 cos = 1、0 C 、0 min B、 min C、 = min D、 = min47、 转差功率不变型变频调速方法转差功率很小，而且不随转速变化，效率较高；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的( D )，相比之下，设备成本最高。A、 转子整流器 B、 逆变器 C、 逆变变压器 D、 变压变频器48、采用电力电子装置实现（ A ）协调控制，改变了同步电动机历来
5、只能恒速运行不能调速的工作模式。 （1 分）A、电压-频率 B、电流-频率 C、电压-相位 D、电流-相位49、在无刷直流电动机的自控变频调速系统中，逆变器通常采用（ C ）导通型的，当两相导通时，另一相断开。 （1 分）A、60 B、90 C、120 D、15050、用电动机本身轴上所带转子位置检测器或电动机反电动势波形提供的转子位置信号来控制变压变频装置换相时刻，这种系统称为（ D ） （1分）A、由交-交变压变频器供电的大型低速同步电动机调速系统 B、矢量控制系统C、他控变频调速系统 D、自控变频调速系统填空题1. 下图中，交流异步电机调速系统特性中 a 属于（ 恒 控制 ）控制，b 属
6、于（恒 控1wUs 1wEg制 ） ，c 属于（ 恒 控制 ）1wEr图 212基于稳态模型的控制策略；在开始研究和应用交流调速时，人们对交流电机的动态模型还不十分清楚，只能从其( 稳态模型 )出发来探讨调速方法。为了充分利用 ( 电机铁心 )，希望在调速时保持( 磁通 )不变，应使定子( 感应电动势 )与频率成正比，如果忽略定子电阻，可使定子( 电压 )与频率成正比，于是出现了( 恒压频比 )控制方法。这种方法普遍应用于没有高动态性能要求的节能调速和一般工艺调速中，例如风机、水泵调速。如果对调速性能有一定要求，可采用( 转速闭环 )控制。从异步电机稳态模型可以证明，当 ( 磁通 ) 恒定时，
7、电磁转矩近似与转差频率成正比，因此控制( 转差频率 )相当于控制转矩。采用转速闭环的转差频率控制，可得到平滑而稳定的调速，获得较高的调速范围。3、异步电动机的气隙是均匀的，而同步电动机则有( 隐极 与 凸极 )之分，隐极式电机气隙均匀，凸极式则不均匀，两轴的电感系数不等，造成数学模型上的复杂性。但凸极效应能产生平均转矩，单靠凸极效应运行的同步电动机称作( 磁阻式 )同步电动机。 4PWM 调制方法（1）(异步)调制（2 ）(同步)调制（3）(分段同步)调制（4）( 混合)调制。 5. 常用的交流 PWM 控制技术有：（1）基于( 正弦波对三角波脉宽调制 )的 SPWM 控制；（2）基于( 消除
8、指定次数谐波 )的 HEPWM 控制；（3）基于( 电流滞环跟踪 )的 CHPWM 控制；（4）( 电压空间矢量控制 )（SVPWM 控制） ，或称（ 磁链轨迹跟踪 ）控制。在以上 4 种 PWM 变换器中，前两种是以 ( 输出电压接近正弦波 )为控制目标的，第 3 种以输出( 正弦波电流 )为控制目标，第 4 种则以被控电机的( 旋转磁场接近圆形 )为控制目标。 6交流传动控制的发展脉络；（1） 基于( 稳态 )模型的控制策略， （2）基于( 动态 )模型的控制策略（3）( 无速度传感器 )的高动态性能调速（4）( 同步电机 )传动系统的控制策略。 7. 在双闭环直流调速系统中,由于在起动过
9、程中转速调节器 ASR 经历了( 不饱和 ) 、( 饱和 ) 、( 退饱和 ) 三种情况，整个动态过程就分成 I、II、III 三个起动阶段。 8. 直流调速系统在正向运行过程，系统状态的整个制动过程可以分为两个主要阶段，其中还有一些子阶段。主要阶段分为：I（本组逆变）阶段 ；II（他组制动）阶段。 9. 空间电压矢量 PWM 变频调速方式, 对三相逆变器，根据每一相的功率器件开关状态，可构成一组三位二进制编码，从 000111 共八种开关方式，根据电机定子绕组的相电压，用矢量图表示，如图 2-5(矢量分布图)，所示当开关状态为 (000)或(111)时，这时逆变器上半桥或下半桥功率器件( 全
10、部导通 )，定子三相被短接，绕组上的电压为零。六个非零矢量 V1V6 之间依次相差 60o 相位，三相桥路中每次( 仅改变一个开关 )的运行状态，则相应的电压矢量空间位移 60o。如从(110)状态，变为(100)时，则矢量 V6 顺时针旋转到 V4 的位置上。由于电机磁链矢量是电压空间向量的时间积分，因此控制电压矢量就可控制( 磁链的轨迹和速率 )。在电压矢量的作用下，磁链轨迹越是接近圆，电机脉动转矩越小，运行性能越好。 图 2-5 矢量分布图判错题1. 异步电机调速传动种类繁多，以其转差功率的去向来区分有三大类：（1）转差功率消耗型调速-如降电压调速、绕线电机转子串电阻调速； -（ T ）
11、（2）转差功率回馈型调速-如串级调速、内馈斩波调速、双馈调速； -（ T ）（3）转差功率不变型调速-如变压变频调速、变极对数调速。- （ T ）目前应用最普遍的是笼型转子电机变压变频调速。同步电机没有转差功率，故其调速只能是转差功率不变型的，只能靠变压变频调速。开关磁阻电机是一种特殊型式的同步电机。-（ T ）2电机控制理论自 70 年代提出异步电动机矢量变换控制方法，电力电子(微型计算机) 技术的发展为矢量变换控制的实现提供了良好的外部条件。近年来，围绕着矢量变换的缺陷，如系统结构复杂，非线性和电机参数变化影响系统性能等问题，进行了大量的研究。-（ F ）1985 年，出现一种新的控制方法
12、，即异步电动机转差频率（直接转矩）控制系统。除此以外，基于现代控制理论的滑模变结构控制技术、采用微分几何理论的非线性解耦控制、模型参考自适应控制等方法的引入，使系统性能得到了改善。-（ F ）模糊控制，它具有（不）依赖被控对象精确的数学模型、能克服非线性因素的影响、对调节对象的参数变化具有较强的鲁棒性等优点。-（ F ）无速度交流传动系统、永磁电机传动系统以及高速电机及其控制。-（ F ）3电机控制器包括：专用集成电路 IC（ASIC）-（ F ）现场可编程门阵列（FPGA）可以作为一种解决方案。-（ T ）借助于硬件描述语言 HD（VHDL 或 Verilog HDL）来对系统进行设计 -（
13、 F ）Intel (DSP)器件取代高档单片机。- -（ F ）4电力电子技术 SCR 至今其功率容量已提高了近 300(3000)倍。100mm、8000V/4000A 的晶闸管。- （ F ）GTR 做成的通用型变频器，GTR 的开关频率约为 20Hz (2kHz)左右，变频器输出的最低工作频率约为 3Hz，最高频率 120Hz 左右。-（ F ）而采用 IGBT 频率约达 500Hz (20kHz)左右，变频器的最低输出频率可达 0.5Hz，最高工作频率可达 400500Hz。- （ F ）功率 MOSFET 的特点是开关频率高，最高可达几十 (几百)kHz。-（ F ）5. 位置随动
14、系统与调速系统的主要区别在于，调速系统的给定量一经设定，即保持恒值， 系统的主要作用是保证稳定和抵抗扰动； 而位置随动系统的给定量是随机变化的， 要求输出 量准确跟随给定量的变化， 系统在保证稳定的基础上， 更突出需要快速响应。 位置随动系统的反馈是位置环，调速系统的反馈是速度环。-（ T ）问答题1 在电 压负反馈单 闭环有静差 调速系统中 ，当下列参 数发生变化 时系统是否 有调节作用，为什么？ （放大器的放大系数K p ，供电电网电压， 电枢电阻R a ，电动机励磁电流，电压反馈系数 ）答：在电压负反馈单闭环有静差调速系统中，当放大器的放大系数 K p 发生变化时系统有调节作用，再通过反
15、馈控制作用，因为他们的变化最终会影响到转速。电动机励磁电流、电枢电阻 Ra 发生变化时仍然和开环系统一样，因为电枢电阻处于反馈环外。 当供电电网电压发生变化时，系统有调节作用。反馈控制系统服从给定。当电压反馈系数发生变化时，它不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。2参照三相坐标系和两相正交坐标系图，按照磁动势相等的等效原则，三相合成磁动势与两相合成磁动势相等，写出两套绕组磁动势在 轴上的投影应相等的表达式。 3 绘出异步电动机矢量变换及等效直流电动机模型图，并说明。 （ 6 分 ）在三相坐标系上的定子交流电流 iA、i B
16、、i C，通过 3/2 变换可以等效成两相静止正交坐标系上的交流电流 is 和 is ，再通过与转子磁链同步的旋转变换，可以等效成同步旋转正交坐标系上的直流电流 ism 和 ist。如上所述，以 ism 和 ist 为输入的电动机模型就是等效直流电动机模型，见图中点画线右侧。从图的输入输出端口看进去，输入为 A、B、C 三相电流，输出为是一台转速 异步电动机。从内部看，经过 3/2 变换和旋转变换 2s/2r，变成一台以 ism 和 ist 为输入、 为输出的直流电动机。m 绕组相当于直流电动机的励磁绕组，i sm相当于励磁电流，t 绕组相当于电枢绕组，i st相当于与转矩成正比的电枢电流。4
17、绘出异步电动机定子 、转子坐标系到旋转正交坐标系的变换图，并叙述其作用。对图 a 所示的转子坐标系 作旋转变换（旋转正交坐标系到静止两相正交坐标系的变换） ，即将 坐标系顺时针旋转 角，使其与定子 坐标系重合，且保持静止，即用静止的两相转子正交绕组等效代替原先转动的两相绕组，如图 b。4 绘出基于电流跟随控制变频器的矢量控制系统原理结构图，并叙述系统的特点。忽略变频器可能产生的滞后，认为电流跟随控制的近似传递函数为 1，且 2/3 变换与电动机内部的 3/2 变换环节相抵消，反旋转变换 2r/2s 与电动机内部的旋转变换 2s/2r 相抵消，则图中点画线框内的部分可以用传递函数为 1 的直线代替，那么，矢量控制系统就相当于直流调速系统了。6叙述按转子磁链定向的矢量控制系统的转子磁链的模型的确定，特点 。按转子磁链定向的矢量控制系统的关键是准确定向，也就是说需要获得转子磁链矢量的空间位置。在构成转子磁链反馈以及转矩控制时，转子磁链幅值也是不可缺少的信息。转子磁链的直接检测比较困难，多采用按模型计算的方法。 利用容易测得的电压、电流或转速等信号，借助于转子磁链模型，实时计算磁链的幅值与空间位置。 在计算模型中，由于主要实测信号的不同，又分为电流模型和电压模型两种。
