西电网院《交流调速技术》模拟试题2 B 卷

西电网院《交流调速技术》模拟试题2 B 卷 得 分 考试时间_90_分钟 _闭卷__试卷 编号____________ 姓名_________ 学号____________ 班级____________

一、名词解释（共5题，共10分）

1. 变频器-----

2. 矢量控制系统---

3. SPWM-----

4. DTC_______

5. IGBT_____

二、选择题（共10题，每题2分，共20分） 1. 正弦波脉冲宽度调制英文缩写是( ). A:PWM B:PAM C:SPWM D:SPAM

2. 在U/f控制方式下，当输出频率比较低时，会出现输出转矩不足的情况，要求变频器具有（ ）功能。

A：频率偏置 B：转差补偿 C：转矩补偿 D：段速控制

3. 在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（ ）。 A：SCR B：GTO

C：MOSFET D：IGBT

4. 交流电机定、转子的极对数要求( )。 A：不等； B：相等； C：不可确定 D：可变。 5. 以下( )不是异步电动机的交流调速方法。 A.变极调速 B. 变频调速 C.带换向器脉宽调速系统 D.改变转差率调速

6.下面四个电力电子器件中，属于全控型电力电子器件的是（ ） A．二极管 B．晶闸管 C．功率晶体管 D．逆导晶闸管 7. 对电动机从基本频率向上的变频调速属于( )调速. A:恒功率 B:恒转矩 C:恒磁通 D:恒转差率

8. 普通三相异步电动机需要宽范围调速，较理想的方法是 （ ) A．调压调速 B．变频调速 C．转子串电阻调速 D．变极调速 5. 有源逆变指的是（ ）

A. 把交流电变为可调的直流电送到负载 B. 把交流电变为固定的直流电送到负载。

C. 把直流电变为频率可调的交流电送到交流电网。 D. 把直流电变为同频率的交流电送到交流电网

10. 在晶闸管触发电路中，改变( )的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。

A. 同步电压 B. 控制电压， C. 脉冲变压器变比 D. 导通角

三、填空题（共10空，每空2分，共20分）

1. 无整流子电动机的调速原理中，开环同步电动机变频调速易发

生 ，改进为 方案。

2. 交流电机调速技术发展迅速，继 技术后，又出现了 ，解耦控制等方法。

3. 对于异步电机的变压变频调速，必须具备能够同时控制电压

和 的交流电源，而电网提供的是恒压恒频的电源，因此应该配置 ，又称VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）装置。

4. 异步电动机主要是 速度与定子绕组所产生的 的速度不同, 转子的转速n永远也跟不上旋转磁场的转速n1。两者之差称为 。

5. 无整流子电动机的调速原理中，开环同步电动机变频调速易发生 ，改进为 方案。

6. 脉宽调制（PWM）的目的是使变压变频器输出的电压波形尽量接近 波，减少 ，以满足交流电机的需要。

7. 交流电动机需要输入三相正弦电流的最终目的是在电动机空间形成圆形 ，从而产生恒定的 。

8． 在电动机微机控制系统中，电动机是 ，微型计算机则起 的作用。

9． 目前，变频器种类很多, 其中按滤波方式可分为 和 ;按用途可分为通用型和 。.

10. 变频器的组成可分为主电路和 ；.按照主电路工作方式的不同，可分为 变频器和 变频器。

四、简答题（共5题，每题4分，共20分） 1.

简述同步电机的调速系统的基本类型。

解答：

2． 试述PWM变压变频器的应用及其特点。

解答：

3. 简述变频器的定义和作用？ 解答：

4. 按电动机的能量转换类型分类，可把异步电动机的调速系统分为三类，总结他们的优缺点？

解答：

5．同步电机的调速方法有几种？从频率控制方式看，它可分为哪几类？ 解答：

五、综合应用题（共2题，共30分）

1. 下图绘出了一种典型的数字控制通用变频器-异步电动机调速系统原理图。

试分析该系统的组成结构及功能。

解答：

2.

如下图所示为由交-直-交电流型负载换流变压变频器供电的同步电动机调速系统，试分析该系统的系统组成及功能，分析该系统的控制策略及换流问题，并提出解决方案。

解答：

西电网院《交流调速技术》模拟试题2 B 卷 得 分 考试时间_90_分钟 _闭卷__试卷 编号____________ 姓名_________ 学号____________ 班级____________

一、名词解释（共5题，共10分）

1. 变频器-----变频器是把恒频恒压的工频电源（50/60Hz)变换成各种频率，且电压也可调的交流电源，以实现电动机变速运行的设备，其组成分为四部分： 整流电路、逆变电路、控制电路和检测电路。

2. 矢量控制系统---异步电动机经过坐标变换可以等效成直流电动机，模仿直流电动机的控制策略，得到直流电动机的控制量，通过相应的坐标反变换，就能够控制异步电动机了。由于进行坐标变换的是电流（代表磁势）的空间向量，所以通过坐标变换实现的控制系统称为矢量控制系统（Vector Control System）简称VC系统。

3. SPWM-----正弦脉冲宽度调制，简称(SPWM)，它是通过功率管开关作用，将（恒定直流电压）转换成频率一定，宽度可调的（方波脉冲电压），通过调节（脉冲电压的宽度），改变输出电压的平均值的一种变换技术。

5. DTC _____ 交流异步电动机直接转矩控制理论。直接转矩控制系统，简称DTC（Driect Torque Control）。直接转矩控制利用空间矢量坐标概念，把矢量坐标定向在定子磁链上，以此建立电动机的数学模型，直接控制电动机的磁链和转矩，使电动机的控制模型简化，各个被控制的物理量显得十分直观、简捷。目前已经成为当今交流异步电机传动控制的最先进方式之一。

5. IGBT_____IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。

二、选择题（共10题，每题2分，共20分） 1. 正弦波脉冲宽度调制英文缩写是( C ). A:PWM B:PAM C:SPWM D:SPAM

2. 在U/f控制方式下，当输出频率比较低时，会出现输出转矩不足的情况，要求变频器具有（ C ）功能。

A：频率偏置 B：转差补偿 C：转矩补偿 D：段速控制

3. 在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（D ）。 A：SCR B：GTO

C：MOSFET D：IGBT

4. 交流电机定、转子的极对数要求 B 。

A：不等； B：相等； C：不可确定 D：可变。 5. 以下( C )不是异步电动机的交流调速方法。 A.变极调速 B. 变频调速

C.带换向器脉宽调速系统 D.改变转差率调速

6.下面四个电力电子器件中，属于全控型电力电子器件的是（ C ） A．二极管 B．晶闸管 C．功率晶体管 D．逆导晶闸管 7. 对电动机从基本频率向上的变频调速属于( D )调速. A:恒功率 B:恒转矩 C:恒磁通 D:恒转差率

8. 普通三相异步电动机需要宽范围调速，较理想的方法是 （ B ) A．调压调速 B．变频调速 C．转子串电阻调速 D．变极调速 5. 有源逆变指的是（ C ）

A. 把交流电变为可调的直流电送到负载 B. 把交流电变为固定的直流电送到负载。

C. 把直流电变为频率可调的交流电送到交流电网。 D. 把直流电变为同频率的交流电送到交流电网

10. 在晶闸管触发电路中，改变( B )的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。

A. 同步电压 B. 控制电压， C. 脉冲变压器变比 D. 导通角

三、填空题（共10空，每空2分，共20分）

1. 无整流子电动机的调速原理中，开环同步电动机变频调速易发生（失步），

改进为（闭环型调速）方案。

2. 交流电机调速技术发展迅速，继矢量控制技术后，又出现了直接转矩控制，解耦控制等方法

3. 对于异步电机的变压变频调速，必须具备能够同时控制电压幅值和频率的交流电源，而电网提供的是恒压恒频的电源，因此应该配置变压变频器，又称VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）装置。

4. 异步电动机主要是（转子旋转）速度与定子绕组所产生的（旋转磁场）的速度不同, 转子的转速n永远也跟不上旋转磁场的转速n1。两者之差称为（转差）。

5. 无整流子电动机的调速原理中，开环同步电动机变频调速易发生（失步），改进为（闭环型调速）方案。

6. 脉宽调制（PWM）的目的是使变压变频器输出的电压波形尽量接近 正弦 波，减少 谐波 ，以满足交流电机的需要。

7. 交流电动机需要输入三相正弦电流的最终目的是在电动机空间形成圆形旋转磁场，从而产生恒定的 电磁转矩 。

8．11 . 在电动机微机控制系统中，电动机是（被控对象），微型计算机则起（控制器）的作用。 9． 变频器种类很多,其中按滤波方式可分为(电压型)和(电流 型）;按用途可分为通用型和（专用型）。.

10. 变频器的组成可分为主电路和（控制电路）；.按照主电路工作方式的不同，可分为（电压型）变频器和（电流型）变频器;

四、简答题（共5题，每题4分，共20分） 1.

简述同步电机的调速系统的基本类型。

答：同步电动机的变压变频调速中，从频率角度来划分，分为他控型变频调速和自控型变频调速两种基本类型。

2． 试述PWM变压变频器的应用及其特点。

解答： PWM变压变频器的应用之所以如此广泛，是由于它具有如下的一系列优点：（1）结构简单，驱动电路简单，效率高（2）调速范围增加，稳态性能提高（3）逆变器同时实现调压和调频，动态响应不受中间直流环节滤波器参数的影响，系统的动态性能提高。（4）采用不可控的二极管整流器，电源侧功率因素较高，且不受逆变输出电压大小的影响。

PWM变压变频器常用的功率开关器件有：P-MOSFET，IGBT，GTO和替代GTO的电压控制器件如IGCT、IEGT等。

3. 简述变频器的定义和作用？

解答：变频器是把工频电源（50/60Hz)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，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变交流电。

4. 按电动机的能量转换类型分类，可把异步电动机的调速系统分为三类，总结他们的优缺点？

解答： （1）转差功率消耗型调速系统：优点是系统结构简单，设备成本最低；缺点是效率最低，且越到低速时效率越低。（2）转差功率馈送型调速系统：优点是效率高，缺点是要增加一些设备（3）转差功率不变型调速系统：优缺点

是无论转速高低，转差功率基本不变，效率更高，缺点是应用场合有限，设备成本最高

5．同步电机的调速方法有几种？从频率控制方式看，它可分为哪几类？

解答： 同步电机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电机调速系统只能是转差功率不变型（恒等于0）;在同步电机的变压变频调速方法中，从频率控制的方式来看，可分为他控变频调速和自控变频调速两类。

五、综合应用题（共2题，共30分）

1. 下图绘出了一种典型的数字控制通用变频器-异步电动机调速系统原理图。试分析

该系统的组成结构及功能。 解答：

（1） 主电路——由二极管整流器UR、PWM逆变器UI和中间直流电路三部分组成，

一般都是电压源型的，采用大电容C滤波，同时兼有无功功率交换的作用。

（2）控制电路——现代PWM变频器的控制电路大都是以微处理器为核心的数字电路，其功能主要是接受各种设定信息和指令，再根据它们的要求形成驱动逆变器工作的PWM信号。微机芯片主要采用8位或16位的单片机，或用32位的DSP，现在已有应用RISC的产品出现。 2. 如下图所示为由交-直-交电流型负载换流变压变频器供电的同步电动机调速系统，试分析该系统的系统组成及功能，分析该系统的控制策略及换流问题，并提出解决方案。

解答：

（1）系统组成：转速调节、转差控制、负载换流控制和励磁电流控制，FBS是测速反馈环节、电流控制器（包括电流调节和电源侧变换器的触发控制）。 （2） 换流问题：①低速时同步电动机感应电动势不够大，不足以保证可靠换

流；②当电机静止时，感应电动势为零，根本就无法换流。

（3）解决方案：采用“直流侧电流断续”的特殊方法，使中间直流环节电抗器的旁路晶闸管导通，让电抗器放电，同时切断直流电流，允许逆变器换相，换相后再关断旁路晶闸管，使电流恢复正常。 用这种换流方式可使电动机转速升到额定值的 3%~5%，然后再切换到负载电动势换流。

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