判斷題10分， 填空題20分， 選擇題10分， 名詞解釋 10分， 問答題 30分， 論述分析題20分
一、判斷題（判斷下列說法是否正確，正確的在括號中打「√」，否則打「×」）。
1. 交—交變頻器的輸出頻率低於輸入頻率。（√）
2. 普通vvvf變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非同步電動機變頻調速系統實際動靜態效能達到直流雙閉環調速系統的水平。（×）
4. svpwm控制方法的直流電壓利用率比一般spwm提高了15%。（√）
5. 串級調速系統的容量隨著調速範圍的增大而下降。（×）
6. 交流調壓調速系統屬於轉差功率回饋型交流調速系統。（×）
7. 普通串級調速系統是一類高功率因數低效率的僅具有限調速範圍的轉子變頻調速系統。（√）
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。（√）
9. 交流調壓調速系統屬於轉差功率不變型交流調速系統。（×）
10. 同步電動機只需改變定子頻率就可調節轉速，不必採用vvvf控制。（×）
11. svpwm以圓形旋轉磁場為控制目標，而spwm以正弦電壓為控制目標。（√）
12. svpwm輸出電壓比spwm高出15%，即直流電壓的利用率高。（√）
13. 串級調速系統能夠實現電氣制動。（×）
14. 轉差頻率向量控制系統沒有轉子磁鏈閉環。（×）
15. 非同步電動機的狀態方程至少是乙個5階系統。（√）
16. 非同步電動機vvvf調速系統中速度給定訊號可以是階躍訊號。（×）
17. 氣隙磁鏈是定子、轉子通過氣隙相互交鏈的那部分磁鏈。（√）
18. 在串級調速系統故障時，可短接轉子在額定轉速下執行，可靠高。（√）
19. v/f控制是根據負載的變化隨時調整變頻器的輸出。（×）
20. 變頻器的接地必須與動力裝置的接地點分開，不能共地。（√）
二、填空題（將正確答案填在橫線上）。
1. 電動機在執行時的發熱情況是判斷電動機能否正常工作的重要標誌之一。
2. 從發熱方面來看，選擇電動機的原則是：電動機在執行時的穩定溫公升不能超過允許溫公升值。
3. 當電動機所帶的負載小於額定值時，出現欠載現象；當電動機所帶的負載超過額定值時，出現過載現象。
4. 電動機調速效能的衡量指標：調速範圍、調速的平滑性、調速的經濟性、調速後工作特性。
5. 二次方律負載是指轉矩與速度的二次方成正比例變化的負載。
6. 恆轉矩負載是指負載轉矩的大小僅僅取決於負載的輕重，而與轉速大小無關的負載。
7. 恆功率負載指負載轉矩的大小與轉速成反比，而其功率基本維持不變的負載。
8. 所謂「雙饋」，就是指把繞線轉子非同步電機的定子繞組與交流電網連線，轉子繞組則與其他含電動勢的電路連線，使它們可以進行電功率的相互傳遞。
9. 電機的不同動態數學模型彼此等效的原則是：在不同座標下所產生的磁動勢完全一致。
10. 要把三相靜止座標系上的電壓方程、磁鏈方程和轉矩方程都變換到兩相旋轉座標系上來，可以先利用3/2變換將方程式中定子和轉子的電壓、電流、磁鏈和轉矩都變換到兩相靜止座標系αβ上，然後再用旋轉變換將這些變數變換到兩相旋轉座標系dq上。
11. 兩相同步旋轉座標系的突出特點是，當三相abc座標系中的電壓和電流是交流正弦波時，變換到dq座標系上就成為直流。
12. 在磁場間的等效變換中，磁極對數、磁感應強度和轉速都相等條件下，旋轉兩相直流系統經過直/交變換轉換成兩相交流系統，兩相交流系統經過2/3變換轉換成三相交流系統。
13. 變頻調速時，基頻以下的調速屬於恆轉矩調速，基頻以上的屬於恆功率調速。
14. 變頻器具有多種不同的型別：按變換環節可分為交—交型和交直交型；按照濾波方式分電壓型和電流型變頻器。
按改變變頻器輸出電壓的方法可分為脈衝幅度調製（pam）型和脈衝寬度調製（pwm）型；按用途可分為專用型變頻器和通用型變頻器。
15. 變頻器按變換環節分交—交變頻器和交—直—交變頻器；前者稱為直接式變頻，後者稱為間接式變頻器。
16. 變頻器的分類方法有多種，按照主電路直流環節儲能方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器。
17. 在交—直—交變頻器的電路中，濾波電容cf的作用是對整流電壓進行濾波，它是電壓型變頻器的主要標誌，對電流型變頻器來說濾波的元件是電感。
18. 變頻器主電路由整流電路、逆變電路和制動單元組成。
19. 電力電子開關器件的發展經歷的四個階段為：門極可關斷閘流體、大功率電晶體、功率場效應電晶體、絕緣柵雙極電晶體。
20. 目前在中小型變頻器中，應用最多的逆變元件是igbt，電壓調製方式為正弦波脈衝寬度調製(spwm)。
21. 在低壓交流電動機的變頻傳動控制中，應用最多的功率器件有gto、gtr、igbt以及智慧型模組ipm。
22. 把功率開關、驅動電路和故障檢測電路整合在一起的智慧型功率模組，稱為ipm。
23. 變頻調速時，基頻以下的調速屬於恆轉矩調速，基頻以上的屬於恆功率調速。
24. 變頻器的組成可分為主電路和控制電路。在交－直－交變頻器中，其主電路基本由整流部分、逆變部分、制動部分等三部分組成。
25. 基頻以下調速屬於恆轉矩調速，基頻以上調速屬於弱磁恆功率調速。
三、選擇題（將唯一正確答案填在橫線上）。
1. 對電動機從基本頻率向上的變頻調速屬於調速。a
a．恆功率 b．恆轉矩 c．恆磁通 d．恆轉差率
2. 下列哪種制動方式不適用於變頻調速系統 。c
a．直流制動 b．回饋制動 c．反接制動 d．能耗制動
3. igbt屬於控制型元件。b
a．電流 b．電壓 c．電阻 d．頻率
4. 變頻器的調壓調頻過程是通過控制進行的。b
a．載波 b．調製波 c．輸入電壓 d．輸入電流
5. 變頻器的節能執行方式只能用於控制方式。a
a．u/f開環 b．向量 c．直接轉矩 d．cvcf
6. 變頻器主電路由整流及濾波電路、 和制動單元組成。b
a．穩壓電路 b．逆變電路 c．控制電路 d．放大電路
7. 變頻器的節能執行方式只能用於控制方式。a
a．u/f開環 b．向量 c．直接轉矩 d．cvcf
8. 對電動機從基本頻率向上的變頻調速屬於調速。a
a．恆功率 b．恆轉矩 c．恆磁通 d．恆轉差率
9. 下列哪種制動方式不適用於變頻調速系統 。c
a．直流制動 b．回饋制動 c．反接制動 d．能耗制動
10. 一般認為，當今最有發展前景的交流調速技術是 。c
a．調壓調速 b．串級調速 c．變頻調速 d．變極調速
四、 名詞解釋（說出名詞的基本含義和要點。英文名詞還要說出對應的中文名稱）。
名詞解釋示範：變頻器:
答案1：是將工頻電源變換成各種頻率的交流電源，以實現電動機變速執行的裝置。
答案2：是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。
掌握下面名詞解釋：
1. 向量控制（vc控制）：
2. vvvf裝置：
3. svpwm控制：
4. dtc控制：
5. v/f控制：
6. 變頻器：
7. pwm和pam：
8. 轉差率：
9. 串級調速：
10. 磁鏈跟蹤控制：
五、問答題（答出要點和有關原理，簡明扼要，重點突出）。
問答題示範：試述變頻調速系統的優點。
答：變頻調速的優點主要有：
（1）調速範圍寬，可以使普通非同步電動機實現無級調速；
（2）啟動電流小，而啟動轉矩大；
（3）啟動平滑，消除機械的衝擊力，保護機械裝置；
（4）對電機具有保護功能，降低電機的維修費用；
（5）具有顯著的節電效果；
（6）通過調節電壓和頻率的關係方便的實現恆轉矩或者恆功率調速。
1. 說明非同步電機向量控制的基本思路和特點。
2. 說明交流調速系統常用的調速方法有哪些？
3. 對下面**給出的直接轉矩控制系統和向量控制系統特點與效能進行比較。要求根據有關對比專案對空白處進行填寫。
4. 寬調製型逆變器有哪些控制方式？spwm控制方式有什麼特點？
5. 下圖為非同步電動機向量控制原理結構圖，a，b，c，d分別為座標變換模組，請指出它們分別表示什麼變換？這些變換的等效原則是什麼？
6. 簡述v/f控制與向量控制的區別。
7. 交—直—交變頻器的主電路組成部分及其作用。
8. 直流電動機和非同步電動機調速的差異。
六、論述分析題（寫出有關原理和分析過程，條理有序，邏輯清楚）。
論述題示範：在轉速開環變頻調速系統中，為什麼要設定瞬態校正環節？
答：設定瞬態校正環節是為了在瞬態（動態）過程中，使系統仍基本保持某種控制規律，在此系統中是為保持=常數。由於電壓控制迴路為閉環，而頻率控制迴路為開環，在有負載擾動、電網電壓波動等因素時，容易使系統工作不穩定。
例如，在負載擾動下，電流內環響應較快，引起電壓波動，由電壓閉環進行自動調節。但是，只要給定電壓不變，頻率就始終不變。雖然在負載擾動下，輸出電壓將反覆變化，而輸出頻率並不隨著電壓變化，使得在動態時不能保持=常數，磁場將產生過勵和欠勵不斷交替的情況，使得電動機轉矩波動，以至電動機轉速產生波動，造成系統工作不穩定。
為了避免上述情況的產生，而加人瞬態校正調節器，進行瞬態的補償調節。
瞬態校正器採用微分校正電路，以獲得超前校正作用。它的輸人訊號有兩種取法：一是取電流調節器的輸出訊號；二是取電壓調節器輸人的電壓給定與電壓反饋的差值。
這兩種方法均可得到近似的補償。系統進入穩態後，該環節就不起作用了。
1. 非同步電動機變頻調速時，常用的控制方式有哪幾種？它們的基本思想是什麼？
2. 試定性分析非同步電動機具有什麼樣的數學模型？
另一種問法：試定性分析非同步電動機為什麼具有高階、非線性、強耦合的多變數系統數學模型？
3. 非同步電動機向量控制系統中，為什麼要設定直角座標/極座標變換器、向量旋轉變換器和3相/2相變換器？它們的作用是什麼？
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