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1、一、名词解释：LG-M系统（旋转变流机组）：由交流电动机拖动直 流发电机G实现变流，由G给需要调速的直流电动机M供电，调节 G的励磁If即改变其输出电压U，从而调节电动机的转速n，这样的 调速系统简称G-M系统，国际上统称Ward-Leonard系统。2.V-M 系统（晶闸管-电动机调速系统）：通过调解器触发装置GT的控制电 压Uc来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整流电压Ud，从而实现 评平滑调速，这样的系统叫V-M系统。3. （SPWM）：按照波形 面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相 等，因而这个序列的矩形波雨期望波的争先等效，这种调制方法称作 正弦波脉宽调制（SP
2、WM）。4.（旋转编码器的测速方法）M法测速在一定时间Tc内测取旋转编码器输出的脉冲个数M1,用以计 算这段时间内的平均转速，称作M法测速。T法测速一一在编码器 两个相邻输出脉冲间隔时间内，用一个计数器对已知频率为f0的高 频时钟脉冲进行计数，并由此来计算转速，称何法测速。M/T法 测速既检测Tc时间内旋转编码器输出的脉冲个数M1，又检测用 一时间间隔的高频时钟脉冲个数M2,用来计算转速，称作M/T法测 速。5.无刷电动机：磁极仍为永磁材料，但输出方波电流，气隙磁 场呈梯形波分布，这样就更接近于直流电动机，但没有电刷，故称无 刷电动机（梯形波永磁同步电动机）6.DTC（直接转矩控制系统）： 它
3、是利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，是既矢量控制系统之后 发展起来的另一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。7.恒Eg/f1=C控制：对于三相异步电动机，要保持气隙磁通 不变，当 频率从额定值向下调节时，必须同时降低气隙磁通在在定子每相中感 应电动势的有效值Eg,使Eg/f1=亘定值，像这样的控制方法叫恒 Eg/f1=C控制。（譬如，对于异步电动机，如果在电压频率协调控制 中，恰当地提高电压Us的数值，使它在克服钉子阻抗压降以后，能 维持Eg/f1为恒值，这种控制方法叫Eg/f1=C控制。）8.恒压频比控 制（Us/f1控制）：绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势 较高时，可以
4、忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压 Us=Eg，则得Us/f1=亘值，这种方式叫做恒压频比控制。9.环流：采 用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同 时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电 流，称作环流。10.软启动：现代带电流闭环的电子控制软起动器可 以限制起动电流并保持恒值，直到转速升高后电流自动衰减下来，起 动时间也短于一级降压起动。主电路采用晶闸管交流调压器，用连续 地改变其输出电压来保证恒流起动，稳定运行时可用接触器给晶闸管 旁路，以免晶闸管不必要地长期工作视起动时所带负载的大小，起 动电流可在（0.54） IsN之间调整，以获得
5、最佳的起动效果，但无论 如何调整都不宜于满载起动。负载略重或静摩擦转矩较大时，可在起 动时突加短时的脉冲电流，以缩短起动时间。11.a=b配合控制：为 了防止产生直流平均环流，应该当正组处于逆变状态时，强迫让反组 处于逆变状态，且控制其幅值与其相等，用你变电压把整流电压顶住， 则直流平均环流为零，即为a=b配合控制。1.二、简答题。1.交流异步电动机的恒压频比控制有哪几种方式？试 就其实现难易程度、机械特性进行比较。答：恒压频比控制（Us/w1= 恒值）、恒Egw1控制、恒Er/w1控制。实现起来依次变难，机械特 性越来越硬。（恒压频比控制最容易实现，它的变频机械特性基本上 是平行下移，硬度也
6、较好；恒Wgw1控制是通常对恒压频比实行电 压补偿的标准，可以改善了低速性能，但机械特性还是非线性的，产 生转矩的能力仍受到限制;恒Er/w1控制可以得到和直流他励电动机 一样的特性，实现比较复杂的。）2.从结构上看，静止式变频装置 分哪两类？简述其结构和优缺点。答：分为“交-直-交”、“交-交” 两大类；前者（先将工频交流电源通过整流器变换成直流，再通过逆 变器变换成可控频率和电压的交流）在恒频交流电源和变频交流输出 之间有个“中间直流环节”，优点（驱动电路简单，效率高；转矩脉 动小，提高系统的调速范围和稳定性能；课提高系统动态性能;电源 侧功率因数较高，且不易被影响）后者只有一个变换环节，
7、把恒压 恒频的交流电源直接变换成VVVF输出。优点（省去中间直流环节， 结构简单）缺点（所用器件多，总总体设备相当庞大，且输入功率因 数较低，谐波电流含量大，频谱复杂，因此须配置滤波和无功补偿设 备）3双闭环调速系统的启动过程分几个阶段？简述各阶段电流 变化特点，电流调节其ACR和速度电解器ASR的输出变化，加以 解释。答：a.第1阶段是电流上升阶段（突加电压后，经过两个调节 器的跟随作用，转速不会很快增长，ASR很快进入并保持饱和状态， 而ACR 一般不饱和）、第11阶段是横流升速阶段（这是启动过程中 的主要阶段，此过程中ASR始终饱和，转速相当于开环，加速度恒 定，转速呈线性增长，为了保证
8、电流环的调节作用，ACR不应饱和）、 第111阶段是转速调节阶段（转速调节器ASR的输入偏差减小到零， 继而超调，又变为负值，使他推出饱和状态，在最后，ASR和ACR 都不饱和）：4.位置随动系统的特点？比较位置随动系统与调速系 统的异同点。答：特点：a.位置随动系统的这要功能输出位移快速而 准确地复现给定位移，b.必须有具备一定精度的位置传感器，能准确 地给出反映位移误差的电信号，c电压和功率放大器以及拖动系统都 必须是可逆的.d.控制系统应能满足稳态精度和动态快速响应要求。 异同点：（同）都是反馈控制系统，即通过对输出量和输出量和给定 量的比较组成闭环控制；（异）调速系统的给定量一经设定，
9、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。总起来看，稳态精度和动态稳 定性是两种系统都必须具备的，但在动态性能中，调速系统多强调抗 扰性，而位置随动系统则更强调快速跟随性能。5.开环系统为什么加 闭环？为什么采用限流保护？答：1.闭环系统可以获得比开环调速系 统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调 速范围，为此所需付出的代价是须增设电压放大器以及检测与反馈装 置。2.如果没有限流措施，电机起动时会产生很大的冲击电流，对电 动机换向和过载能力低的电力电
10、子器件来说是不允许的。同样在生产 机械的电动机可能会遇到堵转，若没有限流环节，硬干下去，电流将 远远超过允许值。如果只依靠过流继电器或熔断器保护，给正常工作 带来不便。6.反馈控制规律？ 1.只用比例放大器的反馈控制系统，其 被调量仍是有静差的2.反馈控制系统的作用是:抵抗扰动，服从给定。3.系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。消除指定次数谐波的脉 冲宽度调制（SHEPWM）de的原理:采用直接计算的下图中各脉冲起 始与终了相位气，灼，.a2m的方法，以消除指定次数的谐波，构 成近似正弦的PWM波形。（例如，取m=5,可消除4个不同次数 的谐波。常常希望消除影响最大的5、7、11、13次谐波
11、，就让这 些谐波电压的幅值为零，并令基波幅为需要值，可得一组三角函数的 联立方程。解出开关时刻相位角，然后再利用1/4周期对称性，计 算出各值。一般用计算机离线求出开关角的数值，放入微机内存，以 备控制时调用。）2.电流滞环跟踪控制的脉冲宽度调制（CHBPWM）：将给定电流与输出电流进行比较，电流偏差超过时 土们经滞环控制器控制逆变器A相上（或下）桥臂的功率器件动作。 如果，i i*a，且七-ia A九，滞环控制器输出正电平，驱动上桥 臂功率开关器件v1导通，变压变频器输出正电压，使增大。当增长 到与相等时，虽然，但滞环控制器仍保持正电平输出，保持导通，使 继续增大，直到达到ia = i*a
12、+ h，Ai； = -h，使滞环翻转，滞环控 制器输出负电平，关断匕，并经延时后驱动v4。但此时未必能够导 通，由於电机绕组的电感作用，电流不会反向，而是通过二极管续流， 使受到反向钳位而不能导通。此后，逐渐减小，直到时，到达滞环偏 差的下限值，使滞环控制器再翻转，又重复使导通。这样，与交替工 作，使输出电流给定值之间的偏差保持在范围内，在正弦波上下作锯 齿状变化，输出电流是十分接近正弦波的。3.矢量变换控制的原理： 异步电动机经过坐标变换可以等效成直流电动机，那么，模仿直流电 动机的控制策略，得到直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换， 就能够控制异步电动机了，这样的通过坐标变幻时显得控制
13、系统就叫 矢量控制系统，简称VC系统。4.怎样选择1型还是11型，其各自 的控制要求？答:在动态性能中典型1型系统可以在跟随性能上做到 超调量小，但抗扰动性能稍差，而典型11型系统的超调量相对较大， 抗扰性能却比较好。（这是设计时的重要依据）5.PWM变换器的 5种结构及特点：正弦波脉宽调制（SPWM）技术：有单极性控制和 双极性控制两种方式；消除指定次数谐波的PWM（SHEPWM）控 制技术：采用直接计算各脉冲起始与终了相位的方法，以消除指定次 数的谐波，构成近似正弦的消除指定次数谐波PWM波形；电流滞环 跟踪PWM（CHBPWM）控制技术：电流滞环跟踪控制方法的精度高、 相应快且易于实现，
14、但受功率开关器件允许开关频率的限制，课采用 具有恒定开关频率的电流控制器，但又对电流波形产生影响。当用于 调速系统时，只需改变电流给定信号的额定值即可实现变频调速，无 须人为地调节；电压空间矢量PWM（SVPWM控制技术（或磁链跟 踪）：把逆变器和交流电动机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控 制逆变器的工作，期效果更好，这就叫作磁链跟踪控制，其磁链的轨 迹是交替使用不用的电压空间矢量得到的，又叫电压空间矢量。6.电流截至负反馈闭环调速系统的原理。答：为了解决反馈闭环调速系 统起动和堵转时电流过大的问题，系统中必须有自动限制电枢电流的 环节，要维持哪一个物理量基本不变，就不应该引入那个物理量的负
15、 反馈，那么，引入电流负反馈，就应能保持电流基本不变，使他不超 过允许值。但是这种作用只应在启动和堵转时存在，在正常运行时又 得取消，让电流自由地跟随者负载增减。这种当电流大到一定程度时 才出现的电流负反馈，叫做电流负反馈。7.可控直流电源有以下三 种：旋转变流机组、净值式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换 器。2.6-21、请写出下图交道疫电压源变频调速系统的工作原理。3. 答：主回路：对称工频三相电源供电给交-直-交电流源间接变频器，变频器输出4. 可调压调频的交流电给三相异步电动机。变频器的整流部分是由晶闸管组成的半控三相桥 式整流器，通过电流调节器的输出产生触发脉冲控制六个晶闸管的导
16、通，进行调压。变频器 的逆变部分是由晶闸管组成的半控三相桥式逆变器CSI，通过压频变换器的输出触发脉冲控 制相应晶闸管的导通，进行调频。5. 电流内环：由电流互感器检测变频器输入交流电流，经整流变成直流，作为反馈 电流（q），给定电流（U*j）相比较，其偏差作为电流调节器的输入，电流调节器的输出产 生触发脉冲，这些触发脉冲经驱动电路进行功率放大并隔离，控制整流器六个晶闸管的导通。6. 转速外环：由电压互感器检测变频器输出交流电压，经整流变成直流，作为反馈 电压（UV）送入速度调节器；给定转速（U*g）通过绝对值发生器和函数发生器后一路送入 速度调节器，两者的偏差作为速度调节器的输入，速度调节器的输出作为电流调节器的给定（UL）。7. 给定电流（U*g）通过绝对值发生器和函数发生器后另一路送入压频变换器进行频 率控制，以保证电压频率协调控制。压频变换器输出一系列脉冲，这些触发脉冲经环形分配 器进行脉冲分配，再由脉冲放大器进行功率放大并隔离，控制逆变器六个晶闸管的导通。8. 给定转速Ug经极性鉴别器
