《變頻技術(shù)原理及應用(第2版)》《習題解答》

1、習題解答變頻技術(shù)原理與應用（第2版）2目 錄 第1章 概 述第2章 電力電子器件第3章 交-直-交變頻技術(shù)第4章 脈寬調(diào)制技術(shù)第5章 交-交變頻技術(shù)第6章 變頻器的選擇和容量計算第7章 變頻器的安裝接線、調(diào)試與維修第8章 變頻技術(shù)綜合應用3第第1 1章習題解答章習題解答41 什么是變頻技術(shù)？ 變頻技術(shù)，簡單的說就是把直流電逆變成為不同頻率的交流電，或是把交流變成直流再逆變成不同頻率的交流，或是把直流變成交流再把交流變成直流。在這些變化過程中，一般只是頻率發(fā)生變化。 現(xiàn)在人們常說的變頻技術(shù)主要是指交流變頻調(diào)速技術(shù)，它是將工頻交流電通過不同的技術(shù)手段變換成不同頻率的交流電。第1章習題解答答：52

2、變頻技術(shù)的類型有哪幾種？ 變頻技術(shù)主要有以下幾種類型：1）交直變頻技術(shù)（即整流技術(shù)）。它通過二極管整流、二極管續(xù)流或晶閘管、功率晶體管可控整流實觀交直流轉(zhuǎn)換。2）直直變頻技術(shù)（即斬波技術(shù)）。它通過改變功率半導體器件的通斷時間，即改變脈沖的頻率（定寬變頻），或改變脈沖的寬度（定頻調(diào)寬），從而達到調(diào)節(jié)直流平均電壓的目的。3）直交變頻技術(shù)（即逆變技術(shù)）。振蕩器利用電子放大器件將直流電變成不同頻率的交流電（甚至電磁波）。逆變器則利用功率開關(guān)將直流電變成不同頻率的交流電。4）交交變頻技術(shù)（即移相技術(shù)）。它通過控制功率半導體器件的導通與關(guān)斷時間，實現(xiàn)交流無觸點開關(guān)、調(diào)壓、調(diào)光、調(diào)速等目的。第1章習題解答答

3、：63 簡述變頻技術(shù)的發(fā)展趨勢？ 變頻技術(shù)的發(fā)展趨勢如下：（1）交流變頻向直流變頻方向轉(zhuǎn)化（2）功率器件向高集成智能功率模塊發(fā)展（3）縮小裝置的尺寸（4）高速度的數(shù)字控制（5）模擬器與計算機輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)第1章習題解答答：7第2章習題解答81.使晶閘管導通的條件是什么?當門極電流IG=0時，如果在晶閘管兩端施加正向電壓，則J2結(jié)處于反偏，晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)。如果正向電壓超過臨界極限即正向轉(zhuǎn)折電壓Ubo時，則漏電流急劇增大，晶閘管導通。導通期間，如果門極電流為零，并且陽極電流降到維持電流IH以下，則晶閘管又回到正向阻斷狀態(tài)。第2章習題解答答：92. 什么是晶閘管的浪涌電流？ 浪涌電流

4、ITSM是一種由于電路異常情況（如故障）引起的并使結(jié)溫超過額定結(jié)溫的不重復性最大正向過載電流。浪涌電流有上下限兩個級，這些不重復電流定額用來設(shè)計保護電路。第2章習題解答答：103.如何判斷晶閘管管腳極性？ 用萬用表R1k擋測量晶閘管的任意兩管腳電阻，其中有一管腳對另外兩管腳正反向電阻都很大，在幾百千歐以上，此管腳是陽極A。再用萬用表R10擋測量另外兩個管腳的電阻值，應為數(shù)十歐到數(shù)百歐，但正反向電阻值不一樣，阻值小時黑表筆所接的管腳為控制極G，另一管腳就是陰極K。答：114.什么是GTO的電流關(guān)斷增益？ 最大可關(guān)斷陽極電流IATO和門極負電流最大值IGM之比被稱為電流關(guān)斷增益。一般off只有5左

5、右。off是GTO的一個重要參數(shù)，其值愈大，說明門極電流對陽極電流的控制能力愈強。第2章習題解答答：125.試說明GTR三種緩沖電流的特點？ RC緩沖電路較簡單，它對關(guān)斷時集電極-發(fā)射極間電壓上升有抑制作用，適用于小容量的GTR（電流10A以下）。 R-C-VD緩沖電路增加了緩沖二極管VD2，可以用于大容量的GTR。但緩沖電路的電阻較大，不適合用于高頻開關(guān)電路。 阻止放電型R-C-VD緩沖電路，常用于大容量GTR和高頻開關(guān)電路緩沖器。最大的優(yōu)點是緩沖產(chǎn)生的損耗小。第2章習題解答答：136.簡述功率MOSFET的特性。 功率場效應管是用柵極電壓來控制漏極電流的，因此同雙極型晶體管相比，功率MOS

6、FET具有兩個顯著的特點：一個是驅(qū)動電路簡單，驅(qū)動功率小；另一個是開關(guān)速度快、工作頻率高。另外，其熱穩(wěn)定性也優(yōu)于雙極型晶體管。第2章習題解答答：147.功率MOSFET的保護技術(shù)有哪些？ 柵源過壓保護，漏源過壓保護，峰值電流保護，有效值電流保護，過熱保護和靜電保護。第2章習題解答答：158.使用IGBT時，為什么要考慮過電流和過電壓保護，一般過電壓常采用的保護措施有哪些？ 1）過電流保護。若IGBT用于VVVF逆變器，當電動機啟動時將產(chǎn)生突變電流，如果控制回路、驅(qū)動回路的配線欠合理，將會引起誤動作，導致橋臂短路、輸出短路等事故，使IGBT流過過電流。其中，發(fā)生短路事故時，電流變化非常迅速，而且

7、元件要承受極大的電壓和電流，所以必須快速檢測出過電流，在元件未被損壞之前，使其自動斷開。 2）過電壓保護。IGBT關(guān)斷時，由于主回路電流的急劇變化，由主回路雜散電感引起高壓，產(chǎn)生開關(guān)浪涌電壓?？稍O(shè)置緩沖器抑制開關(guān)浪涌電壓。緩沖器內(nèi)的緩沖器阻抗使IGBT在關(guān)斷信號到來之前，將緩沖器電容所積蓄的電荷放凈。第2章習題解答答：169.試述IPM的優(yōu)越性。 不易損壞； 內(nèi)藏相關(guān)的外圍電路，縮短了產(chǎn)品設(shè)計和評價時間； 不需要對功率開關(guān)元器件采取防靜電措施； 大大減少了元件數(shù)目，縮小了體積。 第2章習題解答答：1710 .已知電源為220V交流，電動機功率為3.7kW，K1=150%，K2=120%，=0.

8、9，cos=0.76，則電動機最大峰值電流IC為多少？根據(jù)表212選擇可用的IPM，其最小過流保護（OC）動作數(shù)值應滿足多少？IC= =36.1（A） 根據(jù)表212，可選擇用的最大峰值電流IC為36A，50A/600V IPM的最小過流保護（OC）動作數(shù)值應滿足65A。7 . 09 . 0220337002 . 15 . 12第2章習題解答答：18第3章習題解答191.什么是電壓型和電流型逆變器？各有何特點？ 電壓型逆變器。這種變頻器由整流器和逆變器兩部分組成，在逆變器的直流側(cè)并聯(lián)有大電容，用來緩沖無功功率。由于大電容存在，使直流輸出電壓具有電壓源的特性，內(nèi)阻很小。這樣使逆變器的交流輸出電壓被

9、鉗位為矩形波，與負載性質(zhì)無關(guān)。 電流型逆變器。這種變頻器在直流電源上串聯(lián)了大電感來進行濾波。由于大電感的限流作用，為逆變器提供的直流電流波形平直、脈動很小，具有電流源特性，能有效地抑制故障電流的上升率，實現(xiàn)較理想的保護功能。使逆變器輸出的交流電流為矩形波，與負載性質(zhì)無關(guān)，而輸出的交流電壓波形及相位隨負載的變化而變化。對于變頻調(diào)速系統(tǒng)而言，這個大電感同時又是緩沖負載無功能量的儲能元件。第3章習題解答答：202.串聯(lián)二極管式電流型逆變電路中，二極管的作用是什么？試分析其換相過程。串聯(lián)二極管式電流型逆變電路中，二極管的作用是使換相電容與負載隔離，防止電容充電電荷的損失。如圖3-16c所示。VD3導通

10、后，開始分流。此時電流Id逐漸由VD1向VD3轉(zhuǎn)移，iA逐漸減少，iB逐漸增加，當Id全部轉(zhuǎn)移到VD3時，VD1關(guān)斷。第3章習題解答答：213.什么是PAM？PAM是一種利用改變電壓源的電壓或改變電流源的幅值來進行輸出控制的一種方式。它在逆變器部分只控制頻率，在交流器部分控制輸出的電壓或電流。第3章習題解答答：224.什么是軟開關(guān)，什么是硬開關(guān)?開關(guān)元件在零電壓或零電流下進行開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，即軟開關(guān)技術(shù)。功率元件在大電流、高電壓狀態(tài)下的開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換是硬開關(guān)技術(shù)。第3章習題解答答：235.試述諧振型變頻器的應用意義。諧振型變頻是利用諧振原理使PWM逆變器的開關(guān)元件在零電壓或零電流下進行開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換

11、，即軟開關(guān)技術(shù)。在諧振型變頻中，由于各功率器件的開關(guān)損耗近似為零，有效地防止了電磁干擾，大大提高了器件的工作頻率，且減少了裝置的體積和重量。第3章習題解答答：24第4章習題解答251.什么是PWM？PWM是脈寬調(diào)制技術(shù)的簡稱。PWM控制方式就是對逆變電路開關(guān)器件的通斷進行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個周期中產(chǎn)生多個脈沖，使各脈沖的等值電壓為正弦波狀，所獲得的輸出平滑且低次諧波少。按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進行調(diào)制，既可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可以改變輸出頻率。第4章習題解答答：262.什么叫異步調(diào)制？什么叫同

12、步調(diào)制？兩者各有什么特點？ 載波信號和調(diào)制信號不保持同步關(guān)系的調(diào)制方式稱為異步調(diào)制方式。在該調(diào)制方式中，調(diào)制信號頻率fr變化時，通常保持載波頻率fc固定不變，因而載波比N是變化的。這樣，在調(diào)制信號的半個周期內(nèi)，輸出脈沖的個數(shù)不固定，脈沖相位也不固定，正負半周期的脈沖不對稱，同時，半周期內(nèi)前后14周期的脈沖也不對稱。 載波比N等于常數(shù)，并在變頻時使載波信號和調(diào)制信號保持同步的調(diào)制方式稱為同步調(diào)制方式。在該調(diào)制方式中，調(diào)制信號頻率變化時載波比N不變。調(diào)制信號半個周期內(nèi)輸出的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的。第4章習題解答答：273 .SPWM的控制方式有幾種？各有何特點？ SPWM的控制方式有三

13、種： 一是采用模擬電路。其優(yōu)點是完成三角載波信號u與正弦波參考信號uR的比較和確定脈沖寬度所用的時間非常短，幾乎是瞬間完成的，不像數(shù)字電路采用軟件計算，需要一定的時間。但缺點是所用硬件比較多，而且不夠靈活，改變參數(shù)和調(diào)試比較麻煩。 二是采用數(shù)字電路。它可使用以軟件為基礎(chǔ)的控制模式。優(yōu)點是：所用硬件較少，靈活性好，智能性強。缺點是：需要通過計算來確定SPWM的脈沖寬度，有一定的延時和響應時間。但隨著科技的發(fā)展，采用微機控制的數(shù)字化SPWM技術(shù)已占居了主導地位。 三是采用模擬與數(shù)字電路相結(jié)合的控制方式。第4章習題解答答：284.什么是SPWM波形的規(guī)則取樣法？與自然取樣法相比，規(guī)則取樣法有什么優(yōu)缺

14、點？規(guī)則取樣法就是用uR和u近似交點A和B代替實際的交點A和B。用以確定SPWM脈沖信號的。自然取樣法雖然可以較準確地確定u和uR的交點，但計算工作量較大，特別是當變頻范圍較大時。規(guī)則取樣法雖然有一定的誤差，但卻大大減小了計算工作量。第4章習題解答答：295.PWM逆變器消除諧波的一般方法是什么？有兩電平PWM逆變器消除諧波和三電平PWM逆變器消除諧波兩種方法。第4章習題解答答：306.什么是電流跟蹤型PWM逆變器？有何特點？電流跟蹤型PWM又稱電流控制型電壓源PWM逆變器（CRPWM），它兼有電壓型和電流型逆變器的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、響應快、諧波小，采用電流控制，可實現(xiàn)對電機定子相電流

15、的在線自適應控制，特別適用于高性能的矢量控制系統(tǒng)。其中滯環(huán)電流跟蹤型PWM逆變器還因其電流動態(tài)響應快，系統(tǒng)運行不受負載參數(shù)的影響，實現(xiàn)方便，而得到了廣泛的重視。第4章習題解答答：317.用霍爾傳感器測取電壓和電阻反饋信號的優(yōu)點有哪些? 對于直流及非正弦的交流電壓和電流信號的隔離傳送，最好的方法是采用霍爾電壓和電流傳感器?；魻杺鞲衅鞑粌H可實現(xiàn)被測電路與反饋電路的有效隔離，還具有以下一些優(yōu)點： 可以測量任意波形的電壓和電流信號，且頻帶寬； 線性好，測量區(qū)間寬，測量精度高； 響應速度快； 過載能力強，使用安全。第4章習題解答答：32第5章習題解答331.試述交交變頻的主要特點。 交-交變頻電路是不通

16、過中間直流環(huán)節(jié)，而把電網(wǎng)固定頻率的交流電直接變換成不同頻率的交流電的變頻電路。其特點為： 因為是直接變換，沒有中間環(huán)節(jié)，所以比一般的變頻器效率要高； 由于其交流輸出電壓是直接由交流輸入電壓波的某些部分包絡(luò)所構(gòu)成，因而其輸出頻率比輸入交流電源的頻率低得多，輸出波形較好； 由于變頻器按電網(wǎng)電壓過零自然換相，故可采用普通晶閘管； 所用晶閘管元件數(shù)量較多，相對投入較大； 因受電網(wǎng)頻率限制，通常輸出電壓的頻率較低，為電網(wǎng)頻率的三分之一左右； 功率因數(shù)較低，特別是在低速運行時更低，需要適當補償。 第5章習題解答答：342.交交變頻電路的運行方式有哪些？各有何優(yōu)缺點？ 運行方式主要有無環(huán)流運行方式、自然環(huán)流

17、運行方式和局部環(huán)流運行方式。 無環(huán)流運行方式的優(yōu)點有系統(tǒng)簡單，成本較低。缺點是不允許兩組整流器同時獲得觸發(fā)脈沖而形成環(huán)流，因為環(huán)流的出現(xiàn)將造成電源短路。因此，必須等到一組整流器的電流完全消失后，另一組整流器才能導通。而且切換延時較長。通常，其輸出電壓的最高頻率只是電網(wǎng)頻率的三分之一或更低。 自然環(huán)流運行方式除有環(huán)流外，還存在著環(huán)流電抗器在交流輸出電流作用下引起的“自感應環(huán)流”，從而加重了整流器負擔。因此，完全不加控制的自然環(huán)流運行方式只能用于特定的場合。 局部環(huán)流運行方式把無環(huán)流運行方式和有環(huán)流運行方式相結(jié)合，即在負載電流有可能不連續(xù)時以有環(huán)流方式工作，而在負載電流連續(xù)時以無環(huán)流方式工作。它既

18、可使控制簡化，運行穩(wěn)定，改善輸出電壓波形的畸變，又不至于使環(huán)流過大。 第5章習題解答答：353.正弦波交交變頻器的控制有哪兩種？各有何特點？ 正弦波交交變頻器的控制也有電壓控制型和電流控制型兩種。電壓型變頻器的輸出是電壓，其輸出電壓跟隨給定信號變化，受負載電流變化影響小。電流型變頻器的輸出是電流，其輸出電流跟隨給定信號變化，受負載電壓變化影響小。第5章習題解答答：36第6章習題解答371.簡述變頻器的基本概念。 變頻器是應用變頻技術(shù)制造的一種靜止的頻率交換器，它是利用半導體器件的通斷作用將頻率固定(通常為工頻50Hz)的交流電(三相或單相)變換成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電的電能控制裝置，第6章習題解

19、答答：382.變頻調(diào)速的優(yōu)點有哪些？ 變頻調(diào)速主要有以下的優(yōu)點： (1) 控制電機的啟動電流； (2) 降低電力線路電壓波動，啟動時需要的功率更低； (3) 可控的加速功能和可調(diào)的運行速度； (4) 可調(diào)的轉(zhuǎn)矩極限； (5) 受 控的停止方式； (6) 節(jié)能； (7) 可逆運行控制； (8) 減少機械傳動部件。第6章習題解答答：393.簡述變頻器的分類。 1）按變換環(huán)節(jié)分為交一交變頻器和交一直一交變頻器； 2）按直流環(huán)節(jié)的儲能方式分為電流型變頻器和電壓型變頻器； 3）按工作原理分為Uf控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器、矢量控制變頻器和直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器； 4）按用途分為通用變頻器、高性能專用變頻

20、器和高頻變頻器。第6章習題解答答：404.簡述開環(huán)速度控制和閉環(huán)速度控制。 如果籠型電機的電壓、頻率一定，因負載變化引起的速度變化是非常小的。額定轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)差率決定于電機的轉(zhuǎn)矩特性，轉(zhuǎn)差率大約為1%5%。對于平方轉(zhuǎn)矩負載（如風機、泵等），并不太要求快速響應，常用開環(huán)控制。 為了補償電機速度的變化，將可以檢測出的物理量作為電氣信號負反饋到變頻器的控制回路，這種控制方式稱為閉環(huán)控制。速度反饋控制方式是以速度為控制對象的閉環(huán)控制，用于造紙機、風機泵類機械、機床等要求速度精度高的場合，但需要裝設(shè)傳感器，以便用電量檢測出電機速度。第6章習題解答答：415.位置控制的特點有哪些？ 作為位置控制的共同特點，

21、有以下幾點： 1）從簡單到高級，即從僅在停止時將位置同目標對準的簡單控制，到經(jīng)常跟蹤目標快速動作高級控制； 2) 控制對象的位置以轉(zhuǎn)速積分的形式變化； 3) 可由電機的旋轉(zhuǎn)角高精度地推定其位置； 4) 需要可逆運轉(zhuǎn)。第6章習題解答答：426.張力控制的特點有哪些？ 張力控制根據(jù)用途有各種方式，其特點有： 1) 采用轉(zhuǎn)矩電流控制的張力控制； 2) 采用拉延的張力控制； 3) 采用調(diào)節(jié)輥的張力控制； 4) 采用張力檢測器的張力控制。 一般張力控制多以轉(zhuǎn)矩控制為基礎(chǔ)，而其他控制對象多以速度控制為基礎(chǔ)。另外，不管哪一種控制方式，通常都是以滾筒與被加工物之間不產(chǎn)生滑動為前提條件。第6章習題解答答：437

22、.簡述快速響應系統(tǒng)選擇變頻器的要點。 快速響應系統(tǒng)選擇變頻器的要點 1、對于只需在短時間內(nèi)能進行加減速時： 1) 電機和機械的puGD2要?。?2) 選用過負載容量大的機器； 3) 選用具有完全的限流功能的變頻器。 2、對于需要大的交叉角頻率c時，應該根據(jù)所要求的值考慮下面幾點： 所選用的變頻器、其主回路的開關(guān)頻率要高，采用的控制方式應能滿足快速響應； 電機和機械系統(tǒng)的puGD2要小； 選用過載容量大的機器； 電機、機械系統(tǒng)的諧振頻率要高。第6章習題解答答：448.什么是負負載，簡述負負載系統(tǒng)變頻器的選擇要點。 幾乎所有電機都是要克服來自負載的阻礙旋轉(zhuǎn)的反抗轉(zhuǎn)矩。使負載向著所要求的方向旋轉(zhuǎn)。此

23、時電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，其方向同旋轉(zhuǎn)方向一致。反之，要求電機產(chǎn)生與其轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)矩的負載時稱為負負載。變頻器的選擇要點有： 考慮制動轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系； 為了確保變頻器跳閘時的安全，要并用機械式制動器； 使用制動單元時，必須使再生過壓失速的防止控制無效，或者使制動單元的動作直流電壓的給定值確實低于再生過壓失速防止的值； 注意散熱。第6章習題解答答：459.變頻器的容量如何表示？ 變頻器的容量一般用額定輸出電流(A)、輸出容量(kVA)、適用電動機功率(kW)來表示。其中，額定輸出電流為變頻器可以連續(xù)輸出的最大交流電流的有效值。輸出容量是決定于額定輸出電流與額定輸出電壓的三相視在輸出功率。第6章習

24、題解答答：4610.簡述容量選擇的注意事項。 變頻器并聯(lián)追加投入起動時，其容量與同時起動時相比要大些。 根據(jù)負載的種類往往需要過載容量大的變頻器。 電機的實際負載比電機的額定輸出功率小時，可選擇與實際負載相稱的變頻器容量。 用選定的變頻器和電機不能滿足負載所要求的起動轉(zhuǎn)矩和低速區(qū)轉(zhuǎn)矩時，變頻器和電機的容量還需要再加大。第6章習題解答答：47第7章習題解答481.變頻器接線時應注意哪些問題？ 接線時應注意以下幾點，以防接錯： 輸入電源必須接到R、S、T上，輸出電源必須接到端子U、V、W上，若錯接，會損壞變頻器。 為了防止觸電、火災等災害和降低噪聲，必須連接接地端子。 端子和導線的連接應牢靠，要使

25、用接觸性好的壓接端子。 配完線后，要再次檢查接線是否正確，有無漏接現(xiàn)象，端子和導線間是否短路或接地。 通電后，需要改接線時，即使已經(jīng)關(guān)斷電源，也應等充電指示燈熄滅后，用萬用表確認直流電壓降到安全電壓(DC25V以下)后再操作。若還殘留有電壓就進行操作，會產(chǎn)生火花，這時先放完電后再進行操作。第7章習題解答答：492.簡述主電路端子的功能。主電路端子和連接端子的功能表第7章習題解答答：503.低壓斷路器的功用是什么？如何選擇？ 低壓斷路器的功用有： 1)隔離作用。當變頻器進行維修時，或長時間不用時，將Q切斷，使變頻器與電源隔離； 2)保護作用。低壓斷路器大都具有過電流及欠電壓等保護功能，當變頻器的

26、輸入側(cè)發(fā)生短路或電源電壓過低等故障時，可迅速進行保護。因為低壓斷路器具有過電流保護功能，為了避免不必要的誤動作，取 IQN(1.31.4)IN 式中 IQN空氣開關(guān)的額定電流； IN變頻器的額定電流。第7章習題解答答：514.輸入側(cè)接觸器的功用是什么？如何選擇？ 輸入側(cè)接觸器的功用有： 可通過按鈕開關(guān)方便地控制變頻器的通電與斷電； 當變頻器發(fā)生故障時，可自動切斷電源。 選擇接觸器時，觸點的額定電流應大于變頻器的額定電流。第7章習題解答答：525.電抗器的作用是什么？ 變頻器的輸入電流中含有許多高次諧波成分，這些高次諧波電流都是無功電流，使變頻調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)降低到075以下。所以，在容量較大

27、的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，應考慮接入電抗器，以提高功率因數(shù)。第7章習題解答答：536.濾波器的作用是什么？ 濾波器就是用來削弱變頻器的輸入和輸出電流中都含有的較高頻率的諧波電流，以防止變頻器對其他設(shè)備的干擾。第7章習題解答答：547.變頻器的控制電路有哪幾部分組成？ 變頻器控制電路主要由以下部分組成： (1)運算電路。運算電路的主要作用是將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令信號同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算，決定變頻器的輸出頻率和電壓。 (2)信號檢測電路。將變頻器和電動機的工作狀態(tài)反饋至微處理器，并由微處理器按事先確定的算法進行處理后為各部分電路提供所需的控制或保護信號。 (3)驅(qū)動電路。驅(qū)動電路的作用

28、是為變頻器中逆變電路的換流器件提供驅(qū)動信號。當逆變電路的換流器件為晶體管時，稱為基極驅(qū)動電路；當逆變電路的換流器件為SCR、IGBT或GTO時，稱為門極驅(qū)動電路。 (4)保護電路。保護電路的主要作用是對檢測電路得到的各種信號進行運算處理，以判斷變頻器本身或系統(tǒng)是否出現(xiàn)異常。當檢測到出現(xiàn)異常時，進行各種必要的處理，如使變頻器停止工作或抑制電壓、電流值等。第7章習題解答答：558.變頻器長期穩(wěn)定運行所必須的環(huán)境條件有哪些？ 變頻器長期穩(wěn)定運行所必須的環(huán)境條件有： 周圍溫度：變頻器運行中周圍溫度的容許值多為040或1050，避免陽光直射。 周圍濕度：變頻器要注意防止水或水蒸氣直接進入變頻器內(nèi)，以免引

29、起漏電，甚至打火，擊穿。 振動：關(guān)于耐振性因機種的不同而不同，設(shè)置場所的振動加速度多被限制在（030 6）G（振動強度5.9m/s2）以下。對于機床、船舶等事先能預測振動的場合，必須選擇有耐振措施的機種。 抗干擾：為防止電磁干擾，控制線應有屏蔽措施，母線與動力線要保持不少于100mm的距離。第7章習題解答答：569.簡述變頻器的抗干擾問題。采取何措施加以預防？變頻器的干擾有外來干擾和變頻器的對外干擾。外來干擾多通過變頻器控制電纜侵入，所以鋪設(shè)控制電纜時必須采取充分的抗干擾措施。變頻器的輸入和輸出電流含有很多高次諧波成分。它們將以空中輻射、線路傳播等方式把自己的能量傳播出去，對周圍的電子設(shè)備、通

30、信和無線電設(shè)備的工作形成干擾。因此在裝設(shè)變頻器時，應考慮采取各種抗干擾措施，削弱干擾信號的強度。例如，對于通過輻射傳播的無線電干擾信號，可采用屏蔽、裝設(shè)抗干擾濾波器等措施來削弱干擾信號。預防干擾的具體常用有：(1)變頻系統(tǒng)的供電電源與其他設(shè)備的供電電源相互獨立，或在變頻器和其他用電設(shè)備的輸入側(cè)安裝隔離變壓器，切斷諧波電流。(2)在變頻器輸入側(cè)與輸出側(cè)串接合適的電抗器，或安裝諧波濾波器，濾波器的組成必須是LC型，吸收諧波和增大電源或負載的阻抗，達到抑制諧波的目的。(3)電動機和變頻器之間電纜應穿鋼管敷設(shè)或用鎧裝電纜，并與其他弱電信號在不同的電纜溝分別敷設(shè)，避免輻射干擾。(4)信號線采用屏蔽線，且

31、布線時與變頻器主回路控制線錯開一定距離(至少20cm以上)，切斷輻射干擾。(5)變頻器使用專用接地線，且用粗短線接地，鄰近其他電器設(shè)備的地線必須與變頻器配線分開，使用短線。這樣能有效抑制電流諧波對鄰近設(shè)備的輻射干擾。第7章習題解答答：5710.變頻器與PLC連接使用時應注意哪些問題？ 變頻器與PLC連接使用時，應注意以下幾個問題： 1）當變頻器的輸入信號電路連接不當時，可能會導致變頻器的誤動作。 2）注意PLC一側(cè)輸入阻抗的大小，以保證電路中的電壓和電流不超過電路的容許值，從而提高系統(tǒng)的可靠性和減少誤差。 3）PLC的接地端必須接地良好。應避免和變頻器使用共同的接地線，并在接地時盡可能使兩者分

32、開。 4) 當電源條件不太好時，應在PLC的電源模塊以及輸入/輸出模塊的電源線上接入噪聲濾波器和降低噪聲用的變壓器等。如有必要也可在變頻器一側(cè)采取相應措施。 5) 當把PLC和變頻器安裝在同一個操作柜中時，應盡可能使與PLC和變頻器有關(guān)的電線分開。并通過使用屏蔽線和雙絞線來提高抗噪聲的水平。第7章習題解答答：5811.測量變頻器電路時儀表類型如何選擇? 測量變頻器電路的電壓、電流、功率時可根據(jù)以下要求，選擇適用的儀表： (1) 測量輸入電壓時，因是工頻正弦電壓，故各類儀表均可使用。 (2) 測量輸出電壓時，一般用整流式儀表。如選用電磁式儀表，則讀數(shù)偏低。但絕對不能用數(shù)字電壓表。 (3) 測量輸

33、入和輸出電流時，一般選用電磁式儀表。熱電式儀表也可選用，但反應遲鈍，不適用于負載變動的場合。 (4) 測量輸入和輸出功率時，均可用電動式儀表。第7章習題解答答：5912.變頻器的保護功能有哪些?變頻器的保護功能有過流保護，主器件自保護，過壓保護，欠壓保護，變頻器過載保護和外部報警輸入功能，以及防止失速和輸入浪涌功能。第7章習題解答答：6013.13.請按下列條件選擇變頻器主回路電線的截面積：請按下列條件選擇變頻器主回路電線的截面積：220V220V供電，籠型電供電，籠型電機機11kW11kW、4 4極、額定電流極、額定電流15A15A，電線的鋪設(shè)距離，電線的鋪設(shè)距離50m50m，電壓降在額定電

34、，電壓降在額定電壓的壓的2 2以內(nèi)。以內(nèi)。(1)求額定電壓下的容許電壓降。容許電壓降22204.4(V)(2)求容許壓降以內(nèi)的電線電阻值。電線電阻100044 50153.39(km)(3)根據(jù)計算出的電阻選用導線。由表76選擇電線電阻3.4km以下的電線，截面積為5.5mm2。3第7章習題解答答：61第8章習題解答621.什么是高頻照明？有哪些特點？ (1) 高頻照明，是用高頻電子鎮(zhèn)流器對熒光燈實施高頻電流預熱燈絲，再施以高頻高壓脈沖啟輝燈管，隨后以高頻常壓來保持燈管的正常工作。高頻照明燈與電感式工頻照明燈比較，具有以下特點：(1) 光效高。一般可提高1020；(2) 壽命長。熒光燈可延長使

35、用壽命251倍，高強度氣體放電燈(HID)可延長使用壽命152倍；第8章習題解答答：631.什么是高頻照明？有哪些特點？(2) (3) 溫升低。一般為電感式熒光燈發(fā)熱量的l2，白熾燈發(fā)熱量的l5； (4) 功耗低。其高頻電子鎮(zhèn)流器的功耗，僅為燈系統(tǒng)總功耗的84；故節(jié)電率高。 (5) 功率因數(shù)高。如采用無源濾波電路功率因數(shù)0708，采用有源濾波電路功率因數(shù)095098，故可節(jié)約無功功率； (6) 視在功率低； (7) 無頻閃，有益于視力； (8) 可變頻(20180kHz)調(diào)光(10100)，進一步節(jié)約電能(1090)； (9) 易啟輝。 (10) 體積小，重量輕，與燈管易實現(xiàn)一體化。第8章習題

36、解答642.鎮(zhèn)流器的鑒別應注意哪些問題？(1) 在鑒別鎮(zhèn)流器時應注意以下一些問題： 1、價格：電感式的最便宜；高頻高檔式的最貴，高頻低檔式的次之；倍壓式的再次之，但略高于電感式。 2、外觀：電感式的體積大且為鐵皮封裝；高頻式的體積稍小，采用半封閉式的塑料外殼，殼上開有許多散熱窗孔；倍壓式的體積小，多為塑封式。 3、重量：電感式的笨重；高頻式的較輕；倍壓式的輕小。 4、內(nèi)部結(jié)構(gòu)：電感式的由鐵心線圈構(gòu)成；高頻式的由晶體管、電解電容器、高頻電感等組成；倍壓式的僅為二極管和薄膜電容器組成。 5、啟輝：電感式的總要閃23次后才能啟輝；高頻式的延遲(04l)S便可一次啟輝；倍壓式的則瞬間啟輝，屬于冷啟動或

37、稱硬啟動，破壞燈絲發(fā)射物質(zhì)。第8章習題解答答：652.鎮(zhèn)流器的鑒別應注意哪些問題？(2) 6、亮度：電感式的有頻閃(50HZ)；高頻式的無頻閃；倍壓式的因燈電流不足而發(fā)暗。 7、聲音：電感式的有電磁交流聲；高頻式的有超音頻聽不到；倍壓式的有直流電，無交流聲。 8、發(fā)熱量：電感式的燈管溫度高；高頻式的比前者約低一半；倍壓式的燈管溫度低，其導線內(nèi)藏有鎮(zhèn)流用電阻絲，故消耗電能轉(zhuǎn)換為熱量。 9、輸入電壓、電流：其積為視在功率，電感式的約為額定功率的2倍左右；高頻低功率因數(shù)的，約為額定功率的15倍左右；高頻高功率因數(shù)的為額定功率的11倍左右；倍壓式的則低于額定功率。 10、輸入功率因數(shù)：電感式的為0406；高頻低檔式的約060。8，高頻高檔式的達095以上；倍壓式的為超前。 11、燈管波形：電感式的為工頻畸變波形；高頻式的為超音頻畸變波形；倍壓式的為直流脈動波形。第8章習題解答663.什么是變頻電源？ 這里所說的電源是電源轉(zhuǎn)換裝置，即從動力電或市電轉(zhuǎn)換為所需要的直流電或交流電，且許多場合需要穩(wěn)壓，有的還需要穩(wěn)頻穩(wěn)壓。變頻式電源主要是開關(guān)穩(wěn)壓式電子電源，有工頻式(50Hz)、中頻式(15kHz以下)、高頻式(16kHz以上)之分。具有體積小、重量輕、效率高、功率因數(shù)高等優(yōu)點，是電源裝置發(fā)展的方向。第8章習題解答答：674.什么是不間斷電源（UPS）？功用是什么？UPS是一種恒壓型不