變頻器課后習(xí)題

1、1.什么叫變頻器？變頻調(diào)速有哪些應(yīng)用？ 答：變頻器是將固定電壓、固定頻率的交流電變換為可調(diào)電壓、可調(diào)頻率的交流電的裝置。 變頻調(diào)速的應(yīng)用主要有：在節(jié)能方面的應(yīng)用。例如風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載采用變頻調(diào)速后，節(jié)電率可以達(dá)到20%60%；在提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量方面的應(yīng)用。例如變頻調(diào)速應(yīng)用于傳送、起重、擠壓和機(jī)床等各種機(jī)械設(shè)備控制領(lǐng)域；在自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用。例如，化纖工業(yè)中的卷繞、拉伸、計(jì)量、導(dǎo)絲；玻璃工業(yè)中的平板玻璃退火爐、玻璃窯攪拌、拉邊機(jī)、制瓶機(jī)；電弧爐自動加料、配料系統(tǒng)以及電梯的智能控制等。     1. 異步電動機(jī)變頻

2、調(diào)速的機(jī)理論是什么？ 答：異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=60f1（1s）/p 電源頻率為f1，由上試可見，調(diào)節(jié)電源頻率f1，可使異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n得到大范圍的調(diào)節(jié)。 1. 晶閘管的導(dǎo)通條件是什么？關(guān)斷條件是什么？ 答：晶閘管的導(dǎo)通條件：在晶閘管的陽極A和陰極K間加正向電壓，同時在它的門極G和陰極K間也加正向電壓。要使導(dǎo)通的晶閘管的關(guān)斷，必須將陽極電流IA降低到維持電流IH以下，上述正反饋無法維持，管子自然關(guān)斷。維持電流IH是保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流。2. 說明GTO的開通和關(guān)斷原理。與普通晶閘管相比較有何不同？ 答：GTO開通過程與普通晶閘管相似

3、，在GTO陽極A和陰極K間加正向電壓，同時在它的門極G和陰極K間也加正向電壓。關(guān)斷過程是通過在GTO控制極施加關(guān)斷脈沖（門極G和陰極K間也加負(fù)向電壓）實(shí)現(xiàn)的。 3.  GTO有哪些主要參數(shù)？其中哪些參數(shù)與普通晶閘管相同？哪些不同？ 答：GTO的多數(shù)參數(shù)與普通晶閘管相同，意義不同的參數(shù)有： （1） 最大可關(guān)斷陽極電流TGQM    (2）關(guān)斷增益Goff 4. GTO為什么要設(shè)置緩沖電路？說明緩沖電路的工作原理。 答：GTO關(guān)斷時，抑制陽極電流下降過程中所產(chǎn)生的尖峰陽極電壓p，

4、 以降低關(guān)斷損耗，防止結(jié)溫升高；抑制陽極電壓k的上升率dudt，以免關(guān)斷失敗；GTO開通時，緩沖電容通過電阻向GTO放電，有助于所有GTO元達(dá)到擎住電流值。因此，緩沖電路不僅對GTO具有保護(hù)作用，而且對于GTO的可靠開通和關(guān)斷也具有重要意義。 以圖2-13為例說明緩沖電路的工作原理。      圖中R、L為負(fù)載，VD為續(xù)流二極管， LA是GTO導(dǎo)通瞬間限制didt的電感。RsCs和VDs組成了緩沖電路。 GTO的陽極電路串聯(lián)一定數(shù)值的電感L來限制didt， 當(dāng)門極控制關(guān)斷時抑制陽極電流

5、A的下降，didt 在電感L上感應(yīng)的電壓尖峰p通過VDA和A加以限制。當(dāng)GTO開通瞬間， 電容Cs要通過阻尼電阻Rs向GTO放電，若Rs小，則Cs放電電流峰值很高，可能超出GTO的承受能力。為此，增加了二極管VDs，在GTO關(guān)斷時，用s的通態(tài)內(nèi)阻及GTO關(guān)斷過程中的內(nèi)阻來阻尼LA和Cs諧振。Rs則用于GTO開通時，限制Cs放電電流峰值，并于GTO關(guān)斷末期s反向恢復(fù)阻斷時阻尼LA和Cs諧振。 5.  GTR的應(yīng)用特點(diǎn)和選擇方法是什么？ 答：GTR的熱容量小，過載能力低，過載或短路產(chǎn)生的功耗可能在若干徽秒的時間內(nèi)使結(jié)溫超過最大允許值而導(dǎo)致

6、器件損壞。為此GTR的驅(qū)動電路既要及時準(zhǔn)確地測得故障狀態(tài)，又要快速自動實(shí)現(xiàn)保護(hù)，在故障狀態(tài)下迅速地自動切除基極驅(qū)動信號，避免GTR損壞。保護(hù)類型包括抗飽和、退抗飽和、過流、過壓、過熱及脈寬限制等多方面。此外，驅(qū)動電路還得具有能在主電路故障后自動切斷與主電路聯(lián)系的自保護(hù)能力。 6.  P-MOSFET的應(yīng)用特點(diǎn)和選擇方法是什么？ 答：P-MOSFET的柵極是絕緣的，屬于電壓控制器件，因而輸入阻抗高，驅(qū)動功率小，電路簡單。 為了正確的控制P-MOSFET的開通和關(guān)斷，對柵極驅(qū)動電路提出如下要求：    

7、60;1）觸發(fā)脈沖的前后沿要陡峭，觸發(fā)脈沖的電壓幅值要高于器件的開啟電壓，以保證P-MOSFET的可靠觸發(fā)導(dǎo)通。     2）開通時以低電阻對柵極電容充電，關(guān)斷時為柵極電容提供低電阻放電回路，減小柵極電容的充放電時間常數(shù)，提高P-MOSFET的開關(guān)速度。     3）P-MOSFET開關(guān)時所需的驅(qū)動電流為柵極電容的充放電流。P-MOSFET的極間電容越大，所需的驅(qū)動電流也越大。為了使開關(guān)波形具有足夠的上升和下降陡度，驅(qū)動電流要具有較大的數(shù)值。 7. 說明IGBT的結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn)

8、。 答：IGBT是一種新型復(fù)合器件。輸入部分為MOSFET，輸出部分為GTR，它綜合了MOSFET和GTR的優(yōu)點(diǎn)，具有輸入阻抗高、工作速度快、通態(tài)電壓低、阻斷電壓高、承受電流大的優(yōu)點(diǎn)。 8IGBT的應(yīng)用特點(diǎn)和選擇方法是什么？ 答：IGBT的開通和關(guān)斷是由柵極電壓來控制的。柵極施以正電壓時，MOSFET內(nèi)形成溝道，從而使IGBT導(dǎo)通。在柵極上施以負(fù)電壓時，MOSFET內(nèi)的溝道消失，IGBT即為關(guān)斷。 選用IGBT的參數(shù)時應(yīng)注意：     1)集電極-發(fā)射極額定電壓UCES。 2)柵極-發(fā)射極額定電

9、壓UGES，使用中不能超過該值。     3)額定集電極電流IC ：該參數(shù)給出了IGBT在導(dǎo)通時能流過管子的持續(xù)最大電流。 4)集電極-發(fā)射極飽和電壓UEC(sat)：此參數(shù)給出IGBT在正常飽和導(dǎo)通時集電極-發(fā)射極之間的電壓降。5)開關(guān)頻率。 9. IGCT的特點(diǎn)是什么？ 答：（1）緩沖層  提高了器件的效率，降低了通態(tài)壓降和開關(guān)損耗。同時，采用緩沖層還使單片GCT與二極管的組合成為可能。 （2）透明陽極  采用透明陽極來代替陽極短路，可使GC

10、T的觸發(fā)電流比傳統(tǒng)無緩沖層的GTO降低一個數(shù)量級。 （3）逆導(dǎo)技術(shù)  逆導(dǎo)GCT與二極管隔離區(qū)中因?yàn)橛蠵NP結(jié)構(gòu)，其中總有一個PN結(jié)反偏，從而阻斷了GCT與二極管陽極間的電流流通。 （4）門極驅(qū)動技術(shù) 10. 智能功率模塊IPM的應(yīng)用特點(diǎn)有哪些？ 答：IPM 內(nèi)含驅(qū)動電路，可以按最佳的IGBT驅(qū)動條件進(jìn)行設(shè)定；IPM內(nèi)含過流（OC）保護(hù)、短路（SC）保護(hù)，使檢測功耗小、靈敏、準(zhǔn)確；IPM內(nèi)含欠電壓（UV）保護(hù)，當(dāng)控制電源電壓小于規(guī)定值時進(jìn)行保護(hù)；IPM內(nèi)含過熱（OH）保護(hù)，可以防止IGBT和續(xù)流二極管過熱，在IGB

11、T內(nèi)部的絕緣基板上設(shè)有溫度檢測元件，結(jié)溫過高時即輸出報(bào)警（ALM）信號，該信號送給變頻器的單片機(jī)，使系統(tǒng)顯示故障信息并停止工作。IPM還內(nèi)含制動電路，用戶如有制動要求可另購選件，在外電路規(guī)定端子上接制動電阻，即可實(shí)現(xiàn)制動。1. 交-直-交變頻器的主電路包括哪些組成部分？說明各部分的作用。 答：交-直-交變頻器主電路包括三個組成部分：整流電路、中間電路和逆變電路。整流電路的功能是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；中間電路具有濾波電路或制動作用；逆變電路可將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。 2. 不可控整流電路和可控整流電路的組成和原理有什么區(qū)別？ 答：不可控整流電路整流

12、元件為二極管，不可控整流電路輸出的直流電壓不可調(diào)節(jié)；可控整流電路的整流元件為晶閘管，利用晶閘管的可控導(dǎo)電性可使輸出的直流電壓大小可以調(diào)節(jié)。 3. 中間電路有哪幾種形式？說明各形式的功能。 答：中間電路有濾波電路和制動電路兩種形式。濾波電路是利用電容或電感的儲能特性，將整流電路輸出的直流電壓或電流減少諧波分量趨于穩(wěn)定；而制動電路一般由制動單元和制動電阻組成，可將電動機(jī)的再生能量返送電網(wǎng)或消耗掉，并產(chǎn)生制動作用，使電動機(jī)快速停車。 4. 對電壓型逆變器和電流型逆變器的特點(diǎn)進(jìn)行比較。 答：電壓型逆變器是將整流電路產(chǎn)生的直流電壓，通過電容進(jìn)行

13、濾波后供給逆變電路。由于采用大電容濾波，故輸出電壓波形比較平直，在理想情況下可以看成一個內(nèi)阻為零的電壓源，逆變電路輸出的電壓為矩形波或階梯波。 電流型逆變器是將整流輸出的直流電壓采用大電感濾波，因此，直流電流波形比較平直，因而電源內(nèi)阻很大，對負(fù)載來說基本上是一個電流源，逆變電路輸出的交流電流是矩形波。7. SPWM控制的原理是什么？為什么變頻器多采用SPWM控制？            4. 三相交-交變頻有哪些連接方法？ 答：公共交流

14、母線進(jìn)線方式；輸出星形聯(lián)結(jié)方式。 5. 交-交變頻有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？ 答：交-交變頻電路的優(yōu)點(diǎn)是：只用一次變流，效率較高；可方便地使電動機(jī)實(shí)現(xiàn)四象限工作；低頻輸出波形接近正弦波。缺點(diǎn)是：接線復(fù)雜。1. 高（中）壓變頻器通常指電壓等級為多少的變頻器？ 答：高（中）壓變頻器通常指電壓等級在1kV以上的大容量變頻器。 2. 高（中）壓交-交方式的變頻器多用在什么場合？該方式的變頻器有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 答：交-交變頻的高/中壓變頻器一般容量都在數(shù)千kW以上，多用在冶金、鋼鐵企業(yè)。交-交變頻器過載能力強(qiáng)、效率高、輸出波形好，但輸出頻率低，且需要無功補(bǔ)償和濾波裝置，使其造價高，限

15、制了它的應(yīng)用。 3. 高（中）壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本形式有哪幾種？畫出其結(jié)構(gòu)圖答： 直接高-高型（也有的稱為直接中-中型）如下圖所示。4. 簡述高（中）壓變頻器的應(yīng)用及重要意義。 答：在冶金、鋼鐵、石油、化工、水處理等工礦企業(yè)中，大容量的電動機(jī)基本上都是中壓和高壓電動機(jī)。這類企業(yè)的風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)及各種其他大型機(jī)械的拖動電動機(jī)消耗的能源占電機(jī)總能耗的70以上，而且絕大部分都有調(diào)速的要求，采用高（中）壓變頻器調(diào)速，達(dá)到節(jié)能、高效、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。  5. 高（中）壓變頻器的技術(shù)要求主要有哪些方面？ 答：(1) 可靠性要求高

16、；(2) 對電網(wǎng)的電壓波動容忍度大；(3) 降低諧波對電網(wǎng)的影響；(4) 改善功率因數(shù)；(5) 抑制輸出諧波成分；(6) 抑制共模電壓和dudt的影響。 6. 說明圖5-7所示并聯(lián)多重化PWM電壓型變頻器電路的工作原理。 答：圖5-7所示為并聯(lián)多重化PWM電壓型變頻器電路圖。采用二極管構(gòu)成二組三相橋式整流電路，按12脈波組態(tài)，輸出為二重式，每組由六個IGBT構(gòu)成一個橋式逆變單元。輸出濾波器用來去除PWM的調(diào)制波中的高頻成分并減少dudt、didt的影響，由于頻率高，濾波器的體積很小。 變頻器的驅(qū)動(逆變)

17、單元設(shè)計(jì)成模塊化獨(dú)立單元的形式，直流母線(DC-BUS)上可任意連接16個驅(qū)動單元，驅(qū)動單元可驅(qū)動同一個電機(jī)，也可以驅(qū)動不同的電機(jī)(驅(qū)動同一個電機(jī)的逆變單元一般不超過2個)。 這種設(shè)計(jì)使工廠中不同地方的設(shè)備可采用公共的直流母線供電，從而減少設(shè)備總投資，并使多電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的總功率平衡達(dá)到最優(yōu)化。 7. 說明圖5-8所示電路為什么稱為三電平式變頻器？該電路結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)點(diǎn)？ 答：由圖5-8可見，變頻器的整流部分由兩個三相整流橋電路串聯(lián)，輸出12脈波的直流電壓，大大減少了電網(wǎng)側(cè)的諧波成分。同時，直流側(cè)采用兩個相同的電解電容串聯(lián)濾波，在中間的連接處引出一條線與逆變

18、電路中的鉗位二極管相接，若將該節(jié)點(diǎn)視為參考點(diǎn)（電壓為零），則加到逆變器的電平有三個：Ud、0、-Ud。所以逆變器部分是由IGBT和箝位二極管組成的三電平電壓型逆變器。 三電平變頻器的輸出諧波比低壓通用變頻器低；因?yàn)槭∪ド?、降壓變壓器，因而結(jié)構(gòu)緊湊，損耗減少，占地面積小，節(jié)省土建費(fèi)用；當(dāng)功率較大時，電源輸入端仍設(shè)置隔離用三繞組變壓器，變壓器副邊采用和Y接法，可輸出12脈沖整流電壓，使得電源輸入端諧波大為降低。 8. 高壓變頻器為什么不采用雙電平控制方式? 簡述三電平逆變器的工作原理。 答：三電平或多電平變頻器的輸出諧波比低壓通用變頻器低；因?yàn)槭∪?/p>

19、升、降壓變壓器，因而結(jié)構(gòu)緊湊，損耗減少，占地面積小，節(jié)省土建費(fèi)用。 電壓型逆變器的工作原理為：當(dāng)工作電壓較高時，為了避免器件串聯(lián)引起的動態(tài)均壓問題和降低輸出諧波，逆變器可采用三電平方式，也稱為中心點(diǎn)鉗位方式(NPC)，下圖所示為三電平逆變器一相的結(jié)構(gòu)圖。電路中的逆變器的功率開關(guān)器件VT1VT4為IGBT，VD1VD4為反并聯(lián)的續(xù)流二極管，VD5和VD6為鉗位二極管，所有的二極管均要求選用與功率開關(guān)相同的耐壓等級。Ud為濾波電容C1上端的電壓，0為C1、C2連接中心點(diǎn)的電位，-Ud為濾波電容C2下端的電壓。當(dāng)改變VT1VT4的通斷狀態(tài)時，在輸出端將獲得三種不同的電壓。 9. 說明功率單

20、元多級串聯(lián)電壓型變頻器電路結(jié)構(gòu)原理？若每相由5個功率單元串聯(lián)得到6,000V的線電壓，每個功率單元的電壓大致為多少？ 答：依據(jù)功率單元多級串聯(lián)電壓疊加的原理，例如，對于額定輸出電壓為6kV的變頻器，每相由6個低壓為580V的IGBT功率單元串聯(lián)而成，則疊加后輸出相電壓最高可達(dá)3,480V，線電壓為*3,480V = 6,000V左右。若每相由5個功率單元串聯(lián)得到6,000V的線電壓，每個功率單元的電壓大致為696V。1. 變頻器的主電路端子有哪些？分別與什么相連接？ 答：變頻器的主電路端子R、S、T連接三相交流電源；U、V、W連接三相電動機(jī)；P1、P+連接直流電抗器；P+、

21、DB連接外部制動電阻器；P+、N-連接制動單元；PE接地。 2. 變頻器的控制端子大致分為哪幾類？ 答：多功能數(shù)字輸入、多功能數(shù)字輸出、模擬輸入、模擬輸出、多功能繼斷器輸出、脈沖頻率輸入、脈沖頻率輸出、RS485接口等。 3. 說明變頻器的基本頻率參數(shù)，如何預(yù)置？ 答：1）給定頻率。其設(shè)置方法常有兩種：一種是用變頻器的操作面板來輸入頻率的數(shù)字量50；另一種是從控制接線端上以外部給定(電壓或電流)信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，最常見的形式就是通過外接電位器來完成。 2）輸出頻率。輸出頻率是在給定頻率附近經(jīng)常變化的。從另一個角度來說，變頻器的輸

22、出頻率就是整個拖動系統(tǒng)的運(yùn)行頻率。 3）基本頻率。基本頻率，用fb表示。一般以電動機(jī)的額定頻率fN作為基頻fb的給定值。 4）上限頻率和下限頻率。上限頻率和下限頻率是指變頻器輸出的最高、最低頻率，常用fH和fL來表示。 5）跳躍頻率。跳躍頻率也叫回避頻率，變頻器在預(yù)置跳躍頻率時通常采用預(yù)置一個跳躍區(qū)間，區(qū)間的下限是fJ1、上限是fJ2。 4. 變頻器有哪些運(yùn)行功能需要進(jìn)行設(shè)置？如何設(shè)置？ 答：變頻器的運(yùn)行功能參數(shù)主要有：加速時間、加速模式、減速時間、減速模式、多功能端子、程序控制等。依據(jù)變頻器說明書給定的功能參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 

23、5. 變頻器有哪些保護(hù)功能需要進(jìn)行設(shè)置？ 答： 變頻器的保護(hù)功能參數(shù)有：過電流、電動機(jī)過載、過電壓、欠電壓保護(hù)和瞬間停電的處理等。依據(jù)變頻器說明書給定的功能參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 6. 變頻器的節(jié)能控制功能有什么意義？ 答：對于風(fēng)機(jī)、水泵等二次方律負(fù)載在穩(wěn)定運(yùn)行時，其負(fù)載轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速都基本不變。如果能使其工作在最佳的節(jié)能點(diǎn)，就可以達(dá)到最佳的節(jié)能效果。 7. 說明設(shè)置變頻器的PID功能的意義。 答：PID控制是閉環(huán)控制中的一種常見形式。反饋信號取自調(diào)速系統(tǒng)的輸出端，當(dāng)輸出量偏離所要求的給定值時，反饋信號成比例的變化。

24、在輸入端，給定信號與反饋信號相比較，存在一個偏差值。對該偏差值，經(jīng)過PID調(diào)節(jié)，變頻器通過改變輸出頻率，迅速、準(zhǔn)確地消除拖動系統(tǒng)的偏差，回復(fù)到給定值，振蕩和誤差都比較小。1. 什么是Vf控制？變頻器在變頻時為什么還要變壓？ 答：Vf控制是使變頻器的輸出在改變頻率的同時也改變電壓，通常是使Vf為常數(shù)，變頻器在變頻時還要變壓是為了使電動機(jī)磁通保持一定，在較寬的調(diào)速范圍內(nèi)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、效率、功率因數(shù)不下降。5.為什么變頻器總是給出多條Vf控制曲線供用戶選擇？ 答：給出多條Vf控制曲線供選擇，是由于具體的補(bǔ)償量的計(jì)算非常復(fù)雜，因此在實(shí)際操作中，常用實(shí)驗(yàn)的辦法來選擇Vf曲

25、線。 6.Vf控制曲線分為哪些種類，分別適用于何種類型的負(fù)載？ 答：Vf控制曲線的種類：1) 基本Vf控制曲線，用于低起動轉(zhuǎn)矩負(fù)載； 2) 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)腣f曲線，適用于低速時需要較大轉(zhuǎn)矩的負(fù)載；3) 負(fù)補(bǔ)償?shù)腣f曲線，主要適用于風(fēng)機(jī)、泵類的平方率負(fù)載；4)Vf比分段的補(bǔ)償線，這種補(bǔ)償線主要適合負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速大致成比例的負(fù)載。 7.選擇Vf控制曲線常用的操作方法分為哪幾步？ 答：選擇Vf控制曲線常用的操作有下面幾個步驟： 1) 將拖動系統(tǒng)連接好，帶上最重的負(fù)載。 2) 根據(jù)所帶負(fù)

26、載的性質(zhì)，選擇一個較小的Vf曲線，在低速時觀察電動機(jī)的運(yùn)行情況，如果此時電動機(jī)的帶負(fù)載能力達(dá)不到要求，需將Vf曲線提高一檔。依此類推，直到電動機(jī)在低速時的帶負(fù)載能力達(dá)到拖動系統(tǒng)的要求。 3) 如果負(fù)載經(jīng)常變化，在2)中選擇的Vf曲線，還需要在輕載和空載狀態(tài)下進(jìn)行檢驗(yàn)。方法是：將拖動系統(tǒng)帶以最輕的負(fù)載或空載，在低速下運(yùn)行，觀察定子電流I1的大小，如果I1過大，或者變頻器跳閘，說明原來選擇的Vf曲線過大，補(bǔ)償過分，需要適當(dāng)調(diào)低Vf曲線。 9.轉(zhuǎn)差頻率控制與Vf控制相比，有什么優(yōu)點(diǎn)？ 答：由于通過控制轉(zhuǎn)差頻率來控制轉(zhuǎn)矩和電流，與Vf控制相比其加減速特性和限制過

27、電流的能力得到提高。另外，它有速度調(diào)節(jié)器，利用速度反饋進(jìn)行速度閉環(huán)控制，速度的靜態(tài)誤差小，適用于自動控制系統(tǒng)。  11.矢量控制有什么優(yōu)越性？使用矢量控制時有哪些具體要求？   答：矢量控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：1）動態(tài)的高速響應(yīng)；2）低頻轉(zhuǎn)矩增大 ；3）控制靈活。  使用矢量控制對變頻器和電動機(jī)有如下要求： 1) 一臺變頻器只能帶一臺電動機(jī)。 2) 電動機(jī)的極數(shù)要按說明書的要求，一般以4極電動機(jī)為最佳。 3) 電動機(jī)容量與變頻器的容量相當(dāng)，最多差一個等級。如：根據(jù)

28、變頻器的容量應(yīng)選配1lkW的電動機(jī)，使用矢量控制時，電動機(jī)的容量可是1lkW或7.5kW，再小就不行了。 4) 變頻器與電動機(jī)間的連接線不能過長，一般應(yīng)在30m以內(nèi)。如果超過30m，需要在連接好電纜后，進(jìn)行離線自動調(diào)整，以重新測定電動機(jī)的相關(guān)參數(shù)。1若變頻器拖動的負(fù)載為籠型電動機(jī)，選擇變頻器時應(yīng)考慮哪些問題？ 答：對于籠型電動機(jī)選擇變頻器拖動時，主要依據(jù)以下幾項(xiàng)要求：1）依據(jù)負(fù)載電流選擇變頻器；2）考慮低速轉(zhuǎn)矩特性；3）考慮短時最大轉(zhuǎn)矩；4）考慮容許最高頻率范圍；5）考慮噪聲；6）考慮振動。 2. 變頻器專用電機(jī)分為哪些種類？ 答：變

29、頻器專用電機(jī)的分類有以下幾種：     1）在運(yùn)轉(zhuǎn)頻率區(qū)域內(nèi)低噪聲、低振動。     2）在低頻區(qū)內(nèi)提高連續(xù)容許轉(zhuǎn)矩(恒轉(zhuǎn)矩式電機(jī))。     3）高速用電機(jī)。     4）用于閉環(huán)控制(抑制轉(zhuǎn)速變動)的帶測速發(fā)電機(jī)的電機(jī)。     5）矢量控制用電機(jī)。 3.變頻器的主電路端子R、S、T和U、V、W接反了會出現(xiàn)什么情況？電源端子R、S、T

30、連接時有相序要求嗎？  答：變頻器的主電路端子R、S、T和U、V、W接反了會出現(xiàn)燒壞變頻器的嚴(yán)重后果。電源端子R、S、T連接時一般沒有相序要求。 4.主電路電源輸入側(cè)連接斷路器有什么作用？斷路器如何選擇？ 答：連接斷路器的作用：1）接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路；2）隔離作用；3）保護(hù)作用。通常情況下低壓斷路器的額定電流IQN應(yīng)選：IQN  （1.3 1.4）IN在電動機(jī)要求實(shí)現(xiàn)工頻和變頻的切換控制的電路中，斷路器應(yīng)按電動機(jī)在工頻下的起動電流來進(jìn)行選擇IQN  2.5 IMN  

31、0;5. 主電路中接入交流電抗器有什么作用？ 答：主電路中接入交流電抗器，可起到以下作用：1) 減少變頻器的輸入電流諧波含量； 2) 改善三相輸入電流的不平衡；3) 抑制電源系統(tǒng)的瞬變干擾；4) 提高功率因數(shù)。 6.制動電阻與制動單元有什么不同？ 答：制動電阻與制動單元的功能是當(dāng)電動機(jī)因頻率下降或重物下降(如起重機(jī)械)而處于再生制動狀態(tài)時，避免在直流回路中產(chǎn)生過高的泵生電壓。制動電阻是把泵生電壓變?yōu)闊崮芟牡?，而制動單元一般具有將泵生電壓回饋電網(wǎng)的作用。 制動電阻的選擇：1）制動電阻RB的大??；2) 制動電阻的功率PB；3)常用制動電阻的阻值與容量的選擇可參考變頻器說明書。 制動單元的配置可參

32、考變頻器說明書。 1.  變頻器儲存時應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？ 答： 必須放置于無塵垢、干燥的位置。  儲存位置的環(huán)境溫度必須在-20+65范圍內(nèi)。  儲存位置的相對濕度必須在095范圍內(nèi)，且無結(jié)露。  避免儲存于含有腐蝕性氣體、液體的環(huán)境中。  最好適當(dāng)包裝存放在架子或臺面上。  長時間存放會導(dǎo)致電解電容的劣化，必須保證在6個月之內(nèi)通一次電，通電時間至少5小時，輸入電壓必須用調(diào)壓器緩緩升高至額定值。 2. 變頻器的安裝場須滿足什么條件？ 答：

33、變頻器裝設(shè)的電氣室應(yīng)濕氣少、無水浸入；無爆炸性、可燃性或腐蝕性氣體和液體，粉塵少；裝置容易搬入安裝；有足夠的空間，便于維修檢查；備有通風(fēng)口或換氣裝置以排出變頻器產(chǎn)生的熱量；與易受變頻器產(chǎn)生的高次諧波和無線電干擾影響的裝置分離。若安裝在室外，必須單獨(dú)按照戶外配電裝置設(shè)置。 3. 變頻器安裝時周圍的空間最少為多少？ 答：變頻器在運(yùn)行中會發(fā)熱，為了保證散熱良好，必須將變頻器安裝在垂直方向，切勿倒裝、傾斜安裝或水平安裝。其上下左右與相鄰的物品和擋板(墻)必須保持足夠的空間，左右5cm以上，上下15cm以上。 4.變頻器傳動籠型電動機(jī)，電動機(jī)銘牌數(shù)據(jù)為，額定電壓2

34、20V、功率11kW，4極、額定電流22.5A，電纜鋪設(shè)距離50m，線路電壓損失允許在額定電壓2以內(nèi)，試選擇所用電纜的截面大?。?#160;解：(1)求額定電壓下的容許電壓降。(3)根據(jù)計(jì)算出的電阻選用導(dǎo)線。 由計(jì)算出的RC值，從廠家提供的相關(guān)表格中選用電纜，如表10-1列出的常用電纜選用表，從中看到，應(yīng)選電纜電阻2.54/km以下的電纜，截面積為9mm2。 5.變頻器系統(tǒng)的主回路電纜與控制回路電纜安裝時有什么要求？ 答：選擇主回路電纜時，須考慮電流容量、短路保護(hù)、電纜壓降等因素。一般情況下，變頻器輸入電流的有效值比電機(jī)電流大。安裝時變頻器與電機(jī)之間的連接電纜盡量

35、短，接地回路須按電氣設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的方式施工。 變頻器控制回路的控制信號均為微弱的電壓、電流信號，控制電纜的截面選擇必須考慮機(jī)械強(qiáng)度、線路壓降、費(fèi)用等因素?？刂苹芈芬资芡饨鐝?qiáng)電場或高頻雜散電磁波的影響，易受主電路的高次諧波場的輻射及電源側(cè)振動的影響，因此，必須對控制回路采取適當(dāng)?shù)钠帘未胧?#160;主回路電纜與控制回路電纜必須分離鋪設(shè)，相隔距離按電器設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 6.變頻器運(yùn)行為什么會對電網(wǎng)產(chǎn)生干擾？如何抑制？ 答：變頻器的整流電路和逆變電路都是由非線性器件組成，其電路結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致電網(wǎng)的電壓電流波形發(fā)生畸變，作為對低壓配電線路諧波的管理標(biāo)準(zhǔn)，電壓的綜合畸

36、變率應(yīng)在5以下。若電壓畸變率高于5，可以用接入交流電抗器或直流電抗器的方法抑制高次諧波電流，使受電點(diǎn)電壓畸變率小于5。 7.電網(wǎng)電壓對變頻器運(yùn)行會產(chǎn)生什么影響？如何防止？ 答：電網(wǎng)三相電壓不平衡時，會使變頻器輸入電流的波形發(fā)生畸變。當(dāng)不平衡率大于3時，變頻器輸入電流的峰值就顯著變大，將導(dǎo)致三相電流嚴(yán)重失衡，從而造成連接的電線過熱，變頻器過壓、過流，并使整流二極管將因電流峰值過大而燒毀，也有可能損壞電解電容。為減少三相電壓不平衡造成的負(fù)面影響，同樣可在變頻器的輸入側(cè)加裝交流電抗器，并在直流側(cè)加裝直流電抗器。 8.說明變頻器系統(tǒng)調(diào)試的方法步驟？ 答：變頻器系

37、統(tǒng)的調(diào)試步驟：1)通電前檢查；2) 在斷開電動機(jī)負(fù)載的情況下，對變頻器通電檢查；3) 空載試驗(yàn)；4) 負(fù)載試驗(yàn)。 9.在變頻器的日常維護(hù)中應(yīng)注意些什么？ 答：（1）只有受過專業(yè)訓(xùn)練的人才能拆卸變頻器并進(jìn)行維修和器件更換。 （2）維修變頻器后不要將金屬等導(dǎo)電物遺漏在變頻器內(nèi)，否則有可能造成變頻器損壞。 （3）進(jìn)行維修檢查前，為防止觸電危險(xiǎn)，請首先確認(rèn)以下幾項(xiàng)： 變頻器已切斷電源； 主控制板充電指示燈熄滅； 用萬用表等確認(rèn)直流母線間的電壓已降到安全電壓(DC36V以下)。 （4）對長期不使

38、用的變頻器，通電時應(yīng)使用調(diào)壓器慢慢升高變頻器的輸入電壓直至額定電壓，否則有觸電和爆炸危險(xiǎn)。 10.結(jié)合圖10-19，說明變頻器主電路的不同位置進(jìn)行電量測量時，應(yīng)分別使用什么儀表？ 答：1）電源側(cè)電壓U1和電流I1，采用電磁式儀表。 2）電源側(cè)功率P1采用電動式儀表。 3）輸出側(cè)電壓U2采用整流式儀表。 4）輸出側(cè)電流I2采用電磁式儀表。 5）輸出側(cè)功率P2采用電動式儀表。 6）整流器輸出采用磁電式儀表。 11.變頻器的常見故障有哪些？應(yīng)如何處理？ 答：1）電源故障處理。如電源瞬時斷電或電壓低落出現(xiàn)“欠電壓

39、”顯示；瞬時過電壓出現(xiàn)“過電壓”顯示，都會引起變頻器跳閘停機(jī)。待電源恢復(fù)正常后即可重新起動。 2）外部故障處理。如輸入信號斷路，輸出線路開路、斷相、短路、接地或絕緣電阻很低，電動機(jī)故障或過載等，變頻器即顯示“外部”故障而跳閘停機(jī)，經(jīng)排除故障后，即可重新啟用。 3）內(nèi)部故障處理。如內(nèi)部風(fēng)扇斷路或過熱，熔斷器斷路，器件過熱，存儲器錯誤，CPU故障等，可切換至工頻運(yùn)行，不致影響生產(chǎn)；待內(nèi)部故障排除后，即可恢復(fù)變頻運(yùn)行。 4）功能參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)奶幚怼．?dāng)參數(shù)預(yù)置后，空載試驗(yàn)正常，加載后出現(xiàn)“過電流”跳閘，可能是起動轉(zhuǎn)矩設(shè)置不夠或加速時間不足；也有的運(yùn)行一段時間后，轉(zhuǎn)動慣量減

40、小，導(dǎo)致減速時“過電壓”跳閘，修改功能參數(shù)，適當(dāng)增大加速時間便可解決1 按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動機(jī)分為哪兩大類？從運(yùn)行可靠性上看，上述哪一類電動機(jī)具有優(yōu)越性？ 籠型和線繞型兩大類。 籠型電動機(jī)更具有優(yōu)越性。2 三相異步電動機(jī)有哪些調(diào)速方式？并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。答： 三相異步電動機(jī)有變極調(diào)速、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速和變頻調(diào)速三種調(diào)速方式。變極調(diào)速是有級調(diào)速，調(diào)速的級數(shù)很少，只適用于特制的籠型異步電動機(jī)，這種電動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。變轉(zhuǎn)差率調(diào)速時，隨著s的增大，電動機(jī)的機(jī)械特性會變軟，效率會降低。變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍寬，調(diào)速平滑性好，調(diào)速前后不改變機(jī)械特性硬度，調(diào)速的動態(tài)特性好等特點(diǎn)。3 變頻調(diào)速時，改

41、變電源頻率1 的同時須控制電源電壓U1，試說明其原因。答：在變頻調(diào)速時，若1下降，U1不變，則m上升。因?yàn)閙已設(shè)計(jì)在接近飽和處，m上升即進(jìn)入磁化曲線的飽和區(qū)，引起工作電流大幅度增加，使電動機(jī)過熱損壞；若1上升，U1不變，則m下降，將使工作電流下降。由于電流的下降，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩不足。為了保持電動機(jī)的m不變，即電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩不變，在1變化的同時，U1必須同時變化，使U1與1的比值保持恒定，即U1/1 =常數(shù)。4 脈沖寬度調(diào)制技術(shù)通過按照一定的規(guī)則和要求對一系列脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制，來得到所需要的等效波形的技術(shù)5 PWM 逆變電路的單極性控制和雙極性控制有什么區(qū)別？ 答：單極性SPWM控制方式在任一半

42、個周期中，SPWM波只能在一個方向變化。雙極性SPWM控制方式在任一半個周期中，SPWM波在正、負(fù)兩個方向交替變化。6 變頻器由幾部分組成？各部分都具有什么功能？答：變頻器由兩大部分組成，即主電路和控制電路。主電路包括整流濾波電路、逆變電路、制動單元。控制電路包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、鍵盤與顯示、內(nèi)部接口及信號檢測與傳遞、供電電源、外接控制端子等。7 變頻器的主電路由整流、濾波和逆變?nèi)蟛糠纸M成，試述各部分的工作過程。答：整流電路是由6只二極管組成，利用二極管的單向?qū)щ娦詫⑷喙ゎl交流電全波整流為脈動直流電。濾波電路由2只電容構(gòu)成，利用電容電壓不能突變的原理，將整流后的脈動直流電波動程度減小。逆變電

43、路是由6只IGBTVT6電進(jìn)行濾波組成的三相逆變橋，三相逆變橋由計(jì)算機(jī)控制將直流電逆變?yōu)槿郤PWM波，驅(qū)動電動機(jī)工作。 8 變頻器是怎樣分類的？按變換環(huán)節(jié)分：交-直-交型，交-交-型 按改變變頻器的輸出電壓的方法分：PWM型，PAM型 按電壓的等級分低壓變頻器：高壓大容量變頻器 按濾波方式分電壓型電流型按用途分專用型變頻器通用型變頻器9 變頻器為什么具有加速時間和減速時間設(shè)置功能？如果變頻器的加、減速時間設(shè)為0，起動時會出現(xiàn)什么問題？加、減速時間根據(jù)什么來設(shè)置？答：變頻器起動時，為了使起動電流不超過允許的最大電流，是從0頻率開始，經(jīng)過一定時間上升到工作頻率。電動機(jī)在恒轉(zhuǎn)矩作用下，也從0速跟隨

44、變頻器的輸出頻率逐漸上升到工作轉(zhuǎn)速。變頻器從0頻率上升到工作頻率所用時間用加速時間來定義。變頻器從正常工作頻率下降到0頻率，同樣也需要一定時間，這個時間用減速時間來定義。如果變頻器的加、減速時間設(shè)為0，起動時啟動電流會很大，可能會燒壞電機(jī)。加、減速時間的設(shè)置要根據(jù)具體的負(fù)載要求而定，設(shè)置太長造成時間浪費(fèi)，設(shè)置太短又會產(chǎn)生很多不利因素。10 變頻器的回避頻率功能有什么作用？在什么情況下要選用這些功能？答：變頻器的回避頻率功能可以使變頻器的輸出跳過某個或某段頻率，即不輸出某個或某段頻率。在機(jī)械傳動中不可避免地要發(fā)生振動，當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速等于機(jī)械系統(tǒng)的固有頻率時，振動加劇，甚至使機(jī)械系統(tǒng)不能正常工作。

45、為了避免使機(jī)械系統(tǒng)發(fā)生諧振，采取回避頻率的方法，即將發(fā)生諧振的頻率跳過去。11 變頻器的輸出頻率可以分段運(yùn)行，分段運(yùn)行又分為“程序運(yùn)行”和“外端子控制運(yùn)行”，解釋這兩種段速運(yùn)行的主要區(qū)別。答：按程序運(yùn)行時應(yīng)先編制段速程序，在編制段速程序時先設(shè)置各段速的頻率，再設(shè)置各段速的執(zhí)行時間、各段速的頻率上升與下降時間及運(yùn)轉(zhuǎn)方向。將執(zhí)行指令設(shè)置為按程序運(yùn)行，當(dāng)程序運(yùn)行指令到達(dá)，變頻器按段速運(yùn)行，并可由輸出指示端子發(fā)出每段速度結(jié)束和整個程序結(jié)束的指示信號。由外端子控制運(yùn)行時先設(shè)置多段速由外控制端子控制及設(shè)置具體的控制端子，然后根據(jù)需要設(shè)置各段速頻率，執(zhí)行時通過外部設(shè)定的功能端子對段速進(jìn)行控制，各段速的運(yùn)行時

46、間由控制端子確定12 頻率增益 用途：通過調(diào)整變頻器的頻率增益，可以用同一控制信號進(jìn)行多臺變頻器的比例運(yùn)行控制。13 什么是基本Uf控制方式？為什么在基本Uf 控制基礎(chǔ)上還要進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償？轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償分為幾種類型？各在什么情況下應(yīng)用？答：Uf控制方式是變頻器的基本控制方式。電動機(jī)在變頻調(diào)速過程中，為了保持m 磁通恒定，必須保持 Uf 常數(shù)，即變頻器的輸出頻率從0上升到額定頻率fN時，輸出電壓也從0上升到額定電壓UN。Uf控制方式要求Uf 常數(shù)。當(dāng)頻率比較低時，其輸出電壓也比較低，由于電動機(jī)定子繞組的電阻值是不變的，在低頻時使流過繞組的電流下降。由于繞組的電流下降，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩不足。所以在基本Uf控

47、制基礎(chǔ)上還有進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。常用的幾種轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償方法有：1在額定電壓和基準(zhǔn)頻率下線性補(bǔ)償；2在額定電壓和基本頻率下分段補(bǔ)償；3平方率補(bǔ)償。在額定電壓和基準(zhǔn)頻率下線性補(bǔ)償適用于對轉(zhuǎn)矩要求不高的場合。在額定電壓和基本頻率下的分段補(bǔ)償分為正補(bǔ)償和負(fù)補(bǔ)償，正補(bǔ)償曲線在標(biāo)準(zhǔn)Uf曲線的上方，適應(yīng)高轉(zhuǎn)矩運(yùn)行的場合；負(fù)補(bǔ)償曲線在標(biāo)準(zhǔn)Uf曲線的下方，適應(yīng)于低轉(zhuǎn)矩運(yùn)行的場合。平方率補(bǔ)償多應(yīng)用于風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載的補(bǔ)償。 14 變頻器為什么要有瞬時停電再起動功能？若變頻器瞬時停電時間很短，采取什么樣的再起動方法？答：變頻器在瞬時停電時就會停止輸出，此時電動機(jī)的轉(zhuǎn)速也隨即下降。復(fù)電后變頻器具有重新起動功能，但起動時應(yīng)知道此時電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，以采取與電動機(jī)轉(zhuǎn)速相接近的起動頻率重新起動。因此變頻器都設(shè)置了瞬時停電再啟動功能。若變頻器的停電時間很短，對于大慣性負(fù)載，停電時間很短時電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降很少，可將重起頻率設(shè)置為停電時的輸出頻率；小慣性負(fù)載，在停電期間電動機(jī)的轉(zhuǎn)速已下降很多，就得將重起頻率設(shè)置為較低的頻率15 既然變頻器的輸出頻率可以從0Hz調(diào)節(jié)到額定頻率以上，為什么有些場合還要采取一級齒輪降速傳動？答：當(dāng)調(diào)速范圍和轉(zhuǎn)矩不符合負(fù)載要求時，可采取一級齒輪降速傳動。16 既然矢量控制變頻器性能優(yōu)于基本U/f 控制變頻器，為什么很多應(yīng)用場合還要選擇基本