变频控制技术复习题.docx

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变频控制技术复习题

一.选择

1.正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（C）

A．PWM

B．PAM

C．SPWM

D．SPAM

2.三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（B）有关系

A．磁极数

B．磁极对数

C．磁感应强度

D．磁场强度

3.目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（B）

A．SCR

B．GTO

C．MOSFET

D．IGBT

4.IGBT属于（B）控制型元件

A．电流

B．电压

C．电阻

D．频率

5.变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和（A）型

A．电流

B．电阻

C．电感

D．电容

6.电力晶体管GTR属于（A）控制型元件

A．电流

B．电压

C．电阻

D．频率

7.对电动机从基本频率向上的变频调速属于（A）调速

A．恒功率

B．恒转矩

C．恒磁通

D．恒转差率

8.下列哪种制动方式不适用于变频调速系统（C）

A．直流制动

B．回馈制动

C．反接制动

D．能耗制动

9.三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（B）有关系

A．磁极数

B．磁极对数

C．磁感应强度

D．磁场强度

10、变频器的调压调频过程是通过控制（B）进行的

A．载波

B．调制波

C．输入电压

D．输入电流

11.为了适应多台电动机的比例运行控制要求，变频器设置了（A）功能

A．频率增益

B．转矩补偿

C．矢量控制

D．回避频率

12.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

*13.变频器常用的转矩补偿方法有：

线性补偿、分段补偿和（B）补偿

A．平方根

B．平方率

C．立方根

D．立方率

*14.平方率转矩补偿法多应用在（B）的负载

A．高转矩运行

B．泵类和风机类

C．低转矩运行

D．转速高

15.变频器的节能运行方式只能用于（A）控制方式

A．U/f开环

B．矢量

C．直接转矩

D．CVCF

16.对于风机类的负载宜采用（D）的转速上升方式

A．直线型

B．S型

C．正半S型

D．反半S型

*17.工业洗衣机甩干时转速快，洗涤时转速慢，烘干时转速更慢，故需要变频器的（C）功能

A．转矩补偿

B．频率偏置

C．段速控制

D．电压自动控制

18.变频调速过程中，为了保持磁通恒定，必须保持（C）

A．输出电压U不变

B．频率f不变

C．U/F不变

D．U·f不变

19.变频器的PID功能中，I是指（A）运算

A．积分

B．微分

C．比例

D．求和

20.变频器主电路由整流及滤波电路、（B）和制动单元组成

A．稳压电路

B．逆变电路

C．控制电路

D．放大电路

21.设置矢量控制时，为了防止漏电流的影响，变频器与电动机之间的电缆长度应不大于（A）米

A．50

B．100

C．200

D．300

22.实践表明，风机或泵类负载恒速运转改为变频调速后，节能可达（D）

A．5%~10%

B．10%~20%

C．20%~30%

D．20%~60%

23.为了适应多台电动机的比例运行控制要求，变频器都具有（C）功能

A．回避频率

B．瞬时停电再起动

C．频率增益

D．转矩补偿

24.风机、泵类负载运行时，叶轮受的阻力大致与（B）的平方成比例

A．叶轮转矩

B．叶轮转速

C．频率

D．电压

25.下面哪个答案不是变频器输出的高次谐波对电动机产生的影响（D）

A．使电动机温度升高

B．噪声增大

C．产生振动力矩

D．产生谐振

26.若保持电源电压不变，降低频率，电动机的工作电流会（B）

A．不变

B．增大

C．减小

D．不能判断

27.变频器的基本频率是指输出电压达到（A）值时输出的频率值

A．UN

B．UN/2

C．UN/3

D．UN/4

28.为了避免机械系统发生谐振，变频器采用设置（D）的方法

A．基本频率

B．上限频率

C．下限频率

D．回避频率

二.填空

1.异步电动机由定子、转子及其他附件组成。

2.异步电动机的定子的三相绕组在空间上互差2π/3电角度。

3.异步电动机的转子绕组自行闭合，不与电源相接。

4.根据转子绕组的形式不同，异步电动机可分为笼型和绕线转子两种。

5.普通笼型异步电动机：

Y1112M-2中，112表示：

中心高112mm。

6.普通笼型异步电动机：

Y1112M-2中，M-2表示：

中机座，两极。

7.磁场旋转的转速（即同步转速）n0可表示：

n0=60f1/p。

8.制动有再生制动、直流制动和反接制动。

9.直流制动和反接制动常用在使电动机迅速停止的过程中。

10.起重机械在重物下降时常发生再生制动。

11.常见的加速曲线（模式）有线性方式、S形方式和半S形方式等

12.带式输送机一类的加速曲线适用于S形方式。

13.风机和泵类负载的加速曲线适用半S形方式。

14.空气断路器的主要功能：

隔离作用、保护作用。

15.变频器可以通过键盘操作直接控制变频器的运行，但事先必须将变频器预置为“面板操作”方式。

16.选择变频器与电动机之间的导线时，必须考虑线路压降的影响。

17.频率给定线的起点坐标主要由偏置频率决定，终点坐标主要由频率增益来决定。

18.变频器允许的环境温度为-10～+40℃。

如果散热条件好，其上限温度可提高到+50℃。

19.变频器对环境湿度要求：

内部不出现结露现象为度

20.变频器与周围物体之间的距离符合下列要求两侧：

≥100mm；上下：

≥150mm。

21.由于模拟量信号的抗干扰能力较差，因此必须采用屏蔽线。

22.屏蔽层靠近变频器一侧应接变频器控制电路的公共端（COM或SD）端，不要接到了变频器的接地端，而屏蔽层的另一端应悬空。

23.对模拟信号的布线要注意尽量远离主电路，至少在100mm以上。

24.对模拟信号的布线时，如果要交叉应采用垂直交叉的方式。

25.改善功率因数的根本途径是削弱高次谐波电流。

26.改善功率因数可在整流桥和滤波电容之间串入直流电抗器LD。

27.改善功率因数可在三相输入电路中，串入交流电抗器LA。

28.变频器对周边设备的干扰会引起电网电源波形的畸变和产生电磁干扰波。

29.变频器的接地线要单独和接地体相连，而不能与其他设备共用。

30.风机在低速时，阻转矩很小，不存在低频时能否带动的问题。

31.风机采用V/F控制方式。

32.风机加、减速方式以半S方式比较适宜

33.空气压缩机是恒转矩负载，故变频器应选用通用型的。

34.空气压缩机可选用无反馈矢量控制方式，可采用V/F控制方式。

35.空气压缩机无特殊要求时，加、减速方式可预置为线性方式。

36.水泵加、减速方式可预置为线性方式。

37.水泵的工作情况有三种类型：

供水系统，中央空调的循环水系统，水位控制系统。

38.起重机械属于恒转矩负载

三.名词解释：

1.额定值---是指在保证电动机设计寿命的前提下，能够长期、安全、稳定运行时，电动机能承受的最大值。

P2

2.调速---是在负载没有发生改变的情况下，根据生产过程需要人为地强制地改变拖动系统的转速。

P10

3.恒转矩负载---是指那些负载转矩的大小，仅仅取决于负载的轻重，而和转速大小无关的负载。

如：

带式输送机。

P11

4.恒功率负载---是指负载转矩TL的大小与转速n成反比，而其功率基本维持不变的负载。

如：

各种薄膜卷取机械。

P12

5.二次方律负载---是指转矩与速度的二次方成正比例变化的负载。

如：

风机、泵。

6.PAM---在整流电路部分对输出电压幅值进行控制，而在逆变电路部分对输出频率进行控制的控制方式。

控制电路复杂，现已少用。

7.PWM---保持整流得到的直流电压大小不变的条件下，在改变输出频率的同时，通过改变输出脉冲的宽度，来达到改变等效输出电压的一种方式。

8.基频---基本频率．用fb表示，一般情况下以电动机的额定频率fN作为fb的给定值。

9.功能码---变频器对各种功能按一定的方式进行编码，表示某功能的代码称为功能码。

10.数据码---变频器对每种功能可以进行设定的数据或代码，称为数据码。

11.功率因数---功率因数=有功功率/视在功率=P/S

1.画出异步电动机的定子、转子电路和等效电路，并写出电动势平衡方程和电流方程。

异步电动机的定子、转子电路异步电动机折算后的等效电路

定子侧电动势平衡方程：

转子电动势平衡方程：

电流方程：

2.画出电动机的机械特性，并指出几个特殊点。

3.负载分哪几种类型？

分别解释并举例。

答：

分为：

恒转矩负载，恒功率负载，二次方律负载

恒转矩负载---是指那些负载转矩的大小，仅仅取决于负载的轻重，而和转速大小无关的负载。

如：

带式输送机。

P11

恒功率负载---是指负载转矩TL的大小与转速n成反比，而其功率基本维持不变的负载。

如：

各种薄膜卷取机械。

P12

二次方律负载---是指转矩与速度的二次方成正比例变化的负载。

如：

风机、泵。

4.按照转子结构的不同，三相异步电动机分为哪两大类？

从运行可靠性上看，上述哪一类电动机具有优越性？

答：

三相异步电动机按照转子结构的不同分为笼型和线绕型两大类。

从运行可靠性上看，笼型电动机更具有优越性。

5.三相异步电动机的转速n与哪些因素有关？

答：

三相异步电动机的转速n与电源频率ƒ1、磁极对数P、转差率s有关。

6.三相异步电动机有哪些调速方式？

并比较其优缺点。

答：

三相异步电动机有变极调速、变转差率调速和变频调速三种调速方式。

变极调速是有级调速，调速的级数很少，只适用于特制的笼型异步电动机，这种电动机结构复杂，成本高。

变转差率调速时，随着s的增大，电动机的机械特性会变软，效率会降低。

变频调速具有调速范围宽，调速平滑性好，调速前后不改变机械特性硬度，调速的动态特性好等特点。

7.说明三相异步电动机低频起动的优越性。

答：

电动机以很低的频率起动，随着频率的上升，转速上升，直至达到电动机的工作频率后，电动机稳速运行。

在此过程中，转速差△n被限制在一定的范围，起动电流也将被限制在一定的范围内，而且动态转矩△T很小，起动过程很平稳。

8.说明三相异步电动机直流制动的原理，并描绘制动前后的机械特性曲线。

答：

电动机制动时，切断电动机的三相电源，在定子绕组中通入直流电，产生一恒定磁场。

由于转子在机械惯性作用下仍按原方向旋转，它切割恒定磁场产生感应电流，用左手定则可判断感应电流在磁场中受力方向，从而可判断电磁转矩方向与转子转速方向相反，产生制动转矩。

曲线①为原电动运行状态机械特性曲线，曲线②为直流制动运行状态机械特性曲线。

9.变频调速时，由于ƒ1降低使电动机处于回馈制动状态，试说明其制动的原理，并描绘制动前后的机械特性曲线。

答：

变频调速时，ƒ1降低瞬间，由于机械惯性，电动机转速n来不及变化，当n>n1时,则转子切割旋转磁场的方向和电动运行状态（n

①为制动前的机械特性曲线，②为频率下降时制动后的机械特性曲线。

10.简述直流调速的优缺点。

优点：

调速范围广、稳定性好、过载能力强

缺点：

换向器及电刷维护困难、寿命短

11.简述变频技术在哪几个方面得到发展？

①、网络智能化

②、专门化和一体化

③、环保无公害

④、适应新能源

12.变频器是怎样分类的？

答：

交-直-交型PAM型

按变换环节分按改变变频器的输出电压的方法分

交-交型PWM型

低压变频器电压型

按电压的等级分按滤波方式分

高压大容量变频器电流型

专用型变频器

按用途分

通用型变频器

13.说明什么是脉冲宽度调制技术？

答：

脉冲宽度调制技术是通过按照一定的规则和要求对一系列脉冲宽度进行调制，来得到所需要的等效波形的技术。

14.PWM逆变电路的单极性控制和双极性控制有什么区别？

答：

单极性SPWM控制方式在任一半个周期中，SPWM波只能在一个方向变化。

双极性SPWM控制方式在任一半个周期中，SPWM波在正、负两个方向交替变化。

15.以三相桥式SPWM逆变电路为例，说明脉宽调制逆变电路调压调频的原理。

答：

三相桥式SPWM逆变电路如下：

三相桥式SPWM逆变电路工作波形如下：

如上图所示，U、V、W三相载波信号公用一个三角载波uT，三相调制信号urU、urV、urW为相位依次相差1200的正弦波。

改变三相调制信号urU、urV、urW的频率，即可改变变频器的输出频率，达到变频之目的。

变频器的调压和调频是同时进行的，当将三相调制信号urU、urV、urW的频率调低（高）时，三个信号的幅度也相应调小（大），使得调制信号的U/ƒ为常数，或按照设定的要求变化。

若调制信号的幅度变小，则变频器的输出脉冲宽度变窄，等效电压变低；若调制信号的幅度变大，则变频器的输出脉冲宽度变宽，等效电压变高。

因此，变频器的调压调频过程是通过控制三相调制信号进行的。

16.变频器由几部分组成？

各部分都具有什么功能？

答：

变频器由两大部分组成，即主电路和控制电路。

主电路包括整流滤波电路、逆变电路、制动单元。

控制电路包括计算机控制系统、键盘与显示、内部接口及信号检测与传递、供电电源、外接控制端子等。

17.变频器的主电路由整流、滤波和逆变三大部分组成，试述各部分的工作过程。

答：

整流电路是由6只二极管组成，利用二极管的单向导电性将三相工频交流电全波整流为脉动直流电。

滤波电路由2只电容构成，利用电容电压不能突变的原理，将整流后的脉动直流电波动程度减小。

逆变电路是由6只IGBTVT6电进行滤波____________________________________________________________________________________________________________________组成的三相逆变桥，三相逆变桥由计算机控制将直流电逆变为三相SPWM波，驱动电动机工作。

答：

①利用微生物的作用，我们可以生产酒、醋、酸奶、馒头和面包等食品。

②土壤中的微生物可以分解动植物的尸体，使它们变成植物需要的营养素。

③在工业生产和医药卫生中也都离不开微生物。

18.变频调速时，改变电源频率ƒ1的同时须控制电源电压U1，试说明其原因。

答：

在变频调速时，若ƒ1下降，U1不变，则Φm上升。

因为Φm已设计在接近饱和处，Φm上升即进入磁化曲线的饱和区，引起工作电流大幅度增加，使电动机过热损坏；若ƒ1上升，U1不变，则Φm下降，将使工作电流下降。

由于电流的下降，电动机的输出转矩不足。

为了保持电动机的Φm不变，即电动机的转矩不变，在ƒ1变化的同时，U1必须同时变化，使U1与ƒ1的比值保持恒定，即U1/ƒ1=常数。

答：

①可以节约能源；②减少对环境的污染；③降低成本。

答：

①利用微生物的作用，我们可以生产酒、醋、酸奶、馒头和面包等食品。

②土壤中的微生物可以分解动植物的尸体，使它们变成植物需要的营养素。

③在工业生产和医药卫生中也都离不开微生物。

19.变频器为什么要设置上限频率和下限频率？

答：

上下限频率设定后，变频器的工作频率被限定在上下限频率之内，可防止由于操作失误使电动机转速超出应用范围，造成事故或损失。

21、人们发现银河系以外还有类似银河系一样庞大的恒星集团，如：

仙女座星系、猎犬座星系，目前人类已发现了超过100亿个河外星系。

20.变频器为什么具有加速时间和减速时间设置功能？

如果变频器的加、减速时间设为0，起动时会出现什么问题？

加、减速时间根据什么来设置？

答：

变频器起动时，为了使起动电流不超过允许的最大电流，是从0频率开始，经过一定时间上升到工作频率。

电动机在恒转矩作用下，也从0速跟随变频器的输出频率逐渐上升到工作转速。

变频器从0频率上升到工作频率所用时间用加速时间来定义。

变频器从正常工作频率下降到0频率，同样也需要一定时间，这个时间用减速时间来定义。

如果变频器的加、减速时间设为0，起动时启动电流会很大，可能会烧坏电机。

3、你知道哪些化学变化的事例呢？

举出几个例子。

加、减速时间的设置要根据具体的负载要求而定，设置太长造成时间浪费，设置太短又会产生很多不利因素。

21.变频器的回避频率功能有什么作用？

在什么情况下要选用这些功能？

7、将铁钉的一部分浸入硫酸铜溶液中，有什么现象？

过一会儿，取出铁钉，我们又观察到了什么现象？

（P36）答：

变频器的回避频率功能可以使变频器的输出跳过某个或某段频率，即不输出某个或某段频率。

在机械传动中不可避免地要发生振动，当电动机的转速等于机械系统的固有频率时，振动加剧，甚至使机械系统不能正常工作。

为了避免使机械系统发生谐振，采取回避频率的方法，即将发生谐振的频率跳过去。

22.变频器的输出频率可以分段运行，分段运行又分为“程序运行”和“外端子控制运行”，解释这两种段速运行的主要区别。

2、1969年7月，美国的“阿波罗11号”载人飞船成功地在月球上着陆。

答：

按程序运行时应先编制段速程序，在编制段速程序时先设置各段速的频率，再设置各段速的执行时间、各段速的频率上升与下降时间及运转方向。

将执行指令设置为按程序运行，当程序运行指令到达，变频器按段速运行，并可由输出指示端子发出每段速度结束和整个程序结束的指示信号。

19、夏季是观察星座的好季节，天空中有许多亮星，其中人们称之为“夏季大三角”的是天津四、织女星和牛郎星。

它们分别属于天鹅座、天琴座、天鹰座。

由外端子控制运行时先设置多段速由外控制端子控制及设置具体的控制端子，然后根据需要设置各段速频率，执行时通过外部设定的功能端子对段速进行控制，各段速的运行时间由控制端子确定。

第四单元环境和我们23.“频率增益”功能有什么用途？

答：

通过调整变频器的频率增益，可以用同一控制信号进行多台变频器的比例运行控制。

1、世界是由物质构成的。

我们身边的书、橡皮、电灯、大树、动物、植物包括我们自己都是由物质构成的。

24.什么是基本U∕f控制方式？

为什么在基本U∕f控制基础上还要进行转矩补偿？

答：

U∕f控制方式是变频器的基本控制方式。

电动机在变频调速过程中，为了保持Φm磁通恒定，必须保持U∕f＝常数，即变频器的输出频率从0上升到额定频率fN时，输出电压也从0上升到额定电压UN。

U∕f控制方式要求U∕f＝常数。

当频率比较低时，其输出电压也比较低，由于电动机定子绕组的电阻值是不变的，在低频时使流过绕组的电流下降。

由于绕组的电流下降，电动机的转矩不足。

所以在基本U∕f控制基础上还有进行转矩补偿。

25.变频器为什么要有瞬时停电再起动功能？

若变频器瞬时停电时间很短，采取什么样的再起动方法？

答：

变频器在瞬时停电时就会停止输出，此时电动机的转速也随即下降。

复电后变频器具有重新起动功能，但起动时应知道此时电动机的转速，以采取与电动机转速相接近的起动频率重新起动。

因此变频器都设置了瞬时停电再启动功能。

若变频器的停电时间很短，

对于大惯性负载，停电时间很短时电动机的转速下降很少，可将重起频率设置为停电时的输出频率；小惯性负载，在停电期间电动机的转速已下降很多，就得将重起频率设置为较低的频率。

26.变频器的外控制端子中除了独立功能端子之外，还有多功能控制端子。

多功能控制端子有什么优点？

答：

多功能控制端子可以一端多用，在不增加端子个数的情况下可预置多种功能，从而丰富了变频器的控制功能。

27.变频器可以由外接电位器用模拟电压信号控制输出频率，也可以由升（UP）、降（DOWN）速端子来控制输出频率。

哪种控制方法容易引入干扰信号？

答：

由外接电位器用模拟电压信号控制输出频率时更容易引入干扰信号。

28.已知变频器为远距离操作，即操作室与变频器不在一处。

为了知道变频器是正常运行还是停止，输出频率是多少，能否进行正、反转及停止控制，应该选用哪些控制端子来满足以上控制要求？

答：

变频器是正常运行还是停止可以由集电极开路输出端子指示，输出频率可由模拟量输出端子指示，正、反转及停止可由运行控制端子FWD、REV、STOP控制。

29.变频器的多功能输出量监视端子当有信号输出时，这个输出信号是模拟信号还是开关信号？

答：

开关信号。

30.在变频器的正反转控制电路中，如果由一只空气断路器控制主电路的通断电，用1只3位旋转开关控制其正反转与停止（如图2所示），这将使控制电路变得很简单。

请问这种控制方法有什么不足之处？

答：

变频器的通、断电是在停止输出状态下进行的，在运行状态下一般不允许切断电源。

而本题电路中变频器的通、断电控制与正反转运行控制是独立的，不能保证上述要求。

31.在多段速控制电路中，如果用3只开关控制X1、X2、X3的通断来得到7段速，这样电路虽然变简单了，但在使用中会有什么问题？

答：

用3只开关控制7段速运行实际是用三个开关的通断状态的组合（7种）来控制7个段速。

在使用中不能够保证可靠控制，比如，用X1和X2同时通控制一个段速，但是和变频器内部端子信号的扫描时间间隔相比，是无法保证可靠的“同时”的。

32.制动电阻如果因为发热严重而损坏，将会对运行中的变频器产生什么影响？

为了使制动电阻免遭烧坏，采用了什么保护方法？

答：

损坏变频器甚至发生火灾；

安装热继电器，连接报警端子。

33.具有抱闸控制功能的控制电路是怎样工作的？

变频器用什么信号作为抱闸信号？

答：

当电动机停止转动时变频器输出抱闸信号，当电动机开始启动时变频器输出松闸信号；多功能输出端子输出的信号（频率到达信号）。

34.在图3和图4两个并联控制电路中，如果变频器和控制台离的较远，哪个电路的抗干扰能力更强一些？

为什么？

图3图4

答：

图3电路的抗干扰能力更强一些；因为模拟量抗干扰的能力更强些。

35.既然矢量控制变频器性能优于基本U/f控制变频器，为什么很多应用场合还要选择基本U/f控制变频器？

答：

选择基本U/f控制变频器即能够满足符在要求，不必选择性价比更高的矢量控制变频器。

36.为什么根据工作电流选取变频器，更能使其安全工作？

答：

选择变频器时，通常以电动机容量和电动机的工作状态为依据，由于变频器输出回路是逆变电路，其输出电流的过载能力很差，因此，当电动机的额定电压选定后，选择变频器容量主要是核算变频器的输出电流，输出电流满足了要求，变频器就可以安全工作了。

37.变频器为什么要垂直安装？

答：

方便散热通风。

38.是否每台变频器都必须加装电磁选件？

答：

是的。

39.为什么要把变频器与其他控制部分分区安装？

答：

抑制变频器工作时