《变频调速技术和应用》复习资料16级复习资料doc.docx

1、变频调速技术和应用复习资料16级复习资料doc变频技术及应用复习大纲1、 变频器主要是由主电路、控制电路组成，或由整流冋路、中间冋路、逆变冋 路。2、 什么是变频器？变频器是利用电力半导体器件的通断作用将电源频率变换为 另一电源频率的控制装置。3、 变频就是改变供电频率，通过改变交流电频率的方式实现交流电控制的技术 就叫变频技术。4、 变频器通常包含2个组成部分：整流器（rectifier）和逆变器（Inverter）。 其中，整流器将输入的交流电转换为直流电，逆变器将直流电再转换成所需频率 的交流电。5、 恒转矩负载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。恒功率

2、负载指负载转矩的大小与转速成反比，而其功率基本维持不 变的负载。6、 变频器类别 A）按变换环节分类交一交、交-直交 B）按电压调制方式分类PAM、PWM C）按直流环节的储能方式分类电压型、电流型7、 按输出波形分:1）PAM（脉冲幅度调制）2）PW （脉冲宽度调制）3）SPWM（正弦 脉宽调制）9、 变频的控制技术1、标量控制2、VC矢量控制3、DTC控制10、 各种电力电子器件均具有导通和阻断二种工作特性。注：电力电子技术起步于晶闸管，普及于GTR,提高于IGBT。14、 当晶闸管的额定电压小于实际要求时，可以采用两个或两个以上同型号器件 相串联。15、 为什么要进行晶闸管过电流保护？造

3、成品闸管过电流的重要原因是：电网电 压波动太大、电动机轴上拖动的负载超过允许值、电路屮管子误导通以及管子击 穿短路等。16、 晶闸管的过电流常见的保护有以下几种：1）快速熔断器保护2）过电流继电器保护3）限流与脉冲移相保护4）利用反馈控制作过电流保护5）直流快速开关电流保护 为什么要进行晶闸管的过电压保护?晶闸管从导通到阻断和开关电路一样，因为有电感释放能量，所以会产生过电压。这可能会导致管子的反向击穿，所以必须采取保护措施。常用的保护方法是在晶闸管两端并接RC吸收元件。20门极关断晶闸管GTO （gate turn off thyristor）。它与普通晶闸管相 比，属“全控型器件”或“自关

4、断器件”，既可控制器件的开通，又可控制器件 的关断。22、 大功率晶体管GTR （Giant Transistor）,是一种具有发射极（e）、基极（b）、 集电极（c）区的三层器件，有NPN和PNP两种结构，故又称双结型晶体管BJT （Bi Junction Tansistor）o它既有晶体管的固有特性，又扩大了功率容量。在大功 率电力变换电路中,10kHz以下的应用较多。GTR的缺点是耐冲击能力差，易受二 次击穿而损坏，所以使用时必须考虑以下参数：击穿电压、电流增益、耗散功率 和开关速度，这四个参数是相互制约的。23、 M0SFET的栅源电压一般不允许超过20V,在栅源两端反接一个稳压二极管

5、（稳 压值为15V）,即可实现栅源过压保护。24、 功率M0SFET都有一个最人的峰值电流额定值。为保证能长期可靠地工作， 功率M0SFET工作时不能超过这个额定值。解决这个问题的办法是选用快恢复型 二极管，或降低功率M0SFET的开关速度，以限制续流二极管的峰值反向恢复电 流。25、功率M0SFET过热保护。解决过热保护的办法Z是安装一个足够大的散热 器，使它的散热能力足以在总功耗一定的情况下，使结温限制在150C之内。办 法二是检测结温，如果结温高于某个值（如100C）,就应该采取关断措施。27、 将M0SFET与晶闸管复合而得到的器件，简称MCT,具有功率大、频率高的特 点。28、 GT

6、R和GT0的特点一一双极型，电流驱动，通流能力很强，开关速度较低， 所需驱动功率大，驱动电路复杂。MOSFET的特点单极型，电压驱动，开关速度快，输入阻抗高,热稳定性好，所需驱动功率小而且驱动电路简单。29 绝缘栅双极晶体管(Insulated-gQte Bipolar Transistor IGBT 或 I GT)GTR和MOSFET复合，结合二者的优点。31、电力电子器件类型归纳单极型：电力MOSFET 双极型：晶闸管、GTO、GTR复合型：IGBT和IGCT36、电压型和电流型变频器的区别：电压型变频器适用于不可逆调速的场所，电压型适用于要求快速且可逆运行的场所。37脉幅调制PAM (P

7、ulse Amplitude Modulation),是一种改变电压源的电 压Ed或电流源Id的幅值，进行输出控制的方式。它在逆变器部分只控制频率, 在整流器部分控制输出的电压或电流。38、脉宽调制(简称PWM)型变频是靠改变脉冲宽度来控制输出电压，通过改变 调制周期来控制其输出频率39、开关元件在零电压或零电流下进行开关状态转换，即软开关技术。优点：有 效地防止了电磁干扰，大大提高了器件的工作频率，且减少了装置的体积和重量。48、交-交变频有什么优点和缺点？优点：交-交变频由于没有中间环节，能量转换效率较高，广泛应用于大功率的 三相异步电动机和同步电动机的低速变频调速。缺点：交-交变频由于输

8、出的频率低和功率因数低，其应用受到限制。为什么说风机、泵类负载进行变频调速节能的效果最好？风机、泵类负载属于二次方律负载，其转矩与速度的二次方程成正比例变化，而 其耗电功率基本与转速的三次方成比例。转速越小，耗能越低，越能体现其节能 效果。49、交一交变频器 主要优点是没有中间环节，变换效率高。但连续可调的频率 范围窄，通常为额定频率的1/2以下，主耍适用于电力牵引等容量较大的低速拖 动系统屮。50、交一直一交变频器 由于把直流电逆变成交流电的环节较易控制，因此在 频率的调节范围以及改善变频后电动机的特性等方面，都有明显优势，是目前广 泛采用的变频方式51、 按工作原理分1) U/f控制变频器

9、 2)转差频率控制变频器 3)矢量控制变频器 4)直接转矩控制变频器。52、 按用途分1)通用变频器 2)专用变频器58、 变频器的基本结构从外形上分有书本型结构(07537KW)和装柜型结构 (451500 kW)两种。59、 进行主电路连接吋应注意以下几点：(1) 主电路电源端子R、S、T,经接触器和空气开关与电源连接。不用考虑相序。(2) 变频器的保护功能动作时，继电器的常闭触点控制接触器电路，会使接触器 断 开，从而切断变频器的主电路电源。(3) 不应以主电路的通断来进行变频器的运行、停止操作。需用控制面板上的运 行键(RUN)和停止键(STOP)或用控制电路端子FWD (REV)来操

10、作。(4) 变频器输出端子(U、V、W)最好经热继电器再接至三相电机上，当旋转方向与 设定不一致时，要调换U、V、W三相中的任意二相。(5) 变频器的输出端子不要连接到电力电容器或浪涌吸收器上。(6) 从安全及降低噪声的需要出发，及防止漏电和干扰侵入或辐射出去，必须接 地。60、 RC浪涌电压吸收电路的接线不能超过20cm。61、 常用制动电阻的阻值与容量的参考值成反比(电源电压：380V)62、 变频器的控制电线与主回路电线或其他电力电线需分开铺设。63、 装设变频器的场所条件有：1) 电气室应湿气少、无水浸入。2) 无爆炸性、燃烧性或腐蚀性气体和液体，粉尘少。3) 装置容易搬入安装。4)

11、应有足够的空间，便于维修检查。5) 应备有通风口或换气装置以排出变频器产生的热量。6) 应与易受变频器产生的高次谐波和无线电干扰影响的装置分离。7) 安装在室外必须单独按照户外配电装置设置。64、变频调速系统的调试工作，没有规定的步骤，只是一般应遵循“先空载、继 轻载、后重载”的规律。题型一、选择题1、 正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（C ）。A： PWM B： PAM C： SPWM D： SPAM2、 目前，在屮小型变频器屮普遍采用的电力电子器件是（D ）。A： SCR B： GTO C： MOSFET D： TGBT3、 IGBT属于（B）控制型元件。A：电流B：电压C：电阻D：频率4、

12、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5、 在U/f控制方式下，当输出频率比较低吋，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6、 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： CVCF1、 交流变频技术得以广泛普及和推广，主要得益于哪三项技术、理论的发展？ 答：一、电力电子技术飞速发展，使大功率、高性能电力电子器件层出不穷，为 变頻技术提供坚实的“硬件”支持。二、先进的变频技术理论不断创新，引导交 流变频技术健康发展。三、不断发展的全数字微机控

13、制技术，使变频器缩小了体 积，降低了成本，提高了效率，增强了功能。2、 变频器按变换环节分类有哪些？（交一交、交一-直-交）3、 变频技术的控制技术有三个，分别是标量控制、矢量控制和什么控制？（转矩 DTC控制）4、 电力电子器件类型归为纳单极性、双极性和混合型，各举出一个具体的器件 名称？ （MOSFET/晶闸管、GTO、GTR/IGBT 和 IGCT）8、变频器种类很多，其屮按滤波方式可分为电压型和什么型？（电流） 11、电压型和电流型变频器的区别有哪些? 答：1、无功能量的缓冲：（储能元件的不同）2、再生制动：电压型只能单反向 传递，不适应再生制动。3、调速时动态响应：电流型变频器的直流

14、电压UD可以 迅速改变大小和方向，所以动态响应较快。4、适应范围：电压型变频器适用于 不可逆调速的场所，电流型适用于要求快速且可逆运行的场所。12、 什么是脉幅调制PAM?答：是一种改变电压源的电压Ed或电流源Id的幅值，进行输岀控制的方式。它 在逆变器部分只控制频率，在整流器部分控制输出的电压或电流。14、什么是脉宽调制（简称PWM） ?答：改变脉冲宽度来控制输出电压，通过改变调制周期来控制其输出频率。13、 什么是软开关技术？实现软开关技术的好处有哪些？答：在零电压或零电流下进行开关状态转换，即软开关技术。在谐振型变频中， 由于各功率器件的开关损耗近似为零，有效地防止了电磁干扰，大大提高了

15、器件 的工作频率，且减少了装置的体积和重量。14、为什么变频器的电压与频率成比例的改变？ （VVVF） 答：在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那麽磁通就过大，磁回路饱和, 严重时将烧毁电机；反之，如果电压一定而仅仅升高频率，则岀现弱磁，输出转 矩变小。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出 电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。16、阐述交流电机能通过改变频率实现调速的原理。由交流电动机的同步转速表达式：n = 60f（l s）/p由式（1）可知，转速n与频率f成正比，只耍改变频 率f即可改变电动机的转速。习题2：1 变频器是将 固定频率的交流

16、电变换为频率连续可调的交流电的装置。4. 只有一个环节就可以恒压恒频的交流电源转换为变压变频的电源，称为直接变频器，或称为 交-交变频器 。5. （错）交-交变频器的最大输出频率和市网电压频率一样，为50IIzo6. 交-直-交变频器它是先将工频交流电通过整流器变成直流电，再经过逆变器 将直流电变成频率和电压可调的交流电。因此该变频器也称为 间接 变频器。7. 交-直-交变频器根据直流环节储能方式的不同，又分为电压型和（电流型）。A.电流型 B单相型 C.三相型 D.有环流型8. （对）电压型变频器多用于不要求正反转或快速加减速的通用变频器中。9. （对）电流型勃起适用于频繁可逆运转的变频器和

17、大容量的变频器中。10. 根据调压方式的不同，交-直-交变频器又分为PAM和 PWM oA.通用变频器B.专用变频器 C. VC13. 变频器主要应用在哪些方而？答案：节能、自动化系统、提高工艺水平和产品质量14. 什么叫变频器？答案：变踹是将固定频補伽电艷为孵购可调白伽电白做S。15. 简述电力电子器件的发展。答案：SCR、GTO、GTR、MOSFET、1GBT、1PM16. 变频器的问世，使电气传动领域发生了一场技术革命，即交流调速 取代直流调速。17. 通用变频器的发展方向是什么？答案：低成本的简易型通用变频器、高性能的多功能通用变频器19. SCR是指（可控硅）。20. GT0是指（门

18、极关断晶闸管）。21IGBT是指（绝缘栅双极型晶体管）。22. IPM是指（智能功率模块）。23. 电力二极管的伏安特性是什么？答案：电力二极管的阳极和阴极间的电压和流过管子的电流之间的关系24. 电力二极管引岀两个极，分别称为阳极A和阴极K_o25. （对）电力二极管常用于将交流电变为直流电的整流电路中，也常用于具有 回馈或许留作用的逆变电路中。26. 什么是晶闸管的导通控制？答案：在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，同时在它的门极和阴极间也加正向 电压形成触发电流，即可使晶闸管导通。27. （对）晶闸管的门极触发电流很小，一般只有几十毫安培到几百毫安培。28. （对）晶闸管导通后，从阳极到阴

19、极可以通过儿百、儿千安培的电流。29. （对）要使导通的晶闸管阻断，必须将阳极电流降低到一个称为维持电流的 临界值一下。33. 晶闸管有哪些保护？答案：过电流保护、过电压保护34. （对）GTO具有自关断能力，属于全控器件。36. GTO晶闸管的门极控制电路包括门极开通电路、_门极关断电路_和反 偏电路。39. （ ） GTR是具有自关断能力的全控器件。答案：对40. （）电力M0S场效应晶体管简称P-M0SFET,具有驱动功率小、控制线路简 单、工作频率高等特点。答案：对41下列选项中，（）不是M0SFET的一般特性。A.转移特性 B.输出特性 C.开关特性 D.欧姆定律答案：D42. 绝缘

20、栅双极型晶体管简称为 。答案：IGBT43. （ ） IGBT综合了 M0SFET和GTR的优点，具有输入阻抗高、工作速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大的优点。答案：对44. 1GBT的静态特性包括传输特性和 。答案：输出特性45. 集成门极换流晶闸管的英文缩写是（）。A. IGBTB. IGCT C. GTRD. GT0答案:B46. ( ) I PM的智能化表现为可以实现控制、保护、接口 3大功能，构成混合式功率集成电路。答案：对47. ()电力二极管的内部结构是一个PN结，加正向电压导通，加反向电压截 止，是不可控的单向导通器件。答案：对48 计算机技术和 是变频器发展的支柱。答

21、案：自动控制理论49. 画出交-直-交变频器的主电路图。答案：50. 整流电路的功能是将交流电转换为 o答案：直流电51. 整流电路按使用的器件不同可分为两种类型，即不可控整流电路和 O答案：可控整流电路52. 不可控整流电路使用的器件为 o答案：电力二极管55. 变频器的滤波电路有电容滤波和 。答案：电感滤波56. ()变频器的电容滤波，由于电容量比较大，一般采用电解电容。答案：对58.逆变电路的基本形式有 逆变电路和 逆变电路。答案：半桥、全桥59.逆变电路中续流二极管VD的作用是（)oA.续流 氏逆变 C.整流D.以上都不是答案:A60.逆变电路的种类有电压型和（A.电流型 B.电阻型

22、C.电抗型D.以上都不是判断题答案：A61.（）电压型逆变电路由于能量只能单方向传送，不能适应再生制动运行， 因此应用范围很广，不受限制。答案：错结合三相桥式不可控的整流电路及其输出电压的波形图，分析wtl-wt2, wt2-wt3期间各二 极管导通或截止的情况。三相桥式整流电路及其输出电压的波形图Ct3厶tl-t3的导通示意图2、tl-t2期间：a相电压最高，共阴极组的电力二极管VD1导通，此时a点电位与E点电 位相等，故VD5、VD3均截止；b相电位最低，共阳极组的电力二极管VD6导通，此时F 点电位与b点电位相等，故VD4、VD2均截止。（5分）12-（3期间：b相电压最高，共阴极组的电

23、力二极管VD3导通，此时E点电位与b点电位相等，故VD1、VD5均截止；c相电位最低，共阳极组的电力二极管VD2导通，此时F点电位 与c点电位相等，故VD4、VD6均截止。（5分）66. 什么是交-交变频？答案：把电网频率的交流电直接变换成频率可调的交流电67. （）交-交变频由于没有中间环节，能量转换效率较高，广泛应用于大功率 的三相异步电动机和同步电动机的高速变频调速。答案：错68. （）交-交变频由于输出的频率低和功率因数低，其应用受到限制。答案：对70.交-交变频有什么优点和缺点？答案：优点：交-交变频由于没有中间环节，能量转换效率较高，广泛应用于大 功率的三相界步电动机和同步电动机的

24、低速变频调速。缺点：交-交变频由于输出的频率低和功率因数低，其应用受到限制。71异步电动机按转子的结构不同分为笼型和（）两类。A.绕线转子型 B.单相 C.三相 D.以上都不是 答案：A72. )o异步电动机按使用的电源相数不同分为单相、两相和（A.绕线转子型 B.单相 C.三相 D.以上都不是答案：C73. 三相异步电动机的旋转磁场的转速为（）。A.処 氏型 C.丄 D.以上都不是 p f 60p答案:A74. 60fB.D.以上都不是三相异步电动机的转速料为（）o答案：B89. 负载主要有恒转矩负载、 、二次方律负载。答案：恒功率90. 什么是恒转矩负载？答案：指那些负载转矩的大小，仅仅取

25、决于负载的轻重，而和转速大小无关的负 载92.什么是恒功率负载？答案：指负载转矩的大小与转速成反比，而其功率基本维持不变的负载98为什么说风机、泵类负载进行变频调速节能的效果最好？答案：因为风机.泵类负载属于二次方律负载，其转矩与速度的二次方程成正 比例变化，而其耗电功率基本与转速的三次方成比例，所以转速越小，耗能越 低，越能体现其节能效果。109. 目前常用的变频器采用的控制方式有哪些？答案：C/控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制和单片机控制110. ()控制比较简单，多用于通用变频器，在风机、泵类机械的节能运转及 生产流水线的工作台传动等。A. U/f B.转差频率 C.矢量控制

26、D.直接转矩答案：A116. ()变频器矢量控制模式下，一只变频器只能带一台电动机。答案：对117. ()变频器矢量控制模式下，电动机的极数一般以4极电动机为最佳。答案：对119.()育接转矩控制是育接分析交流电动机的模型，控制电动机的磁链和转 矩。答案：对121. 变频器与外部连接的端子分为主电路端子和 o答案：控制屯路端子122. ()变频器的输出端子不能连接到电力电容器或浪涌吸收器上。答案：对123. 变频器控制电路端子中，FWD是()。A.正转运行命令 B.反转运行命令 C.点动命令 D.复位命令答案：A124. 变频器控制电路端子中，REV是()。答案：D130. ()通过外部电位器

27、设置频率是变频器频率给定的最常见的形式。答案： 对131. ()变频器的输出频率及变频器实际输出的频率，是整个拖动系统的运行 频率。答案： 对141.什么是加速时间？答案：指工作频率从0Hz上升到基本频率所需要的时间。143. ()若没有什么特殊要求，一般的负载都选用线性方式。答案：对144. 什么是减速时间？答案：指变频器的输岀频率从基本频率下降到0Hz所需要的时间。146. P1D控制是 控制中的一种常见形式。答案：闭环148. 变频器的保护功能有哪些？答案：过电流保护、电动机过载保护、过电压保护、欠电压保护等。149. 变频器的主电路，通常用R、S、T表示交流电源的输入端，用 表示输出端

28、。答案：U、V、W150. 变频器的主电路中，断路器的功能主要有隔离作用和 作用。151. ()由于变频器的保护功能较齐全，且断路器也有过电流保护功能，因此 进线侧可不接熔断器。答案：对152. 变频器的主电路中，接触器的功能是在变频器出现故障时 ,并防止掉电及故障后的再起动。答案：切断主电源153. 变频器的主电路屮，输入交流屯抗器可抑制变频器输入电流的 ,明显改善功率因数。答案：高次谐波154. ()变频器的主电路中，输出交流电抗器可抑制变频器的辐射干扰和感应 干扰，还可抑制电动机的振动。答案：对155. ()变频器的主电路中的输岀交流电抗器是选购件，当变频器干扰严重或 电动机振动时，可考

29、虑接入。答案：对157.画出开关控制正转运行的变频器拖动系统电路。30C 30B答案：161.()变频器处于运行状态吋，如果有故障，变频器立即停机。答案：对164. ()频率给定信号的方式有数字量给定和 给定。答案：模拟量165. ()给定频率与给定信号之间的关系曲线，称为频率给定线。170.目前变频器主要使用的串行接口有RS-232和 两种。答案:RS-485173. ()变频器安装和维护必须遵守操作规则，方可保证变频器长期、安全、 可靠地运行。答案：对174. ()变频器可存储在阴暗、潮湿的地方。答案：错175. ()变频器应避免储存于含有腐蚀性气体、液体的环境中。答案：对176. ()变

30、频器可水平安装。答案：错177. ()变频器内部装有冷却风扇，其上下左右与相邻的物品和挡板将必须保 持足够的空间。答案：对179.()变频器与电动机之间的连接线越长越好。答案：错183. ()变频器主、控电缆必须分离铺设，相隔距离按电器设备技术标准执行。答案：对184. ()变频器运行时，不会对电网电压造成影响。答案：错185. ()变频器容量较大时，可为其单独配置供电变压器，以防止电网对变频 器的干扰。答案：对186. 变频器系统的调试遵循原则“先 、后轻载、再 o答案：空载、重载198. 变频器常见故障有哪些？答案：过电流、过电压、欠电压、变频器过热、变频器过载、电动机过载199. ()风机变频调速参数设置，上限频率不应超过额定频率。答案：对204. 空气压缩机一般选（）变频器。A.通用型 氏 专用型 C.电阻型 D.以上都不是答案:A205. 空气压缩机案例中，变频器一般采用（）控制方式。A. U/f B.转差频率 C.矢量 D.直接转矩答案：A206. 供水系统中，（）是供水系统的基木控制对象。A.流量 B.电流 C.压强 D.温度答案:A207. 恒压供水系统屮，（）位控制流量大小的参变量。A.流量 B.压力 C.压强 D.温度答案:B208. 恒压供水案例中，变频器一般采用（）控制。