變頻技術原理與應用

精選文庫變頻技術原理與應用復習要點1、什么是變頻技術o 變頻技術，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主要是指交流變頻調速技術，它是將工頻交流電通過不同的技術手段變換成不同頻率的交流電。2、變頻技術的類型有哪幾種？ 變頻技術主要有以下幾種類型： 1)交一直變頻技術（即整流技術）。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一直流轉換。 2)直一直變頻技術（即斬波技術）。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（定頻調寬），從而達到調節(jié)直流平均電壓的目的。 3)直一交變頻技術（即逆變技術）。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將直流電變成不同頻率的交流電。 4)交一交變頻技術（即移相技術）。它通過控制功率半導體器件的導通與關斷時間，實現(xiàn)交流無觸點開關、調壓、調光、調速等目的。3、使晶閘管導通的條件是什么？ 當門極電流IG=O時，如果在品閘管兩端施加正向電壓，則J2結處于反偏，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)4、什么是品閘管的浪涌電流？ 浪涌電流ITSM是一種由于電路異常情況（如故障）引起的并使結溫超過額定結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計保護電路。5、什么是GTO的電流關斷增益？ 最大可關斷陽極電流IATO和門極負電流最大值IGM之比被稱為電流關斷增益一般off只有5左右。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。6、試說明GTR三種緩沖電路的特點？ RC緩沖電路較簡單，它對關斷時集電極發(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GTRo但緩沖電路的電阻較大，不適合用于高頻開關電路。 阻止放電型R-C-VD緩沖電路，常用于大容量GTR和高頻開關電路緩沖器a最大的優(yōu)點是緩沖產生的損耗小7、簡述功率bAOSFET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MOSFET具有兩個顯著的特點：一個是驅動電路簡單，驅動功率小：另一個是開關速度快、工作頻率高。另外，其熱穩(wěn)定性也優(yōu)于雙極型晶體管。8、功率MOSFET的保護技術有哪些？ 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。9，試述IPM的優(yōu)越性。 不易損壞： 內藏相關的外圍電路，縮短了產品設計和評價時間： 不需要對功率開關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。10、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導通后，開始分流。此時電流Id逐漸由）1向VD3轉移，iA逐漸減少，iB逐漸增加，當Icl全部轉移到VD3時，VD1關斷。11、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。12、什么是軟開關，什么是硬開關？ 開關元件在零電壓或零電流下進行開關狀態(tài)轉換，即軟開關技術。功率元件在大電流、高電壓狀態(tài)下的開關狀態(tài)轉換是硬開關技術。13、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逆變器的開關元件在零電壓或零電流下進行開關狀態(tài)轉換，即軟開關技術。在諧振型變頻中，由于各功率器件的開關損耗近似為零，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。14、什么是PWM? PWM是脈寬調制技術的簡稱。PWM控制方式就是對逆變電路開關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。15、什么叫異步調制？什么叫同步調制？兩者各有什么特點？ 載波信號和調制信號不保持同步關系的調制方式稱為異步調制方式。在該調制方式中，調制信號頻率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，在調制信號的半個周期內，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，半周期內前后1/4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制信號保持同步的調制方式稱為同步調制方式。在該調制方式中，調制信號頻率變化時載波比N不變。調制信號半個周期內輸出的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的。16、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。17、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。18、用霍爾傳感器測取電壓和電阻反饋信號的優(yōu)點有哪些7 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。19、試述交一交變頻的主要特點。 交-交變頻電路是不通過中間直流環(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所構成，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。20、交一一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。21、正；玄波交一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。22、簡述變頻器的基本概念。 變頻器是應用變頻技術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)可調的交流電的電能控制裝置。23、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U/f控制變頻器、轉差頻率控制變頻器、矢量控制變頻器和直接轉矩控制變頻器： 4)按用途分為通用變頻器、高性能專用變頻器和高頻變頻器。24、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。額定轉矩下的轉差率決定子電機的轉矩特性，轉差率大約為1%5%。對于平方轉矩負載（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，但需要裝設傳感器，以便用電量檢測出電機速度。25，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)采用轉矩電流控制的張力控制； 2)采用拉延的張力控制； 3)采用調節(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矩控制為基礎，而其他控制對象多以速度控制為基礎。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生滑動為前提條件。26、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的反抗轉矩。使負載向著所要求的方向旋轉。此時電機產生的轉矩，其方向同旋轉方向一致。反之，要求電機產生與其轉向相反轉矩的負載時稱為負負載。27、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，要使用接觸性好的壓接端子。 配完線后，耍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，即使已經關斷電源，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(D