《變頻技術與原理》復習題

1、一、填空題1. 變頻器是將 固定電壓、 固定頻率 的交流電變換為 可調電壓、可調頻率 的交流電的裝置。2. 變頻器的分類，按工作原理可分為 交-交變頻器 和 交-直-交變頻器 ，按用途可分為 專用變頻器 和 通用變頻器 。3變頻器的主要技術參數：輸入電源、輸出電壓 、額定電流 、輸出容量 、額定功率 和 過載能力 等。4交-直-交變頻器主電路包括3部分分別為 整流電路 、 中間電路 、 逆變電路 。5整流電路的功能是 將交流電轉換為直流電 ；中間電路具有 濾波和制動 作用；逆變電路可 把直流電變成交流電 。6三相交-交變頻電路的連接方法分為 公共交流母線進線方式 和 輸出星形聯結方式 兩種。7

2、目前常用的變頻器采用的控制方有： U/f控制 、 轉差頻率控制 、 矢量控制 和 直接轉矩控制 。8U/f 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 U/f為常數，變頻器在變頻時還要變壓是為了使 電動機磁通 保持一定，在較寬的調速范圍內，電動機的轉矩、效率、功率因數不下降。9. 轉矩提升是指通過提高Uf比來補償fx下調時引起的TKx下降。即通過提高 Ux (kukf)使得轉矩TKx提升。10轉差頻率 控制就是檢測出電動機的轉速，構成 速度閉環(huán) ，速度調節(jié)器的輸出為轉差頻率，然后以電機速度對應的頻率與轉差頻率之和作為變頻器的給定輸出頻率。11頻率控制是變頻器的基本控制功能，控制變

3、頻器輸出頻率的方法有 面板控制 、 外接模擬量 、固定頻率 和 通訊控制 。12有些設備需要轉速分段運行，而且每段轉速的上升、下降時間也不同，為了適應這種控制要求，變頻器具有段速控制功能和多種加減速時間設置功能。13變頻器是通過 電力電子器件 的通斷作用將 工頻交流電流 變換為 電壓頻率均可調 均可調的一種電能控制裝置。14變頻器的組成可分為 主電路 和 控制電路 。15某變頻器需要回避頻率為1822Hz，可設置回避頻率值為20Hz。16.高壓柜體一般容量很大，往往需要多個柜體組成。主要由 開關柜 、 變壓器柜 、 功率單元柜 、 控制柜 組成。17變頻調速時，基頻以下調速屬于 恒轉矩 ，基頻

4、以上屬于 恒功率 。18. 變頻器的PID功能中，P指 比例 ，I指 積分 ，D指 微分 。19. 變頻器的輸出側不能接移相電容和噪聲濾波器，以免造成逆變電路開關管損壞或使變頻器不能正常工作。20. 變頻器的加速時間是指從 從0Hz上升到最高頻率所需 所需的時間，減速時間是指從 從最高頻率下降到0Hz所需 所需的時間。21SPWM是 正弦波脈沖寬度調制 的英文縮寫。22直流電抗器的主要作用是提高 功率因數 和抑制 諧波 。23輸入交流電抗器的主要作用是抑制 變頻器輸入電流的高次諧波 和提高 功率因數 。24變頻器常用的電力電子器件有 功率二極管 、 晶閘管 、 門極可關斷晶閘管(GTO) 、

5、電力晶體管(GTR) 、 功率場MOS效應管(P-MOSFET) 和 IGBT 等。25. 逆變電路是將 直流電 變換為 頻率和幅值可調節(jié)的交流電 的裝置。26. 變頻器的制動單元一般連接在 整流器 和 逆變器 之間。27跳躍頻率 也叫回避頻率，是指不允許變頻器連續(xù)輸出的頻率。28變頻器的基本組成部分可分為兩大部分：由 電力電子器件 構成的主電路；以微處理器為核心的 控制電路 。29變頻器一般依據容量大小選擇電壓等級，而容量大小的選擇應依據所帶 電動機的類型 、 電動機的運行方式 、 電動機的運行方式 等因素。30變頻器存儲和安裝時需考慮場所的 溫度 、 濕度 、 灰塵 和 振動 等情況。二、

6、 單項選擇題A1.為了提高電動機的轉速控制精度，變頻器具有 功能。A 轉矩補償 B 轉差補償 C 頻率增益 D 段速控制B2. 風機類負載屬于 負載。A 恒功率 B 二次方律 C 恒轉矩 D 直線律C3.為了使電機的旋轉速度減半，變頻器的輸出頻率必須從60Hz改變到30Hz，這時變頻器的輸出電壓就必須從400V改變到約 V。A 400 B 100 C 200 D 250C4.電動機與變頻器之間距離遠時，電機運行不正常，需采取 措施解決。A 增加傳輸導線長度 B減少傳輸導線長度 C增加傳輸導線截面積 D減少傳輸導線截面積A5.變頻器調速系統(tǒng)的調試，大體應遵循的原則是 。A 先空載、繼輕載、后重載

7、 B 先重載、繼輕載、后空載 C 先重載、繼空載、后輕載 D 先輕載、繼重載、后空載B6.采用一臺變頻器控制一臺電動機進行變頻調速，可以不用熱繼電器，因為變頻器的熱保護功能可以起到 保護作用。A 過熱 B 過載 C 過壓 D 欠壓C7.下面那種原因可能引起欠壓跳閘 。A 電源電壓過高 B 雷電干擾 C 同一電網有大電機起動 D 沒有配置制動單元B8.變頻器在工頻下運行，一般采用 進行過載保護。A 保險絲 B 熱繼電器 C 交流接觸器 D 電壓繼電器B9. 變頻器安裝要求 A 水平 B 豎直 C 與水平方向成銳角 D 都可以A10.高壓變頻器是指工作電壓在 KV以上變頻器。A 10 B 5 C

8、6 D 1C11. 正弦波脈沖寬度調制的英文縮寫是 。A PWM B PAM C SPWM D SPAMA12.對電動機從基本頻率向上的變頻調速屬于 調速。A 恒轉矩 B 恒功率 C 恒磁通 D 恒轉差率D13.以下哪種制動方式不適于變頻調速系統(tǒng) A 直流制動 B 能耗制動 C 回饋制動 D 反接制動C14.在V/f控制方式下，當輸出頻率比較低時，會出現輸出轉矩不足的情況，要求變頻器具有 功能。A 頻率偏置 B 轉差補償 C 轉矩補償 D 段速控制B15.三相異步電動機的轉速除了與電源頻率、轉差率有關外，還與 有關。A 磁感應強度 B 磁極對數 C磁場強度 D 漏磁大小D16.目前，在中小型變

9、頻器中普遍采用的電力電子器件是 。A SCR B MOSFET C GTR D IGBTC17.變頻調速過程中，為了保持電動機的磁通恒定，必須保持 不變。A 輸出電壓U不變 B 頻率f不變 C U/f不變 D Uf不變A18. 變頻器的節(jié)能運行方式只能用于 控制方式。A U/f開環(huán) B 矢量 C 直接轉矩 D 轉差頻率A19.變頻器的基本頻率是指輸出電壓到達 值時的輸出的頻率值。A UN B UN /2 C UN /3 D UN /4A20交-直-交變頻器按儲能方式分為 兩類。A 電壓型、電流型 B 單相、三相 C 有環(huán)流、無環(huán)流 D脈寬調制、脈幅調制A21變頻器是將固定電壓、固定頻率的交流電

10、變換為 的交流電的裝置。A 可調電壓、可調頻率 B 固定電壓、可調頻率 C 可調電壓、固定頻率 D固定電壓、固定頻率A22. 變頻器主電路的交流電源輸入端一般用 表示。A R、S、T B U、V、W C A、B、C D X、Y、ZB23. 變頻器主電路的交流電輸出端一般用 表示。A R、S、T B U、V、W C A、B、C D X、Y、Z二、多項選擇題ABC1.電動機的發(fā)熱主要與 有關。A 電機的有效轉矩 B 電機的溫升 C 負載的工況 D 電機的體積ABC2. 中央空調采用變頻控制的優(yōu)點有 。A 節(jié)能 B 噪聲小 C 起動電流小 D 消除了工頻影響AB3.變頻器按直流環(huán)節(jié)的儲能方式分類為

11、。A 電壓型變頻器 B 電流型變頻器 C 交-直-交變頻器 D 交-交變頻器ABCD4 變頻器的控制方式分為 類A U/f控制 B 矢量控制 C 直接轉矩 D 轉差頻率控制ABCD5 變頻器具有 優(yōu)點，所以應用廣泛。A 節(jié)能 B 便于自動控制 C 價格低廉 D 操作方便ABC6. 高中壓變頻調速系統(tǒng)的基本形式有 種。A 高-高型 B 高-中型 C 高-低-高型 D 高-低型三、簡答題1.變頻器按控制方式變頻器分為哪幾種類型？按控制方式變頻器分為：U/f控型變頻器；轉差頻率控制變頻器；矢量控制變頻器；直接轉矩控制變頻器。2.晶閘管的導通條件是什么？關斷條件是什么？答：晶閘管的導通條件：在晶閘管的

12、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。要使導通的晶閘管的關斷，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，管子自然關斷。維持電流IH是保持晶閘管導通的最小電流。3.說明IGBT的結構組成特點。答：IGBT是一種新型復合器件。輸入部分為MOSFET，輸出部分為GTR，它綜合了MOSFET和GTR的優(yōu)點，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。4.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換為直流電；中間

13、電路具有濾波電路或制動作用；逆變電路可將直流電轉換為交流電5.交-直-交變頻器主電路的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，可將電動機的再生能量返送電網或消耗掉，并產生制動作用，使電動機快速停車。6.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元件為二極管，不可控整流電路輸出的直流電壓不可調節(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電性可使輸出的直流電壓大小可以調節(jié)。7.SPWM控制

14、的原理是什么？為什么變頻器多采用SPWM控制？答：SPWM控制技術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所需要的波形。變頻器采用SPWM控制可使輸出的SPWM波形，加至電感性的電動機繞組，經過濾波作用，使流過繞組的電流波形基本為正弦波，諧波成分大為減少。8.交-交變頻的基本原理是怎樣的？答：單相交-交變頻器的原理框圖如圖4-1所示。電路由P正組和N負組反并聯的晶閘管變流電路構成，兩組變流電路接在同一交流電源，Z為負載。兩組變流器都是相控電路，P組工作時，負載電流自上而下，設為正向；N組工作時，負載電流自下而上，為負向。讓兩組變流

15、器按一定的頻率交替工作，負載就得到該頻率的交流電，如圖4-2所示。9. 如何調制交-交變頻使其輸出為正弦波電壓？答：為了使輸出電壓的波形接近正弦波，可以按正弦規(guī)律對控制角進行調制。10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；P1、P+連接直流電抗器；P+、DB連接外部制動電阻器；P+、N-連接制動單元；PE接地。11.變頻器的節(jié)能控制功能有什么意義？答：對于風機、水泵等二次方律負載在穩(wěn)定運行時，其負載轉矩及轉速都基本不變。如果能使其工作在最正確的節(jié)能點，就可以到達最正確的節(jié)能效果。12異步電動機變頻調速時，在額定頻

16、率以下調節(jié)頻率，必須同時調節(jié)加在定子繞組上的電壓，即恒Vf控制，為什么？答：由于額定工作時電動機的磁通已接近飽和，M增加將會使電動機的鐵心出現深度飽和，這將使勵磁電流急劇升高，導致定子電流和定子鐵心損耗急劇增加，使電動機工作不正常?？梢姡谧冾l調速時單純調節(jié)頻率是行不通的。為了到達下調頻率時，磁通M不變，可以讓 ： 常數 有U1 E1，上式可寫為： 常數 因此，在額定頻率以下，即f1fN調頻時，同時下調加在定子繞組上的電壓，即恒Vf控制。13.為什么對風機、泵類負載進行變頻調速節(jié)能效果最好？答：風機、泵類負載屬于二次方律負載機械在低速時由于流體的流速低，所以負載轉矩很小，隨著電動機轉速的增加，

17、流速增快，負載轉矩和功率也越來越大，所以采用變頻調速節(jié)能效果最好。14.變頻器的輸入交流電抗器和輸出交流電抗器在功能上有什么區(qū)別？15.變頻器運行為什么會對電網產生干擾？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，其電路結構會導致電網的電壓電流波形發(fā)生畸變，作為對低壓配電線路諧波的管理標準，電壓的綜合畸變率應在5以下。假設電壓畸變率高于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，使受電點電壓畸變率小于5。16綜合題異步電動機變頻調速時，在額定頻率以下調節(jié)頻率，必須同時調節(jié)加在定子繞組上的電壓，即恒Vf控制，為什么？答：由于額定工作時電動機的磁通已接近飽和，M增

18、加將會使電動機的鐵心出現深度飽和，這將使勵磁電流急劇升高，導致定子電流和定子鐵心損耗急劇增加，使電動機工作不正常?？梢?，在變頻調速時單純調節(jié)頻率是行不通的。為了到達下調頻率時，磁通M不變，可以讓 ： 常數 有U1 E1，上式可寫為： 常數 因此，在額定頻率以下，即f1fN調頻時，同時下調加在定子繞組上的電壓，即恒Vf控制。17.什么是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，變頻器在變頻時還要變壓是為了使電動機磁通保持一定，在較寬的調速范圍內，電動機的轉矩、效率、功率因數不下降。18.什么是轉矩補償？答：轉矩提升是指通過提高Vf比來補償fx下調時引起的TKx下降。即通過提高Ux (kukf)使得轉矩TKx 提升19.Vf控制曲線分為哪些種類，分別適用于何種類型的負載？答：V/f控制曲線的種類：1) 基本V/f控制曲線，用于低起動轉矩負載； 2) 轉矩補償的V/f曲線，適用于低速時需要較大轉矩的負載；3) 負補償的V/f曲線，主要