变频器原理与应用复习题
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（D ）。
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、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
二、选择
1、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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有
（B）功能
A：转矩补偿B：转差补偿C：频率增益D：段速控制
7、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
8、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9、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
10、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 11、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
三、选择
1、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
2、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
3、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4、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
5、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：30%~40%
6、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
7、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
8、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9、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
10、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
11、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
四、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?1、磁极对数P、转差率s有关。
五、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。六、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：如上图所示：
七、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。
1）主电路包括整流滤波电路、逆变电路、制动单元。
2）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。
八、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：1 ）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。
2）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。
3）逆变电路是由6只IGBT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。
九、变频器是怎样分类的？
十、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：1 ）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。
2 ）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。
3 ）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。
4 ）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。
十一、“频率增益”功能有什么用途？
答：通过调整变频器的频率增益，可使模拟给定信号的范围与期望的频率给定的范围相匹配。
例如：可以用同一控制信号进行多台变频器的比例运行控制。
十二、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？转矩补偿分为几种类型？各在什么情况下应用？
答：1 ）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
2 ）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。
3 ）常用的几种转矩补偿方法及适用场合
a)在额定电压和基准频率下线性补偿；适用于对转矩要求不高的场合。
b)在额定电压和基本频率下分段补偿；正补偿曲线在标准U ∕f曲线的上方，适应高转矩运行的场合；负补偿曲线在标准U ∕f曲线的下方，适应于低转矩运行的场合
c)平方率补偿。多应用于风机和泵类负载的补偿。
十三、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：
1 ）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
2）输出频率可由模拟量输出端子指示
3）正、反转及停止可由运行控制端子FWD、REV、STOP控制。
十四、电动机在额定电压下起动时电流大(是正常值的4~7倍)，而变频器工作时又不能过流，电动机怎么起动?
答：
1 ）变频器采取从0 Hz开始起动的方法，并且升速要通过一定的时间。
2）电动机在恒转矩作用下转速随着频率上升，频率上升时间长短与电动机惯性成正比，以保证电动机正常起动而变频器又不过流。
3）这也是变频器为什么设置加速时间的由来。
十五、变频器停止时大惯性负载刹不住车怎么办?电动机产生再生电流怎么办?
答：
①采用直流制动的方法刹车；
②采用制动电阻将再生电流消耗掉的方法刹车；
③采用频率逐渐下降的方法刹车(通过一段减速时间)
十六、电动机由于变频运行，当在某个频率产生了机械
共振怎么办?
答：①采取频率跳跃的方法将共振的频率跳过去，即回避共振频率；
②变频器通常可设置3个及以上回避频率
十七、在变频器的产品系列中，比较高压变频器与低压变频器，调速型普通变频器与伺服型高性能变频器，以及通用型和专用型变频器的差别。
答：
1）从电压等级上区分，输出电压在1000V以上的是中压（高压）变频器，输出电压1000V 以下的是低压变频器
2）从性能上看，调速型变频器为普通变频器，以调速为目的，通常单轴驱动；而伺服型变频器为高性能型，其速度、位置控制精度高，可多轴联动。
3）从用途上看，通用型变频器功能丰富，可应用于一般工业场合；而专用型变频器是为特殊应用场合专门设计的系列。
十八、电压型与电流型变频器的区别是什么？
（1）电压型变频器电压型变频器特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源内阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合。
（2）电流型变频器电流型变频器特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源型变频器（电流型）。电流型变频器的特点（优点）是能扼制负载电流频繁而急剧的变化。常选用于负载电流变化较大的场合。
十九、简述电磁抱闸制动的应用场合及工作原理。
答：某些工作场合，当电动机停止运行后不允许其再滑动，例如起重设备，当重物悬在空中时如果电动机停止运转，必须立即将电动机转子抱住，不然重物会下滑，这是不允许的，因此需要电动机带有抱闸功能。
抱闸原理是：电动机带抱闸用电磁线圈。当电磁线圈未通电时，由机械弹簧将闸片压紧，使转子不能转动处于静止状态；当给电磁线圈通入电流，电磁力将闸片吸开，转子可以自由转动，处于抱闸松开状态。
二十、简述工频－变频切换的含义及应用场合。
答：工频－变频切换的含义：将工频下运行的电动机（电动机接50Hz电源），通过旋转开关切换到变频器控制运行，或相反的切换。
应用场合：1 ）投入运行后就不允许停机的设备。变频器一旦出现跳闸停机，应马上将电动机切换到工频电源。2 ）应用变频器拖动是为了节能的负载。如果变频器达到满载输出时，也应将变频器切换到工频运行。
二十一、简述风机、泵类负载选择和应用变频器的要点。
答：（1）变频器的种类：风机、泵类负载是最普通的负载，普通U∕f控制变频器即可满足要求。也可选用专用变频器。
（2）变频器的容量：等于电动机的容量即可。但空气压缩机、深水泵、泥沙泵、快速变化的音乐喷泉等负载，由于电动机工作时冲击电流很大，所以选择时应留有一定的裕量。
（3）设置瞬停再起功能：保证电机连续运转。
（4）设置合适的运行曲线：选择平方律补偿曲线或将变频器设置为节能运行状态。
（5）采用连轴器传动。
二十二、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。
二十三、连续运行场合，确定变频器容量的准则是什么？
答：选择变频器的额定电流等于电动机的额定电流。但考虑变频器输出电流为脉动电流，比工频供电时电动机的电流要大，所以选择容量时要留有裕量。
二十四、多台电动机共用一台变频器供电时，确定变频器容量的准则是什么？
答：多台电动机共用一台变频器进行驱动，除了以上需要考虑之外，还要考虑多台电动机是否同时软起动（即同时从0Hz开始起动），是否有个别电动机需要直接起动等等。综合以上因素，变频器的容量可按下式进行计算
二十五、变频器外围的电磁选件有何作用？常用电磁选件有哪些？
答：电磁选件的主要作用：防止电磁干扰，提高功率因数，协助电机制动。常用电磁选件有：交流输入电抗器，交流输出电抗器，电磁滤波器，直流电抗器和制动选件。
二十六、交流输入电抗器的作用是什么？在什么情况下需要选配该电磁元件？
答：交流输入电抗器的作用是：抑制变频器输入电流的高次谐波，改善变频器的功率因数。有下列情况之一时就应考虑选配交流输入电抗器：
1）变频器所用电源变压器的容量超过500 kV A，并与变频器的容量之比为10：1以上时；2）同一电源上接有晶闸管交流负载或带有开关控制的功率因数补偿装置时；
3）三相电源的电压不平衡度≥3％时；
4）需要改善输入侧的功率因数，接入交流输入电抗器后功率因数可增加到0.8～0.85 。二十七、电磁滤波器的作用是什么？
答：分为输入电磁滤波器和输出电磁滤波器。
二十八、简述制动单元的作用和安装要求。
答：制动单元的作用是当变频器产生再生电流使直流侧电压升高时，用来控制电能向制动电阻释放。
安装注意事项：
1）在无内置制动单元的变频器中，制动单元和制动电阻配套选用。将制动电阻接在制动单元上，再将制动单元按要求连接到变频器上。
2）由于制动单元和制动电阻都是发热单元，安装时要互相有一定的距离，以便于散热。二十九、变频器为什么要垂直安装？在控制柜中安装多台时，要如何安装？
答：垂直安装的优点是方便散热通风。在控制柜中安装多台时，要横向安装。
三十、变频器对安装环境有何要求？
答：1）周围温度：变频器的工作环境温度范围一般为: ?10°C ~ +40°C 当环境温度大于变频器规定的温度时，变频器要降额使用或采取相应的通风冷却措施。
2）变频器工作环境的相对湿度为5％～90％（无结露现象）。
3）变频器应安装在不受阳光直射、无灰尘、无腐蚀性气体、无可燃气体；无油污、蒸汽滴水等环境中。
4）安装场所的周围振动加速度应小于0.6g (g=9.8m/s2), 振动超值会使紧固件松动。
5）变频器应用的海拔高度应低于1000 m。海拔高度大1000 m的场合，变频器要降额使用。
三十一、变频器安装时布线的主要原则是什么？
答：（1）当外围设备与变频器共用一供电系统时，要在输入端安装噪声滤波器，或将其他设备用隔离变压器或电源滤波器进行噪声隔离。
（2）当外围设备与变频器装入同一控制柜中且布线又很接近变频器时，应将易受变频器干扰的外围设备及信号线远离变频器安装；信号线使用屏蔽电缆线，屏蔽层接地；在变频器的输入输出侧安装无线电噪声滤波器
（3）避免信号线与动力线平行布线或捆扎成束布线；易受影响的外围设备应尽量远离变频器安装；易受影响的信号线尽量远离变频器的输入输出电缆。
（4）当操作台与控制柜不在一处或具有远方控制信号线，要对导线进行屏蔽，并特别注意各连接环节，以避免干扰信号串入。
三十二、为什么要把变频器与其他控制部分分区安装？
答：抑制变频器工作时的电磁干扰。
三十三、变频器的信号线和输出线都采用屏蔽电缆安装，其目的有什么不同？
答：变频器的信号线采用屏蔽电缆安装，其目的防止干扰信号串入；变频器的输出线都采用屏蔽电缆安装，其目的避免其影响其它设备的工作。
三十四、电动机电缆的接地有哪些要求？
答：电动机电缆的地线应在变频器侧接地，但最好电动机与变频器分别接地。
在处理接地时，如采用公共接地端，不能经过其他装置的接地线接地，要独立走线。三十五、简述对低压小型变频器的维护和保养的主要内容？
答：低压小型变频器指工作在低压电网380V(220V)上的小功率变频器。多以垂直壁挂形式安装在控制柜中，其定期维护和保养主要包括:
(1) 定期检查除尘。
(2) 定期检查电路的主要参数，如：主电路和控制电路电压是否正常。
(3) 定期检查变频器的外围电路和设施，如检查制动电阻、接触器是否正常，导线连接是否松动。
(4) 根据维护信息判断元器件的寿命，如电解电容和风扇等，当使用时间超过寿命时应及时更换。
三十六、变频器有哪些常见故障，简述故障原因和解决办法？
答：常见故障举例：过电流；过电压；欠电压；电源缺相；变频器过载。
若是变频器的保护性故障，可通过变频器的面板故障提示加以解决；
若是硬件问题，则需由专业人员进行修理。
三十七、变频器常见的功能有哪些？
1.频率相关功能：
2.运行控制相关功能：
3.自动调整与补偿相关功能：
4.显示指示功能：
5.保护相关功能：
6.通信相关功能：
三十八、举例说明变频器一般都具有哪些主电路和控制电路接线端子。
三十九、举例说明变频器电气安装时可以采取哪里些措施来来防止干扰？
.1 .正确安装正确安装正确安装正确安装：合理布线合理布线合理布线合理布线变频器对安装环境要求较高。一般变频器使用手册对环境温度、通风、湿度、海拔高度都有明确规定。以下几个方面的安装工艺要求值得注意：(1) 确保控制柜中的所有设备接地良好，应该使用短、粗的接地线(最好采用扁平导体或金属网，因其在高频时阻抗较低)连接到公共地线上。按国家标准规定，其接地电阻应小于4欧姆。另外与变频器相连的控制设备(如plc或pid控制仪)要与其共地。(2) 安装布线时将电源线和控制电缆分开，其它设备的电源线和信号线应尽量远离变频器的输入、输出线，例如使用独立的线槽等。如果控制电路连接线必须和电源电缆交叉，应成90°交叉布线。(3) 使用屏蔽导线或双绞线连接控制电路时，确保未屏蔽之处尽可能短，条件允许时应采用电缆套管。(4) 确保控制柜中的接触器有灭弧功能，交流接触器采用r-c抑制器，也可采用压敏电阻抑制器，如果接触器是通过变频器的继电器控制的，这一点特别重要。(5) 所有的电源线和信号线都应尽量屏蔽，用屏蔽和铠装电缆作为电机接线时，要将屏蔽层双端接地。(6) 如果变频器运行在对噪声敏感的环境中，可以采用rfi滤波器减小来自变频器的传导和辐射干扰。为达到最优效果，滤波器与安装金属板之间应有良好的导电性。
2. 加入电抗器加入电抗器加入电抗器加入电抗器在变频器的输入电流中，频率较低的谐波分量(5、7、9、11、13次谐波等)所占的比重比较高，这些谐波除了可能干扰其它设备的正常运行外，还消耗大量的无功功率，使线路的功率因数降低。在输入电路中串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法，根据接线位置不同，分以下两种：(1) 交流电抗器交流电抗器串联在电源与变频器的输入侧之间，其作用是抑制谐波电流、提高功率因数、削弱输入
电路中的浪涌电流对变频器的冲击、削弱电源电压不平衡等。(2) 直流电抗器直流电抗器串联在整流桥和滤波电容器之间，其作用是削弱输入电流中的高次谐波成分并可提高功率因数。
3 . 加入滤波器加入滤波器加入滤波器加入滤波器如图6所示，为减少电磁噪声和损耗，在变频器输出侧可设置输出滤波器；为减少对电源的干扰，可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备，可在电源线上设置电源噪声滤波器，抗传导干扰。(1)输入滤波器根据结构和作用不同，可分为线路滤波器和辐射滤波器。线路滤波器主要由电感线圈构成，通过增大线路在高频下的阻抗来削弱通过线路传播的频率较高的谐波电流。辐射滤波器由高频电容器构成，通过吸收的方法来削弱通过辐射传播的干扰信号。(2) 输出滤波器在变频器的输出侧和电动机之间串入由电感构成的输出滤波器，可以有效的削弱输出电流中的高次谐波电流引起的附加转矩，改善了电动机的运行特性必须注意，在变频器的输出端不允许接入电容器，以免在逆变管导通(或关断)瞬间，产生峰值很大的充电(或放电)电流，损坏逆变管[3]。
4 隔离隔离隔离隔离变频器输入侧的谐波电流常常从电流侧进入各种仪器，成为许多仪器的干扰源。针对此情况，应在受干扰仪器的电源侧采取有效的隔离。方法有电源隔离法和信号隔离法：：接入隔离变压器，隔离变压器的特点是一、二次绕组的匝数相等，但一、二次侧之间应由金属薄膜进行良好的隔离。一、二次电路中都可接入电容器，。在信号侧接入光电耦合器进行隔离，适用于一些传感器传输线路较长，并采用电流信号的场合。需注意的是：所用光电耦合器应是传输比为1的线性光耦合器；光电耦合器两侧的电容器对传输信号应无衰减作用，即为直流信号时电容量可大些，脉冲信号时则应根据脉冲频率的大小适当选择。
5 接地接地接地接地实践证明，接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合，防止外部干扰的侵入，提高系统的抗干扰能力。变频器本身有专用接地端子pe端，从安全和降低噪声的需要出发，必须接地。这里须提醒大家的是：(1) 不能将地线接在电器设备的外壳上，也不能接在零线上；(2) 可用较粗的短线一端接到接地端子pe端，另一端与接地极相连，接地电阻取值<100ω，接地线长度在20m以内；(3) 注意选择合理接地方式。变频器的接地方式有单点接地、多点接地及混合接地等几种形式，要根据具体情况采用，要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。●单点接地单点接地指在一个电路或装置中，只有一个物理点定义为接地点，在低频下的性能好；●多点接地多点接地是指装置中的各个接地点都直接接到距它最近的接地点，在高频下的性能好；●混合接地混合接地是根据信号频率和接地线长度，系统采用单点接地和多点接地共用的方式。以上诸种抗干扰措施，可根据系统的抗干扰要求来合理选择使用。若系统中含控制单元如微机等，还须在软件上采取抗干扰措施。
四十、总结所做实验中用到各参数所设置的值对应的功能？
P0010=30, P0970=1 恢复出厂设置
P0003=1 标准级
P0003=2 扩展级
P0003=3 专家级
P0004 参数分组
=0 全部
=2 显示变频器有关的参数
=3 电机有关的参数
=4 速度传感器
=13 电机控制
=21 报警参数
=22 PID参数
P0005 驱动装置选定的参数
=21 实际频率
=25 输出电压
=26 直流回路电压
=27 输出电流
P0010 =0 准备
=1 快速调试
=29 下载
=30 快速设定
P0100 =0 KW. 50HZ
=1 快速调试
P0205 选择变频器利用对象
=0 恒转矩
=1 变转矩
P0300 =1 异步电动机
=2 同步电动机
P0304 额定电压根据名牌设定P0305 设定电流
=1 同步
=2 异步
P0307 额定功率
P0308 额定功率因数
P0309 额定效率
P0310 额定频率
P0311 额定速度
P0320 磁化电流
P0335 电动机冷却
P0640 过载因子
P0700 选择命令源
=0 工厂省缺
=1 BOP面部控制
=2 外部端子
P0725 选择输入的方式
=0 NPN 公共9号端子
=1 PNP 公共28号端子P1000 频率设定
=0 无主设定
=1 MOP设定
=2 模拟设定
=3 固定频率
P1080 最小频率
P1082 最大频率
P1120 斜坡上升时间
P1121 斜坡下降时间
P1135 OFF3的斜坡下降时间
P1300 控制方式
P1500 转矩设定值
P1910 选择电机数据的自动检测方式
P3900 结速调速
四十一、简述MM440变频器中的OFF1、OFF2、OFF3 的区别。
OFF3一般做急停用。OFF1和OFF2，看设备使用情况决定使用哪个，OFF2是自由停车，是不受控制的一种停车方式，停止供电，让设备自己停了，OFF1是斜坡停车。OFF1是斜坡停车，停车时间由P1121决定；OFF2是惯性停车，停车时间由负载的惯性决定；OFF3是快速停车，停车时间由P1135决定。
四十二、西门子低压变频器有哪些产品系列，各有什么特点？
在进行变频器选型前，首先确定要采用哪个系列的变频器。每个系列的变频器都有其特点，了解了这些特点，才能选到最合适的那台变频器。
老系列
（1）MicroMaster4，MM4，廉价之选，单象限工作
MM420/430/440三个子系列。MM420的IO数量少，不支持矢量控制，无自由功能块可使用。功率范围小。MM430专为风机水泵设计，不支持矢量控制。功率范围大，在恒压供水等场合有很实用的功能。MM440是矢量控制变频器，有制动单元，有自由功能块，功能相对强大。
（2）SIMOVERT MasterDrives, 6SE70，工程型变频器，成功之作。在冶金行业很有统治力。
控制板采用CUVC，可以完美的实现变频器速度、力矩控制的功能，可四象限工作。15年前的产品了，CPU运算能力有限。
新系列
SINAMICS系列变频器
（3）G120系列变频器，为中小容量（小于130KW ）等级的矢量控制型变频器。可以看作是MicroMaster4升级版，在结构和功能上都作了改进。
与MM4不同的是，G120不是一体机，而是分为CU和PM两部分。而且PM250和PM260创新的采用F3E技术，实现变频器的四象限运行。高端的CU还集成了安全功能。
（4）S120系列变频器，为高性能伺服控制型变频器。可以看作是6SE70的升级版，在结构和功能上都作了改进。
控制板采用CU320，各组件之间使用DRIVE_CLiQ接口进行通讯，自动组态带DRIVE_CLiQ 接口的设备。变频器功能十分强大，开放了很多用户接口。可使用DCC进行编程。操作面板AOP30的功能也十分强大，比BOP强多了。
以上四种产品，是西门子低压变频器市场上最为常见的变频器。也是进行工程选的首选。为了长远考虑，建议使用新系列变频器，即SINAMICS系列变频器。因为老系列的变频器很快就没有备件可更换了。
除此之外，SINAMICS系列变频器还有很多其他分支。
SINAMICS G120D是基于G120而大幅提升了IP防护等级的变频器。可以到IP65，但功率范围有限。功率太高，而防护又太全面，那么散热就成问题。
SINAMICS G110是小功率变频器。
SINAMICS V10是小功率变频器。
SINAMICS V50可以看作是MM4的柜体机。比MM4功率有所扩展，同时应用也很方便。与MM4有相同的参数，最近操作面板做了改进，操作方便一些了。
SINAMICS G150为大功率（75KW-1.5MW ）等级的矢量控制型变频器。是高性能单体传动柜，可以看作是V50的升级版，同时功率范围也比V50还要大。它使用CU320作为控制器，同时带有AOP30操作面板，单体使用也很方便。
SINAMICS V60和V80是针对步进电机而推出的两款产品。功率较小，与电机成套配置。只接收脉冲信号。称为步进电机驱动器，是非常理想的廉价之选。
变频器的工作原理 欧阳学文 1、基本概念 （1）VVVF 改变电压、改变频率（Variable Voltage and Variable Frequency）的缩写。 （2）CVCF 恒电压、恒频率（Constant Voltage and Constant Frequency）的缩写。 通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC）。然后再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（AC）。变频器同时改变输出频率与电压，也就是改变了电机运行曲线上的n0，使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流，获得较大的启动转矩，即变频器可以启动重载负荷。 变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能，应用了现代的科学技术，价格昂贵但性能良好，内部结构复杂但使用简单，所以不只是用于启动电动机，而是广泛的应用到各个领域，各种各样的功率、各种各样的外形、各种各样的体积、
各种各样的用途等都有。随着技术的发展，成本的降低，变频器一定还会得到更广泛的应用。 各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz）。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC）。然后再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（AC），我们把实现这种转换的装置称为“变频器”（inverter）。 变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池（直流电）产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。
变频器原理及应用试卷 一.选择题 1．下列选项中，按控制方式分类不属于变频器的是（D ）。A．U/f B．SF C．VC D．通用变频器 2．下列选项中，不属于按用途分类的是（C ）。 A．通用变频器B．专用变频器C．VC 3．IPM是指( B )。 A．晶闸管B．智能功率模块C．双极型晶体管D．门极关断晶闸管 4．下列选项中，不是晶闸管过电压产生的主要原因的是（A ）。 A．电网电压波动太大B．关断过电压 C．操作过电压D．浪涌电压 5．下列选项中不是常用的电力晶体管的是（D ）。A．单管B．达林顿管C．GRT模块D．IPM 6．下列选项中，不是P-MOSFET的一般特性的是（D ）。A．转移特性B．输出特性C．开关特性D．欧姆定律
7．集成门极换流晶闸管的英文缩写是（B ）。A．IGBT B．IGCT C．GTR D．GTO 8．电阻性负载的三相桥式整流电路负载电阻 L R上的平均电 压 O U为（A ）。 A．2.34 2 U B．2U C．2.341U D．1U 9．三相桥式可控整流电路所带负载为电感性时，输出电压 平均值 d U为为（A ） A．2.34 2cos U B．2U C．2.341U D．1U 10．逆变电路中续流二极管VD的作用是（A ）。 A．续流B．逆变C．整流D．以上都不是11．逆变电路的种类有电压型和（A ）。 A．电流型B．电阻型C．电抗型D．以上都不是 12．异步电动机按转子的结构不同分为笼型和（A ）。A．绕线转子型B．单相C．三相D．以上都不是 13．异步电动机按使用的电源相数不同分为单相、两相和（C ）。 A．绕线转子型B．单相C．三相D．以上都
变频器的原理及应用 飞机工业（集团） 动力处 晓黎
摘要 由于变频调速有显著的优点，具有无冲击启动和软停机的优良控制特性，可极大的延长机械设备的使用寿命，减少设备的维护量;随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展，变频器的性能价格比越来越高、体积越来越小、运行可靠性越来越高，应用越来越广泛，选择合理的变频器对于设备的正常运行非常重要。 关键词：变频器、使用寿命、合理选择 一、变频器的原理 近年来，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被工业上所采用。 1 变频器的工作原理 交流电动机的同步转速表达式为： n＝60 f(1－s)/p N—异步电动机的转速；f—异步电动机的频率；S—电动机转差率；P—电动机极对数。 由式公式可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的围变化时，电动机转速调节围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 所谓变频调速器——它将三相工频（50Hz）交流电源（或任意电源）变换成三相电压可调、频率可调的交流电源，有时又将变频调速器称为变压变频装置VVVF。主要用于交流电动机（异步机或同步机）转速的调节。一个交流电动机变频调速系统由变频调速器驱动器、交流电动机和控制器三大部分组成。其中关键核心设备是变频调速器，由它来实现电动机电压和频率的平滑变化。 变频调速在调频围、静态精度、动态品质、系统效率、完善的保护功能、容易实现自动控制和过程控制等诸方面是以往的调压调速、变极调速、串级调速、滑差调速和液力耦合器调速等无法比拟的。它是公认的交流电动机最理想最有前途的调速方案，代表今后电气传动的发展方向。 二、变频器结构和分类 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。
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变频器的工作原理 1、基本概念 （1）VVVF 改变电压、改变频率（Variable Voltage and Variable Frequency）的缩写。 （2）CVCF 恒电压、恒频率（Constant Voltage and Constant Frequency）的缩写。 通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC）。然后再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（AC）。变频器同时改变输出频率与电压，也就是改变了电机运行曲线上的n0，使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流，获得较大的启动转矩，即变频器可以启动重载负荷。 变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能，应用了现代的科学技术，价格昂贵但性能良好，内部结构复杂但使用简单，所以不只是用于启动电动机，而是广泛的应用到各个领域，各种各样的功率、各种各样的外形、各种各样的体积、各种各样的用途等都有。随着技术的发展，成本的降低，变频器一定还会得到更广泛的应用。 各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz）。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC）。然后再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（AC），我们把实现这种转换的装置称为“变频器”（inverter）。 变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池（直流电）产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。 2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？ （1) r/min电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm。例如：4极电机60Hz 1,800 [r/min]，4极电机50Hz 1,500 [r/min]，电机的旋转速度同频率成比例。 本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。电机的极数是固定不变的。由于极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以不适合改变极对数来调节电机的速度。另外，频率是电机供电电源的电信号，所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。 n = 60f/p，n: 同步速度，f: 电源频率，p: 电机极数，改变频率和电压是最优的电机控制方法。如果仅改变频率，电机将被烧坏。特别是当频率降低时，
《变频器原理及应用》模拟试卷1 一、填空题（每空1分，共25分） 1.频率控制是变频器的基本控制功能，控制变频器输出频率的方法有、、 和。 2.变频器的分类，按变换环节可分为和，按用途可分为和 。 3.有些设备需要转速分段运行，而且每段转速的上升、下降时间也不同，为了适应这种 控制要求，变频器具有功能和多种时间设置功能。 4. 变频器是通过的通断作用将变换为均可调的一种 电能控制装置。 5. 变频器的组成可分为和。 6. 变频调速过程中，为了保证电动机的磁通恒定，必须保证。 7. 变频器的制动单元一般连接在和之间。 8. 变频器的主电路由、滤波与制动电路和所组成。 9.变频调速时，基频以下调速属于，基频以上属于。 10.变频器的PID功能中，P指，I指，D指。 二、单选题（每题1分，共11分） 1.为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有（）功能。 A 转矩补偿 B 转差补偿 C 频率增益 D 段速控制 2. 风机类负载属于（）负载。 A 恒功率 B 二次方律 C 恒转矩 D 直线律 3.为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频 器的输出电压就必须从400V改变到约（）V。 A 400 B 100 C 200 D 250 4.电动机与变频器之间距离远时，电机运行不正常，需采取（）措施解决。 A 增加传输导线长度B减少传输导线长度C增加传输导线截面积D减少传输 导线截面积 5.变频器调速系统的调试，大体应遵循的原则是（）。
A 先空载、继轻载、后重载 B 先重载、继轻载、后空载 C 先重载、继空载、后 轻载 D 先轻载、继重载、后空载 6.采用一台变频器控制一台电动机进行变频调速，可以不用热继电器，因为变频器的热 保护功能可以起到（）保护作用。 A 过热 B 过载 C 过压 D 欠压 7.下面那种原因可能引起欠压跳闸（）。 A 电源电压过高 B 雷电干扰 C 同一电网有大电机起动 D 没有配置制动单元 8.变频器在工频下运行，一般采用（）进行过载保护。 A 保险丝 B 热继电器 C 交流接触器 D 电压继电器 9. 变频器安装要求（） A 水平 B 竖直 C 与水平方向成锐角 D 都可以 10.高压变频器是指工作电压在（）KV以上变频器。 A 10 B 5 C 6 D 1 11. 变频器主电路的交流电输出端一般用（）表示。 A R、S、T B U、V、W C A、B、C D X、Y、Z 二、多选题（每题2分，共12分） 1.电动机的发热主要与（）有关。 A 电机的有效转矩 B 电机的温升 C 负载的工况 D 电机的体积 2. 中央空调采用变频控制的优点有（）。 A 节能 B 噪声小 C 起动电流小 D 消除了工频影响 3.变频器按直流环节的储能方式分类为（）。 A 电压型变频器 B 电流型变频器 C 交-直-交变频器 D 交-交变频器 4．变频器的控制方式分为（）类 A U/f控制 B 矢量控制 C 直接转矩 D 转差频率控制 5．变频器具有（）优点，所以应用广泛。 A 节能 B 便于自动控制 C 价格低廉 D 操作方便 6. 高（中）压变频调速系统的基本形式有（）种。 A 高-高型 B 高-中型 C 高-低-高型 D 高-低型
变频器工作原理图解 通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC）。然后再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（AC）。变频器同时改变输出频率与电压，也就是改变了电机运行曲线上的n0，使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流，获得较大的启动转矩，即变频器可以启动重载负荷。变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能，应用了现代的科学技术，价格昂贵但性能良好，内部结构复杂但使用简单，所以不只是用于启动电动机，而是广泛的应用到各个领域，各种各样的功率、各种各样的外形、各种各样的体积、各种各样的用途等都有。随着技术的发展，成本的降低，变频器一定还会得到更广泛的应用。 1 变频器的工作原理变频器分为 1 交---交型输入是交流，输出也是交流将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流，又称直接式变频器 2 交—直---交型输入是交流，变成直流再变成交流输出将工频交流电通过整流变成直流电，然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电又称为间接变频器。多数情况都是交直交型的变频器。2 变频器的组成由主电路和控制电路组成主电路由整流器中间直流环节逆变器组成先看主电路原理图三相工频交流电经过
VD1 ~ VD6 整流后，正极送入到缓冲电阻RL中，RL的作用是防止电流忽然变大。经过一段时间电流趋于稳定后，晶闸管或继电器的触点会导通短路掉缓冲电阻RL ，这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上，这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。由于一个电容的耐压有限，所以把两个电容串起来用。耐压就提高了一倍。又因为两个电容的容量不一样的话，分压会不同，所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ，这样，CF1 和CF2 上的电压就一样了。继续往下看，HL 是主电路的电源指示灯，串联了一个限流电阻接在了正负电压之间，这样三相电源一加进来，HL就会发光，指示电源送入。接着，直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间，VB的导通由控制电路控制，VB上还串联了变频器的制动电阻RB，组成了变频器制动回路。我们知道，由于电极的绕组是感性负载，在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势，这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高，这个电压高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。当有反向电压产生时，控制回路控制VB导通，电压就会通过VB在电阻RB释放掉。当电机较大时，还可并联外接电阻。一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的，如果断开，这里可以接外加的支流电抗器，直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。直流母线电压加到V1~V6 六个逆变管上，这六个大功率晶体管叫IGBT ，基极由控制电路控制。控制电路控制某三个管子的导通给电机绕组内提供电流，产生磁场使电机运转。例如：某一时刻，V1 V2 V6 受基极控制
变频器原理及应用习题解析 第1章概述 1.什么叫变频器？变频调速有哪些应用？ 答：变频器是将固定电压、固定频率的交流电变换为可调电压、可调频率的交流电的装置。 变频调速的应用主要有：①在节能方面的应用。例如风机、泵类负载采用变频调速后，节电率可以达到20%～60%；②在提高工艺水平和产品质量方面的应用。例如变频调速应用于传送、起重、挤压和机床等各种机械设备控制领域；③在自动化系统中的应用。例如，化纤工业中的卷绕、拉伸、计量、导丝；玻璃工业中的平板玻璃退火炉、玻璃窑搅拌、拉边机、制瓶机；电弧炉自动加料、配料系统以及电梯的智能控制等。 2.为什么说电力电子器件是变频器技术发展的基础？ 答：变频器的主电路不论是交-直-交变频或是交-交变频形式，都是采用电力电子器件作为开关器件。因此，电力电子器件是变频器发展的基础。 3.为什么计算机技术和自动控制理论是变频器发展的支柱？ 答：计算机技术使变频器的功能也从单一的变频调速功能发展为包含算术、逻辑运算及智能控制的综合功能；自动控制理论的发展使变频器在改善压频比控制性能的同时，推出了能实现矢量控制、直接转矩控制、模糊控制和自适应控制等多种模式。现代的变频器已经内置有参数辨识
系统、PID调节器、PLC控制器和通讯单元等，根据需要可实现拖动不同负载、宽调速和伺服控制等多种应用。 4.变频调速发展的趋势如何？答：①智能化；②专门化；③一体化； ④环保化. 5.按工作原理变频器分为哪些类型？按用途变频器分为哪些类型？ 答：按工作原理变频器分为：交-交变频器和交-直-交变频器两大类。 按用途变频器分为：①通用变频器；②专用变频器。 6.交-交变频器与交-直-交变频器在主电路的结构和原理有何区别？ 答：交-交变频器的主电路只有一个变换环节，即把恒压恒频（CVCF）的交流电源转换为变压变频（VVVF）电源；而交-直-交变频器的主电路是先将工频交流电通过整流器变成直流电，再经逆变器将直流电变成频率和电压可调的交流电。 7.按控制方式变频器分为哪几种类型？ 答：按控制方式变频器分为：①V/f控型变频器；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。 第2章变频器常用电力电子器件 1.晶闸管的导通条件是什么？关断条件是什么？ 答：晶闸管的导通条件：在晶闸管的阳极A和阴极K间加正向电压，同时在它的门极G和阴极K间也加正向电压。要使导通的晶闸管的关断，必须将阳极电流I A降低到维持电流I H以下，上述正反馈无法维持，管子自然关断。维持电流I H是保持晶闸管导通的最小电流。 2. 说明GTO的开通和关断原理。与普通晶闸管相比较有何不同？
8A Uni--20--20学年第一学期工作计划9864 《變頻器原理認識與應用技能》試卷 姓名：工號：BU： 一.填空題（每空3分，共51分） 1.變壓器的作用有改變電壓, 改變電流, 改變阻抗。 2.變頻器安裝(松下MID)布線要點(外部控制電路)加在輸出端的電壓為DC24V。 3.變壓器型號BK-100 中BK中B是指變壓器,K是指控制。 4.變頻器的基本組成整流電路,中間電路,控制電路, 逆變電路。 5.三相異步電機轉速與交流電頻率成正比。 6.變頻器容量選擇：變頻器額定電流≧電機額定電流， 變頻器額定容量≧電機額定容量。 7.變頻器的電源電壓波動范圍是＋１０％、－１５％。 8.變頻器安裝(松下MID)布線要點(外部控制電路)若輸出直接驅動感性負載請插入續流二極管。 二.簡答題（共49分） 1.變壓器工作原理（19分） 答：變壓器就是變換交流電壓、電流和阻抗的器件。變壓器由鐵芯和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。當初級線圈中通過交流電流時，鐵芯中產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓(或電流)。變壓器利用電磁感應原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號。 2.變頻器電機不轉原因及異常處理方法（30分） 答：1）控制線路布線有誤,檢查控制線路,更正不合理布線。 2）變頻器運轉頻率為0,調大變頻器運轉頻率,再把變頻器調到運轉狀態。 3）電機缺相,檢查電機電源線路是否缺相,更正電機電源線路接線。 4）負載過重,檢查電機負載是否過重,若負載過重:可以合理增大電機的功率,并匹配合理規格的變頻器;或者適當減小電機的負載。 信你自己罢！只有你自己是真实的，也只有你能够创造你自己 b1
《变频器原理及应用》模拟试卷1答案 一、填空题 1.面板控制，外接模拟量控制，电位器控制，通讯控制。 2.交-交型，交-直-交型，通用型，专用型。 3.段速控制，加减速 4.电力电子器件，工频交流电，频率和电压 5.主电路，控制电路 6. V/f=常数 7.整流电路，逆变电路 8.整流电路、逆变电路 9.恒转矩调速，恒功率调速 10.比例，积分，微分 二、单选题 1. A 2. B 3. C 4. C 5. A 6. B 7. C 8. B 9. B 10.D 11. B 三、多选题 1.A、B、C 2. A、B、C 3.A、B 4．A、B、C、D
5． A、B、C、D 6. A、B、C 四．简答题 1．说明IGBT的结构组成特点。 答：IGBT是一种新型复合器件。输入部分为MOSFET，输出部分为GTR，它综合了MOSFET 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。 2．交-直-交变频器的主电路包括哪些组成部分？说明各部分的作用。 答：交-直-交变频器主电路包括三个组成部分：整流电路、中间电路和逆变电路。整流电路的功能是将交流电转换为直流电；中间电路具有滤波电路或制动作用；逆变电路可将直流电转换为交流电。 3. 变频器功能参数的预置过程大致有哪几个步骤？ 答：变频器功能参数的预置过程大致有哪几个步骤。 1) 查功能码表，找出需要预置参数的功能码。 2) 在参数设定模式(编程模式)下，读出该功能码中原有的数据。 3) 修改数据，送入新数据。 4.异步电动机变频调速时，在额定频率以下调节频率，必须同时调节加在定子绕组上 的电压，即恒V／f控制，为什么？ 答：在额定频率以下调节频率，同时也改变电压，通常是使V／f为常数，是为了使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的转矩、效率、功率因数不下降。 5. 矢量控制有什么优越性？ 答：矢量控制系统的优点：1）动态的高速响应；2）低频转矩增大；3）控制灵活。 6. 变频器主电路的电源输入侧连接断路器有什么作用？ 答：连接断路器的作用：1）接通和分断负载电路；2）隔离作用；3）保护作用。 7.变频器安装时周围的空间最少为多少？ 答：变频器在运行中会发热，为了保证散热良好，必须将变频器安装在垂直方向，切勿倒装、倾斜安装或水平安装。其上下左右与相邻的物品和挡板(墙)必须保持足够的空间，左右5cm以上，上下15cm以上。 8.变频器运行为什么会对电网产生干扰？如何抑制？ 答：变频器的整流电路和逆变电路都是由非线性器件组成，其电路结构会导致电网的电压电流波形发生畸变，作为对低压配电线路谐波的管理标准，电压的综合畸变率应在5％以
变频器定义及工作原理概述 变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。变频技术是应交流电机无 变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。 变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后，电力电子器件经历了SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOS FET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的发展过程，器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频(PWM－VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。 变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 VVVF：改变电压、改变频率 CVCF：恒电压、恒频率。各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为400V/50Hz或 200V/60Hz(50Hz)，等等。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。 用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。 变频器的工作原理 我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：
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变频器的原理及应用 沈阳飞机工业（集团）有限公司 动力处 范晓黎 摘要 由于变频调速有显着的优点，具有无冲击启动和软停机的优良控制特性，可极大的延长机械设备的使用寿命，减少设备的维护量;随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展，变频器的性能价格比越来越高、体积越来越小、运行可靠性越来越高，应用越来越广泛，选择合理的变频器对于设备的正常运行非常重要。 关键词：变频器、使用寿命、合理选择 一、变频器的原理 近年来，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被工业上所采用。 1变频器的工作原理 交流电动机的同步转速表达式为： n＝60f(1－s)/p N—异步电动机的转速；f—异步电动机的频率；S—电动机转差率；P—电动机极对数。 由式公式可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 所谓变频调速器——它将三相工频（50Hz）交流电源（或任意电源）变换成三相电压可调、频率可调的交流电源，有时又将变频调速器称为变压变频装置VVVF。主要用于交流电动机（异步机或同步机）转速的调节。一个交流电动机变频调速系统由变频调速器驱动
器、交流电动机和控制器三大部分组成。其中关键核心设备是变频调速器，由它来实现电动机电压和频率的平滑变化。 变频调速在调频范围、静态精度、动态品质、系统效率、完善的保护功能、容易实现自动控制和过程控制等诸方面是以往的调压调速、变极调速、串级调速、滑差调速和液力耦合器调速等无法比拟的。它是公认的交流电动机最理想最有前途的调速方案，代表今后电气传动的发展方向。 二、变频器结构和分类 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。 2.1变频器的结构 （1）主要由主电路(包括整流器、中间直流环节、逆变器)和控制电路组成。 整流器：将交流电变换成直流的电力电子装置，其输入电压为正弦波，输入电流非正弦，带有丰富的谐波 中间直流环节：中间直流储能环节，在它和电动机之间进行无功功率的交换。 逆变器：将直流电转换成交流电的电力电子装置，其输出电压为非正弦波，输出电流近似正弦 控制电路：常由运算电路、检测电路、控制信号输入/输出电路和驱动电路组成。主要任务是完成对逆变器的开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种 保护功能等，其控制方法可以采用模拟控制或数字控制。目前许多变频 器已经采用微机来进行全数字控制，采用尽可能简单的硬件电路，靠软 件来完成各种功能。 通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。
变频器原理与应用复习题 一、填空题 1.频率控制是变频器的基本控制功能，控制变频器输出频率的方法有面板控制、外接 模拟量控制、电位器控制和通讯控制。 2.变频器的分类，按变换环节可分为交-交型和交-直-交型，按用途可分为通用型和专 用型。 3.有些设备需要转速分段运行，而且每段转速的上升、下降时间也不同，为了适应这种 控制要求，变频器具有段速控制功能和多种加减速时间设置功能。 4. 变频器是通过电力电子器件的通断作用将工频交流电变换为频率和电压均可调的一 种电能控制装置。 5. 变频器的组成可分为主电路和控制电路。 6. 变频调速过程中，为了保证电动机的磁通恒定，必须保证V/f=常数。 7.某变频器需要回避频率为18～22Hz，可设置回避频率值为20Hz。 8. 变频器的主电路由整流电路、滤波与制动电路和逆变电路所组成。 9.变频调速时，基频以下调速属于恒转矩调速，基频以上属于恒功率调速。 11. 变频器的输出侧不能接移相电容和噪声滤波器，以免造成逆变电路开关管损坏或使 变频器不能正常工作。 12. 变频器的加速时间是指从0Hz上升到最高频率所需的时间，减速时间是指从最高频 率下降到0Hz所需的时间。 14.输入电源必须接到变频器的输入端子R、S、T上，电动机必须接在变频器的输出端 子U、V、W上。 15.直流电抗器的主要作用是提高功率因数和抑制电源刚接通时的冲击电流。 16.输入交流电抗器的主要作用是抑制输入电流的高次谐波和提高功率因数。 17.变频器常用的电力电子器件有晶闸管、GTO、GTR、功率MOSFET、IGBT和IPM 等。 18. 逆变电路是将直流电变换为频率和幅值可调节的交流电的装置。 19. 变频器的制动单元一般连接在整流电路和逆变电路之间。 二、选择题 1.为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有（A ）功能。
变频器的原理及应用 沈阳飞机工业（集团）有限公司 动力处 范晓黎
摘要 由于变频调速有显著的优点，具有无冲击启动和软停机的优良控制特性，可极大的延长机械设备的使用寿命，减少设备的维护量;随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展，变频器的性能价格比越来越高、体积越来越小、运行可靠性越来越高，应用越来越广泛，选择合理的变频器对于设备的正常运行非常重要。 关键词：变频器、使用寿命、合理选择 一、变频器的原理 近年来，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被工业上所采用。 1 变频器的工作原理 交流电动机的同步转速表达式为： n＝60 f(1－s)/p N—异步电动机的转速；f—异步电动机的频率；S—电动机转差率；P—电动机极对数。 由式公式可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 所谓变频调速器——它将三相工频（50Hz）交流电源（或任意电源）变换成三相电压可调、频率可调的交流电源，有时又将变频调速器称为变压变频装置VVVF。主要用于交流电动机（异步机或同步机）转速的调节。一个交流电动机变频调速系统由变频调速器驱动器、交流电动机和控制器三大部分组成。其中关键核心设备是变频调速器，由它来实现电动机电压和频率的平滑变化。 变频调速在调频范围、静态精度、动态品质、系统效率、完善的保护功能、容易实现自动控制和过程控制等诸方面是以往的调压调速、变极调速、串级调速、滑差调速和液力耦合器调速等无法比拟的。它是公认的交流电动机最理想最有前途的调速方案，代表今后电气传动的发展方向。 二、变频器结构和分类 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。
变频器原理与应用复习题 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（D ）。 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、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 二、选择 1、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 2、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 3、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 4、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 5、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 6、为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有 （B）功能 A：转矩补偿B：转差补偿C：频率增益D：段速控制 7、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 8、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9、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 10、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 11、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 三、选择
变频器的组成 变频器(Frequency Converter)是利用电力电子半导体器件的通断作用把 电压、频率固定不变的交流电转变成电压、频率都可调的交流电。现在使用的变 频器主要采用交-直-交的工作方式，先把工频交流电整流成直流电，再把直流电 逆变为频率、电压均可控制的交流电。变频器输出的波形是模拟正弦波，主要用 于电动机的调速，又叫变频调速器。 变频器主要由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元和微处理 一、交流-直流部分(整流部分)： ? 整流电路：由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。对于380V 的额定电源，二极管反向耐压值一般应选1200V 。二极管的正向电流为电 机额定电流的1.414~2倍。 ? 吸收电容C 1：整流电路输出是脉动的直流电压，必须加以滤波。
? 压敏电阻：过电压保护与耐雷击要求。 ? 热敏电阻：过热保护。 ? 霍尔:安装在U 、V 、W 的其中二相,用于检测输出电流值。选用时额定电流 约为电机额定电流的2倍左右。 ? 电解电容：又叫储能电容，在充电电路中主要作用为储能和滤波。PN 两端 的电压工作范围一般在 430VDC ～700VDC 之间，而一般的高压电容都在 400VDC 左右。为了满足耐压需要就必须是二个400VDC 的电容串起来作 800VDC 。容量选择≥60uf /A 。 ? 充电电阻：防止开机(上电)瞬间的涌浪电流烧坏电解电容。因为开机(上电) 前电容两端的电压为 0V ，在开机(上电)的瞬间电容相当于短路状态。如果 整流桥与电解电容之间没有充电电阻，相当于电源直接短路，瞬间整流桥通 过无穷大的电流导致整流桥炸掉。一般而言，变频器的功率越大，充电电阻 越小。充电电阻的选择范围一般为10~300Ω。 ? 均压电阻：防止电解电容的电压不均从而烧坏电解电容。因为两个电解电容 不可能做成完全一致，这样每个电容上所承受的电压就可能不同。承受电压 高的电容严重发热或因超过耐压值而损坏。 ? 吸收电容C 2：主要作用是吸收IGBT 的过流与过压能量。 二、直流-交流部分(逆变部分): ? VT1-VT6逆变管(IGBT)：构成逆变电路的主要器件，也是变频器的核心元 件。把直流电逆变频率，幅值都可调的交流电。 ? 续流二极管：①保护IGBT ，防止IGBT 在工作时被反电动势损坏。②变频 器的负载是电机，而电机是一种感性负载， 所以它必然要向电源侧返送能量，
一、变频器的定义 CVCF 是Constant Voltage and Constant Frequency 的缩写，意为恒电压、恒频率，也就是人们所说的恒压恒频。 我们使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。 无论是用于家庭还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准，如我国大陆规定，直接用户单相交流电为220V，三相交流电线电压为380V，频率为50Hz，其它国家的电源电压和频率可能于我国的电压和频率不同，如有单相100V/60Hz，三相200V/60Hz等等，标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。 通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。 为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC），这个过程叫整流。 把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。· 一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。 变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。 对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦波，叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的15－－20倍。 由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器 变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中，不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。 用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。 变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电 》 二、变频器的结构与分类简介 变频器的基本结构 变频器是把工频电源（50HZ或则60HZ）变换成各种频率的交通电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应电路。 变频器的分类 变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式份类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关式分类，可以分为PAM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/F控制变频器、转差变频控制变频器和矢量控制变频器等；按照用
变频器的基本原理及调试方法讲解 1.变频器基础 1: VVVF 是Variable Voltage and Variable Frequency 的缩写，意为改变电压和改变频率，也就是人们所说的变压变频。 2: CVCF 是Constant Voltage and Constant Frequency 的缩写，意为恒电压、恒频率，也就是人们所说的恒压恒频。 我们使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95％左右。 无论是用于家庭还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准，如我国大陆规定，直接用户单相交流电为220V，三相交流电线电压为380V，频率为50Hz，其它国家的电源电压和频率可能于我国的电压和频率不同，如有单相100V/60Hz，三相200V/60Hz等等，标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。 通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。 为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC），这个过程叫整流。 把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。 一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。 变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。 对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦波，叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的15－－20倍。 由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器。 变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中，不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。 用于调节电源供电的频率。 汽车上使 用的由电池（直流电）产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。 变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。 2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？ n = 60f/p(1-s) n: 电机的转速f: 电源频率p: 电机磁极对数s：电机的转差率电机的转速= 60(秒)＊频率（Hz)/电机的磁极对数- 电机的转差率 电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，rpm/min也可表示为rpm 电机的旋转速度同频率成比例同步电机的转差矩为0,同步电机的转速= 60(秒)*频率(Hz)／电机的磁极对数 异步的转速比同步电机的转速低。 例如：4极三相步电机60Hz时低于1,800 [r/min> ?? 4极三相异步电机50Hz时低于1,500 [r/min> 本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极对数和频率。 由电机的工作原理决定电机的磁极对数是固定不变的。由于电机的磁极对数1个磁极对数等