变频器第2章 习题2解答

第二章第一节直流电动机的基本结构和工作原理（P31）1．判断在下列情况下，电刷两端的电压是交流还是直流。

（1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转；（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。

答；（1）交流；（2）直流。

2．在直流电动机中，加在电枢两端的电压已是直流电压，这时换向器有什么作用？答；换向器将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流，并保证每一磁极下，电枢导体的电流的方向不变，以产生恒定的电磁转矩。

3. 直流电机的电枢铁心、机座、主磁极、换向极各用什么材料制成？为什么？答：电枢铁芯旋转，电枢铁芯内的磁场是交变的，为了减小铁耗，故要用硅钢片迭成。

机座和主极中的磁场是恒定的，故可采用整块的铁。

但是，由于电枢齿槽的影响，电枢旋转时主磁极极靴表面磁场发生脉动，引起附加损耗，为了降低表面损耗，主磁极有时采用薄钢板迭成。

4．直流电机磁路中的磁通 一般情况下不随时间发生变化，为什么电枢铁心却要用薄的硅钢片叠成？并且在硅钢片间还要涂漆绝缘？答：电枢铁芯中磁通在变，会产生涡流损耗，硅钢片的电阻大，可以减小涡流损耗；主磁极的磁通不变，不产生涡流损耗，用薄钢板即可降低材料成本。

5. 为什么一台直流电机既可作电动机运行又可作发电机运行？答：一台直流电机既可作发电机运行，也可作电动机运行，称为直流电机的可逆性6. 直流电动机中是否存在感应电动势？如果存在，其方向如何？直流发电机，当电刷两端接上负载，线圈流过电流时，是否受到电磁力的作用？如果有，其方向如何？答；直流电动机中存在感应电动势。

如果存在，其方向与电枢电流方向相反。

直流发电机，当电刷两端接上负载，线圈流过电流时，受到电磁力的作用。

其方向与原动机旋转方向相反。

7. 如果要改变他励直流发电机输出端电压的极性，应采取什么措施？答：交换励磁绕组接到电源上的两根线。

8. 在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？答：在直流电动机中，电磁转矩的方向与转子旋转的方向相同，为拖动转矩；电动势的方向与电枢电流的方向相反，为反电动势。

《变频器安装、使用与维护》参考答案及评分标准2一单项选择：（每小题各有一个正确答案，请将正确答案前的字母填在题目后面的括号里，每空2分，共10分）1 A2 A3 D4 D5 C二填空：（本题满分30分，每空1.5分）1.自然机械特性、调速特性好、可实现连续调速、平滑性好2. 电子器件、电压、频率、三3. 主电路、整流及滤波电路、逆变电路4．比例、积分、微分5．R S T、U V W6.通信接口、开关指令信号输入、数值信号输入三问答题：（本题满分30分，每小题6分）1 变频器在自动化系统中的应用、变频器在提高生产设备的工艺水平及提高产品质量方面的应用、变频器在节能方面的应用等2 面板电位计、键盘数值给定、外部电压信号1、外部电压信号2给定、电流给定、脉冲给定、通讯给定3 启动方式：由启动频率启动、先制动再启动、检速启动；停机方式：减速、自由停止。

4 L-56参数通过设定百位的数值来确定两个通道的代数组合形式。

十位、个位的数值来确定第一通道、第二通道的数值来源。

通过设置百位、十位、个位数值来组合设定频率数值。

百位上定义为组合模式：1：第一通道+第二通道；2：第一通道-第二通道；3：第一通道*第二通道；4：两通道取大；5：两通道取小；6：两通道非零值有效，第一通道优先。

5 常见故障：1、过电流、对地短路、过电压、欠电压、电源缺相、散热片过热、电动机过载、制动电阻过热等方面2、运行环境方面的故障异物混入、结露及湿气、腐蚀性气体、粉尘混入、雷击损坏等方面四．综合题：（本题满分30分）1、参数设置：B-5=380VB-6=50HzB-0=1B-1=2B-3=1L-15=30Hz2参数设置：B-5=380VB-6=50HzB-0=2B-3=1L-63～L-64:设置为多段速控制端子））三相电源。

第1章习题1解答1.什么叫变频器？变频器有哪些应用？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。

变频器的应用主要有：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.变频器的发展与哪些因素相关？答：变频器的发展与电力电子器件的发展直接相关，因为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；此外还与计算机技术和自动控制理论的发展紧密相关。

3.变频器按工作原理分为哪几类？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。

4.异步电动机变频调速的机理论是什么？答：三相交流电动机的同步转速(即定子旋转磁场转速)如可表示为60∕1“0= -------P如果将电源频率调节为人，则同步转速∕‰也随之调节成〃-6θΛn Ox一P异步电动机变频后的转速“X的表达式为n x=H0Λ(1-5)=^^L(1-5)这就是异步电动机变频调速的机理。

5.变频器的主要技术参数有哪些？答：变频器的主要技术参数：输入电压、输出电压、额定电流、输出容量、额定功率和过载能力等。

第2章习题2答案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/A降低到维持电流/H以下，上述正反馈无法维持，管子自然关断。

维持电流/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？答：GTO开通过程与普通晶闸管相似，在GTO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。

习题答案（仅供参考）P56：1.1选择题（1）B （2）C （3）C （4）D （5）C1.2 操作面板给定、接点信号给定、模拟信号给定、脉冲信号给定和通讯方式给定1.3 操作面板控制、端子控制和通讯控制1.4 （1）F （2）F （3）T （4）F （5）F （6）T （7）T （8）F （9）T（10）F1.5 P.79=0或1（切换到PU运行）；P.1=48.3Hz；P.2=6.7Hz；P80=2.2KW（如果选择2.2KW变频器为默认）1.6 （1）参考P39页修改频率值为30Hz后面板运行；（2）设置P.8=10s1.7 1)变频器保护功能动作时，或驱动装置异常时（紧急停止操作等）需要把变频器与电源断开的情况下。

2)为防止变频器因停电停止后恢复供电时自然再启动而引起事故时。

3)变频器用控制电源始终运转，因此会消耗若干电力。

长时间停止变频器时切断变频器的电源可节省一定的电力。

4)为确保维护、检查作业的安全性，需要切断变频器电源时。

1.8 开路集电极接线参考下图。

图1.11.9 接线参考下图。

图1.2a）P.79=2；b）P.79=1；3）P.79=3；4）P.79=4P102：2.1（1）负载的机械特性是描述机械设备的阻转矩和转速之间的关系曲线。

如鼓风机的阻转矩T L是转速n L的平方成正比：T L=T0+K T n L2式中，T0为转矩损耗，主要由传动机构及轴承等的摩擦损耗所致；KT为常数。

（2）负载类型按照机械特性分类，有恒转矩负载（传送带、搅拌机）、平方降转矩负载（离心风机和离心泵）、恒功率负载（机床的主轴驱动）；按负载的运行工艺分类，有连续恒定负载（连续运行的风机）、连续变动负载（塑料挤出机的主传动）、断续负载（电梯）、短时负载（水闸门）、冲击负载（轧钢机）、脉动转矩负载（往复式压缩机）等。

（3）泵中离心泵属于平方降转矩负载、罗茨泵属于恒转矩负载。

搅拌机属于恒转矩负载。

（4）变频器容量的选型从电流的角度来看负载电流不超过变频器额定电流是选择变频器容量的基本原则；从效率的角度，系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积，只有两者都处在较高的效率下工作时，则系统效率才较高；从计算功率的角度，要满足3个要求（即负载输出、电动机容量、电动机电流）。

第二章第一节直流电动机的基本结构和工作原理（P31）1．判断在下列情况下，电刷两端的电压是交流还是直流。

（1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转；（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。

答；（1）交流；（2）直流。

2．在直流电动机中，加在电枢两端的电压已是直流电压，这时换向器有什么作用？答；换向器将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流，并保证每一磁极下，电枢导体的电流的方向不变，以产生恒定的电磁转矩。

3. 直流电机的电枢铁心、机座、主磁极、换向极各用什么材料制成？为什么？答：电枢铁芯旋转，电枢铁芯内的磁场是交变的，为了减小铁耗，故要用硅钢片迭成。

机座和主极中的磁场是恒定的，故可采用整块的铁。

但是，由于电枢齿槽的影响，电枢旋转时主磁极极靴表面磁场发生脉动，引起附加损耗，为了降低表面损耗，主磁极有时采用薄钢板迭成。

4．直流电机磁路中的磁通 一般情况下不随时间发生变化，为什么电枢铁心却要用薄的硅钢片叠成？并且在硅钢片间还要涂漆绝缘？答：电枢铁芯中磁通在变，会产生涡流损耗，硅钢片的电阻大，可以减小涡流损耗；主磁极的磁通不变，不产生涡流损耗，用薄钢板即可降低材料成本。

5. 为什么一台直流电机既可作电动机运行又可作发电机运行？答：一台直流电机既可作发电机运行，也可作电动机运行，称为直流电机的可逆性6. 直流电动机中是否存在感应电动势？如果存在，其方向如何？直流发电机，当电刷两端接上负载，线圈流过电流时，是否受到电磁力的作用？如果有，其方向如何？答；直流电动机中存在感应电动势。

如果存在，其方向与电枢电流方向相反。

直流发电机，当电刷两端接上负载，线圈流过电流时，受到电磁力的作用。

其方向与原动机旋转方向相反。

7. 如果要改变他励直流发电机输出端电压的极性，应采取什么措施？答：交换励磁绕组接到电源上的两根线。

8. 在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？答：在直流电动机中，电磁转矩的方向与转子旋转的方向相同，为拖动转矩；电动势的方向与电枢电流的方向相反，为反电动势。

8第二章 高频小信号放大器典型例题分析与计算例2-1 图2-18所示电路为一等效电路，其中L =0.8uH,Q 0=100,C =5pF,C 1 =20pF,C 2 =20pF,R =10k Ω,R L =5k Ω，试计算回路的谐振频率、谐振电阻。

题意分析 此题是基本等效电路的计算，其中L 为有损电感，应考虑损耗电阻0R (或电导0g )。

解由图2-18可画出图2-19所示的等效电路。

图2-18 等效电路 图2-19 等效电路(1)回路的谐振频率0f由等效电路可知L =0.8H μ，回路总电容C ∑为12122020515(pF)2020C C C C C C ∑⨯=+=+=++则0f ==45.97(MHz)=(2)R L 折合到回路两端时的接入系数p 为211212121112C C p C C C C C C ωω===++则9()2233110.50.0510s 510L P R -=⨯=⨯⨯ 电感L 的损耗电导0g 为0660011245.97100.810100g LQ ωπ-==⨯⨯⨯⨯⨯ ()643.3010s -=⨯总电导 23-3031110.0433100.05101010L g g P R R ∑-=++=+⨯+⨯⨯ ()30.193310s -=⨯谐振电阻 ()P 1 5.17k R g ∑==Ω例2-2 有一个RLC 并联谐振电路如图2-20所示，已知谐振频率f 0=10MHz,L =4μH ,Q 0=100,R =4k Ω。

试求(1)通频带20.7f ∆;(2)若要增大通频带为原来的2倍，还应并联一个多大电阻?题意分析 此题是一个RLC 并联谐振电路的基本计算，了解通频带的变化与回路电阻的关系。

解 (1)计算通频带电感L 的损耗电导0g 为 图2-20 RLC 并联谐振回路066001121010410100g LQ ωπ-==⨯⨯⨯⨯⨯()639.810s -=⨯回路总电导6031139.810410g g R ∑-=+=+⨯⨯ ()6289.810s -=⨯10回路的有载品质因数L Q 为666011g 21010410289.810L Q L ∑ωπ--==⨯⨯⨯⨯⨯⨯13.74=回路通频带()()6600.7101020.72810Hz 0.728MHz 13.74L f f Q ∆⨯===⨯= (2)若通带增大一倍，即20.71.456MHz f ∆=，计算应再并多大电阻R '根据题意要求通频带增大一倍，则回路的有载品质因数应减小一倍，即16.872LL Q Q '== 对应的'g ∑应该增大一倍，即 ()6'2579.610s g g ∑∑-==⨯ 因为0'11g g R R∑=++' 所以0''11g g g g R R ∑∑∑⎛⎫=-+=- ⎪'⎝⎭()6289.810s -=⨯则 3.45k R '=Ω图2-21 单调谐放大电路11例2-3 单调谐放大器如图2-21所示。

现代电器控制与PLC应⽤技术第2章课后答案解析王永华第2章《电⽓控制线路基础》思考题与练习题2.01、三相笼型异步电动机在什么条件下可直接启动?试设计带有短路、过载、失压保护的三相笼型异步电动机直接启动的主电路和控制电路，对所设计的电路进⾏简要说明，并指出哪些元器件在电路中完成了哪些保护功能?答：三相笼型异步电动机在⼩于10KW的条件下可直接启动。

题2.01、单向全压启动控制线路2.02、某三相笼型异步电动机单向运转，要求采⽤⾃耦变压器降压启动。

试设计主电路和控制电路，并要求有必要的保护措施。

2.02、⾃耦变压器降压启动控制线路2.03、某三相笼型异步电动机单向运转，要求启动电流不能过⼤，制动时要快速停车。

试设计主电路和控制电路，并要求有必要的保护。

L1L2FA2QA1SF2BBQA2QA3BSSF1QA1QA1QA3nQA3FA1控制电路L13M1L2L3FA0QA0QA3BB1QA1QA2RBS主电路MA2.04、某三相笼型异步电动机可正反向运转，要求降压启动。

试设计主电路和控制电路，并要求有必要的保护。

2.05、星形-三⾓形降压启动⽅法有什么特点并说明其适⽤场合?答：正常运⾏时定⼦绕组接成三⾓形的笼型异步电动机，可采⽤星形-三⾓形降压启动⽅式来限制启动电流。

星形-三⾓形降压启动的特点：1、启动时将电动机定⼦绕组接成星形，当转速接近额定转速时，定⼦绕组改接成三⾓形，使电动机在额定电压下正常运转。

2、启动时将电动机定⼦绕组接成星形，加到电动机的每相绕组上的电压为额定值的31。

3、星形启动电流降为原来三⾓形接法直接启动时的1/3，启动电流约为电动机额定电流的2倍左右，从⽽减⼩了启动电流对电⽹的影响。

4、启动转矩也相应下降为原来三⾓形直接启动时的1/3，转矩特性差。

星形-三⾓形降压启动线路适⽤于电动机空载或轻载启动的场合。

2.06、软启动器的启动和停车控制⽅式⼀般有哪些?与其他的启动⽅式相⽐有什么优点?答：(1)、斜坡升压启动⽅式(2)、转矩控制及启动电流限制启动⽅式软启动装置采⽤电⼦启动⽅法，其主要特点是：具有软启动和软停车功能，启动电流、启动转矩可调节，另外还具有电动机过载保护等功能。

电气传动变频器习题解答标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]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。

1-1交流异步电动机的变频调速方式与其他调速方式相比有什么优势？可以从低速到高速都保持很小的转差率，效率高，并且可以通过连续改变供电频率，实现无极调速，调速范围大，精度高，是一种较理想的调速方法，所以这是现在交流异步电动机的最常用的调速方式。

1-2什么是交流异步电动机的恒压频率比控制方式？什么是恒电动势频率比控制方式？各具有什么特点？改变定子绕组供电电源频率f1(1为下脚标，下面类同）进行变频调速时，同时协调地改变定子绕组的供电电压U1，使电压和频率比为常数，这就是变频调速中的恒压频率比控制方式，简称V/f 控制；在改变定子绕组供电电源频率f1进行变频调速时，若要维持磁通Φ1恒定，必须同时协调地改变定子绕组的感应电动势E1，使电动势和频率比为常数，这就是变频调速中的恒电动势频率比控制方式。

特点母鸡呀！1-3为什么采用V/f 控制方式时，低频时要采用电压补偿？V/f 控制的主要问题是低频工作时的输出转矩下降过大，这时若要维持每极气隙中主磁通量的恒定，定子绕组的漏阻抗上的压降不能再忽略，需要人为地把电压U1适当调高，近似地补偿定子绕组漏阻抗上的压降，因此现代变频器中均设置有相应的转矩提升功能或称为电压补偿功能。

1-4变频调速运行时，交流异步电动机的机械特性有什么特点？基频以下变频调速：交流电动机采用恒压频率比控制方式时，随着定子供电电压频率的降低，其机械特性是在额定频率下机械特性的一簇平行曲线，其最大转矩随频率的降低而减小。

基频以上变频调速：随着供电频率的升高，最大转矩随之减小。

由于同步转速随频率升高，电磁功率基本保持不变，机械特性随之上移，与他励直流电动机弱磁升速相似。

1-5生产机械的负载特性包括哪些类型，各有什么特点？包括：恒转矩负载、平方降转矩负载和恒功率负载。

恒转矩负载基本特点：负载转矩T L =常数；负载功率P L =n ∝kw 9550n T L ）（ 平方降转矩负载基本特点：负载转矩T L =k T n 2；负载功率P L =P k 9550n T L n 3 恒功率负载基本特点：;负载功率P L =常数；负载转矩T L =n1∝n 9550P L 1-6负载特性包含什么特性，分别指的是哪些物理量之间的关系？包括：负载机械特性和负载功率特性。