变频器原理及应用第7章习题解答

变频器原理及应用开课系部：机电工程系课程名称：《变频器原理及应用》1．变频器是将固定频率的交流电变换为频率连续可调的交流电的装置。

2．变频器的主电路不论是交-直-交变频还是交-交变频形式，都是采用电力电子器5.（错）交-交变频器的最大输出频率和市网电压频率一样，为50Hz。

6．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． 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。

11．下列选项中，（）属于变频器按控制方式分类。

A．U/f B．SF C．VC D．通用变频器12．下列选项中，（）属于按用途分类。

A．通用变频器 B．专用变频器 C．VC13．变频器主要应用在哪些方面？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：变频器是将固定频率的交流电变换为频率连续可调的交流电的装置。

15．简述电力电子器件的发展。

答案：SCR、GTO、GTR、MOSFET、IGBT、IPM16．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18．PD是指(电力二极管 )。

19．SCR是指(可控硅)。

20．GTO是指(门极关断晶闸管)。

21．IGBT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．电力二极管引出两个极，分别称为阳极A和阴极K。

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。

-------------------------------------装-----------------------------------订-----------------------------------------线------------------------------------- 山东工业职业学院学历继续教育《变频器原理与应用》试题（标准答案）班级姓名学号座号（重要提示：请用正楷字认真书写班级、姓名、学号等重要信息，切忌个性化签名）---------------------------------------密-----------------------------------封-------------------------------------线---------------------------------------专业电气自动化技术专业考核方式考试□√考查□闭卷□√开卷□命题教师刘娜考试时间100分钟题号一（20分）二（30分）三（20分）四（30分）总分（100分）得分阅卷人复核人一．填空题（每空1分，共20分）1、变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机（工作电源）的频率和幅度的方式来实现对交流电动机的（调速）控制。

2、变频器按滤波方式可分为（电压型）和（电流型）两种。

其中（电压型）变频器整流后靠电容来滤波；（电流型）变频器整流后靠电感来滤波。

3、变频器接线端子中，（主电路接线）端子是变频器与电源及电动机连接的接线端子；（控制电路）端子包括输入信号端子、输出信号端子、模拟信号设定端子。

4、输入电源必须接到变频器输入端子（L1、L2、L3）上，电动机必须接到变频器输出端子（U、V、W）上。

5、变频调速系统中禁止使用（反接）制动。

6、变频器运行控制端子中，FWD代表（正转），REV代表（反转），JOG代表（点动），STOP代表（停止）。

7、电动机在不同的转速下、不同的工作场合需要的转矩不同，为了适应这个控制要求，变频器具有（转矩补偿）功能。

第七章 异步电动机习题参考答案1．三相异步电动机主要由哪几部分组成，各部分的作用是什么？答：三相异步电动机主要由静止的定子和转动的转子两部分组成 。

定子的作用是在电动机内形成旋转磁场 ；转子的作用是进行机电能量的转换。

2．三相异步电动机的转子转速能否与旋转磁场的转速相等，为什么?答 ：在一般情况下，转子转速n 小于旋转磁场的同步转速n 0。

因为只有这两者之间存在速度差，转子和磁场之间才会存在相对运动，才能产生感应电动势、感应电流和电磁转矩。

所以，转子转速与旋转磁场转速之间的差值是必然存在的，即转子的速度与旋转磁场两者无法同步运转3．简述三相异步电动机的工作原理答 ：定子绕组中通以三相对称电流，在电动机定子内部产生旋转磁场。

转子绕组与旋转磁场的相对运动产生感应电动势和感应电流。

感应电流再在旋转磁场的作用下产生电磁力矩，驱动转子转动。

这是三相异步电动机的工作原理。

4．为什么说异步电动机是感应电动机？答：由于转子电流是由于电磁感应而产生，所以称之为感应电动机。

5．三相电源的相序对旋转磁场有何影响？答：旋转磁场的旋转方向由通入三相绕组中的电流的相序决定的。

即当通入三相对称绕组的对称三相电流的相序发生改变时，即将三相电源中的任意两相绕组接线互换，旋转磁场就会改变方向。

6．什么是转差率？通常感应电动机的约为多少？答：旋转磁场的同步转速n 0与转子转速n 的差值被称为转差n ∆。

转差n ∆与同步转速n 0的比值被定义为转差率s 。

实际电动机在工频下带额定负载运行时 s=0.01~0.087．三相异步电动机的电磁转矩能否随负载而变化？如何变化？答：负载增大，电动机的转速降低，按照AB 段，速度降低后转差率增大，产生的感应电动势增大，电流增大，电磁转矩随之增大，因此拖动转矩会增大去适应负载直至达到新的平衡，当拖动转矩等于负载转矩，就在较低的速度下重新稳速运行。

8．三相异步电动机如果有一相开路，会发生什么后果？答：三相异步电动机如果有一相开路，则旋转磁场无法形成，只能由剩余的两相形成脉振磁场。

第9章习题9解答1 .变频器储存时应注意哪些事项？答：①必须放置于无尘垢、干燥的位置。

②储存位置的环境温度必须在-20C〜+65C范围内。

③储存位置的相对湿度必须在0%〜95%范围内，且无结露。

④避免储存于含有腐蚀性气体、液体的环境中。

⑤最好适当包装存放在架子或台面上。

⑥长时间存放会导致电解电容的劣化，必须保证在6个月之内通一次电，通电时间至少5小时，输入电压必须用调压器缓缓升高至额定值。

2 .变频器的安装场须满足什么条件？答：变频器装设的电气室应湿气少、无水浸入；无爆炸性、可燃性或腐蚀性气体和液体,粉尘少；装置容易搬入安装；有足够的空间，便于维修检查；备有通风口或换气装置以排出变频器产生的热量；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。

若安装在室外，必须单独按照户外配电装置设置。

3 .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。

4 .变频器传动笼型电动机，电动机铭牌数据为，额定电压220V、功率IIkW,4极、额定电流22.5A,电缆铺设距离50m,线路电压损失允许在额定电压2%以内，试选择所用电缆的截面大小？解：(1)求额定电压下的容许电压降。

容许电压降：Z∖U=220VX2%=4.4V(2)求容许压降以内的电线电阻值。

电线电阻&=[(KXX)×4.4)∕√3×50×2())]Ω/km=2.54Ω/km(3)根据计算出的电阻选用导线。

由计算出的&值，从厂家提供的相关表格中选用电缆，如表I(M列出的常用电缆选用表，从中看到，应选电缆电阻2.54Q∕km以下的电缆，截面积为9mm205 .变频器系统的主回路电缆与控制回路电缆安装时有什么要求？答：选择主回路电缆时，须考虑电流容量、短路保护、电缆压降等因素。

《变频器技术及综合应用》教材参考答案1.1.4 思考与练习单选题1．电力电子器件一般工作在（ ）状态。

AA ．开关B ．放大C ．饱和D ．截止2．下列电力电子元件中，从控制类型角度，晶闸管属于（ ）器件。

BA ．不可控B ．半控型C ．全控型D ．电压控制型3．单相半波整流电路中，晶闸管触发角α的移相范围（ ）。

BA ．0～90︒B ．0～180︒C ．90︒～180︒D ．0～45︒4．在交-直-交变频器主电路中，将交流电转换为直流电的单元电路是（ ）。

AA ．整流电路B ．滤波电路C ．制动电路D ．逆变电路6．在交-直-交变频器主电路中，将直流电流电转换为交流电的单元电路是（ ）。

DA ．整流电路B ．滤波电路C ．制动电路D ．逆变电路7．在交-直-交变频器主电路中，将脉动的直流电转换为平滑直流电的单元电路是（ ）。

BA ．整流电路B ．滤波电路C ．制动电路D ．逆变电路8．在交-直-交变频器主电路中，吸收负载反馈能量的单元电路是（ ）。

CA ．整流电路B ．滤波电路C ．制动电路D ．逆变电路9．三相桥式整流电路是由（ ）个开关管组成。

CA ．3B ．4C ．6D ．910．三相桥式整流电路输出的（ ）个脉波直流电。

CA ．3B ．4C ．6D ．9简答题1． 写出交流异步电动机的转速公式，说明各种调速方法及特点。

答：交流异步电动机的转速公式：)1(60s pf n -= 交流异步电动机的三种调速方法：变极对数p 调速、变转差率s 调速及变电源频率f 调速。

①变极对数p 调速特点：优点是在每一个转速等级下，具有较硬的机械特性，稳定性好。

其缺点是转速只能在几个速度级上改变，调速平滑性差；②变转差率s 调速特点：变转差率调速又可采用降低定子电压、转子串电阻、串级调速实现。

降低定子电压调速特点：范围窄，机械特性软；适用范围窄；转子串电阻调速特点：只能有级调速，平滑性差；低速时机械特性软，静差率大，转子铜损高，运行效率低；串级调速特点：优点是：可以通过某种控制，使转子回路的能量回馈到电网，从而提高效率；在适当的控制下，可以实现低同步或高同步的连续调速。

第7单元测试题参考答案1.何为起动频率，其设置有什么作用？答：起动频率是指变频器开始有电压输出时所对应的频率。

起动频率的设置是为确保由变频器驱动的电动机在起动时有足够的起动转矩，避免电动机无法起动或在起动过程中过电流跳闸。

2.何为加速方式，其常见的形式有哪几种？答：加速过程中，变频器的输出频率随时间上升的关系曲线，称为加速方式。

常见的曲线形式有线性方式、S形方式和半S形方式等。

3.有一车床用变频器控制主轴电动机转动，要求用操作面板进行频率和运行控制。

已知电动机功率为22kW，额定电压为380V，功率因数为0.85，效率为0.95，转速范围200～1450r/min，请设定功能参数。

答：（1）快速恢复出厂设置P0003=1，P0010=30，P0970=1( 2 ) 电动机参数设置P0003=2，P0010=1，P0304=380，P0305=40，P0307=22，P0310=50，P0311=1450( 3 ) 相关功能参数设置P0700=1，P1000=1，P1080=7，P1082=50，P1120=10，P1121=10，P0010=04.项目训练：利用MM440变频器实现电动机三段速频率运转。

其中，DIN3端口设为电动机启停控制，DIN1和DIN2端口设为三段速频率输入选择，三段速度设置如下：第一段：输出频率为15Hz；电动机转速为840 r/min；第二段：输出频率为35Hz；电动机转速为1960 r/min；第三段：输出频率为50Hz；电动机转速为2800 r/min。

接线电路如下图所示，试完成电动机和变频器参数设置。

答：（1）恢复变频器工厂默认值。

设定P0010=30和P0970=1，按下P键，开始复位，复位过程大约3min，这样就保证了变频器的参数恢复到工厂默认值。

（2）设置电动机参数。

电动机参数设置完成后，设P0010=0，变频器当前处于准备状态，可正常运行。

（3）设置三段固定频率控制参数，如下表所示。

《变频技术应用》第7章 习题7解答1. 什么是U ／f 控制？变频器在变频时为什么还要变压？答：U ／f 控制是使变频器的输出在改变频率的同时也改变电压，通常是使U ／f 为常数，变频器在变频时还要变压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。

2.说明恒U ／f 控制的原理。

答：E 1为每相定子绕组的反电动势，它是定子绕组切割旋转磁场而产生的，其有效值计算如下：M N N k f E Φ=111144.4由于4.44k N1N 1均为常数，所以定子绕组的反电势E 1可用下式表示：M f E Φ∝11在额定频率时即f 1=f N 时，可以忽略△U ，可得到：U 1 ≈ E 1因此进而得到： U 1 ≈ E 1∝f 1ΦM此时若U 1没有变化，则E 1也可认为基本不变。

如果这时从额定频率f N 向下调节频率，必将使ΦM 增加，即f 1↓→ΦM ↑。

由于额定工作时电动机的磁通已接近饱和，ΦM 增加将会使电动机的铁心出现深度饱和，这将使励磁电流急剧升高，导致定子电流和定子铁心损耗急剧增加，使电动机工作不正常。

可见，在变频调速时单纯调节频率是行不通的。

为了达到下调频率时，磁通ΦM 不变，可以让=11f E 常数 有U 1 ≈ E 1，即可写为：=11f U 常数 因此，在额定频率以下，即f 1＜f N 调频时，同时下调加在定子绕组上的电压，即恒U ／f 控制。

3.什么是转矩补偿？答：转矩提升是指通过提高U ／f 比来补偿f x 下调时引起的T Kx 下降。

即通过提高U x (k u ＞k f )使得转矩T Kx 提升4.转矩补偿过分会出现什么情况？答：如果变频时的U ／f 比选择不当，使得电压补偿过多，即U x 提升过多，E x 在U x 中占的比例会相对减小(E x ／U x 减小)，其结果是使磁通ΦM 增大，从而达到新的平衡。

即： ↑→↑→Φ↑→↑→↓→↑↑→xx x M x x x U E E I I U E U 01 由于ΦM 的增大会引起电动机铁心饱和，而铁心饱和会导致励磁电流的波形畸变，产生很大的峰值电流。

《变频器技术应用》试题库一、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、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3、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4、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5、N2系列台安变频器频率控制方式由功能码（ B ）设定。

A：F009 B：F010 C：F011 D：F0126、型号为N2-201-M的台安变频器电源电压是（ B ）V。

A： 200 B：220 C：400 D：4407、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8、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：IGBT9、IGBT属于（ B）控制型元件。

A：电流 B：电压 C：电阻 D：频率10、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11、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12、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13、变频器安装场所周围振动加速度应小于（ C ）g 。

A： 1 B：0.5 C：0.6 D：0.814、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15、N2系列台安变频器操作面板上的SEQ指示灯在（）发光。

A：F10=0 B：F10=1 C：F11=0 D：F11=116、N2系列台安变频器操作面板上的显示屏幕可显示（ b）位数字或字母。