变频器原理及应用试卷.

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 ．2.342U
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 ．2.342cos 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 ．以上都不是
14．三相异步电动机的转速n 为（ B ）。

A ．160f p
B ．1
60p (1)f S C ．1f 60p D ．以上都不是 15．带式输送机负载转矩属于（ A ）。

A ．恒转矩负载
B ．恒功率负载
C ．二次方律负载
D ．以上都不是
16．卷扬机负载转矩属于（ B ）。

A ．恒转矩负载
B ．恒功率负载
C ．二次方律负载
D ．以上都不是
17．风机、泵类负载转矩属于（ C ）。

A ．恒转矩负载
B ．恒功率负载
C ．二次方律负载
D ．以上都不是
18．下列选项中，不是常见的传动机构的是（ D ）。

A ．带与带轮
B ．齿轮变速箱
C ．涡轮蜗杆
D ．电动机
19．下述选项中，不是高中压变频器调速系统的基本形式的是（ D ）。

A ．直接高-高型
B ．高-中型
C ．高-低-高型
D ．交-交变频器
20．控制比较简单，多用于通用变频器，在风机、泵类机械的节能运转及生产流水线的工作台传动等的是（ A ）。

A ．/U f
B ．转差频率
C ．矢量控制
D ．直接转矩
21．直流电动机具有两套绕组，励磁绕组和（ A ）。

A ．电枢绕组
B ．它励绕组
C ．串励绕组
D ．以上都不是
22．异步电动机的两套绕组是定子绕组和（D ）。

A ．电枢绕组
B ．它励绕组
C ．串励绕组
D ．转子绕组
23．下述选项中，不是变频器的加速曲线的是（ D ）。

A ．线性方式
B ．S 形方式
C ．半S 形方式
D ．Y 形方式
24．频率给定中，数字量给定方式包括面板给定和（ B ）
A ．模拟量
B ．通信接口给定
C ．电位器给定
D ．直接电压（或电流）给定
25．频率给定中，模拟量给定方式包括直接电压（或电流）给定和（ C ）。

A ．模拟量
B ．通信接口给定
C ．电位器给定
D ．面板给定
26．下述选项中，不能由电磁式仪表测量的是（ D ）。

A ．输入电压
B ．输入电流
C ．输出电流
D ．输出电压
27．空气压缩机一般选（ A ）变频器。

A ．通用型
B ．专用型
C ．电阻型
D ．以上都不是
28．空气压缩机案例中，变频器一般采用（ A ）控制方式。

A ．/U f
B ．转差频率
C ．矢量
D ．直接转矩
29．供水系统中，供水系统的基本控制对象是（ A ）。

A ．流量
B ．电流
C ．压强
D ．温度
30．恒压供水系统中，控制流量大小的参变量为（ B ）。

A ．流量
B ．压力
C ．压强
D ．温度
31．恒压供水案例中，变频器一般采用（ A ）控制。

A ．/U f
B ．转差频率
C ．矢量
D ．直接转矩
32．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
33．IGBT 属于（ B ）控制型元件。

A ．电流
B ．电压
C ．电阻
D ．频率
34．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
35．高压变频器指工作电压在（ D ）kV 以上的变频器。

A ．3
B ．5
C ．6
D ．10
36．（ A ）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。

A ．电压型
B ．电流型
C ．电感型
D ．以上都不是 37．公式00
n n s n -=中，s 表示（ A ）0n 表示（ B ）n 表示（ C ）。

A．转差率 B．旋转磁场的转速 C．转子转速 D．以上都不是
二.填空题
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件作为开关器件。

3. 只有一个环节就可以恒压恒频的交流电源转换为变压变频的电源，称为直接变频器，或称为交-交变频器。

4.变频器的频率指标有频率（范围）、频率（精度）、频率（分辨率）
5.三相鼠笼交流异步电动机主要有（变频）、（变转差）、（变极）三种调速方式
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。

7．三相电源的线电压为380V，则通用变频器直流母线的平均电压是（513 ）V。

在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上升至（760V）左右时，变频器过电压保护动作。

8．电流型变频器输出的电流波形为（矩形波），与负载性质无关；当带电动机负载时，输出的电压波形为近似（正弦波）；而电压型变频器输出的交流电压波形为（矩形波）。

9．在基频以下，变频器的输出电压随输出率的变化而变化，适合变频调速系统的（恒转矩负载特性）；在基频以上，变频器的输出电压维持电源额定电压不变，适合变频调速系统的（恒功率负载特性）。

10．根据调压方式的不同，交-直-交变频器又分为PAM和 PWM 。

11．变频器供电电源异常表现的形式有（缺相）、（电压波动）和（瞬间停电）
12．.变频器容量选择的基本原则是（负载电流）不超过变频器的（额定电流）
13.电力电子开关器件的发展经历的四个阶段为：门极可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR、电力场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极晶体管IGBT。

14.变频器的最常见的保护功能有过流保护、过载保护、过压保护、欠电压保护和瞬间停电
的处理以及其他保护功能。

15.基频以下调速时，为了保持磁通恒定，必须保持U/F=(常数）。

16．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.变频器主电路由（整流）电路、（中间）电路、（逆变器）三部分组成
18．电力二极管引出两个极，分别称为阳极A和阴极K 。

19．GTO晶闸管的门极控制电路包括门极开通电路、门极关断电路和反偏电路。

20．计算机技术和 自动控制理论 是变频器发展的支柱。

21．P-MOSFET 的保护主要有工作保护和 静电保护 。

22．绝缘栅双极型晶体管简称为 IGBT 。

23．IGBT 的静态特性包括传输特性和 输出特性 。

24．常用的电流型逆变电路主要有单相桥式和 三相桥式 。

25．整流电路按使用的器件不同可分为两种类型，即不可控整流电路和 可控整流电路
26．不可控整流电路使用的器件为 电力二极管
27．变频器的滤波电路有电容滤波和 电感滤波 。

28．逆变电路的基本形式有 半桥 逆变电路和 全桥 逆变电路。

29．制动有再生制动、直流制动和 反接制动
30．负载主要有恒转矩负载、 恒功率负载 、二次方律负载。

31．高（中）压变频器按主电路的结构方式分为交-交方式和 交-直-交方式 。

32．变频器的外形根据功率的大小有盒式和 柜式 。

33．变频器与外部连接的端子分为主电路端子和 控制电路端子 。

34．变频器频率给定有两种方法，一种是用变频器的操作面板来输入频率的数字量；另一种是从控制接线端子上用外部给定信号进行调节 35．上限频率和下限频率是指变频器输出的最高、最低频率，一般可通过 参数 来设置。

36．跳跃频率也叫 回避频率 ，是指不允许变频器连续输出的频率，常用J f 表示。

37．设定跳跃频率J1f =30Hz ，J2f =35Hz 。

若给定频率为32Hz 时，则变频器的输出频 30 Hz 。

38．点动频率是指变频器在 点动 时的给定频率。

39．起动频率是指电动机开始起动的频率，常用 s f 表示。

40．变频器的控制端子中设置3个开关x1、x2、x3，用其开关状态的组合来选择频率，一共可选择 7 个频率档。

41．程序控制，有些变频器中也称简易 PLC 控制。

42．PID 控制是 闭环 控制中的一种常见形式。

43．变频器和工频电源的切换有手动和 自动 两种。

44．变频器的主电路，通常用R 、S 、T 表示交流电源的输入端，用 U 、V 、W 表示输出端。

45．变频器的主电路中，断路器的功能主要有隔离作用和 保护 作用。

46．变频器的主电路中，接触器的功能是在变频器出现故障时 切断主电源 ，并防
止掉电及故障后的再起动。

47．变频器的主电路中，输入交流电抗器可抑制变频器输入电流的高次谐波，明显改善功率因数。

48．频率给定信号的方式有数字量给定和模拟量给定。

49．目前变频器主要使用的串行接口有RS-232和 RS-485 两种。

50．多台变频器上下安装在同一控制箱里时，其间应设置隔板。

51．变频器系统的调试遵循原则“先空载、继轻载、后重载
52．低速运行是指该生产机械所需要的最低转速。

53．低速运行时，电动机应在该转速下运行 1-2 h。

54．变频器的组成可分为主电路和控制电路。

55．变频器安装要求垂直安装，其正上方和正下方要避免可能阻挡进风、出风的大部件。

56．变频器可以在本机控制，也可在远程控制。

本机控制是由面板操作来设定运行参数；远控时，通过外部端子来对变频调速系统进行外控操作
57．变频调速时，基频以下的调速属于恒转矩调速，基频以上的属于恒功率调速。

58．通过通讯接口可以实现在变频器与变频器之间或变频器与计算机之间进行联网控制。

59．变频器的通、断电控制一般均采用接触器控制，这样可以方便的进行自动或手动控制，一旦变频器出现问题，可立即自动切断电源。

60．变频调速过程中，为了保持磁通恒定，必须保持U/f恒定。

61．变频器具有多种不同的类型：按变换环节可分为交-交型和___交-直-交_ 型。

62．变频器具有多种不同的类型：按改变变频器输出电压的方法可分为脉冲幅度调制（PAM）型和___脉冲宽度调制（或PWM）__型。

63．变频器具有多种不同的类型：按用途可分为专用型变频器和___通用____型变频器。

64．变频器的PID功能中，P指比例；I指积分；D指微分
65．变频器的各种功能设置与参数有关。

66．一台变频器可以控制多台电动机。

67．矢量控制的英文缩写是 VC 。

68．电力电子器件是变频器发展的基础。

三.判断题
1.（×）交-交变频器的最大输出频率和市网电压频率一样，为50Hz。

2．（√）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。

3．（√）电力二极管常用于将交流电变为直流电的整流电路中，也常用于具有回馈或许留作用的逆变电路中。

4．（√）晶闸管的门极触发电流很小，一般只有几十毫安到几百毫安。

5．（√）晶闸管导通后，从阳极到阴极可以通过几百、几千安的电流。

6．（√）要使导通的晶闸管阻断，必须将阳极电流降低到一个称为维持电流的临界值下。

7．（√）GTO具有自关断能力，属于全控器件。

8．（√）GTR是具有自关断能力的全控器件。

9．（√）电力MOS场效应晶体管简称P-MOSFET，具有驱动功率小、控制线路简单、工作频率高等特点。

10．（√）IGBT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。

11．（√）IPM的智能化表现为可以实现控制、保护、接口3大功能，构成混合式功率集成电路。

12．（√）电力二极管的内部结构是一个PN结，加正向电压导通，加反向电压截止，是不可控的单向导通器件。

13．（√）变频器的电容滤波，由于电容量比较大，一般采用电解电容。

14．（×）电压型逆变电路由于能量只能单方向传送，不能适应再生制动运行，因此应用范围很广，不受限制。

15．（×）交-交变频由于没有中间环节，能量转换效率较高，广泛应用于大功率的三相异步电动机和同步电动机的高速变频调速。

16．（√）交-交变频由于输出的频率低和功率因数低，其应用受到限制。

U是指电动机在额定情况下运行时，外加于定子绕组17．（×）电动机铭牌上的额定值
N
上的相电压。

I是指电动机在额定情况下运行时，定子绕组中能够18．（√）电动机铭牌上的额定值
N
长期、安全、连续通过的最大线电流。

P是指电动机在额定电压、额定频率下运行时，电动19．（√）电动机铭牌上的额定值
N
机轴上能够长期、安全、稳定的输出最大机械功率。

20．（√）由于变频器的保护功能较齐全，且断路器也有过电流保护功能，因此进线侧可不接熔断器。

21．（√）对于连续工作的负载来说，用于电动机在运行期间能够达到稳定温升，因此不允许电动机过载。

22．（√）高（中）压变频器通常指电压等级在1kV以上的大容量变频器。

23．（×）按国际惯例，高压变频器通常指电压在1kV以上小于10kV的大容量变频器。

24．（×）按国际惯例，中压变频器通常指电压等级在10kV以上的大容量变频器。

25．（×）直流电动机两套绕组的磁场在空间上互差 电角度。

26．（√）变频器矢量控制模式下，一只变频器只能带一台电动机。

27．（√）变频器矢量控制模式下，电动机的极数一般以4极电动机为最佳。

28．（√）变频器矢量控制模式下，变频器与电动机的连接线不能过长一般在30m以内。

29．（√）直接转矩控制是直接分析交流电动机的模型，控制电动机的磁链和转矩。

30．（√）变频器的输出端子不能连接到电力电容器或浪涌吸收器上。

31．（√）变频器的输出频率及变频器实际输出的频率，是整个拖动系统的运行频率。

f表示。

32．（√）变频器基准频率也叫基本频率，用
b
33．（√）变频器基准电压是指输出频率到达基准频率时变频器的输出电压，通常取电动机的额定电压。

34．（√）若没有什么特殊要求，一般的负载都选用线性方式。

35．（√）变频器的主电路中，输出交流电抗器可抑制变频器的辐射干扰和感应干扰，还可抑制电动机的振动。

36．（√）变频器的主电路中的输出交流电抗器是选购件，当变频器干扰严重或电动机振动时，可考虑接入。

37．（√）变频器面板显示，在变频器处于停机状态时，LED显示窗口停机状态参数，运行指示灯熄灭。

38．（√）变频器面板显示，在变频器接到正确的运行命令后，进入运行状态，LED显示窗口显示运行的状态参数，正转或反转运行指示灯亮。

39．（√）变频器面板显示，在变频器处于停机状态时，如果有故障，LED显示窗显示相
应的故障代码。

40．（√）变频器处于运行状态时，如果有故障，变频器立即停机。

41．（√）所谓外接给定，就是变频器通过信号输入端从外部得到频率的给定信号。

42．（√）给定频率与给定信号之间的关系曲线，称为频率给定线。

43．（×）由于RS-485串行接口的适用范围只有30m，故在变频器中使用的多为RS-232。

44．（×）PC与变频器的通讯协议唯一。

45．（√）变频器安装和维护必须遵守操作规则，方可保证变频器长期、安全、可靠地46．（×）变频器可存储在阴暗、潮湿的地方。

47．（√）变频器应避免储存于含有腐蚀性气体、液体的环境中。

48．（×）变频器可水平安装。

49．（√）变频器内部装有冷却风扇，相邻的物品和挡板将必须保持足够的空间。

50．（×）变频器与电动机之间的连接线越长越好。

51．（√）变频器控制回路易受外界干扰，必须对控制回路采取适当的屏蔽措施。

52．（√）变频器主、控电缆必须分离铺设，相隔距离按电器设备技术标准执行。

53．（×）变频器运行时，不会对电网电压造成影响。

54．（√）变频器容量较大时，可为其单独配置供电变压器，防止电网对变频器的干扰。

55．（√）磁电式仪表只能用来测量直流电流和电压。

56．（√）数字电压表不可测量变频器的输出电压。

57．（√）风机变频调速参数设置，上限频率不应超过额定频率。

58．（×）风机变频调速参数设置，下限频率一般为0。

59．（√）风机变频调速参数设置，容量越大，加减速时间越长。

60．（√）风机变频调速参数设置，加减速方式以半S方式比较适宜。

61．（√）变频器的滤波电路包括电容滤波和电感滤波。

62．（√）P-MOSFET的一般特性有转移特性、输出特性、开关特性。

63．（×）调速范围是指一个固定的速度值。

64．（√）变频器调速主要用于三相笼型异步电动机。

65．（×）整流电路的功能是将直流电转换为交流电。

66．（√）逆变电路的功能是将交流电转换为直流电。

67．（√）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。

68．（√）采用SF控制时，系统要有速度反馈。

四.简答题
1.变频器的发展趋势有哪些？
答案：网络智能化、专门化、一体化、环保无公害
2．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
3．什么叫变频器？
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。

4．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 5.变频器的主要功能有哪些？
答：（1）频率给定 （2）自动加减速控制（3）低频定子电压补偿（4）跳频
（5）顺时停电再启动（6）保护（7）控制方式选择（8）程序控制和PID 调节 6．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 7. 什么是晶闸管的导通控制？
答案：在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，同时在它的门极和阴极间也加正向电压形成触发电流，即可使晶闸管导通。

8．晶闸管的主要参数有哪些？
答案：电压、通态平均电流、IH 、（IL 、
TSM I 、du/dt 、di/dt ）写三个即可 9．解释调速范围。

答案：电动机在额定负载时所能达到的最高转速与最低转速之比 10．什么是晶闸管的维持电路？
答案：在室温或门极断开时，器件从较大的通态电流降至维持通态所必需的最小电流 11．晶闸管有哪些保护？
答案：过电流保护、过电压保护
12．画出交-直-交变频器的主电路图。

答案：
13．什么是动力制动？其有何别称？
答案：利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电动机的再生电能的方式；
别称再生制动
14．解释PAM 。

答案：一种通过改变电源电压d U 或电源电流d I 幅值，来进行输出控制的方式。

15．解释PWM 。

答案：是脉宽调制型变频，是靠改变脉冲宽度来控制输出电压，通过改变调制周期来控制其输出频率。

16．SPWM 波形成的方法有哪些？
答案：自然采样法、数字控制法、采用SPWM 专用集成芯片
17．什么是交-交变频？
答案：把电网频率的交流电变换成频率可调的交流电
18．异步电动机变频调速的理论依据是什么？ 答案：x 0x 60f n p。

19．例举高中压的交-交变频器的应用场合。

答案：冶金、钢铁 20．高中压变频器的技术要求主要体现在哪几个方面？
答案：可靠性要求高；对电网的电压波动容忍度大；降低谐波对电网的影响；改善功率因数；抑制输出谐波成分；抑制共模电压和d d u t
影响 21．目前常用的变频器采用的控制方式有哪些？
答案： /U f 控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制和单片机控制
22./U f 控制曲线的种类有哪些？
答案： 基本/U f 控制曲线、转矩补偿的/U f 曲线、负补偿的/U f 曲线、/U f 比分段的补偿线
23．什么是二次方律负载？
答案：指转矩与速度的二次方程正比例变化的负载
24．什么是转差频率（SF ）控制？
答案： 是检测出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，然后以电动机速度对应的频率与转差频率之和作为变频器的给定输出频率。

25．什么是加速时间？
答案：指工作频率从0Hz 上升到基本频率所需要的时间。

26．什么是减速时间？
答案：指变频器的输出频率从基本频率下降到0Hz 所需要的时间。

27．变频器的保护功能有哪些？
答案：过电流保护、电动机过载保护、过电压保护、欠电压保护和瞬间停电的处理。

28．什么是给定信号？
答案：在变频器中，通过面板、通信接口或输入端子调节频率大小的指令信号
29．变频器常见故障有哪些？
答案：过电流、过电压、欠电压、变频器过热、变频器过载、电动机过载
30．变频调速恒压供水系统设计时，应遵循哪些原则？
答案：蓄水池容量应大于每小时最大供水量、水泵扬程应大于实际供水高度、水泵流量总和应大于实际最大供水量
31. 变频调速的基本原理 答：交流电动机的同步转速1060f n p =，异步电动机的转速1060(1)(1)f n n s s p
=-=-，由此可见，若能连续地改变异步电动机的供电频率1f ，就可以平滑地改变电动机的同步转速和相应的电动机转速，从而实现异步电动机的无级调速，这就是变频调速的基本原理。

32.试述变频调速系统的优点。

答：变频调速的优点主要有：
（1）调速范围宽，可以使普通异步电动机实现无级调速；
（2）启动电流小，而启动转矩大；
（3）启动平滑，消除机械的冲击力，保护机械设备；
（4）对电机具有保护功能，降低电机的维修费用；
（5）具有显著的节电效果；
（6）通过调节电压和频率的关系方便的实现恒转矩或者恒功率调速。