变频调速问答_三_变频器功率因数问题
电机拖动与变频调速课后练习第三章完整习题练习题带答案
第三章第一节三相异步电动机的基本结构和工作原理（P59）1.三相异步电动机为什么会旋转，怎样改变它的转向？答：三相异步电动机的旋转原理是当定子绕组通入三相交流电流后，在空间产生了一个转速为n1的旋转磁场，设旋转磁场以顺时针方向旋转，则相当于转子导体向逆时针方向旋转切割磁场，在转子导体中就产生感应电动势。
方向由右手定则判定。
因为转子导体已构成闭合回路，转子绕组中有电流通过。
根据电磁力定律，转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，产生电磁转矩，使电动机转子跟着旋转磁场方向顺时针旋转，方向由左手定则判定，其转速为n。
要想改变它的转向可以将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的任意两根对调。
2．异步电动机中的空气气隙为什么做的很小？答:异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流（空载电流），从而提高电动机功率因数。
因为异步电动机的励磁电流是由电网供给的，故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。
而励磁电流又属于感性无功性质、故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。
3.三相异步电动机转子电路断开能否起动运行？为什么？答：不可以。
转子绕组中不能产生电流，也就不能产生电磁力。
4.三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能起动？而运行中断了一相电源线，为什么仍能继续转动？这两种情况对电动机将产生什么影响？答：三相异步电动机断了一根电源线后，则三相电源变成了单相电源，由于单相电源所产生的磁场为脉动磁场，所以三相异步电动机不能正常起动（原理同单相异步电动机）。
而三相异步电动机在运行时断了一根电源线，虽此时也为单相运行，但因转子是转动的，脉动磁场对转子导体产生的作用力在两方向上不同，所以电动机仍能继续转动。
这两种情况对电动机均有很大的影响。
两种情况均为过载运行，长时间工作会损坏电动机。
5.假如有一台星形联结的三相异步电动机，在运行中突然切断三相电流，并同时将任意两相定子绕组（例如U、V相）立即接入直流电源，这时异步电动机的工作状态如何？画图分析。
变频器参数设定及现场常见问题
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变频器参数设定及现场 常见问题
孙 宏伟 侯 豪利 中 国长城 铝业 公 司水泥 厂 （ ５ ０ １ ４ ０ ４） 间 。对水 泵风 机 以 自由制 动 为 宜 ， 实行 快 速强 力 制
动易 产生严 重 “ 水锤 ” 效应 。
人 员 的 工 作量 我 厂 所 用 变频 器 主要 品 牌 有 西 门
子 ： ＭＭＶ、 Ｖ、 Ｃ ６ Ｅ ０ ＭＤ Ｅ Ｏ、Ｓ ７ ；安 川 ：５ Ｇ 、 ７ Ｐ、 ５Ｇ ；
减少 电机 噪音 ， 提高 电机 效率 ｄ基 底 频 率 设 定 ：基 底 频 率 标 准 是 ５ Ｈ ０ ｚ时 ３ ０ 即 ＷＦ ３ ０５ ＝ ．。 因重 载 负荷（ 回转 窑 ， ８ Ｖ， ＝ ８ ／０ ７ 但 ６ 如
一
动控制（ 与上位机联网） 创造了条件。 ③变频调速器
在较 大功 率 （５ Ｗ 以上 ） １ｋ 的风 机 、 类 中应 用 ， 泵 可节
般起 动频 率从 ０开 始
ｅ 控制 方 式选 择 ： 般情 况 恒转 矩 负 载 ＵＦ 线 一 ／＝ 电 １ 以上 ， ／ ４ 且大大减少维修费用。 ④调整系统整体 泵类 和 风机 负载用 ＵＦ 平方 型 控制 以 ／＝ 可靠 性 提高 ， 障率 低 ， 故 免维 护周 期 较 长 ， 轻 维 护 性 控制 方式 ． 减
Ａ Ｂ： Ｃ ２ ０、 Ｃ ４ ０、 Ｃ ６ ０等 系列 还 有 富 士 、 Ｂ Ａ Ｓ０ Ａ Ｓ０ Ａ Ｓ０
三菱 、 三肯 等 品牌
冷 却机 ， 碎 机 ， 破 皮带 机 ， 拌 机 ， 升 机 等） 动 不 搅 提 起
了． 调其 他 参 数 往 往 无济 于事 ． 调基 底 频 率 是 个 而 有 效 的方法 ：将 ５ Ｈ 设 定值 减 小到 ３ Ｈ 或 以下 ． ０ｚ ０ｚ 这时 Ｖ Ｆ ７６ ／＞ ．．在 同 频率 下尤 其 低 频段 时 输 出 电压 增 高（ 即转 矩 ｕ ， 般重 载负 荷都 能较 好的起 动 。 ２一 ）
变频器试题及答案
1、变频器的外形根据功率的大小有盒式和柜式。
2、通用变频器的发展方向是低成本的简易型和高性能的多功能。
3、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。
4、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8 个频率档。
5、变频器按控制方式分类：压频比控制变频器( V/f ) 、转差频率控制变频器(SF) 、矢量控制(VC) 、直接转矩控制。
6、变频器产生谐波时，由于功率较大，因此可视为一个强大的干扰源，其干扰途径与一般电磁干扰途径相似，分别为传导、辐射和二次辐射、电磁耦合、边传导边辐射等。
变频器的保护措施，过流保护、电动机过载保护、过压保护、欠压保护、瞬间停电什么是U/f控制？变频器在变频时为什么还要变压。
在进行电动机调速，通常要考虑的一个重要因素是希望保持电动机每极磁通量为额定值，保持不变。
如果磁通太弱就等于没有充分利用电动机的铁心，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，过大的励磁电流会使绕组过热，从而损坏电动机。
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，这样可使电动机的磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的转矩、效率、功率因数不下降。
1.交流变频调速特性(1)调速时平滑性好，效率高。
低速时，特性静关率较高，相对稳定性好。
(2)调速范围较大，精度高。
(3)起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。
(4)变频器体积小，便于安装、调试、维修简便。
(5)易于实现过程自动化。
(6)在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。
1．变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和电流型；按用途可分为通用型和专用型。
2．变频器的组成可分为主电路和控制电路。
4．变频器安装要求其正上方和正下方要避免可能阻挡进风、出风的大部件，四周距控制柜顶部、底部、隔板或其他部件的距离不应小于 120mm。
变频器的功率因数
变频器的输入电流与电动机所需的功率、供电电压、变频器的效率、功率因数等有关。
而变频器的功率因数是随着电源的阻抗而变化的，低阻抗导致较低功率因数，高阻抗导致较高的功率因数。
由于变频器所带负载是电动机，使输入输出的功率因数不一样，用变频器后输出端的功率因数是高于输入端功率因数的。
电动机的电流取决于所需的轴功率，电动机的功率因数通常比变频器的功率因数要低，由于这个特点，变频器的输入电流就会比所驱动的电动机电流要小一些。
如有一台15KW／380V的4极电动机，用一台对应的变频器拖动，现把相关参数计算如下：
从上可看出，变频器的输入电流比输出电流小是客观存在的。
有人认为以下因素也会导致变频器的输入电流比输出电流小。
变频器的输出电流是由逆变器提供的，通过脉宽调制电流的波形近似于正弦，只有增大输出，才能保证负载的需要，一般大于输入的10%。
变频器在运行时输入端、输出端的电流含有高次谐波，很难测量出相位角，按传统测量方法也会产生测量误差。
常规仪表测量含有谐波成分的电流、电耗是会有一定的误差，但不管测量的结果如何，变频器的输入功率因数一般较高，约0.95以上，而电机输入功率因数，一般为0.85左右，那么从能量守恒来考虑。
输出电流必定比大于输入电流才能满足等式的平衡。
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变频技术：变频技术考试考试题模拟考试考试时间：120分钟 考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。
1、问答题什么是软开关，什么是硬开关？ 本题答案： 2、填空题在模拟量控制线中，由于模拟量信号的抗干扰能力较差，因为必须采用（ ），在连接时，屏蔽层靠近变频器一侧应接变频器的（ ），另一端应（ ）。
本题答案： 3、单项选择题卷扬机负载转矩属于（ ）。
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 本题答案： 4、问答题一般的通用变频器包含哪几种电路？ 本题答案： 5、问答题试说明GTR 三种缓冲电流的特点？ 本题答案： 6、问答题姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------矢量控制的理念是什么？矢量控制经过哪几种变换？本题答案：7、问答题变频器为什么要垂直安装？本题答案：8、填空题变频器的干扰主要包括有（）两部分。
本题答案：9、填空题点动频率是指变频器在（）时的给定频率。
本题答案：10、问答题电动机的额度功率是它吸收电能的功率吗？本题答案：11、名词解释外接给定本题答案：12、判断题对于连续工作的负载来说，由于电动机在运行期间不能够到达稳定温升，因此允许电动机过载。
本题答案：13、填空题旋转体的惯性，常用（）来度量。
本题答案：14、问答题交-交变频有什么优点和缺点？本题答案：15、单项选择题多段速度运行是指（）。
A.在几个不同的频率下运行B.在同一个频率下运行C.在工频下运行D.不运行本题答案：16、填空题变频器输入侧的额定值主要是（）和（）。
变频器功率因数控制
变频器功率因数控制在现代工业生产中，变频器作为一种重要的驱动设备，被广泛应用于各种电动机控制系统中。
而变频器功率因数控制则是其中的一项关键技术，它可以有效地改善电动机的功率因数，提高能效，减少能耗。
本文将从功率因数的基本概念入手，介绍变频器功率因数控制的原理、方法和应用。
一、功率因数的基本概念功率因数是指电路中有用功和视在功的比值，用来表示电路中有用功的效果。
功率因数的范围是-1到1，当功率因数为1时，说明电路中的有用功和视在功完全一致，电路的效率最高。
而当功率因数小于1时，说明电路中存在一定程度的功率损耗，电路效率下降。
二、变频器功率因数控制的原理变频器功率因数控制的原理主要是通过改变变频器输出电压的相位角，使得电动机的供电电压与电流的相位一致，从而达到提高功率因数的目的。
具体来说，变频器通过监测电动机的电流波形，并与电动机的负载特性进行匹配，控制输出电压的相位角，使得电动机的功率因数接近1。
三、变频器功率因数控制的方法1. 预设功率因数法：通过预先设定目标功率因数的方式，控制变频器的输出电压相位角。
这种方法需要提前测量负载特性，并根据实际需要进行合理的设定。
2. 自适应功率因数法：根据电动机的工作状态和负载变化，实时调整输出电压的相位角。
这种方法适用于负载变化较大或工作条件复杂的场合。
3. 即时功率因数法：根据电动机的当前工作状态和负载情况，实时测量功率因数，并进行动态调整。
这种方法可以实现最佳的功率因数控制，提高能效。
四、变频器功率因数控制的应用1. 异步电动机驱动：变频器功率因数控制可以应用于各类异步电动机的驱动系统中，有效改善电动机的功率因数，提高工作效率。
2. 高要求的生产设备：在对功率因数要求较高的生产设备中，如电力变频供应系统、石化设备等，采用变频器功率因数控制可以有效降低系统的能耗，提高系统的稳定性。
3. 节能改造项目：对于一些需要进行节能改造的工程项目，如电梯、风机等，通过引入变频器功率因数控制技术，可以实现能耗的降低，达到节能减排的目的。
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1、填空题IGBT 的静态特性包括传输特性和（ ）。
本题答案： 2、问答题简述变频器的抗干扰问题。
采取何措施加以预防？ 本题答案： 3、问答题串联二极管式电流型逆变电路中，二极管的作用是什么？试分析其换相过程。
本题答案： 4、填空题改善变频器功率因数偏低根本途径是（ ）。
采用较好的方法是串入（ ）。
本题答案： 5、问答题交-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？ 本题答案： 6、问答题GTO 晶闸管用作中压变频器需要改进的地方主要有哪几方面。
本题答案： 7、问答题 什么是变频技术？姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------本题答案：8、填空题变频器的各种功能设置与（）有关。
本题答案：9、单项选择题三菱FRA540系列变频器是（）。
A.恒压供水专用变频器B.注塑机专用变频器C.中央空调专用变频器D.通用变频器本题答案：10、问答题传感器的输出信号为1.5～5V，直接作为变频器的给定信号，但要求输出频率的范围是0～50Hz，。
试做出率频给定线l16、填空题VC控制的基本思想是将异步电动机的定子电流分解为（）电流分量的和产生转矩的电流分量。
本题答案：17、填空题PID控制是（）控制中的一种常见形式。
本题答案：18、判断题将变频器R，S，T端与U，V，W端子接反会烧坏变频器。
本题答案：19、问答题什么是二次方律负载？本题答案：20、问答题若变频器拖动的负载为笼型电动机，选择变频器时应考虑哪些问题？本题答案：21、问答题变频器常见故障有哪些？本题答案：22、单项选择题下述选项中，（）不是高中压变频器调速系统的基本形式。
变频调速技术期末考试试题
变频调速技术期末考试试题### 变频调速技术期末考试试题#### 一、选择题（每题2分，共20分）1. 变频调速技术中，V/F控制指的是：A. 电压与频率成正比B. 电压与频率成反比C. 电压与频率无关D. 电压与频率的平方成正比2. 以下哪个不是变频器的组成部分？A. 整流器B. 中间电路C. 逆变器D. 电动机3. 变频器在调速过程中，以下哪个参数是不变的？A. 电压B. 频率C. 转速D. 功率因数4. 以下哪种方式不属于变频器的控制方式？A. 模拟控制B. 数字控制C. 机械控制D. 微机控制5. 变频器的输出频率与输入频率的关系是：A. 线性关系B. 非线性关系C. 没有关系D. 取决于变频器的型号#### 二、填空题（每空2分，共20分）1. 变频调速系统通常由________、________和________三个基本部分组成。
2. 变频器的输入侧通常采用________型整流器，以减少对电网的污染。
3. 变频器的输出电压波形是________，这可以通过________来实现。
4. 变频调速系统可以实现________和________两种控制方式。
5. 变频调速技术在________、________和________等领域有广泛应用。
#### 三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述变频调速技术的优点。
2. 描述变频器的工作原理。
3. 说明V/F控制和矢量控制的区别。
#### 四、计算题（共30分）1. 已知某电动机的额定功率为7.5kW，额定电压为380V，额定频率为50Hz。
请计算在额定条件下电动机的额定电流。
（10分）2. 如果上述电动机通过变频器调速，当频率增加到60Hz时，电动机的转速和输出功率将如何变化？（10分）3. 假设变频器的效率为95%，计算在60Hz频率下，输入功率和输出功率分别是多少？（10分）#### 五、论述题（共30分）1. 论述变频调速技术在工业自动化中的应用及其对节能降耗的影响。
变频调速理论基础-复习及习题解答 2
（忽略转子电阻损耗）转子磁链恒值，机械特性线性，
Tf 带定子电压补偿的U1/f1=K
稳态性能和动态性能好，最难实现。 这是矢量控制追求的目标。
问题3-3：交流异步电动机变频调速系统在基速以上和基速以下分别采 用什么控制方法，磁通、转矩、功率呈现怎样的变化规率？并请用图形 表示。
三、交流异步电动机变频调速的理论基础
问题3-1：在电动机调速时，为什么要保持每极磁通量为额定值不变？ 对直流电机和交流异步电机，分别采用什么方法使电机每极的磁通恒 定？
Eg Φm =K f1
异步电机的气隙磁链在每相定子中的感应电动势Eg=4.44f1N1kN1Φm 如果使Eg/f1=K气隙磁链保持不变，
问题3-7：已知一台异步电动机参数如下：PN＝3KW，U1N＝380V， I1N=7.5A，nN=1450r／min，电枢绕组电阻R1＝1.5，R2＝0.823。 定子漏抗Lσ1=0.0038H，转子漏抗L’σ2＝0.00475H，励磁电感Lm ＝0.0968H，励磁电阻Rm＝1.49，试计算： 1 在U1/f1=C 方式控制下， f1=5Hz时U1 =? 2 在Temax=C 方式控制下， f1=5Hz时U1 =? 3 在f1=5Hz时，U1/f1=C 方式控制下， Temax=? 4 在f1=50Hz时，U1/f1=C 方式控制下， Temax=?
问题3-15：异步电动机变压变频调速时，采用（ B ）控制方式，可获得
一线性机械特性。
A、U1／f1=常值；
B、Eg/f1=常值；
C、Es/f1=常值；
D、Er/f1=常值
问题3-16：一般的间接变频器中，逆变器起（ B ）作用。
功率因数修正 功率因数修正型号变频器的功率调整
功率因数修正功率因数修正型号变频器的功率调整在现代工业生产中，电能的有效利用和供电质量成为了重要的问题。
功率因数修正技术的出现解决了电能利用效率低下和电网负载能力不足等问题。
功率因数修正型号变频器通过调整功率因数，使得电网负载能力得到充分利用，提高电能的利用效率。
一、功率因数修正的原理与优势功率因数修正技术是通过改变电源电压与电流波形之间的相位关系，使功率因数接近于1的技术手段。
功率因数是指实际有用功与视在功之比，是衡量电能利用效率的重要指标。
当功率因数为1时，电能得到了最大的有效利用，电网负载能力得到充分利用。
功率因数修正型号变频器通过内置的功率因数修正电路，能够根据电网的需求主动调整输出功率的相位，保持功率因数接近1。
与传统的变频器相比，功率因数修正型号变频器具有以下优势：1. 提高电能利用效率：功率因数修正型号变频器通过调整输出功率的相位，使得实际有用功与视在功之比接近1，提高了电能的有效利用效率。
2. 降低能源损耗：功率因数修正型号变频器能够减少功率因数偏离1所导致的无功功率损耗，降低了电能消耗和能源浪费。
3. 提高电网负载能力：功率因数修正型号变频器能够使电网负载能力得到充分利用，降低了电网的负荷压力，延长了电网设备的使用寿命。
4. 减少电网污染：功率因数修正型号变频器能够降低电网的谐波污染和电压波动，提高供电质量，保护了电网和其他电气设备的安全运行。
二、功率因数修正型号变频器的功率调整方法功率因数修正型号变频器的功率调整方法主要包括以下几种：1. 设定目标功率因数：用户可以根据实际需求，通过设置变频器的目标功率因数，使得变频器能够主动调整输出功率的相位，保持功率因数接近目标值。
2. 自动功率因数修正：功率因数修正型号变频器具有自动功率因数修正功能，能够根据电网的需求自动调整输出功率的相位，保持功率因数接近1。
3. 外部功率因数修正：功率因数修正型号变频器可以通过外部电路连接电容器或电感器等器件，对系统功率因数进行修正。
变频器功率因数是多少-
变频器功率因数是多少?变频器的输入电流变频器的输入电流是三相交流电源经全波整流后向滤波电容器C 充电的电路。
显然，只有当电源的线电压UL的瞬时值大于电容器两端的直流电压UD 时，才进行充电。
所以，输入电流总是出现在电压的振幅值附近，呈不连续的冲击波形式。
它具有很大的高次谐波成分。
充电电流总是出现在电源峰值附近的有限时间内，呈不连续的脉冲波形。
高次谐波的瞬时功率一部分为“ + ”，另一部分为“一”，属于无功功率。
这种无功功率使得变频调速系统的功率因数较低，约为O.7 ～0.75 。
由于变频器输入侧功率因数较低的原因。
不是电流波形滞后于电压，而是高次谐波电流造成的，所以不能通过并联补偿电容器来提高功率因数．而应设法减小高次谐波电流，具体措施就是接入电抗器，接在三相电源与整流桥之间。
直流电抗器，接在整流桥与滤波电容器之间。
使用其中一种就有明显效果，两种共同使用可将功率因数提高到0.95 以上。
直流电抗器除了提高功率因数外。
还能限制接通电源瞬间的充电涌流。
另外，不允许在变频器输出端，即与电动机的连接端并接电容器。
1．变频器输入侧功率因数的特点(1)畸变因数在变频器的输入电流中，谐波成分很大，所以变频器输入电流的畸变因数v较低，导致功率因数降低。
(2)位移因数高因为变频器输入电流的基波分量基本上是与电源电压同相位的，所以其位移因数很高，几乎等于1。
2．功率因数表的测量结果(1)功率因数表的特点功率因数表是根据偶衡表的原理制作的，其偏转角与同频率电压和电流间的相位差有关。
所以，它能够准确地测量位移因数。
但对于谐波电流，则由于它在一个周期内所产生的电磁力将互相抵消，对指针的偏转角不起作用，所以功率因数表不能测定畸变因数。
(2)变频器功率因数的测量误区有人用功率因数表来测量变频器输入侧的功率因数，并以此证明使用变频器后，可提高功率因数，这是错误的。
因为变频器输入侧的功率因数降低的根本原因，在于其具有相当强的谐波电流，导致畸变因数较低，而功率因数表偏偏不能测定畸变因数。
变频调速系统的常见问题及解决办法
５ 防止 变频器 高次谐 波对其它设
备造成影响
为了 防止 变 频器 高 次 谐波 传 导干 扰 对 整个 电
阿的影响 ， 车间 内有晶 闸管控制装置等 整流装置 时． 则应 给变频 器输 入端 配置变 压 器或 电探 电抗 器
对于要求宽范围调速的设备， 尤其是要求长期
低 速运行 的设 备 ， 因普 通 的压频 比一定 的 变援器 存 在 着 由于续流 作用 引起的 死 区效应 。 种死 区效 应 这
是影响低速性能的主要因素。 因此我们在变擐器选 型上要特别注重对其 Ｐ ＷＭ 控制模式做详尽了解 。 目前市场上各类变频器规格很多 ，ＷＭ 控错模式 Ｐ
转矩补偿功能的变频器（ 对于数字型变频器则具有
自动转矩 补偿选 择功能 ） 。
维普资讯
《１小 型 电 饥 ！１ｉ， ９ １ ｌ １ ￣ ｚ２ 【 ） ２Ｊ ｌ
喹 额 凋速 系统 的 常
题 般 解 决 办 法
包 括 正弦 自然 采 样法 、 则 采 样法 、 定 谐波 消 除 规 指
ｓ ｙｓｔ ｅｍ ・
化专业 ， 学士学 位 ． 助理
工程师 。目前从事 Ｄ ＯＳ
系统维护工作 。
Ｋｅ ｒ ｓ Ｅｌｃ ｒｃｍａ ｈｎ Ｖａ ｉｂｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ Ｓ ｓｅ ｙｗｏ ｄ ： ｅ ｔｉ ｃ ｉｅ ｒａ ｌ ｒｑ ｅ ｃ ｙ ｔ ｍ
变 频调 速 技 术 目前 已应 用到 生产 和 生 活 中 的
王军 １７ ９ ２年 ８月 生 ，
１９ ９６年 ７月毕业 亍郑州 工业大 学工业 电 气 自动
Ｆａ ｉｉ ｒ Ｐｒ ｂ ｅ ｎ ｓ ｌ ｅ ｔ ｍ ｌａ ｏ ｌ ｍ ａ ｄ Ｒｅ ｏ ｖ ｎ ｔ ｒ ａ ｌ ｅ ｕ ｎｃ ｙ ｔ ｍ ｏ Ｖａ ｉ ｂ ｅ Ｆｒ ｑ ｅ ｙ Ｓ ｓ ｅ
变频器基础知识复习题
1、什么是变频器？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、PWM和PAM的不同点是什么？PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调制方式。
PAM 是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅值调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。
3、电压型与电流型有什么不同？变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。
4、为什么变频器的电压与频率成比例的改变？任何电动机的电磁转矩都是电流和磁通相互作用的结果，电流是不允许超过额定值的，否则将引起电动机的发热。
因此，如果磁通减小，电磁转矩也必减小，导致带载能力降低。
由公式E=4.44*K*F*N*Φ可以看出，在变频调速时，电动机的磁路随着运行频率fX是在相当大的范围内变化，它极容易使电动机的磁路严重饱和，导致励磁电流的波形严重畸变，产生峰值很高的尖峰电流。
因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。
这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。
5、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加；对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那么电流是否增加？频率下降（低速）时，如果输出相同的功率,则电流增加，但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。
6、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。
变频器功率因数保护与控制
变频器功率因数保护与控制在工业生产和电力传输中，变频器是一种常用的电气设备，用于控制电机的转速和运行。
然而，使用变频器时，功率因数的保护和控制变得尤为重要。
本文将讨论变频器功率因数保护与控制的重要性，并介绍一些相关的措施和技术。
一、功率因数的定义与意义功率因数是指交流电路中的有功功率和视在功率之比。
它的数值范围从-1到1之间，其中负值表示存在功率因数补偿电路。
功率因数的大小直接影响电力系统的效率和稳定性。
一个低功率因数不仅会导致系统电能的浪费，还会引起电力系统的不稳定和设备的过热。
二、变频器功率因数问题由于变频器的工作原理，其输出功率的波形通常是非正弦的。
这意味着变频器对电力系统的功率因数会产生负面影响。
变频器引入的谐波和扭矩脉动会导致电力系统的功率因数下降。
三、功率因数保护与控制的重要性保护和控制变频器的功率因数对于维持电力系统的稳定和高效运行至关重要。
以下是功率因数保护和控制的几个重要原因：1. 提高能源利用率：保持系统的功率因数接近1可以最大限度地减少功率损耗，提高能源利用效率。
2. 减少电网的负荷和过载：维护正常的功率因数，可以减少电流的流动，降低电力系统的负载和过载。
3. 避免设备过热：功率因数的下降会导致电缆、电机和变频器等设备过热。
保护功率因数可以延长设备的寿命，减少维修和更换成本。
4. 合规要求：许多国家和地区对电力系统的功率因数有着严格的合规要求。
通过控制功率因数，可以确保企业符合相关的法规和标准。
四、功率因数保护与控制的措施和技术为了保护和控制变频器的功率因数，可以采取以下措施和技术：1. 安装功率因数校正装置：这些装置可以监测和自动校正功率因数，确保它保持在所需的范围内。
2. 使用谐波滤波器：谐波滤波器能够过滤掉由变频器引入的谐波，提高系统的功率因数。
3. 优化变频器参数：通过调整变频器的参数和算法，可以减少谐波和扭矩脉动的产生，提高功率因数。
4. 设备协调运行：电力系统中的各个设备应该协调运行，以确保功率因数的稳定和高效。
变频器的功率因数
（2）数字式仪表 ）
（3）整流式仪表 （准确） ）
2、输入电流的测量 （要修正）
非正弦电流的测量
电流互感器的误差原因
以7次谐波电流为例： （1）互感器绕组和仪表绕组的感抗 ∴ f7↑→XL7＝2πf7L↑→I7↓ （2）绕组分布电容的分流作用加大 f7↑→IC7↑→I7↓ （3）铁心的导磁率 f7↑→µ↓（µ－导磁率） （4）铁心中的功率损失 f7 ↑→P7↓（ P7 －副方的七次谐波电流功率） ∴ I5’＜ I5； I7’＜ I7； I11’＜ I11；……
2 1 2 5 2 7
3、提高功率因数的方法 、
（1）配接交、直流电抗器 ）配接交、
交流电抗器除了可以将功率因数提高至（０. ７５～０.８５）外，还具有削弱浪涌电流和 电源电压不平衡的影响。 配接直流电抗器，功率因数可提高至０.９以 上。
（2）采用 脉波整流 ）用12脉波整流
七、变频器主电路的测量 变频器主电路的测量
六、变频器的功率因数
变频调速系统的功率因数究竟是高还是低？ 变频调速系统的功率因数究竟是高还是低？
1、变频器的输入电流 、
功率因数的完整定义
功率因数的两个方面
功率因数的公式
λ＝P/S=υ•cosφ υ──电流的畸变因数，等于电流基波分量的有效值 与总有效值之比：
v=
I1 I + I + I +L
3、功率的测量 、
（1）输入电流的特点 ） 额定频率时的直流电压波形（重载）
低频时的直流电压波形（轻载）
（2）功率的测量 ）
（输入功率测量：三相分别测量再相加） 输入功率测量：三相分别测量再相加）
变频器的使用方法及参数调整
变频器的使用方法及参数调整1. 什么是变频器？变频器（Variable Frequency Drive，简称VFD），也被称为交流调速器，是一种用于控制交流电机转速的装置。
它通过改变电机输入的电压和频率，实现对电机转速的精确控制。
变频器广泛应用于工业生产中，可以提高生产效率、节约能源、减少机械磨损，是现代工业自动化系统中不可或缺的重要设备。
2. 变频器的使用方法2.1 连接电源和电机在使用变频器之前，需要将变频器与电源和电机进行正确连接。
首先，将变频器的输入端与交流电源连接，确保输入电压和频率符合变频器的要求。
然后，将变频器的输出端与电机进行连接，确保电机的相线和频率与变频器匹配。
2.2 设置参数变频器的参数设置对于电机的运行效果和性能起着至关重要的作用。
以下是一些常见的参数设置方法：•转速设定：根据实际需求，设定电机的目标转速。
可以通过变频器的操作界面或外部控制信号进行设定。
•加速时间和减速时间：设置电机的加速和减速时间，以确保电机在启动和停止时的平稳运行。
较短的加速和减速时间可能会导致电机发生过载或振动。
•输出电压和频率：根据电机的额定电压和频率进行设定，确保电机运行在安全范围内。
•故障保护设置：设置过载保护、短路保护、过热保护等功能，以保护电机和变频器的安全运行。
2.3 启动和停止电机在完成参数设置后，可以通过变频器的操作界面或外部控制信号启动和停止电机。
通常情况下，应先检查电机周围的工作环境是否安全，确保没有人员和障碍物。
然后，按下启动按钮或发送启动信号，变频器会根据设定的参数逐渐加速电机，使其达到设定的转速。
停止电机时，要先将负载断开，然后按下停止按钮或发送停止信号，变频器会逐渐减速电机，直至停止。
3. 参数调整变频器的参数调整可以根据电机的具体工况和需求进行优化，以获得更好的运行效果和能源利用率。
以下是一些常见的参数调整方法：3.1 频率设置通过调整变频器的输出频率，可以实现电机转速的精确控制。
变频器常见问题解答
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。
主要应用1）在节能方面的应用2）在自动化系统中的应用3）在提高工艺水平和产品质量方面的应用。
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.为什么说计算机技术和自动控制理论是变频器发展的支柱？答：现在，16位乃至32位微处理器取代了8位微处理器，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、PDI调节器、PLC控制器和通信单元等，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.变频器的发展趋势如何？答：1）智能化2）专门化3）一体化4）环保化总之，变频器技术的发展趋势是朝着智能、操作简便、功能健全、安全可靠、环保低噪、低成本和小型化的方向发展。
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：1）按原理分类：交—交变频器、交—直—交变频器2）按用途分类：通用变频器、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方面有何区别？答：1）交—交变频器只有一个变换环节，即把恒压恒频的交流电源转换为变压变频电源。
2）交—直—交变频器又称为间接变频器，它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：压频比控制变频器（U/f）、转差频率控制变频器（SF）、矢量控制（VC）和直接转矩控制变频器等。
……………………………………………………………..1. 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。
变频器的无功功率与功率因数相关应用介绍要点
变频器的无功功率与功率因数相关应用介绍一、变频器的无功功率与功率因数变频器输入侧功率因数偏低的原因，与工频电动机的运行功率因数低有着重要的区别。
由于电动机是感性负载，运行电流的相位滞后于电压，功率因数的高低取决于电流与电压之间的相位关系。
而变频器功率因数低是由其电路结构造成的。
变频器通常是“交一直一交”式结构，即三相交流电源经三相整流桥和滤波电容器变为直流，再经控制电路和逆变管转换为频率可调的交流电。
在整流过程中，只有当交流电源的瞬时值大于直流电压 UD 时，整流二极管才会导通，整流桥中才有充电电流，显然，充电电流总是出现在电源峰值附近的有限时间内，呈不连续的脉冲波形。
这种非正弦波具有很强的高次谐波成分。
高次谐波的瞬时功率一部分为“ + ”，另一部分为“一”，属于无功功率。
这种无功功率使得变频调速系统的功率因数较低，约为 O ． 7 ～ 0 ． 75 。
二、提高功率因数的措施由于变频器输入侧功率因数较低的原因。
不是电流波形滞后于电压，而是高次谐波电流造成的，所以不能通过并联补偿电容器来提高功率因数．而应设法减小高次谐波电流，具体措施就是接入电抗器。
DL 是直流电抗器，接在整流桥与滤波电容器之间。
使用其中一种就有明显效果，两种共同使用可将功率因数提高到 0 ． 95 以上。
直流电抗器除了提高功率因数外。
还能限制接通电源瞬间的充电涌流。
另外，不允许在变频器输出端，即与电动机的连接端并接电容器。
因为变频器输出的所谓正弦波，实际上是脉冲宽度和占空比的大小按正弦规律分布的脉宽调制波，这个脉冲序列是变频器中逆变管不断交替导通形成的，如果在输出端接入电容器，则逆变管在交替导通过程中，不但要向电动机提供电流，还会增加电容器的充电电流和放电电流，会导致逆变管损坏。
三、电抗器的选用电抗器对大部分变频器来说不是标准配置，是选配件。
应根据需要选用。
四、交流电抗器的相关应用有时为了降低设备投资的成本而不接交流电抗器，容忍变频调速系统在低功率因数下运行。
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φ１＇＞φ１→ｃｏｓφ１＇＜ｃｏｓφ１→Ｉ１＇＞Ｉ１ →Ｉ１＇ ２ｒ１＞Ｉ１２ ｒ１→η＇＜η 式中 Ｉ１２ ｒ１——定子铜损， 单位为ｋＷ；
η——电动机的效率。
尤其是在变频调速的情况下，电压与频率之比是可以任
意设定的。如设定不当，或在运行过程中负荷的波动较大，容
式中 ＰＦ——功率因数；
Ｐ ——平均功率，单位为 ｋＷ； Ｓ ——视在功率，单位为 ｋＶＡ。 功率因数小于１的根本原因，是出现了无功功率的缘故。 ２）电流与电压频率相同时的平均功率 当电流和电压的 频率相同时，功率因数的大小取决于电流与电压之间的相位 关系。 图２ａ中，假设电流比电压滞后φ角
φ＝２πｆ ｔ１＝ωｔ１ （２） 式中 φ——功率因数角，即电流比电压滞后的电角度；
ｆ——电流的频率，单位为Ｈｚ； ｔ１——时间，单位为ｓ； ω——角频率，也叫电角速度。 功率的瞬时值Ｐ０等于电压ｕ和电流ｉ瞬时值的乘积
图３ 接入交流电抗器 ａ）在电路中的接法 ｂ）外形 ｃ）电流波形
ＬＤ Ｐ
Ｒ
Ｓ
Ｔ
ｂ）
Ｎ
ａ）
ｃ）
功率因数的改善
图４ 接入直流电抗器 ａ）在电路中的接法 ｂ）外形 ｃ）电流波形
问题２ 为什么不用电容器而用电抗器来改善功率因数？ 过去，在正弦电流的网络里，人们习惯于通过并联电容 器来改善功率因数。这是因为，在正弦电流网络里，功率因 数低的原因只有位移因数这一个方面，不存在畸变因数的问 题（Ｋｄ＝１）。所以，通过并联电容器，可以减小合成电流的滞 后角（φ角），从而提高了ｃｏｓφ（ＤＦ）。
Ｐ５＝ｕ·ｉ５ （４） 式中 Ｐ５─５次谐波电流的功率瞬时值，单位为ｋＷ；
ｉ５─５次谐波电流，单位为Ａ。 由式（４）算得的功率曲线图如图２ｂ所示，由该图可知，瞬 时功率的一部分为“＋”，另一部分为“－”。可以证明，在一 个周期内，正功率的总和与负功率的总和正好相等，平均功 率等于０。
ＬＡ
ＬＡ
ＵＦ １
Ｍ １
ＭＤ
ＴＭ
ＴＭ
ＬＡ
ＵＦ ２
Ｍ ２
ＬＡ
ＵＦ
ＭＡ
ＬＡ
ｃ）
ＵＦ
Ｍ
ｎ
ｎ
ＬＡ
ａ）
ＴＭ
ＵＦ
ＭＡ
ＴＭ
ＳＴ
≥
１ Ｌ
０
Ａ
ＳＵ
Ｆ
ＵＦ
ＭＡ
ｂ）
ｄ）
图７ 需要接入交流电抗器的场合 ａ）同一网络中有多台变频器 ｂ）变压器容量很大 ｃ）同一网络中有晶闸管设备 ｄ）对抗干扰要求较高
（１）同一网络中有多台变频器 当同一网络中有多台变频器运行时，网络的电压波形将 发生畸变，有可能导致其他设备运行不正常，以及变频器的 不规则跳闸。故每台变频器的输入侧都应接入交流电抗器，如
ｄ）
图１ 输入电流的波形及其谐波分析 ａ）电路 ｂ）电压波 ｃ）电流波 ｄ）谐波分析
（２）功率因数的定义与分析 １）功率因数的定义 电路所消耗的平均功率和视在功率 之比为功率因数
Ｐ
ＰＦ ＝
（１） Ｓ
·
·
等的前提下，ｃｏｓφ越低（φ角越
· Ｉ１ａ
Ｉ１
Ｉ１＇
大），则定子电流越大，定子的铜
损也必增大，效率也越低。具体 分析如下：
φ１ φ１＇
当功率因数角为φ１（功率因
图５ 电流与功率因数
数为ｃｏｓφ１）时，所需电流是Ｉ１；
而当功率因数角为φ１＇（功率因数为ｃｏｓφ１＇）时，所需电流是Ｉ１＇。
由图 ５ 得出
（３）同一网络中有容量较大的晶闸管设备 因为晶闸管设备也容易使电网的电压波形发生畸变，和 变频器互相影响。所以，在输入侧和晶闸管设备的输入侧都 应接入交流电抗器，如图７ｃ所示。 （４）变频器对其他设备干扰较严重 如果变频器的容量较大，或同一网络中电子设备较多， 要求变频器减小高次谐波电流时，应在变频器输入侧接入交 流电抗器和电容器进行滤波，如图７ｄ所示。 电容器可按０．２２μＦ，６００或１ ０００ Ｖ选择。 （５）网络电压不平衡 变频器三相整流桥在运行过程中，由于每相电压接近振 幅值时，滤波电容器上的电压并不恒定，因此，三相充电电 流的大小常常是不平衡的。 网络电压的不平衡，将导致变频器三相输入电流的更加 不平衡。所以，当三相电压的不平衡度＞３％时，应考虑接入 交流电抗器。 问题８ 怎样自制小容量交流电抗器？ 容量较小变频器的交流电抗器，是可以自行制作的。 （１）基本原则 制作时，必须遵循的原则如下： １）只削弱高次谐波电流，三相的基波电流尽量不受影响。 ２）交流电抗器每相绕组的电压降不超过额定电压的 ２ ％ ～５ ％ 。 ３）三相绕组的结构应该完全相同。 ４）各相绕组之间必须可靠绝缘。 （２）绕制方法 今以 １．５ ｋＷ 变频器为例，说明如下： １）绕组结构 找一个废旧铁心，将三个绕组按同方向绕 在同一个铁心柱上，如图８所示。这样，三相基波电流的磁通 将互相抵消，所以对基波电流并无阻碍作用。 ２）导线的粗细 以康沃ＣＶＦ－Ｇ２变频器为例，１．５ ｋＷ 变频器的额定电流是３．７ Ａ ，则安全载流量可按５～１０ Ａ 计， 选０．７５～１ ｍｍ２的绝缘线即可。 ３）线圈的匝数 难以准确估算，可以适当多绕一些，必 要时可多加几个中心抽头，以每相电压降不超过额定电压的
功率。
接装在变频器内了。
非正弦电流中，高次谐波电流所占的比例，称为畸变因
数，等于电流基波分量的有效值与总有效值之比
Ｋｄ＝ Ｉ １ ２ ＋ Ｉ ５ ２ ＋Ｉ １ Ｉ ７ ２ ＋ … （５）
ＬＡ
Ｒ Ｓ
式中 Ｋｄ——畸变因数；
（２）接入直流电抗器 直流电抗器接在整流桥和滤波电容
图２ 电路消耗的瞬时功率 ａ）电流滞后的特点 ｂ）谐波电流的特点
器之间，如图４ａ所示。其外形如图４ｂ所示。接入直流电抗器 后的电流波形如图４ｃ所示，功率因数可提高到０．９以上。由
所以，所有高次谐波电流的平均功率都等于０，都是无功 于其体积较小，故不少变频器在出厂时已经将直流电抗器直
ａ）
ｐ
＋
＋
＋＋
＋
＋
０ － － － － ｔ
ｂ）
接入交流电抗器后的电流波形如图３ｃ所 示，功率因数可提高到０．８５以上。
谐波电流形成的。所以，要改善功率因
０ ｔ
数，必须对症下药，削弱高次谐波电流。
Ｐ０＝ｕ·ｉ （３） 由图 ２ 可知： 在 ０～ｔ１ 段：ｕ为“＋”，ｉ 为“－”；所以，Ｐ０ 为“－”值。 在 ｔ１～ ｔ２ 段：ｕ 和 ｉ 都为“＋”。所以，Ｐ０为“＋”值。 下半周也一样。 可见，平均功率被滞后时段内的负功率抵消掉一部分。 正、负抵消的功率称为无功功率。滞后角越大，无功功率也 越大，平均功率越小。 滞后角的余弦ｃｏｓφ称为位移因数，用ＤＦ表示。 ３）高次谐波电流的平均功率 以５次谐波电流为例，它 所消耗的功率瞬时值的大小等于５次谐波电流瞬时值和电压 瞬时值的乘积
136 ｜ 电气时代 ２００５ 年第３ 期
理论 ＆ 知识 EA 产品与技术
ｕ
ｉ
ｕ
ｕｉ
ｕ
但在变频器的输入侧，功率因数低
ｉ
ｉ５
并不是因为电流滞后形成的，而是高次
０
ｔ
EA 产品与技术 理论 ＆ 知识
变频调速问答（三）
变频器功率因数问题
□宜昌市自动化研究所 张燕宾
变频器的功率因数
问题１ 采用了变频器后，功率因数究竟是高还是低？ 变频器输入侧的功率因数是较低的，但并不是由于ｃｏｓφ 的原因，说明如下。 （１）变频器输入电流波形 如前述“，交－直－交、电压型”变频器的输入侧是整流 和滤波电路。显然，只有当电源线电压的瞬时值ｕＬ大于电容 器两端的直流电压 ＵＤ 时，整流桥中才有充电电流。因此，充 电电流总是出现在电源电压的振幅值附近，呈不连续的脉冲 形状，如图１ａ～图１ｃ所示。它具有很强的高次谐波成份，有 关资料表明，输入电流中的５次谐波和７次谐波分量是很大的， 其谐波分析如图１ｄ所示。
和放电。使逆变管在向电动机提供电流的同时，又增加了电
＋
Ｖ１
Ｖ３
Ｖ５
ＶＤ７ ＶＤ
９
ＶＤ １１
ＵＤ
Ｖ
Ｖ
４
６
Ｕ Ｖ Ｗ Ｖ
２
ＶＤ １０ ＶＤ
１２
电流，导致损坏逆变管。 所以，在变频器的输出侧是不允许接入电容器的。 （２）输出侧的功率因数与输入侧无关 因为变频器内部，有一个直流环节，把输入侧和输出侧
（１）调速系统的功率因数不受电动机影响
因为变频器内部有一个直流环节，把输入侧和输出侧隔
开了。所以，电动机功率因数的好坏，对输入侧是毫无影响的。
（２）电动机的功率因数影响自身效率
因为通入电动机的电流基
本上是正弦电流，其功率因数主
· Ｕ１
要表现为位移因数ＤＦ（即ｃｏｓφ）。
图５中，在电流的有功分量Ｉ１ａ相
直流电抗器除了提高功率因数外，还可削弱在电源刚接 通瞬间的冲击电流。
如果同时配用交流电抗器和直流电抗器，则可将变频调 速系统的功率因数提高至０．９５以上。
问题３ 在变频调速系统中，电动机的功率因数是否无 关紧要？
电气时代 ２００５ 年第 ３ 期 ｜ 137
EA 产品与技术 理论 ＆ 知识
这个问题要从两个方面来说明：
ＶＤ １
ＶＤ ３
ＶＤ ５
ｉｓ
ｕｓ
ＶＤ６
ＶＤ４
ＶＤ ２
ｉｓ
１００
ｉ１
Ｕ Ｄ ａ） ８０ ７０
ｉ５ ｉ７
ｕｓ
ｕｓ
ＵＤ
ｂ）
０
ｔ
３４
２４
ｉ １１ ｉ１３
ｉｓ
ｃ） ４
ｉ１７
０
ｔ
０ ５０ ２５０ ３５０ ５５０ ６５０ ８５０ ｆ （ Ｈｚ）
易发生“大马拉小车”的现象。结果是电动机的功率因数下
降，效率降低。
问题４ 能不能通过在变频器的输出端加电容器来改善