(完整版)变频器课后习题

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。

1.异步电动机变频调速的机理论是什么？答：异步电动机转速n=60f1（1—s）/p

电源频率为f1，由上试可见，调节电源频率f1，可使异步电动机的转速n得到大范围的调节。

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IA降低到维持电流IH以下，上述正反馈无法维持，管子自然关断。维持电流IH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。关断过程是通过在GTO控制极施加关断脉冲（门极G和阴极K间也加负向电压）实现的。

3.GTO有哪些主要参数？其中哪些参数与普通晶闸管相同？哪些不同？

答：GTO的多数参数与普通晶闸管相同，意义不同的参数有：（1）最大可关断阳极电流ＩTGQM(2）关断增益Goff

4.GTO为什么要设置缓冲电路？说明缓冲电路的工作原理。答：GTO关断时，抑制阳极电流下降过程中所产生的尖峰阳极电压Ｕp，以降低关断损耗，防止结温升高；抑制阳极电压ＵＡk的上升率du／dt，以免关断失败；GTO开通时，缓冲电容通过电阻向GTO放电，有助于所有GTO元达到擎住电流值。因此，缓冲电路不仅对GTO具有保护作用，而且对于GTO 的可靠开通和关断也具有重要意义。

以图2-13为例说明缓冲电路的工作原理。

图中R、L为负载，VD为续流二极管，LA是GTO导通瞬间限制di／dt的电感。RsCs和VDs组成了缓冲电路。GTO的阳极电路串联一定数值的电感LＡ来限制di／dt，当门极控制关断时抑制阳极电流ＩA的下降，di／dt在电感LＡ上感应的电压尖峰Ｕp通过VDA和ＲA 加以限制。当GTO开通瞬间，电容Cs要通过阻尼电阻Rs向GTO放电，若Rs小，则Cs放电电流峰值很高，可能超出GTO的承受能力。为此，增加了二极管VDs，在GTO关断时，用ＶＤs的通态内阻及GTO关断过程中的内阻来阻尼LA和Cs谐振。Rs则用于GTO开通时，限制Cs放电电流峰值，并于GTO关断末期ＶＤs反向恢复阻断时阻尼LA和Cs谐振。

5.GTR的应用特点和选择方法是什么？

答：GTR的热容量小，过载能力低，过载或短路产生的功耗可能在若干徽秒的时间内使结温超过最大允许值而导致器件损坏。为此GTR的驱动电路既要及时准确地测得故障状态，又要快速自动实现保护，在故障状态下迅速地自动切除基极驱动信号，避免GTR损坏。保护类型包括抗饱和、退抗饱和、过流、过压、过热及脉宽限制等多方面。此外，驱动电路还得具有能在主电路故障后自动切断与主电路联系的自保护能力。

6.P-MOSFET的应用特点和选择方法是什么？

答：P-MOSFET的栅极是绝缘的，属于电压控制器件，因而输入阻抗高，驱动功率小，电路

简单。为了正确的控制P-MOSFET的开通和关断，对栅极驱动电路提出如下要求：

1）触发脉冲的前后沿要陡峭，触发脉冲的电压幅值要高于器件的开启电压，以保证P-MOSFET的可靠触发导通。

2）开通时以低电阻对栅极电容充电，关断时为栅极电容提供低电阻放电回路，减小栅极电容的充放电时间常数，提高P-MOSFET的开关速度。

3）P-MOSFET开关时所需的驱动电流为栅极电容的充放电流。P-MOSFET的极间电容越大，所需的驱动电流也越大。为了使开关波形具有足够的上升和下降陡度，驱动电流要具有较大的数值。

7.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。

8．IGBT的应用特点和选择方法是什么？

答：IGBT的开通和关断是由栅极电压来控制的。栅极施以正电压时，MOSFET内形成沟道，从而使IGBT导通。在栅极上施以负电压时，MOSFET内的沟道消失，IGBT即为关断。

选用IGBT的参数时应注意：

1)集电极-发射极额定电压UCES。2)栅极-发射极额定电压UGES，使用中不能超过该值。3)额定集电极电流IC：该参数给出了IGBT在导通时能流过管子的持续最大电流。

4)集电极-发射极饱和电压UEC(sat)：此参数给出IGBT在正常饱和导通时集电极-发射极之间的电压降。5)开关频率。

9.IGCT的特点是什么？

答：（1）缓冲层提高了器件的效率，降低了通态压降和开关损耗。同时，采用缓冲层还使单片GCT与二极管的组合成为可能。

（2）透明阳极采用透明阳极来代替阳极短路，可使GCT的触发电流比传统无缓冲层的GTO降低一个数量级。

（3）逆导技术逆导GCT与二极管隔离区中因为有PNP结构，其中总有一个PN结反偏，从而阻断了GCT与二极管阳极间的电流流通。（4）门极驱动技术

10.智能功率模块IPM的应用特点有哪些？

答：IPM内含驱动电路，可以按最佳的IGBT驱动条件进行设定；IPM内含过流（OC）保护、短路（SC）保护，使检测功耗小、灵敏、准确；IPM内含欠电压（UV）保护，当控制电源电压小于规定值时进行保护；IPM内含过热（OH）保护，可以防止IGBT和续流二极管过热，在IGBT内部的绝缘基板上设有温度检测元件，结温过高时即输出报警（ALM）信号，该信号送给变频器的单片机，使系统显示故障信息并停止工作。IPM还内含制动电路，用户如有制动要求可另购选件，在外电路规定端子上接制动电阻，即可实现制动。

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。

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。

2.不可控整流电路和可控整流电路的组成和原理有什么区别？

答：不可控整流电路整流元件为二极管，不可控整流电路输出的直流电压不可调节；可控整流电路的整流元件为晶闸管，利用晶闸管的可控导电性可使输出的直流电压大小可以调节。

3.中间电路有哪几种形式？说明各形式的功能。

答：中间电路有滤波电路和制动电路两种形式。滤波电路是利用电容或电感的储能特性，将整流电路输出的直流电压或电流减少谐波分量趋于稳定；而制动电路一般由制动单元和制动电阻组成，可将电动机的再生能量返送电网或消耗掉，并产生制动作用，使电动机快速停车。

4.对电压型逆变器和电流型逆变器的特点进行比较。

答：电压型逆变器是将整流电路产生的直流电压，通过电容进行滤波后供给逆变电路。由于采用大电容滤波，故输出电压波形比较平直，在理想情况下可以看成一个内阻为零的电压源，逆变电路输出的电压为矩形波或阶梯波。

电流型逆变器是将整流输出的直流电压采用大电感滤波，因此，直流电流波形比较平直，因而电源内阻很大，对负载来说基本上是一个电流源，逆变电路输出的交流电流是矩形波。

7.SPWM控制的原理是什么？为什么变频器多采用SPWM控制？

4.三相交-交变频有哪些连接方法？答：公共交流母线进线方式；输出星形联结方式。

5.交-交变频有什么优点和缺点？答：交-交变频电路的优点是：只用一次变流，效率较高；可方便地使电动机实现四象限工作；低频输出波形接近正弦波。缺点是：接线复杂。

1.高（中）压变频器通常指电压等级为多少的变频器？答：高（中）压变频器通常指电压等级在1kV以上的大容量变频器。

2. 高（中）压交-交方式的变频器多用在什么场合？该方式的变频器有什么优缺点？答：交-交变频的高/中压变频器一般容量都在数千kW以上，多用在冶金、钢铁企业。交-交变频器过载能力强、效率高、输出波形好，但输出频率低，且需要无功补偿和滤波装置，使其造价高，限制了它的应用。

3. 高（中）压变频调速系统的基本形式有哪几种？画出其结构图答：⑴直接高-高型（也有的称为直接中-中型）如下图所示。

4.简述高（中）压变频器的应用及重要意义。

答：在冶金、钢铁、石油、化工、水处理等工矿企业中，大容量的电动机基本上都是中压和

高压电动机。这类企业的风机、泵类、压缩机及各种其他大型机械的拖动电动机消耗的能源占电机总能耗的70％以上，而且绝大部分都有调速的要求，采用高（中）压变频器调速，达到节能、高效、提高产品质量的目的。

5.高（中）压变频器的技术要求主要有哪些方面？

答：(1)可靠性要求高；(2)对电网的电压波动容忍度大；(3)降低谐波对电网的影响；(4)改善功率因数；(5)抑制输出谐波成分；(6)抑制共模电压和du／dt的影响。

6.说明图5-7所示并联多重化PWM电压型变频器电路的工作原理。

答：图5-7所示为并联多重化PWM电压型变频器电路图。采用二极管构成二组三相桥式整流电路，按12脉波组态，输出为二重式，每组由六个IGBT构成一个桥式逆变单元。输出滤波器用来去除PWM的调制波中的高频成分并减少du／dt、di／dt的影响，由于频率高，滤波器的体积很小。

变频器的驱动(逆变)单元设计成模块化独立单元的形式，直流母线(DC-BUS)上可任意连接1～6个驱动单元，驱动单元可驱动同一个电机，也可以驱动不同的电机(驱动同一个电机的逆变单元一般不超过2个)。

这种设计使工厂中不同地方的设备可采用公共的直流母线供电，从而减少设备总投资，并使多电机调速系统的总功率平衡达到最优化。

7.说明图5-8所示电路为什么称为三电平式变频器？该电路结构有什么优点？

答：由图5-8可见，变频器的整流部分由两个三相整流桥电路串联，输出12脉波的直流电压，大大减少了电网侧的谐波成分。同时，直流侧采用两个相同的电解电容串联滤波，在中间的连接处引出一条线与逆变电路中的钳位二极管相接，若将该节点视为参考点（电压为零），则加到逆变器的电平有三个：Ud、0、-Ud。所以逆变器部分是由IGBT和箝位二极管组成的三电平电压型逆变器。

三电平变频器的输出谐波比低压通用变频器低；因为省去升、降压变压器，因而结构紧凑，损耗减少，占地面积小，节省土建费用；当功率较大时，电源输入端仍设置隔离用三绕组变压器，变压器副边采用Δ和Y接法，可输出12脉冲整流电压，使得电源输入端谐波大为降低。

8.高压变频器为什么不采用双电平控制方式?简述三电平逆变器的工作原理。

答：三电平或多电平变频器的输出谐波比低压通用变频器低；因为省去升、降压变压器，因而结构紧凑，损耗减少，占地面积小，节省土建费用。

电压型逆变器的工作原理为：当工作电压较高时，为了避免器件串联引起的动态均压问题和降低输出谐波，逆变器可采用三电平方式，也称为中心点钳位方式(NPC)，下图所示为三电平逆变器一相的结构图。

电路中的逆变器的功率开关器件VT1～VT4为IGBT，VD1～VD4为反并联的续流二极管，VD5和VD6为钳位二极管，所有的二极管均要求选用与功率开关相同的耐压等级。Ud为滤波电容C1上端的电压，0为C1、C2连接中心点的电位，-Ud为滤波电容C2下端的电压。当改变VT1～VT4的通断状态时，在输出端将获得三种不同的电压。9. 说明功率单元多级串联电压型变频器电路结构原理？若每相由5个功率单元串联得到6,000V的线电压，每个功率单元的电压大致为多少？答：依据功率单元多级串联电压叠加的原理，例如，对于额定输出电压为6kV的变频器，每相由6个低压为580V的IGBT功率单元串联而成，则叠加后输出

相电压最高可达3,480V，线电压为3*3,480V = 6,000V左右。若每相由5个功率单元串联得到6,000V的线电压，每个功率单元的电压大致为696V。

1.变频器的主电路端子有哪些？分别与什么相连接？

答：变频器的主电路端子R、S、T连接三相交流电源；U、V、W连接三相电动机；P1、P+连接直流电抗器；P+、DB连

接外部制动电阻器；P+、N-连接制动单元；PE接地。

2.变频器的控制端子大致分为哪几类？

答：多功能数字输入、多功能数字输出、模拟输入、模拟输出、多功能继断器输出、脉冲频率输入、脉冲频率输出、RS485接口等。

3.说明变频器的基本频率参数，如何预置？

答：1）给定频率。其设置方法常有两种：一种是用变频器的操作面板来输入频率的数字量50；另一种是从控制接线端上以外部给定(电压或电流)信号进行调节，最常见的形式就是通过外接电位器来完成。

2）输出频率。输出频率是在给定频率附近经常变化的。从另一个角度来说，变频器的输出频率就是整个拖动系统的运行频率。

3）基本频率。基本频率，用fb表示。一般以电动机的额定频率fN作为基频fb的给定值。4）上限频率和下限频率。上限频率和下限频率是指变频器输出的最高、最低频率，常用fH 和fL来表示。5）跳跃频率。跳跃频率也叫回避频率，变频器在预置跳跃频率时通常采用预置一个跳跃区间，区间的下限是fJ1、上限是fJ2。

4.变频器有哪些运行功能需要进行设置？如何设置？

答：变频器的运行功能参数主要有：加速时间、加速模式、减速时间、减速模式、多功能端子、程序控制等。依据变频器说明书给定的功能参数进行设置。

5.变频器有哪些保护功能需要进行设置？

答：变频器的保护功能参数有：过电流、电动机过载、过电压、欠电压保护和瞬间停电的处理等。依据变频器说明书给定的功能参数进行设置。

6.变频器的节能控制功能有什么意义？

答：对于风机、水泵等二次方律负载在稳定运行时，其负载转矩及转速都基本不变。如果能使其工作在最佳的节能点，就可以达到最佳的节能效果。

7.说明设置变频器的PID功能的意义。

答：PID控制是闭环控制中的一种常见形式。反馈信号取自调速系统的输出端，当输出量偏离所要求的给定值时，反馈信号成比例的变化。在输入端，给定信号与反馈信号相比较，存在一个偏差值。对该偏差值，经过PID调节，变频器通过改变输出频率，迅速、准确地消除拖动系统的偏差，回复到给定值，振荡和误差都比较小。

1.什么是V／f控制？变频器在变频时为什么还要变压？

答：V／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V／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。

5.为什么变频器总是给出多条V／f控制曲线供用户选择？

答：给出多条V／f控制曲线供选择，是由于具体的补偿量的计算非常复杂，因此在实际操作中，常用实验的办法来选择V／f曲线。

6.V／f控制曲线分为哪些种类，分别适用于何种类型的负载？

答：V／f控制曲线的种类：1)基本V／f控制曲线，用于低起动转矩负载；2)转矩补偿的V ／f曲线，适用于低速时需要较大转矩的负载；3)负补偿的V／f曲线，主要适用于风机、泵类的平方率负载；4)V／f比分段的补偿线，这种补偿线主要适合负载转矩与转速大致成比例的负载。

7.选择V／f控制曲线常用的操作方法分为哪几步？答：选择V／f控制曲线常用的操作有下面几个步骤：1)将拖动系统连接好，带上最重的负载。

2)根据所带负载的性质，选择一个较小的V／f曲线，在低速时观察电动机的运行情况，如果此时电动机的带负载能力达不到要求，需将V／f曲线提高一档。依此类推，直到电动机在低速时的带负载能力达到拖动系统的要求。

3)如果负载经常变化，在2)中选择的V／f曲线，还需要在轻载和空载状态下进行检验。方法是：将拖动系统带以最轻的负载或空载，在低速下运行，观察定子电流I1的大小，如果I1过大，或者变频器跳闸，说明原来选择的V／f曲线过大，补偿过分，需要适当调低V／f 曲线。

9.转差频率控制与V／f控制相比，有什么优点？

答：由于通过控制转差频率来控制转矩和电流，与V／f控制相比其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。另外，它有速度调节器，利用速度反馈进行速度闭环控制，速度的静态误差小，适用于自动控制系统。

11.矢量控制有什么优越性？使用矢量控制时有哪些具体要求？

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。使用矢量控制对变频器和电动机有如下要求：1)一台变频器只能带一台电动机。

2)电动机的极数要按说明书的要求，一般以4极电动机为最佳。

3)电动机容量与变频器的容量相当，最多差一个等级。如：根据变频器的容量应选配1lkW 的电动机，使用矢量控制时，电动机的容量可是1lkW或7.5kW，再小就不行了。

4)变频器与电动机间的连接线不能过长，一般应在30m以内。如果超过30m，需要在连接好电缆后，进行离线自动调整，以重新测定电动机的相关参数。

1．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？

答：对于笼型电动机选择变频器拖动时，主要依据以下几项要求：1）依据负载电流选择变频器；2）考虑低速转矩特性；3）考虑短时最大转矩；4）考虑容许最高频率范围；5）考虑噪声；6）考虑振动。

2.变频器专用电机分为哪些种类？答：变频器专用电机的分类有以下几种：1）在运转频率区域内低噪声、低振动。

2）在低频区内提高连续容许转矩(恒转矩式电机)。3）高速用电机。

4）用于闭环控制(抑制转速变动)的带测速发电机的电机。5）矢量控制用电机。

3.变频器的主电路端子R、S、T和U、V、W接反了会出现什么情况？电源端子R、S、T连接时有相序要求吗？

答：变频器的主电路端子R、S、T和U、V、W接反了会出现烧坏变频器的严重后果。电源端子R、S、T连接时一般没有相序要求。

4.主电路电源输入侧连接断路器有什么作用？断路器如何选择？

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。

通常情况下低压断路器的额定电流IQN应选：IQN≥（1.3～1.4）IN

在电动机要求实现工频和变频的切换控制的电路中，断路器应按电动机在工频下的起动电流来进行选择IQN≥2.5IMN

5.主电路中接入交流电抗器有什么作用？答：主电路中接入交流电抗器，可起到以下作用：1) 减少变频器的输入电流谐波含量；2) 改善三相输入电流的不平衡；3) 抑制电源系统的瞬变干扰；4) 提高功率因数。

6.制动电阻与制动单元有什么不同？答：制动电阻与制动单元的功能是当电动机因频率下降或重物下降(如起重机械)而处于再生制动状态时，避免在直流回路中产生过高的泵生电压。制动电阻是把泵生电压变为热能消耗掉，而制动单元一般具有将泵生电压回馈电网的作用。制动电阻的选择：1）制动电阻RB的大小；2) 制动电阻的功率PB；3)常用制动电阻的阻值与容量的选择可参考变频器说明书。制动单元的配置可参考变频器说明书。

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-20℃～+65℃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11kW，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。

(3)根据计算出的电阻选用导线。

由计算出的RC值，从厂家提供的相关表格中选用电缆，如表10-1列出的常用电缆选用表，从中看到，应选电缆电阻2.54Ω/km以下的电缆，截面积为9mm2。

5.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。一般情况下，变频器输入电流的有效值比电机电流大。安装时变频器与电机之间的连接电缆尽量短，接地回路须按电气设备技术标准所规定的方式施工。

变频器控制回路的控制信号均为微弱的电压、电流信号，控制电缆的截面选择必须考虑机械强度、线路压降、费用等因素。控制回路易受外界强电场或高频杂散电磁波的影响，易受主电路的高次谐波场的辐射及电源侧振动的影响，因此，必须对控制回路采取适当的屏蔽措施。主回路电缆与控制回路电缆必须分离铺设，相隔距离按电器设备技术标准执行。

6.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％以下。若电压畸变率高于5％，可以用接入交流电抗器或直流电抗器的方法抑制高次谐波电流，使受电点电压畸变率小于5％。

7.电网电压对变频器运行会产生什么影响？如何防止？

答：电网三相电压不平衡时，会使变频器输入电流的波形发生畸变。当不平衡率大于3％时，变频器输入电流的峰值就显著变大，将导致三相电流严重失衡，从而造成连接的电线过热，变频器过压、过流，并使整流二极管将因电流峰值过大而烧毁，也有可能损坏电解电容。为减少三相电压不平衡造成的负面影响，同样可在变频器的输入侧加装交流电抗器，并在直流侧加装直流电抗器。

8.说明变频器系统调试的方法步骤？答：变频器系统的调试步骤：1)通电前检查；2)在断开电动机负载的情况下，对变频器通电检查；3)空载试验；4)负载试验。

9.在变频器的日常维护中应注意些什么？

答：（1）只有受过专业训练的人才能拆卸变频器并进行维修和器件更换。

（2）维修变频器后不要将金属等导电物遗漏在变频器内，否则有可能造成变频器损坏。（3）进行维修检查前，为防止触电危险，请首先确认以下几项：①变频器已切断电源；②主控制板充电指示灯熄灭；③用万用表等确认直流母线间的电压已降到安全电压(DC36V以下)。（4）对长期不使用的变频器，通电时应使用调压器慢慢升高变频器的输入电压直至额定电压，否则有触电和爆炸危险。

10.结合图10-19，说明变频器主电路的不同位置进行电量测量时，应分别使用什么仪表？答：1）电源侧电压U1和电流I1，采用电磁式仪表。2）电源侧功率P1采用电动式仪表。3）输出侧电压U2采用整流式仪表。4）输出侧电流I2采用电磁式仪表。5）输出侧功率P2采用电动式仪表。6）整流器输出采用磁电式仪表。

11.变频器的常见故障有哪些？应如何处理？

答：1）电源故障处理。如电源瞬时断电或电压低落出现“欠电压”显示；瞬时过电压出现“过电压”显示，都会引起变频器跳闸停机。待电源恢复正常后即可重新起动。

2）外部故障处理。如输入信号断路，输出线路开路、断相、短路、接地或绝缘电阻很低，电动机故障或过载等，变频器即显示“外部”故障而跳闸停机，经排除故障后，即可重新启用。

3）内部故障处理。如内部风扇断路或过热，熔断器断路，器件过热，存储器错误，CPU故障等，可切换至工频运行，不致影响生产；待内部故障排除后，即可恢复变频运行。

4）功能参数设置不当的处理。当参数预置后，空载试验正常，加载后出现“过电流”跳闸，可能是起动转矩设置不够或加速时间不足；也有的运行一段时间后，转动惯量减小，导致减速时“过电压”跳闸，修改功能参数，适当增大加速时间便可解决

1．按照转子结构的不同，三相异步电动机分为哪两大类？从运行可靠性上看，上述哪一类电动机具有优越性？笼型和线绕型两大类。笼型电动机更具有优越性。

2．三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。

3．变频调速时，改变电源频率?1 的同时须控制电源电压U1，试说明其原因。

答：在变频调速时，若?1下降，U1不变，则Φm上升。因为Φm已设计在接近饱和处，Φm 上升即进入磁化曲线的饱和区，引起工作电流大幅度增加，使电动机过热损坏；若?1上升，U1不变，则Φm下降，将使工作电流下降。由于电流的下降，电动机的输出转矩不足。为了保持电动机的Φm不变，即电动机的转矩不变，在?1变化的同时，U1必须同时变化，使U1与?1的比值保持恒定，即U1/?1 =常数。

4．脉冲宽度调制技术通过按照一定的规则和要求对一系列脉冲宽度进行调制，来得到所需要的等效波形的技术

5．PWM 逆变电路的单极性控制和双极性控制有什么区别？

答：单极性SPWM控制方式在任一半个周期中，SPWM波只能在一个方向变化。双极性SPWM 控制方式在任一半个周期中，SPWM波在正、负两个方向交替变化。

6．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。主电路包括整流滤波电路、逆变电路、制动单元。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。

7．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：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。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。逆变电路是由6只IGBTVT6电进行滤波组成的三相逆变桥，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。

8．变频器是怎样分类的？

按变换环节分：交-直-交型，交-交-型按改变变频器的输出电压的方法分：PWM型，PAM 型按电压的等级分低压变频器：高压大容量变频器按滤波方式分电压型电流型

按用途分专用型变频器通用型变频器

9．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：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。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。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。

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。

10．变频器的回避频率功能有什么作用？在什么情况下要选用这些功能？

答：变频器的回避频率功能可以使变频器的输出跳过某个或某段频率，即不输出某个或某段频率。在机械传动中不可避免地要发生振动，当电动机的转速等于机械系统的固有频率时，振动加剧，甚至使机械系统不能正常工作。为了避免使机械系统发生谐振，采取回避频率的方法，即将发生谐振的频率跳过去。

11．变频器的输出频率可以分段运行，分段运行又分为“程序运行”和“外端子控制运行”，解释这两种段速运行的主要区别。

答：按程序运行时应先编制段速程序，在编制段速程序时先设置各段速的频率，再设置各段速的执行时间、各段速的频率上升与下降时间及运转方向。将执行指令设置为按程序运行，当程序运行指令到达，变频器按段速运行，并可由输出指示端子发出每段速度结束和整个程序结束的指示信号。

由外端子控制运行时先设置多段速由外控制端子控制及设置具体的控制端子，然后根据需要设置各段速频率，执行时通过外部设定的功能端子对段速进行控制，各段速的运行时间由控制端子确定

12．频率增益用途：通过调整变频器的频率增益，可以用同一控制信号进行多台变频器的比例运行控制。

13．什么是基本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：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。

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。

常用的几种转矩补偿方法有：1．在额定电压和基准频率下线性补偿；2．在额定电压和基本频率下分段补偿；3．平方率补偿。

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。在额定电压和基本频率下的分段补偿分为正补偿和负补偿，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。平方率补偿多应用于风机和泵类负载的补偿。

14．变频器为什么要有瞬时停电再起动功能？若变频器瞬时停电时间很短，采取什么样的再起动方法？

答：变频器在瞬时停电时就会停止输出，此时电动机的转速也随即下降。复电后变频器具有重新起动功能，但起动时应知道此时电动机的转速，以采取与电动机转速相接近的起动频率重新起动。因此变频器都设置了瞬时停电再启动功能。若变频器的停电时间很短，

对于大惯性负载，停电时间很短时电动机的转速下降很少，可将重起频率设置为停电时的输出频率；小惯性负载，在停电期间电动机的转速已下降很多，就得将重起频率设置为较低的频率

15．既然变频器的输出频率可以从0Hz调节到额定频率以上，为什么有些场合还要采取一级齿轮降速传动？答：当调速范围和转矩不符合负载要求时，可采取一级齿轮降速传动。

16．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。

17．为什么根据工作电流选取变频器，更能使其安全工作？

答：选择变频器时，通常以电动机容量和电动机的工作状态为依据，由于变频器输出回路是逆变电路，其输出电流的过载能力很差，因此，当电动机的额定电压选定后，选择变频器容量主要是核算变频器的输出电流，输出电流满足了要求，变频器就可以安全工作了。

18．变频器垂直安装？方便散热通风是否每台变频器都必须加装电磁选件？是的。

19．为什么要把变频器与其他控制部分分区安装？抑制变频器工作时的电磁干扰。

20．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：信号线其目的防止干扰信号串入；输出线目的避免其影响其它设备的工作。

21．变频器定期检查的主要项目及维护方法是什么？

答、一般的定期检查应一年进行一次，绝缘电阻的检查可以三年进行一次。定期检查的重点是变频器运行时无法检查的部位，重点检查冷却系统，即冷却风机和散热器，冷却风机主要是轴承磨损，散热器要定期清洁；电解电容器受周围温度及使用条件的影响，容量变小或老化；接触器触点有无磨损或接线松动；充电电阻是否过热；接线端子有无松动及控制电源是否正常。

22．变频调速时，为什么常采用恒压频比（U/f=常数）的控制方式？

答、交流电动机在变频调速时，若保持U/f=常数，可以使电动机的气隙磁通φ维持不变，而使电动机的输出转矩T保持恒定，从而获得恒转矩的调速特性。

23．三相异步电动机变频调速优点？具有优良的调速性能，能充分发挥三相笼型异步电动机的优势，实现平滑的无级调速，调速范围宽，效率高，但变频系统较复杂，成本较高。

24．选择变频器驱动电动机时，应考虑哪些问题？

答、选择异步电动机时，应根据电动机所驱动的机械负载的情况恰当的选择其容量，还要根据电动机的用途和使用环境选择适当的结构形式和防护等级等。对于通用的异步电动机，还应考虑到变频器调速应用时产生的一些新问题，如由高次谐波电流引起的损耗和温升以及低速运行时造成的散热能力变差等。

25．变频调速系统一般分为哪几类？

答、变频调速系统一般可分为交-交变频和交-直-交变频两大类，一般常用的都是交-直-交变频器。在这类变频器中，又可按输出电压调节方法的不同分为PAM和PWM两类；按中间回路对无功能量处理方式的不同分为电压型和电流型两类；按控制方式的不同分为U/f比例控制、转差频率控制及矢量控制等三类。

26．通用变频器一般分为几类？在选用通用变频器时主要按哪些方面进行考虑？

答、通用变频器分为简易型、多功能型、高性能型等三类。在选择变频器时，一般根据用途和需要进行选择，主要从变频器的类型、性能和功能、容量的大小及输出电压的大小等几方面来进行考虑。

27．什么叫逆变颠覆？逆变颠覆的原因有哪些？防止逆变颠覆的措施有哪些？

答:当变流器逆变工作时，一旦发生换相失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者是整流桥的输出平均电压和直流电源变成顺向串联，由于逆变电路的内阻很小，形成很大的短电流，这种情况称为逆变颠覆、逆变颠覆的原因有、１）触发电路不可靠、触发电路不能适时地、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延迟等，致使晶闸管工作失常。２）晶闸管发生故障、在应该阻断期间，元件失去阻断能力，或在应该导通时，元件不能导通。３）交流电源发生异常现象，指在逆变工作时，交变电源突然断电、缺相或电压过低等现象。４）换相的裕量角Ｑ太小，逆变工作时，必须满足β>βmin的关系，并且留有裕量角Ｑ，以保证所有的脉冲都不会进入βmin范围内。防止逆变颠覆的措施有、１）选用可靠的触发器。２）正确选择晶闸管的参数。３）采取措施，限制晶闸管的电压上升率和电流上升率，以免发生误导通。４）逆变角β不能太小，限制在一个允许的角度内。５）装设快速熔断器快速开关，进行过流保护。