变频调速时的几种负载类型
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变频技术：变频技术考试题及答案模拟考试练习考试时间：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、填空题变频器的问世，使电气传动领域发生了一场技术革命，即（ ）取代直流调速。
本题答案： 2、单项选择题变频器在工频下运行时，只能由（ ）进行过载保护。
所以，（ ）是必须的。
A.热继电器 B.交流接触器 C.空气开关 D.保险丝 本题答案： 3、问答题PWM 逆变器消除谐波的一般方法是什么？ 本题答案： 4、问答题画出异步电动机的机械特性曲线。
本题答案： 5、单项选择题在通用变频器中，如果出现过流现象，可能是（ ）。
A.变频器三相输出相间或对地短路B.负载太重，加速时间太短姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------C.电网电压太高D.输入电源缺相本题答案：6、多项选择题作为变频器的室内设置，其周围不能有（）的气体。
A.腐蚀性B.爆炸性C.燃烧性D.刺味性本题答案：7、判断题变频器长期不用时，最好每隔半年通一次电。
本题答案：8、问答题是否每台变频器都必须加装电磁选件？本题答案：9、单项选择题直流滤波器使用（）年应更换。
A．1B．3C．5D．10本题答案：10、填空题常用的电流型逆变电路主要有单相桥式和（）。
本题答案：11、填空题电力二极管引出两个极，分别称为阳极A和（）。
本题答案：12、多项选择题异步电动机的矢量控制是建立在动态模型的基础上的。
其数学模型可以表示为以（）为两个输入量，转速和磁链为两个输出变量的控制系统。
A.电压B.电流C.频率D.功率本题答案：13、填空题目前，变频器的主电路和拓扑结构为：变频器的网侧交流器对于低压小容量的常采用（）变流器；对中压量的常采用（）的变流器；负载侧变流器对低小容量的常采用（）逆变器；对中压大容量的采用（）逆变器。
变频器调速的基本原理
变频器调速的基本原理变频器调速是一种常见的电力调节设备，它通过改变电机的供电频率来实现调速的目的。
变频器调速的基本原理是将交流电源输入变频器中，经过整流、滤波、逆变等电路处理后，得到一个可调的直流电压，然后再通过逆变器将直流电压转换成可调的交流电源，供给电机使用。
根据电机的负载情况和工作要求，调节变频器输出电压和频率的大小，从而实现对电机转速的精确控制。
变频器调速的基本原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 交流电源输入：将交流电源输入变频器中，一般为三相交流电源。
这些交流电源经过变频器内部的整流和滤波电路，将其转换为稳定的直流电压。
2. 逆变器输出：经过整流和滤波后的直流电压，再经过逆变器的处理，转变为可调的交流电源。
逆变器通过控制输出电压和频率的大小，实现对电机的精确控制。
3. 控制信号输入：通过控制器或编程器，向变频器输入控制信号，包括所需的转速、负载变化等参数。
控制器根据这些输入信号，计算出逆变器应输出的电压和频率值，并将其发送到逆变器中控制输出。
4. 电机驱动：逆变器输出的交流电源供给电机进行驱动，根据逆变器输出的电压和频率值，电机转速得到控制和调节。
变频器调速的基本原理可以通过以下几个方面来解释：1. 频率控制：变频器通过调节输出电压的频率来控制电机的转速。
一般情况下，电机的转速与输入电源的频率成正比，即频率越高，电机转速越快。
通过调节变频器的输出频率，可以实现对电机转速的精确控制。
2. 电压控制：变频器还可以通过调节输出电压的大小来控制电机的转速。
一般情况下，电机的转速与输入电压成正比，即电压越高，电机转速越快。
通过调节变频器的输出电压，可以实现对电机转速的精确调节。
3. 软启动：变频器调速还具有软启动功能，即在启动电机时，逐渐增加输出频率和电压，使电机平稳启动，避免了突然启动对电机和负载的冲击。
4. 负载适应：变频器调速可以根据电机的负载情况实时调节输出频率和电压，以适应负载的变化。
变频应用基础大题答案
变频应用基础大题答案(1)1(共3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1、变频调速时，改变电源频率f1的同时须控制电源电压u1，试说明其原因。
（p28）答：在变频调速时，若f1下降，u1不变，则Φn上升。
因为Φn已设计在接近饱和处，Φn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f1上升，u1不变，则Φn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Φn不变，即电动机的转矩不变，在f1变化的同时，u1必须同时变化，使u1与f1的比值保持恒定，即U1/f1=常数。
2、描绘三相异步电动机基频以下变频调速的机械特性曲线，并说明其特点。
（p10）答1.当fx下调较少时，Tkm基本上不变2.当fx下调较多时，Tkm明显减少，带负载能力减少3.稳定运行区曲线平滑，表示机械特性比较硬4.属于恒转矩调速：3、变频调速时，由于f1降低使电动机处于回馈制动状态，试说明其制动的原理，并描绘制动前后的机械特性曲线。
（p3）4、在定性分析变频电路时，大功率开关器件的工作状态有哪两种（p26）答：饱和和截止状态5、什么是脉冲宽度调制技术（p21,p28,p34）6、某机床有5档转速（0档转速为0），分别为15HZ、30HZ、35Hz，50Hz，请设置相关参数。
（变频器参数设置以三菱FR-A540为例）7、以三相桥式SPWM逆变电路为例，说明脉宽调制逆变电路调压调频的原理。
（p25）8、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、制动电路。
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。
9、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。
（p23）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。
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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（）。
变频器应用中的常见负载类型及选购指南
变频器应用中的常见负载类型及选购指南变频器应用中的常见负载类型1、空调负载类：写字楼、商场和一些超市、厂房都有中央空调，在夏季的用电高峰，空调的用电量很大。
在酷热天气，北京、上海、深圳空调的用电量均占峰电40%以上。
因而用变频装置，拖动空调系统的冷冻泵、冷水泵、风机是一项特别好的节电技术。
目前，全国显现不少专做空调整电的公司，其中紧要技术是变频调速节电。
2、碎裂机类负载：冶金矿山、建材应用不少碎裂机、球磨机，该类负载接受变频后效果显着。
3、大型窑炉煅烧炉类负载：冶金、建材、烧碱等大型工业转窑（转炉）以前大部分接受直流、整流子电机、滑差电机、串级调速或中频机组调速。
由于这些调速方式或有滑环或效率低，近年来，不少单位接受变频掌控，效果极好。
4、压缩机类负载：压缩机也属于应用广泛类负载。
低压的压缩机在各工业部门都普遍应用，高压大容量压缩机在钢铁（如制氧机）、矿山、化肥、乙烯都有较多应用。
接受变频调速，均带来启动电流小、节电、优化设备使用寿命等优点。
5、轧机类负载：在冶金行业，过去大型轧机多用交—交，近年来接受交—直—交变频器，轧机交流化已是一种趋势，尤其在轻负载轧机，如宁夏民族铝制品厂的多机架铝轧机组接受通用变频器，充分低频带载启动，机架间同步运行，恒张力掌控，操作简单牢靠。
6、卷扬机类负载：卷扬机类负载接受变频调速，稳定、牢靠。
铁厂的高炉卷扬设备是紧要的炼铁原材料输送设备。
它要求启、制动平稳，加减速均匀，牢靠性高。
原多接受串级、直流或转子串电阻调速方式，效率低、牢靠性差。
用交流变频器替代上述调速方式，可以取得理想的效果。
7、转炉类负载：转炉类负载，用交流变频替代直流机组简单牢靠，运行稳定。
8、辊道类负载：辊道类负载，多在钢铁冶金行业，接受交流电机变频掌控，可提高设备牢靠性和稳定性。
9、泵类负载：泵类负载，量大面广，包括水泵、油泵、化工泵、泥浆泵、砂泵等，有低压中小容量泵，也有高压大容量泵。
很多自来水公司的水泵、化工和化肥行业的化工泵、往复泵、有色金属等行业的泥浆泵等接受变频调速，均产生特别好的效果。
变频器和电机匹配方法
变频器和电机匹配方法变频器的正确选择对于控制系统的正常运行是非常关键的。
选择变频器时必须要充分了解变频器所驱动的负载特性。
人们在实践中常将生产机械分为三种类型:恒转矩负载、恒功率负载和风机、水泵负载。
1.1 恒转矩负载负载转矩TL与转速n无关，任何转速下TL总保持恒定或基本恒定。
例如传送带、搅拌机，挤压机等摩擦类负载以及吊车、提升机等位能负载都属于恒转矩负载。
变频器拖动恒转矩性质的负载时，低速下的转矩要足够大，并且有足够的过载能力。
如果需要在低速下稳速运行，应该考虑标准异步电动机的散热能力，避免电动机的温升过高。
1.2 恒功率负载机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机、开卷机等要求的转矩，大体与转速成反比，这就是所谓的恒功率负载。
负载的恒功率性质应该是就一定的速度变化范围而言的。
当速度很低时，受机械强度的限制，TL不可能无限增大，在低速下转变为恒转矩性质。
负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有很大的影响。
电动机在恒磁通调速时，最大允许输出转矩不变，属于恒转矩调速；而在弱磁调速时，最大允许输出转矩与速度成反比，属于恒功率调速。
如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围相一致时，即所谓“匹配”的情况下，电动机的容量和变频器的容量均最小。
1.3 风机、泵类负载在各种风机、水泵、油泵中，随叶轮的转动，空气或液体在一定的速度范围内所产生的阻力大致与速度n的2次方成正比。
随着转速的减小，转矩按转速的2次方减小。
这种负载所需的功率与速度的3次方成正比。
当所需风量、流量减小时，利用变频器通过调速的方式来调节风量、流量，可以大幅度地节约电能。
由于高速时所需功率随转速增长过快，与速度的三次方成正比，所以通常不应使风机、泵类负载超工频运行。
用户可以根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。
在选择变频器时因注意以下几点注意事项：选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据，电机的额定功率只能作为参考。
变频器项目十
(二)减小容量的对策
图10-10 ≤ 带恒功率负载
(二)减小容量的对策
2)电动机的额定转速，仍为960r/min。 3)电动机的容量：
3.fx ≤2fN (1)分挡方法 1)低速挡。 2)高速挡。
(二)减小容量的对策
二、系统设计的主要问题
图10-5 有效转矩线举例
二、系统设计的主要问题
二、系统设计的主要问题
1.最低工作频率
(一)工作频率范围
表10-1 各种控制方式的最低工作频率
2.最高工作频率
(二)调速范围与传动比
1.调速范围和负荷率的关系
表10-2 不同负荷率时的转速范围表
2.负荷率与传动比的关系 3.调速范围与传动比的关系 1)当电动机轴上的负荷率为100%时，允许的调速范围是比较小的。 2)在负载转矩不变的前提下，传动比λ越大，则电动机轴上的负荷 率越小，调速范围(频率调节范围)越大。
(二)在运行可靠性方面的要求
1.对于过载能力的要求 2.对机械振动和寿命的要求 1)避免机械谐振的问题； 2)高速(超过额定转速)时，机械的振动以及各部分轴承及传动机构 的磨损问题等。
(三)设计拖动系统的主要内容
1)选择电动机的类型、容量及磁极对数等。 2)选择变频器的类型、容量及型号等。 3 )选择拖动系统运行的相关参数，如升速与降速的时间和方式等。 4)确定电动机与负载之间的传动比。 5)设计主电路，并确定外围选配件的主要规格。 6)设计控制电路，并选定外围所需要的选配件。
1.可供选择的方法 1)原有电动机不变，增大传动比，如上例所述。 2)原有电动机不变，增加外部通风，并采用带转速反馈的矢量控 制方式。 3)选择同容量的变频调速专用电动机，并采用带转速反馈的矢量 控制方式。 4)采用普通电动机，不增加外部通风，也不采用带转速反馈的矢 量控制方式，而是增大电动机容量。
变频调速电机冷却方式的选择
变频调速电机冷却方式的选择摘要：从变频调速电机的设计和应用分析，介绍了如何根据负载类型和机座结构形式来正确选择变频调速电机的冷却方式。
引言随着电力电子技术的飞速发展，变频器生产技术也日趋成熟，我国电机调速技术已由直流调速逐步进入了变频调速时代，变频调速电机以起动转矩大，起动性能好，调节精确度高，可靠性强，操作方便等优点在钢铁、石油、化工、机械、电子、电力、煤炭、造纸、医药、自来水等行业中得到了普遍应用。
变频调速电机通常采用的冷却方式有IC411、IC416、IC611、IC616、IC666、IC86W等几种，用户根据自己的需要，可以任意选择某种冷却方式。
1 根据负载类型选择不同的冷却方式1.1 风机、泵类型负载变频调速电机如果驱动的负载为风机、泵类负载时，负载转矩随转速的平方变化（TL 邑n2），低速下运行时负载转矩较小，一般可选用的冷却方式有IC411、IC611，即电机转子自带同轴风扇来形成内风路循环和外风路循环；这种类型负载在低频起动时变频调速电机转速很低，负载转矩也很小，电机发热量也很小，这时依靠电机铁心自身的热传递，可以散去电机产生的热量，所以不用担心变频调速电机低速运行时的散热问题。
当变频电机运行在高速范围时，负载转矩较大，此时变频调速电机所产生的热量也多，由于此时电机转子自身所带风扇产生足量冷却风量，就可以通过冷却器热交换带走电机所产生的热量。
1.2 恒转矩类负载恒转矩类型负载的转矩在基速以下都维持不变，低频起动时，要求变频调速电机输出很大的起动转矩，这时变频调速电机的发热非常厉害，如果我们仍采用电机自带风扇的冷却方式（IC411、IC611），则不能满足变频调速电机的散热，这时我们采用给变频调速电机增加独立的强迫冷却风机的冷却方式。
通常可采用的冷却方式有IC416、IC616、IC666 或IC86W，其中IC416、IC616 和IC666的冷却方式，不需要用户增加辅助的冷却设备，但IC86W 的冷却方式需要用户增加独立的冷却水循环回路。
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变频调速时的几种负载类型
变频调速时需要根据不同的负载类型选择不同的频率变化曲线，才能发挥出变频器的最佳状态。
但是有时，选择某一个负载时，不知负载到底是什么负载，一头雾水。
下面简要介绍一下几种负载类型的异同及其常见的负载种类。
先介绍一下频率变化曲线。
以上两图所示为是变频器常用的频率曲线。
（1）线性方式
在起动过程，频率变化和时间成线性关系，如a图①所示。
一般的负载可以选用此方式。
（2）S型方式
如a中的②图所示，在频率输出过程中，频率与时间的关系呈“S”形，即：在刚起动时，频率的变化比较慢（0－P段），然后频率又和时间成线性变化，在Q点以后，频率的变化又降了下来。
此种方式适合于带式输送机一类的负载。
（3）半“S”形方式
如图b所示。
其中①适合于低速时负载较轻的场合，如风机和泵等。
刚开始负载比较轻，频率变化可以快些（成线性变化），当达到一定负载后，频率变化就慢了下来（成“S”形）；②适合于低速时惯性比较大的负载。
刚开始负载比较重，频率变化和时间成“S”形，当频率升到一定值后，频率和时间变化成线性关系。
负载种类：
1、恒转矩负载
负载的阻转矩是一个定值，与转速的高低无关。
主要特点：在初始速度时就有阻力，即启动需要启动转矩。
典型实例：带式输送机、潜水泵、空气压缩机、自动旋转门等。
2、恒功率负载
在不同的转速下，负载的功率基本恒定。
由公式：TL＝9550PL/nL可知：负载阻转矩TL和转速nL成反比。
典型实例：各种薄膜的卷取机，车床，钻床、磨床。
以卷取要为例，其负载阻转矩TL＝F×r
其中F－卷取物张力，在卷取过程中，要求其保持恒定
r－卷取物的卷取半径，随着卷取物不断地绕到卷取辊上，r 将越来越大
由于具有以上特点，因此，在卷取过程中，拖动系统的功率是恒定的：
PL＝F×v＝const
式中v－卷取物的线速度，在卷取过程中，为了使张力大小保持不变，要求线速度也保持恒定。
在卷取过程中，r不断增大，TL也增大，nL则减小。
可见，转矩TL和转速nL成反比。
3、二次方律负载
转矩特点：负载的转矩与转速的二次方成正比。
功率特点：负载的功率与转速的三次方成正比。
典型实例：离心式风机和水泵
需要说明的是，此类负载，如果将变频器输出频率提高到工频以上时，功率会急剧增加，有时甚至超过电动机所配变频器的容量，导致电动机过热或不能运转。
故对这类负载转矩，
不要轻易将频率提高到工频以上。
4、其它类型的负载
（1）直线律负载
转矩特点：负载的阻转矩与转速成正比。
功率特点：功率与转矩的二次方成正比。
典型实例：轧钢机，辗压机。
（2）混合型负载
典型实例：大部分金属切削机床。