基本变频器理论
变频器理论试题库
变频器理论试题库一、填空题1.( )器件就是目前通用变频器中广泛使用得主流功率器件。
2.变频器按变换环节可分为( )型与( )频器。
3.变频器按照滤波方式分( )型与( )型变频器。
5.智能功率模块IPM将大功率开关器件与( )电路、( )电路、( )电路等集成在同一个模块内。
7、基频以下调速时,变频装置必须在改变输出( )得同时改变输出( )得幅值。
8、基频以下调速时,为了保持磁通恒定,必须保持U/F=( )。
9.变频器得主电路,通常用()或()表示交流电源得输入端,用()表示输出端。
10、通过()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。
11.变频器输入侧得额定值主要就是( )与( )12.变频器输出侧得额定值主要就是输出( )、( )、( )、配用电动机容量与超载能力。
13、变频器得频率指标有频率( )、频率( )、频率( )14、变频器运行频率设定方法主要有( )给定( )给定、()给定与通信给定。
15.变频器得外接频率模拟给定分为( )控制、( )控制两种。
16、通用变频器得电气制动方法,常用得有三种( )制动、()制动、( )。
17、变频器得PID功能中,P指 ( ),I指( ) ,D指( )。
18、U/f控制方式得变频器主要用于( )、( )、( )等无动态指标要求得场合。
19、交流偏置使三相单相变频器输出均为 ( )20、低压变频器常用得电力电子器件有 ( )、 ( )、( )、21、变频器主电路由( )电路、中间( )电路、( )三部分组成22、变压器得控制方式主要有( )控制、( )控制、( )控制23 、电压型变频器中间直流环节采用大( )滤波,电流型变频器中间直流环节采用高阻抗( )滤波。
24、直流电抗器得主要作用就是改善变频器得输入电流得( )干扰,防止( )对变频器得影响,保护变频器及抑制直流电流( )。
25、变频器具有( )保护、( )保护、( )保护、欠电压保护与瞬间停电得处理。
变频器的工作原理与控制方式
变频器的工作原理与控制方式变频器（Variable Frequency Drive，缩写为VFD），又称为交流调速器（AC Drive），是一种用于调节交流电机转速的电子装置。
它通过改变输入电压的频率和幅值来控制电机的转速。
变频器工作原理主要涉及开关技术、PWM调制技术、电机驱动理论等方面内容，下面将详细介绍。
一、变频器的工作原理1.开关技术变频器利用开关电子器件（如晶体管、IGBT等）来实现对输入电源的开关控制。
通过不断开关电路，形成等效于几十千赫兹至几千千赫兹的高频方波，从而形成理想的正弦波输出。
2.PWM调制技术PWM（Pulse Width Modulation）调制技术是指通过改变开关装置的导通时间和关断时间，以一定占空比形式控制开关管工作的方式。
在变频器中，PWM技术可以实现加减压、变频和控制电机的转速。
3.电机驱动理论变频器通过改变输入电压的频率和幅值来调节电机的转速。
在工作过程中，通过改变开关器件导通时间和关断时间，将输入电压的频率调节到所需的频率范围，实现对电机转速的精准控制。
二、变频器的控制方式1.V/f控制方式V/f控制方式（Voltage/frequency ratio control）是一种常用的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速，并根据转速信号和预设的转速曲线进行比较，计算所需输出频率，并根据预设的V/f比值进行控制，实现对电机速度的调节。
2.向量控制方式向量控制方式（Vector Control）又称矢量控制方式，是一种高性能的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速、转矩和位置等信息，并根据这些信息进行精确计算和控制，实现对电机速度、转矩和位置等的准确控制。
3.矢量控制方式矢量控制方式（Direct Torque Control，缩写为DTC）是一种高性能的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速、转矩等信息，并根据转速、转矩的变化率进行预测和计算，在每个采样周期内调节电机的转速和转矩，实现对电机的精确控制。
变频器的基本原理及调试方法讲解
变频器的基本原理及调试方法讲解变频器的基本原理及调试方法讲解1.变频器基础1: VVVF 是Variable Voltage and Variable Frequency 的缩写，意为改变电压和改变频率，也就是人们所说的变压变频。
2: CVCF 是Constant Voltage and Constant Frequency 的缩写，意为恒电压、恒频率，也就是人们所说的恒压恒频。
我们使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。
交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95％左右。
无论是用于家庭还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准，如我国大陆规定，直接用户单相交流电为220V，三相交流电线电压为380V，频率为50Hz，其它国家的电源电压和频率可能于我国的电压和频率不同，如有单相100V/60Hz，三相200V/60Hz等等，标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。
通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。
为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC），这个过程叫整流。
把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。
一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。
对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。
变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。
对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦波，叫变频电源。
一般变频电源是变频器价格的15－－20倍。
由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器。
变频器也可用于家电产品。
变频器的调速原理)
变频器调速基本原理变频器调速基本原理 1、变频器概述。
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。
它的主电路都采用交—直—交电路。
JP6C-T9/J9 系列低压通用变频器工作电压为：380～690V，功率为0.75～800kW，工作频率为0～400Hz；JP6C-YZ 系列中压通用变频器工作电压为：1140～2300V，功率为37～1000kW，工作频率为0～400Hz；JCS 系列高压变频器工作电压为：3KV / 6KV / 10KV，功率为280～20000kW，工作频率为0～60Hz；2、变频原理。
从理论上我们可知，电机的转速N 与供电频率f 有以下关系：)1(*60sPfN其中： p ——电机极数 S——转差率由式(1)可知，转速n 与频率f 成正比，如果不改变电动机的极数，只要改变频率f 即可改变电动机的转速，当频率f 在0～50Hz 的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。
变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
3、节能调速原理一般使用的风机、水泵类它们额定风量、水量都超过实际需要，又因工艺的需要，往往运行中要改变风量、水量，而目前多数采用档板或阀门来调节的，虽然方法简单，但实质是人为增加阻力的办法。
因此浪费大量电能，属不经济的调节方式。
从流体力学原理可知，风机的风量、水泵的流量与电机转速及电机功率的关系如下：当风机转速下降时，电动机的功率迅速降低，例风量下降到80％，转速亦下降到80％时，则轴功率下降到额定的51％，若风量下降到50％，轴功率将下降到额定的13％，其节电潜力非常大，并有下述曲线、阴影部分表示采用变频器调速方式的节电效果，其节电可达30-40％效果十分明显。
对不同使用频率时的节电率N%可查表。
上述原理也基本适用水泵，可见采用变频调速控制实现节电是有效的、惟一的途径。
变频调速特点是效率高，无附加转差损耗，调速范围大、精度高、无级的。
变频调速理论基础-复习及习题解答
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？异步电机的气隙磁链在每相定子中的感应电动势E g =4.44f 1N 1k N1Φm 如果使Eg/f 1=K 气隙磁链保持不变，要保持直流电机的磁通恒定，因为其励磁系统是独立的，只要对电枢反应的补偿合适，容易做到保持磁通恒定。
要保持交流异步电机的磁通恒定，必须采用恒压频比控制。
问题3-2：交流异步电动机的恒压频比控制有哪三种方式？试就其实现难易程度、机械特性等方面 进行比较。
Eg/f 1=K ，气隙磁链在每相定子中的感应电动势/输入频率为恒值，机械特性非线性，难实现，加定子电压补偿的目标，改善低速性能。
T max ，n m 与频率无关，机械特性平行，硬度相同，类似于直流电动机的降压调速，属于恒转矩调速。
U 1/f 1=K ，定子相电压/输入频率为恒值，U 1定子相电压，机械特性非线性，易实现。
f 1接近额定频率时，T max 变化不大，f 1的降低，T max 变化较大，在低速时甚至拖不动负载。
实际上U 1/f 1=常数，由于频率很低时定子电阻损耗相对较大， 不可忽略，故必须进行定子电压补偿。
E 2/f 1=K ，转子磁链在每相定子中的感应电动势/输入频率为恒值，E 2转子磁链在每相定子中的感应电动势（忽略转子电阻损耗）转子磁链恒值，机械特性线性， 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。
恒磁通调速（基频以下）U 1/f 1=常数，并补偿定子电阻损耗。
恒功率调速（基频以上）升高电源电压时不允许的，f 1Φm =KE g 0f T f带定子电压补偿的U 1/f 1=KφφmU1fnUnnT在频率上调时，只能保持电压不变。
交-交变频器和交直交变频器的工作原理_理论说明
交-交变频器和交直交变频器的工作原理理论说明1. 引言1.1 概述交流变频器和交直交变频器作为电力调节装置在现代工业领域具有广泛的应用。
它们通过控制电压和频率来实现对电动机转速的调节，从而满足不同工况下的需求。
本文将深入探讨这两种变频器的工作原理及其理论说明。
1.2 文章结构本文将分为五个部分进行阐述。
第一部分为引言，介绍文章的背景和目标；第二部分将详细阐述交流变频器的工作原理，包括基本原理、输入输出特性以及控制策略；第三部分将重点讲解交直交变频器的工作原理，包括脉宽调制技术、桥式整流器以及逆变器设计；第四部分将通过建立数学模型并进行系统特性分析，展示这些变频器工作原理的模拟与分析过程；最后一部分是结论，总结文章要点并展望这些变频器在未来的研究意义与发展前景。
1.3 目的本文旨在全面了解和揭示交流变频器和交直交变频器的工作原理，并通过数学模型建立与系统特性分析来更好地理解其原理与工作机制。
通过本文的阅读，读者将能够深入了解交流变频器和交直交变频器在工业领域中的应用以及其对电动机的调节控制效果，为相关技术的研究和实践提供有益参考。
这样会清晰重点说明引言部分的内容。
2. 交流变频器的工作原理:2.1 基本原理：交流变频器是一种电力调节设备，用于将固定频率和振幅的交流电转换为可调节频率和振幅的交流电。
其基本原理是通过控制电压和频率来实现对电机转速的调节。
在交流变频器中，主要由三个部分组成：整流器、逆变器和中间直流环节。
整流器将交流电源转换为直流，并通过逆变器将直流电源再次转换为可调节的交流电源。
2.2 输入输出特性：交流变频器通常具有宽输入电压范围和高输出功率因数。
可以接受不同工作条件下的输入，如不同的供应电压、负载波动等，并产生稳定且可调节的输出。
其中，输入特性包括输入相位角、输入功率因数等；输出特性包括额定输出功率、容量因数、效率等。
这些特性决定了交流变频器在工业应用中的适用性以及对于不同负载情况下的响应能力。
变频器工作原理与结构图文详解—变频器的功能作用分析
变频器工作原理与结构图文详解—变频器的功能作用分析变频器变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。
变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。
随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。
变频器基本组成变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。
整流单元：将工作频率固定的交流电转换为直流电。
高容量电容：存储转换后的电能。
逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。
控制器：按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。
变频器的结构与原理图解变频器的发展也同样要经历一个徐徐渐进的过程，最初的变频器并不是采用这种交直交：交流变直流而后再变交流这种拓扑，而是直接交交，无中间直流环节。
这种变频器叫交交变频器，目前这种变频器在超大功率、低速调速有应用。
其输出频率范围为：0-17（1/2－1/3 输入电压频率），所以不能满足许多应用的要求，而且当时没有IGBT，只有SCR，所以应用范围有限。
变频器其工作原理是将三相工频电源经过几组相控开关控制直接产生所需要变压变频电源，其优点是效率高，能量可以方便返回电网，其最大的缺点输出的最高频率必须小于输入电源频率1/3或1/2，否则输出波形太差，电机产生抖动，不能工作。
故交交变频器至今局限低转速调速场合，因而大大限制了它的使用范围。
变频器电路结构框架图矩阵式变频器是一种交交直接变频器，由9个直接接于三相输入和输出之间的开关阵组成。
《变频器》教案(2)
《变频器》教案重点和难点解析一、教学内容本节课主要讲解变频器的基本原理和应用。
教材的章节为第五章第一节，内容包括：1. 变频器的定义和工作原理；2. 变频器的分类和主要参数；3. 变频器在工业控制中的应用。
二、教学目标1. 让学生了解变频器的基本原理和分类；2. 使学生掌握变频器的主要参数和调整方法；3. 培养学生运用变频器解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点重点：变频器的基本原理、分类和主要参数；变频器在工业控制中的应用。
难点：变频器的调整方法和工作原理的深入理解。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体教学设备、变频器实物、电路图；2. 学具：笔记本电脑、变频器操作手册、测量工具。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示工业生产线上的变频器应用实例，让学生了解变频器在实际生产中的重要性。
2. 知识讲解：讲解变频器的基本原理、分类和主要参数，引导学生掌握变频器的基本概念。
3. 例题讲解：分析变频器在不同工业场合的应用案例，让学生了解变频器的调整方法和实际操作步骤。
4. 随堂练习：让学生根据给定的电路图和参数，设计一个简单的变频器控制系统，并现场演示。
5. 课堂讨论：引导学生探讨变频器在工业控制中的优势和局限性，以及如何解决实际问题。
六、板书设计板书内容主要包括：1. 变频器的定义和工作原理；2. 变频器的分类和主要参数；3. 变频器在工业控制中的应用案例。
七、作业设计1. 作业题目：请根据教材第五章第一节的内容，简述变频器的基本原理和分类。
答案：变频器是一种电力调节装置，其基本原理是通过改变电源输出频率，实现对交流电机转速的控制。
变频器主要分为电压型和电流型两种，其中电压型变频器输出电压与输入电压成正比，电流型变频器输出电流与输入电流成正比。
2. 作业题目：请分析一个你熟悉的工业场合中变频器的应用，说明变频器如何改善控制系统性能。
答案：以电梯控制系统为例，变频器通过调整输出频率，实现对电梯速度的精确控制，提高了电梯运行的平稳性和舒适性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Half Voltage, 30 Hz PWM Waveform
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
Voltage Source VFD
#9:'510.6',!)23):
10), 3+).%03 &'#()*+ !"#$% ,!0,+ 3+.%!4!+3 ,-.-'/01%)2+ 4++,5).6 3+2$1)%03 !"/+3%+3 :0%03
Volts / Hz Ratio
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
Variable Voltage Variable Frequency
F? >? B? C? &? @? A? ? ? A? @? &? C? B? >? (03*+#09+3 %037$+
*#++,';(D-=
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
Region of continuous operation 200% Torque (Typical) Region of intermittent operation
100%
Continuous torque capability
Rectifier and Filter
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
Power Factor
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
Basic VFD Operation
! Convert AC power to DC power. ! Filter DC power. ! Invert DC power to variable voltage and variable frequency AC power.
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
Diode Rectifier
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
Insulated Gate Bipolar Transistors
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
100 % Output Voltage Field Weakening Region
Amount of Boost 60Hz Output Frequency
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
Invert DC Power to Variable Voltage and Frequency AC Power
! 2 IGBT’s per output phase switch the positive and negative sides of the DC Bus utilising pulse width modulation ! IGBT’s will have a characteristic rise time depending on its generation and current rating ! Rise time is the time it takes the IGBT pulse when switched on to reach DC bus voltage level
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
Load Torque Proportional To The Square of Speed
Inverter
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
PWM Waveform
1.0 -1.0
Full Voltage, 60 Hz PWM Waveform
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
Variable Torque Curve
A?? G? E?
/01%)2+';<=
PWM Power Diagram
Input Line
Capacitor
AC Motor Rectifier Inverter
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
Variable Frequency Drives Basic VFD Theory
SALES & SERVICE FOR ABB AC VARIABLE SPEED DRIVES SOFT STARTERRS DC VARIABLE SPEED DRIVES POWER QUALITY PRODUCTS
Variable Torque
Affinity Laws:
! Flow is proportional to speed. (Flow1 / Flow2) = (RPM1)/(RPM2) ! Pressure is proportional to the square of the speed. (Press1 / Press2) = (RPM1)2 / (RPM2)2 ! HP is proportional to the cube of the speed. (HP1 / HP2) = (RPM1 )3/ (RPM2)3
VFD Summary
! VFD Varies the speed of an AC Motor ! Maximum output voltage = input voltage ! V/Hz ratio is controlled throughout the range up to 60 Hz. ! Torque decreases after 60Hz. ! Output wave form is Pulse Width Modulated (PWM) .
Convert AC Input Power to DC
AC input power is rectified to DC through a six pulse diode bridge DC voltage is equal to AC input voltage * 1.414 (root 2) !230 * 1.414 = 325 !460 * 1.414 = 650 !600 * 1.414 = 850 DC power is filtered and stored through a capacitor bank called the DC bus