变频技术原理与应用试题四及答案

变频技术原理与应用试题四及答案
一、是非题。

（正确的在括号内画√，错的画×，
每题1分，共10分）
1. 变频技术，往往看重的是电源频率的变化，而不重视电源其他参数的变化。

（）
2. 直流—交流变频技术，它的关键技术是整流器。

（）
3. 变频器主要用于交流电动机的转速调节。

（）
4. 全控型器件通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断。

（）
5. 晶闸管的导通和截止这两个工作状态是由阳极电压U A、阳极电流I A及控制极电流I G决定的。

（）
6. 功率MOSFET导通时有多种极性的载流子（多数载流子）参与导电，是多极型晶体管。

（）
7. 功率集成电路是电力半导体技术与微电子技术结合的产物。

（）
8. 变频器主电路接线前，确认输入电源的电压等级符合后，在安全断开的情况下才能进行接线的操作。

（）
9. 由于主电路为功率电路，不正确的配线不仅会损坏变频器，还会给操作者造成危险。

（）
10. 逆变器功率模块损坏后，将其去掉，更换新的模块，即可使用。

（）
二、名词解释。

（每题2分，共10分）
1. 擎住电流I L
2. 断态电压临界上升率d u/d t
3. 脉幅调制
4. 最高频率f max
5. 变频器
三、填空题。

（每题1分，共10分）
1. 平板型晶闸管又分为。

2. 晶闸管一旦导通后，控制极就了控制作用。

3.将完整的正弦波形用等效的PWM波形表示时，这种PWM波形称为波形。

4. 应按实际电流与通态平均电流有效值相等的原则来选取晶闸管，应留一定的裕量，一般
取倍。

5. 晶闸管门极参数包括。

6. 功率场效应晶体管与小功率场效应晶体管一样，分为。

7.功率MOSFET工作在开关状态，即在之间来回转换。

8. 移相调压实际上就是调节输出电压脉冲的。

9.当晶闸管的阳极和阴极之间加正向电压时，控制极未加电压，晶闸管内只有很小的电流流过，这个电流称为。

10. 采样控制理论有一个结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果。

四、简答题。

（每题5分，共20分）
1. 如何抑制晶闸管的正向电流上升率d i/d t？
2. 简述矢量控制变频器工作原理
3.简述P、I、D参数的调整原则
4. 变频器参数设定的内容有那些？
五、绘图题。

（共20分）
1. 绘制施耐德Altivar31型变频器监测显示菜单SUP设置流程框图
2. 绘制电流型变频器框图。

六、论述题。

（本题15分）
1. 变频器驱动电动机进行空载试运行后，若运行正常，即可进行（变频器驱动电动机）电动机负载试运行，叙述具体操作方法。

2. 如图所示为施耐德Altivar31变频器PI设置的接线图。

根据接线图，说明PI控制功能设置的操作步骤。

试题四答案
一、是非题。

1.√
2.×
3.√
4.√
5.√
6.×
7.√
8.√
9.√ 10.×
二、名词解释。

1. 在晶闸管加上触发电压，当晶闸管刚从断态转入通态就移除触发信号，此时能维持晶闸管导通所需的最小阳极电流即擎住电流I L。

对同一晶闸管来说，通常
I L约为I H的2～4倍
2. 断态电压临界上升率是指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通态转换的外加阳极电压最大上升率即为断态电压临界上升率d u/d t。

3. 脉幅调制是一种通过改变直流电压的幅值进行输出电压调节的方式。

4.最高频率f max是变频器—电动机系统可以运行的最高频率。

5. 变频器是变频技术应用的装置，是运动控制系统中的功率变换器。

三、填空题。

1. 凸台形和凹台形
2. 失去
3. SPWM
4. 1.5～2
5. 门极触发电流、门极触发电压
6. 结型和绝缘栅型
7. 截止区和非饱和区
8. 宽度
9. 正向漏电流
10. 基本相同
四、简答题。

1. 答：晶闸管开始导通时，管心内部J2结面还在逐渐开通的过程，主电流集中在门极附近的区域，随着时间增加，导通区逐渐扩大，直至全部PN结导通。

若阳极电流上升太快，电流来不及扩展到全部结面，将造成部分已开通的结面电流密度太大，引起门极附近电流密度过大导致器件过热，使晶闸管损坏。

因此，必须抑制正向电流上升率d i/d t。

2. 答：矢量控制是一种高性能异步电动机控制方式，是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，以便对电动机的励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。

它的基本原理是：将异步电动机的定子电流分为产生磁场的电流分量（励磁电流）和与其垂直的产生转矩的电流分量（转矩电流），并分别加以控制。

由于在这种控制方式中必须同时控制异步电动机定子电流的幅值和相位，即定子电流的矢量，因此，这种控制方式被称为矢量控制方式。

3. 答：P、I、D参数的预置是相关联的，要根据现场控制的实际情况，进行如下细调：被控物理量在目的值附近振荡，先加大积分时间I值，如果仍有振荡，可适当减小比例增益P值。

被控物理量在发生变化后难以恢复，先加大比例增益P值，如果恢复仍较缓慢，可适当减小积分时间I值，还可加大微分时间D 值。

4. 答：变频器在出厂时设定的功能和参数，不一定刚好符合实际运行的使用要求，因此，必须进行现场功能和参数的设定。

设定的内容一般有:频率、操作方法、最高频率、额定电压、加/减速时间、电子热过载继电器、转矩限制、电动机极数等。

对矢量控制的变频器，要按手册设定或自动检测。

五、绘图题。

1. 答：流程框图如下所示：
2. 答：电流型变频器框图如下：
六、论述题。

1. 答：变频器驱动电动机进行空载试运行后，若运行正常，即可进行（变频器驱动电动机）电动机负载试运行。

具体操作方法如下：
（1）把正常负载加在电动机上运行，用钳型电流表测变频器各相输出电流是否在预定值之内（观察变频器显示器显示的电流也可，两者略有差别）。

（2）如果变频器控制系统具有转速反馈的闭环系统，要测量转速反馈是否有效。

做一次人为断开和接入转速反馈，检查对电动机电压、电流、转速的影响情况。

（3）检测电动机旋转时的平稳性，这时加上正常负载，运行到稳定温升（一般3小时以上）的时侯，检测电动机或变频器的温度是否过高，若出现电动机或变频器的温度过高的现象，可改变电动机的负载或频率、变频器的U/f曲线、外部通风冷却条件或变频器的调制频率等。

（4）试验电动机运行时的升、降速时间是否过快或过慢，不合适的话应重
新设置和调整。

（5）试验变频器的各类保护功能和显示是否有效，在允许的范围内，尽量多做一些非破坏性的各种保护试验，确保变频器投入运行后，各种保护的可靠性。

（6）根据现场工艺的要求，试运行一周，随时监控，并做好记录，作为变频器今后工况数据的对比依据。

2. 答：该控制为2线控制，正向运行，本机给定，PI调节，用电位器模拟反馈信号经AIl端子输入，进行模拟操作的步骤由以下几部分组成。

1）合上电源开关QS
当合上电源开关QS时，变频器得电，进行参数设置如下：
（1）drC—FCS＝InI（恢复出厂时设置功能）。

（2）FLt—OPL＝nO（设置电动机缺相不检测功能）。

（3）I-O—tCC＝2C（设置2线控制方式）。

（4）CtL—Frl＝AIP（设置给定方式）。

（5）Fun—SAl一SA2＝nO（撤销求和默认设置功能）。

（6）Fun—PSS—PS2＝nO（撤销2段速度控制默认设置功能）。

（7）Fun—PSS—PS4＝nO（撤销4段速度控制默认设置功能）。

（8）Fun—PI—PIF＝AIl（设置反馈信号输入端子）。

其它的功能均使用变频器的默认设置。

2）合上按钮SA
当合上按钮SA时，变频器正转运行，此时，变频器显示运行频率，具体操作可以分为如下几点：
（1）如果AIl端子的电压大于本机给定的电压，运行的频率应为0 Hz（默认低速）。

（2）如果AIl端子的电压小于本机给定电压，运行的频率应缓慢升速到50 Hz（默认高
速）。

（3）旋动变频器操作面板上的电位器到某一个位置，如果变频器的运行频率为50 Hz，那么顺时针旋动电位器R P（减小AIl端子的电压）到变频器开始降速为止；如果变频器的运行频率为0 Hz，则逆时针旋动电位器R P（增加AIl端
子的电压）到变频器开始升速为止。

（4）找到升降速的临界点后，轻微调节R P就会发现增加AIl端子的电压变频器升速，减小AIl端子的电压变频器降速。

（5）仔细调节就可以找到一个位置，变频器的速度暂时不变，此时，本机给定电压与模拟的反馈电压相同。

（6）如果调整变频器操作面板上的电位器的位置，必须按上述步骤重新调节R P找到新的平衡位置。

（7）松开按钮SA，变频器自动调整运行情况。