变频器常用电力电子器件
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。
《变频技术与原理》复习题（答案版）
《变频技术与原理》复习题（答案版）一、填空题1. 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。
2.变频器的分类，按工作原理可分为交-交变频器和交-直-交变频器，按用途可分为通用变频器和专用变频器。
3．变频器的主要技术参数：输入电压、输出电压、额定电流、输出电容、额定功率和过载能力等。
4．交-直-交变频器主电路包括3部分分别为整流电路、中间电路、逆变电路。
5．整流电路的功能是将交流电转换为直流电；中间电路具有滤波和制动作用；逆变电路可将直流电转为频率和幅值都可以调的交流电。
6．三相交-交变频电路的连接方法分为公共交流母线进线和输出星形联结两种。
7．目前常用的变频器采用的控制方有：U/f控制、转差频率控制、矢量控制和直接转矩控制。
8．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，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。
9. 转矩提升是指通过提高U／f比来补偿f x下调时引起的T Kx下降。
即通过提高U x(k u＞k f)使得转矩T Kx提升。
10．转差频率控制（SF控制）就是检测出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，然后以电机速度对应的频率与转差频率之和作为变频器的给定输出频率。
11．频率控制是变频器的基本控制功能，控制变频器输出频率的方法有面板控制、电位器控制、远程控制和外部端子控制。
12．有些设备需要转速分段运行，而且每段转速的上升、下降时间也不同，为了适应这种控制要求，变频器具有段速控制功能和多种加减速时间设置功能。
13．变频器是通过电力半导体器件的通断作用将工频交流电流变换为电压和频率均可调的一种电能控制装置。
14．变频器的组成可分为主电路和控制电路。
15．某变频器需要回避频率为18～22Hz，可设置回避频率值为20Hz 。
16.高压柜体一般容量很大，往往需要多个柜体组成。
变频调速 习题与答案)
课后辅导题一一、选择题1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（ C ）。
A：PWM B：PAM C：SPWM D：SPAM2、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（ B ）有关系。
A：磁极数B：磁极对数C：磁感应强度D：磁场强度3、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（ B ）。
A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT4、IGBT属于（ B ）控制型元件。
A：电流B：电压C：电阻D：频率5、变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和（ A ）型。
A：电流B：电阻C：电感D：电容6、电力晶体管GTR属于（ A ）控制型元件。
A：电流B：电压C：电阻D：频率二简单综合题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？2、三相异步电动机的转速n与哪些因素有关？答：三相异步电动机的转速n与电源频率ƒ1、磁极对数P、转差率s有关。
3、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。
4、在三相异步电动机的机械特性曲线上，标出与下列转速对应的转矩：、、。
5、变频调速时，改变电源频率ƒ1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ƒ1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ƒ1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ƒ1变化的同时，U1必须同时变化，使U1与ƒ1的比值保持恒定，即U1/ƒ1 =常数。
变频技术理论
变频技术科理论填空题1．(IGBT)器件是目前通用变频器中广泛使用的主流功率器件。
2．变频器按变换环节可分为（交—交）型和(交—直—交)型变频器。
3．变频器按照滤波方式分（电压）型和（电流）型变频器。
4．三相鼠笼交流异步电动机主要有（变频）、（变转差）、（变极）三种调速方式5．智能功率模块IPM将大功率开关器件和（驱动）电路、（保护）电路、（检测）电路等集成在同一个模块内。
6．基频以（下）调速属于恒转矩调速基频以（上）调速属于弱磁恒功率调速。
7. 基频以下调速时，变频装置必须在改变输出（频率）的同时改变输出（电压）的幅值。
8. 基频以下调速时，为了保持磁通恒定，必须保持U/F=(常数）。
9．变频器的主电路，通常用(R、S、T)或（L1、L2、L3）表示交流电源的输入端，用(U、V、W)表示输出端。
10.通过（通讯）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．变频器输入侧的额定值主要是（电压）和（相数）12．变频器输出侧的额定值主要是输出（电压）、（电流）、（容量）、配用电动机容量和超载能力。
13. 变频器的频率指标有频率（范围）、频率（精度）、频率（分辨率）14. 变频器运行频率设定方法主要有（面板）给定、(外接)给定、(预置)给定和通信给定。
15．变频器的外接频率模拟给定分为（电压）控制、（电流）控制两种。
16.通用变频器的电气制动方法，常用的有三种（直流）制动、（制动单元/制动电阻）制动、（整流回馈）。
17. 变频器的PID功能中，P指（比例），I指(积分) ，D指（微分）。
19.U/f控制方式的变频器主要用于（风机）、（水泵）、（运输传动）等无动态指标要求的场合。
20. 低压变频器常用的电力电子器件有 (GTR)、 (IGBT)、(IPM).21.变频器主电路由（整流）电路、中间（直流）电路、（逆变器）三部分组成22.变压器的控制方式主要有(U / f )控制、(矢量)控制、(直接转矩)控制23 .电压型变频器中间直流环节采用大（电容）滤波，电流型变频器中间直流环节采用高阻抗（电感）滤波。
变频器考试题目
变频器考试题⽬⼀、填空题1、（IGBT）器件是⽬前通⽤变频器中⼴泛使⽤的主流功率器件。
2、变频器按变换环节可分为(交-交)型和(交-直-交)型变频器。
3、变频器按照滤波⽅式分(电压)型和(电流)型变频器。
4、三相⿏笼交流异步电动机主要有(变频)、(变转差)、(变极)三种调速⽅式。
5、变频器安装要求（垂直安装），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、隔板或其它部件的距离应不⼩于（300）mm。
6、变频器的主电路，通常⽤(R,S,T)或(L1,L2,L3)表⽰交流电源的输⼊端，⽤（U,V,W）表⽰输出端。
7、通过（通讯接⼝）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。
8、变频器运⾏频率设定⽅法主要有（⾯板）给定、（外接）给定、（预置）给定和通信给定。
9、变频器的外接频率模拟给定分为(电压)控制、（电流）控制两种。
10、变频器的PID功能中，P指（⽐例），I指（积分），D指（微分）。
11、U/f控制⽅式的变频器主要⽤于（风机）、（⽔泵）、（运输传动）等⽆动态指标要求的场合。
12、低压变频器常⽤的电⼒电⼦器件有（GTR）、（IGBT）、（IPM）。
13、变频器主电路由（整流）电路、中间（直流）电路、（逆变器）三部分组成。
14、变频器输⼊控制端⼦分为（数字）量端⼦和（模拟）量端⼦。
15、⼯业洗⾐机甩⼲时转速快，洗涤时转速慢，烘⼲时转速更慢，故需要变频器的（多段速）控制功能。
16、变频器的加速时间是指从（0）Hz上升到（最⾼）频率所需的时间。
17、⽬前在中⼩型变频器中，应⽤最多的逆变元件是（IGBT）。
电压调制⽅式为正弦波脉冲宽度调制（SPWM）。
18、变频器与外部连接的端⼦分为（主电路）端⼦和（控制电路）端⼦。
⼆、选择题复习资料1、公式 S=（n1-n）/n1中，S表⽰（转差率）。
2、频率给定中，模拟量给定⽅式包括（电位器给定）和直接电压（或电流）给定。
电力电子技术知识点总结
电力电子技术知识点总结一、电力电子器件1. 晶闸管：晶闸管是一种具有双向导电性能的电子器件，可以控制大电流、大功率的交流电路。
其结构简单，稳定性好，具有一定的可逆性，可用作直流电压调节元件、交流电压调节元件、静止开关、逆变器等。
2. 可控硅：可控硅是一种具有双向导电性的半导体器件，具有控制开关特性，可用于控制大电流、大功率的交流电路。
可控硅具有可控性强，工作稳定等特点，适用于电力调节、交流电源、逆变器等领域。
3. MOSFET：MOSFET是一种以金属氧化物半导体栅极场效应晶体管为基础的器件，和普通的MOS晶体管相比，MOSFET在导通电阻上有较低的压降、耗散功率小、寄生电容小、开关速度快等优点，适用于开关电路、逆变器、电源调节等领域。
4. IGBT：IGBT是一种继承了MOSFET和双极晶体管的特点的半导体器件，具有高阻塞电压、低导通压降、大电流、耐脉冲电流等特点，适用于高频开关电路、变频器、电源逆变器、电机调速等领域。
5. 二极管：二极管是最基本的电子元件之一，具有正向导通和反向截止的特点，广泛用于整流、短路保护、开关电源等方面。
以上所述的电力电子器件是电力电子技术的基础，掌握了这些器件的特性和应用，对于电力电子技术的学习和应用具有重要的意义。
二、电力电子拓扑结构1. 变流器拓扑结构：变流器是电力电子技术中的一种重要装置，用于将直流电转换为交流电或者改变交流电的频率、电压和相数等。
常见的变流器拓扑结构包括单相全桥变流器、三相全桥变流器、单相半桥变流器、三相半桥变流器等。
2. 逆变器拓扑结构：逆变器是电力电子技术中的一种重要装置，用于将直流电转换为交流电，逆变器可以选择不同的拓扑结构和控制策略，以满足不同的电力系统需求。
常见的逆变器拓扑结构包括单相全桥逆变器、三相全桥逆变器、单相半桥逆变器、三相半桥逆变器等。
3. 母线型柔性直流输电系统：母线型柔性直流输电系统是一种新型电力电子系统，用于将大容量的交流电转换为直流电进行长距离输电。
变频器中常用的电力电子器件
能力目标： 1、能够使用万用表判别常用电力电子器件的好坏。 2、能够使用万用表区分常用电力电子器件的极性。 3、能够对常用电力电子器件的触发能力进行检测。 4、能够使用常用的电力电子器件设计简单电路。
2.1 晶闸管SCR
电力电子器件是变频器主电路的核心元件，实现电能变 换与控制的半导体器件。电力电子器件的特点主要有：① 能承受的电压高，允许通过的电流大；②通常工作在开关 状态；③功耗大、温度高，一般需要安装散热片；④所处 理的电功率大，工作时需要驱动电路提供足够的控制信号 。
由于晶闸管的过载能力差，在实际应用时额定电流一般取1.5～2倍的安 全裕量，即
IT(AV)=(1.5～2)IT/1.57
(2-2)
式中：IT为正弦半波电流的有效值。
3．通态平均电压UT(AV)
当晶闸管中流过额定电流并达到稳定的额定结温时，阳极与阴极之
间电压的平均值，称为通态平均电压。当额定电流大小相同而通态平
一般应按工作电路中可承受到的最大瞬 时值电压UTM的2～3倍来选择晶闸管的额定 电压 ，即
UTN=(2～3)UTM
(2-1)
图2-5晶闸管的阳极伏安特性曲线
2.1 晶ห้องสมุดไป่ตู้管SCR——SCR的参数
2．额定电流IT(AV)
晶闸管的额定电流也称为额定通态平均电流，即在环境温度为40℃和 规定的冷却条件下，晶闸管在导通角不小于170°的电阻性负载电路中 ，当不超过额定结温且稳定时，所允许通过的工频正弦半波电流的平 均值。将该电流按晶闸管标准电流系列取值，称为该晶闸管的额定电 流。
2.1.3 SCR的参数
1．额定电压UTN
由图2-5所示晶闸管的阳极伏安特性曲线 可见，当门极开路，器件处于额定结温时 ，根据所测定的正向转折电压UB0和反向击 穿电压UR0，由制造厂家规定减去某一数值( 通常为100V)，分别得到正向不可重复峰值 电压UDSM和反向不可重复峰值电压URSM， 再各乘以0.9，即得正向断态重复峰值电压 UDRM和反向阻断重复峰值电压URRM。将 UDRM和URRM中较小的那个值取整后作为该 晶闸管的额定电压值。
变频器都使用了哪些电子元器件
变频器都使用了哪些电子元器件变频器作为现在主流的变频调速设备，在多种场合中都有应用。
变频器主要由整流桥的半导体整流器件和逆变桥的功率半导体开关器件组成的。
熟悉变频器电力电子元件才能更好的运用它。
用于整流桥的半导体整流器件有电力二极管整流桥﹑可控硅半桥，可控硅全桥和IGBT。
用于逆变桥的功率半导体开关器件有：晶闸管（SCR）；双极型晶体管（GTR）；门极可关断可控硅（GTO）：电力场效应晶体管（P-MOSFET）；电力晶体管（GTR）；绝缘栅双极型晶体管（IGBT）；静电感应晶体管（SIT）；MOS控制晶闸管（MCT）；智能功率模块（IPM）：集成门极换流晶闸管（IGCT）。
其中低压变频器逆变桥的功率半导体开关器件，采用最多的是智能功率模块（IPM）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）；高(中)压变频器用晶闸管（SCR）﹑绝缘栅双极型晶体管（IGBT）﹑可关断可控硅（GTO）﹑集成门极换流晶闸管（IGCT）等。
1。
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课题：变频器常用电力电子器件
教学目的要求：1. 了解变频器中常用电力电子器件的外形和符号2.了解相关电力电子器件的特性
教学重点、难点：
重点：1. 认识变频器中常用电力电子器件
2. 常用电力电气器件的符号及特性
难点：常用电力电气器件的特性
授课方法：讲授、分析、图示
教学参考及教具（含多媒体教学设备）：
《变频器原理及应用》机械工业出版社王延才主编
授课执行情况及分析：
在授课中，主要从外形结构、符号、特性等几方面对变频器中常用的电力电子器件进行介绍。
通过本次课的学习，大部分学生已对常用电力电子器件有了一定的认识，达到了预定的教学目标。
板书设计或授课提纲
教学内容备注复习：
1.什么是变频器？
2.变频器有哪些应用？
新课引入：
变频器是随着微电子学、电力电子技术、计算机技术和自动控制理论等的不断发展而发展
起来的。
变频器的主电路不论是何种形式，都是采用电力电气器件作为开关器件。
因此，电气
电子器件是变频器发展的基础。
本次课我们一起来认识变频器中常用的电力电子器件。
讲授新课：
一、电力二极管（PD）：指可以承受高电压、大电流，具有较大耗散功率的二极管。
电力二极管与普通二极管的结构、工作原理和伏安特性相似，但它的主要参数和选择原则
等不尽相同。
1.结构
电力二极管的内部也是一个PN结，其面积较大，电力二极管引出了两个极，分别称为阳极A和阴极K。
电力二极管的功耗较大，它的外形有螺旋式和平板式两种。
2.伏安特性：电力二极管的阳极和阴极间的电压和流过管子的电流之间的关系称为伏安特性。
如果对反向电压不加限制的话，二极管将被击穿而损坏。
不可控的单向导通器件
（1）正向特性：当从零逐渐增大正向电压时，开始阳极电流很小，这一段特性曲线很靠近横坐标。
当正向电压大于0.5V 时，正向阳极电流急剧上升，管子正向导通。
如果电路中不接限流元件，二极管将被烧毁。
硅二极管的开启电压为0.5 V左右，锗二极管的开启电压为0.1 V左右。
（2）反向特性：当二极管加上反向电压时，起始段的反向漏电流也很小，而且随着反向电压的增加，反向漏电流只是略有增大，但当反向电压增大到反向不重复峰值电压值时，反向漏电流开始急剧增加。
3.使用场合
电力二极管常用于将交流电变换为直流电的整流电路中，也用于具有回馈或续流的逆变电路中。
二、晶闸管（SCR）：是硅晶体闸流管的简称，包括普通晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管、逆导晶闸管和快速晶闸管等。
其中普通晶闸管又叫可控硅，常用SCR表示。
1.外形及符号
晶闸管的种类很多，从外形上看主要由螺栓形和平板形两种，螺栓式晶闸管容量一般为10~200A；平板式晶闸管用于200A3个引出端分别叫做阳极A、阴极K和门极G，门极又叫控制极。
2.结构
晶闸管是四层（（Ｐ1Ｎ1Ｐ2Ｎ2）三端（Ａ、Ｋ、Ｇ）器件。
3.晶闸管的导通和阻断控制
导通控制：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间也加正向触发电压，且有足够的门极电流。
晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用，因此门极所加的触发电压一般为脉冲电压。
晶闸管从阻断变为导通的过程称为触发导通。
门极触发电流一般只有几十毫安到几百毫安，而晶闸管导通后，从阳极到阴极可以通过几百、几千安的电流。
要使导通的晶闸管阻断，必须将阳极电流降低到一个称为维持电流的临界极限值以下。
三、门极可关断晶闸管（GTO）
门极可关断晶闸管，具有普通晶闸管的全部优点，如耐压高、电流大、控制功率大、使用方便和价格低；但它具有自关断能力，属于全控器件。
在质量、效率及可靠性方面有着明显的优势，成为被广泛应用的自关断器件之一。
1.结构：与普通晶闸管相似，也为PNPN四层半导体结构、三端（阳极A、阳极K、门极G）器件。
2.门极控制
GTO的触发导通过程与普通晶闸管相似，关断则完全不同，GTO的关断控制是靠门极驱动电路从门极抽出Ｐ2基区的存储电荷，门极负电压越大，关断的越快。
四、电力晶体管（GTR）
电力晶体管通常又称双极型晶体管（BJT），是一种大功率高反压晶体管，具有自关断能力，并有开关时间短、饱和压降低和安全工作区宽等优点。
它被广泛用于交直流电机调速、中频电源等电力变流装置中，属于全控型器件。
工作原理与普通中、小功率晶体管相似，但主要工作在开关状态，不用于信号放大，它所承受的电压和电流数值较大。
五、电力MOS场效应晶体管（P-MOSFET）
电力MOS场效应晶体管是对功率小的电力MOSFET的工艺结构进行改进，在功率上有因为导通后门极失去控制作用，不能用门极控制晶闸管的关断，所以它是半控器件
门极加负电压可使其关断，全控器件
双极型全控器件
所突破的单极性半导体器件，属于电压控制型，具有驱动功率小、控制线路简单、工作频率高的特点。
1.结构
2.特性
（1）转移特性：栅极电压GS U 与漏极电流D I 之间的关系
（2）输出特性：以栅—源电压GS U 为参变量，反映漏极电流D I 与漏极电压DS U 间关系的曲线簇
六、绝缘栅双极型晶体管（IGBT ）
绝缘栅双极型晶体管（IGBT ）是20世纪80年代中期发展起来的一种新型器件，它综合了GTR 和MOSFET 的优点，既有GTR 耐高电压、电流大的特点，又兼有单极性电压驱动器件MOSFET 输入阻抗高、驱动功率小等优点。
目前在20KHz 及以下中等容量变流装置中得到了广泛应用，已取代了GTR 和功率MOSFET 的一部分市场，成为中小功率电力电子设备的主导器件。
单极型全控器件，属于电压控制
复合型全控器件
当T GS U U <时，D I 近似为零；当T GS U U >，随着GS U 的增大D I 也增大；当D I 较大时，D I 与
GS U 的关系近似为线性。
输出特性可划分为4个区域：非饱和区Ⅰ、
饱和区Ⅱ、截止区Ⅲ、雪崩区Ⅳ。
在非饱和区DS U 较小，当GS U 为常数时，D I 与
DS U 几乎呈线性关系。
在饱和区，漏电流
几乎不再随漏源电压变化。
当DS U 大于一定的电压值后，漏极PN 结发生雪崩击穿，进入雪崩区Ⅳ，漏电流突然增大，直至器件损坏。
1.结构
2.静态特性
（1）转移特性：集电极电流C I 与栅—射极电压GE U 之间的相互关系，与电力MOS 场效应晶体管的转移特性相似。
开启电压()th GE U 是IGBT 能实现电导调制而导通的最低栅—射极电压。
（2）输出特性：以栅—射电压GE U 为控制变量时，集电极电流C i 与集—射极电压CE U 之间的关系。
输出特性分为3个区域：正向阻断区、有源区和饱和区。
七、智能功率模块（IPM ）：集成电路PIC 的一种。
它将高速度、低功耗的IGBT 、与栅极驱动器和保护电路一体化，具有智能化、多功能、高可靠、速度快、功耗小的特点。
课堂小结：
类型 器件名称 简称 不可控器件 电力二极管 PD 半控器件 晶闸管 SCR 全控器件
门极可关断晶闸管 GTO 电力晶体管 GTR 电力MOS 场效应晶体管 P-MOSFET 绝缘栅双极型晶体管
IGBT 电力电子模块
智能功率模块
IPM
布置作业：1.总结本次课所学的电力电子器件。
2.哪种器件是目前通用变频器中广泛使用的主流功率器件？。