变频器一体化理论试题.docx

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变频器一体化理论试题

一、填空题

1．频率控制功能是变频器的基本控制功能。

控制变频器输出频率有以下几种方法：

___面板控制__；____外接模拟量___；____固定频率_____；_通讯控制_______。

2．变频器具有多种不同的类型：

按变换环节可分为交—交型和__交—直—交_型；按改变变频器输出电压的方法可分为脉冲幅度调制（PAM）型和__脉冲宽度调制（PWM）__型；按用途可分为专用型变频器和___通用型_型变频器。

3．为了适应多台电动机的比例运行控制要求，变频器具有__频率增益___功能。

4．电动机在不同的转速下、不同的工作场合需要的转矩不同，为了适应这个控制要求，变频器具有___转矩补偿___功能。

5．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，为了适应这些控制要求，变频器具有___段速控制____功能和多种加、减速时间设置功能。

6．某电动机在变频运行时需要回避17～23Hz之间的频率，那么应设定回避频率值为__20Hz____，回避频率的范围为__3Hz__。

7．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、隔板或其他部件的距离不应小于

300mm。

8．变频器是通过（电力电子器件）的通断作用将（工频交流电流）变换成（电压频率均可调）的一种电能控制装置。

9．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，为了适应这些控制要求，变频器具有__段速控制_____功能和多种加、减速时间设置功能。

10．变频器接点控制端子可由以下信号控制其通断：

接点开关控制；

___晶体管开关____；

光电耦合器开关控制。

11．变频器的组成可分为主电路和控制电路。

12．变频器交流电源输入端子为L1、L2、L3，根据应用电压不同，可分为220V单相和380V三相两种规格，当三相时，接入L1、L2、L3的L1、L2、L3端上，当单相时，接入L1、L2、L3的L1、L2、端上。

13．变频调速过程中，为了保持磁通恒定，必须保持U/F=常数。

14某变频器需要回避的频率为18HZ~22HZ，可设置回避频率值为20HZ，

15．变频器输入控制端子分为数字量端子和模拟量端子。

16．变频器主电路由整流及滤波电路、逆变电路和制动单元组成。

17．变频调速时，基频以下的调速属于恒转矩调速，基频以上的属于恒功率调速。

18．变频调速系统中禁止使用反接制动。

19．变频器的PID功能中，P指比例，I指积分，D指微分。

20．变频器的输出侧不能接移相电容或噪声滤波器、浪涌吸收器，以免造成开关管过流损坏或变频器不能正常工作。

21．变频器与电动机之间不可连接控制电动机起动停止的开关，以免造成变频

器空开跳闸及损坏。

22．为了避免机械系统发生谐振，采用设置频率回避的方法。

23．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

的段速控制功能。

24．变频器的加速时间是指从0Hz上升到最高频率所需的时间；减速时间是指从最高频率下降到0Hz所需的时间。

25．SPWM是正弦波脉冲宽度调制的英文缩写。

26．输入电源必须接到变频器输入端子L1、L2、L3上，电动机必须接到变频器输出端子U、V、W上。

27．直流电抗器的主要作用是改善变频器的输入电流的高次谐波干扰，防止电源对变频器的影响，保护变频器及抑制直流电流波动。

答案：

28．输出电磁滤波器安装在变频器和电机之间。

抑制变频器输出侧的谐波电压。

29.常见的电力电子器件有（电力晶体管（GTR）、（绝缘栅双极型晶体管（IGBT））、和（智能电力摸块器件（IPM））.

30.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）.

31.变频安装场所周围震动加速度应小于（9.8m/s2）

32.变频器由（主电路）和（控制电路）组成。

其主电路主要由（整流滤波电路），（逆变电路）和（制动单元）组成。

33.MM440变频器的显示屏可显示（5）位，以r打头的只能读不能写是监控参数：

以P打头的参数叫功能参数也可以叫（设定参数）他可以读也可以写，以A打头的参数叫报警参数，以F打头的参数叫故障参数，显示屏一旦出现后两类参数，用Fn键确认。

34.．操作面板，

键（启动）

键（停止）

键（点动）

键（功能键）

键（确认）

键（上升）

键（下降）

键（正反转切换）

35.变频器输入控制端子分为（数字量）和（模拟量）端子。

36.6SE6440—2UC13—7AA1型号意义

2=防护等级IP20/22

U=无滤波器

C=变频器的输入侧电压为1/3AC200-240V

1=功率倍率101

3-7=功率数值的前两位37x10=370W

A=外形尺寸

A=产地欧洲

1=生产批次

二、选择题

1、变频器的节能运行方式只能用于（A）控制方式。

A：

U/f开环B：

矢量C：

直接转矩D：

CVCF

2、型号为2UC13-7AA1的MM440变频器适配的电机容量为（A）KW。

A：

0.1B：

1C：

10D：

100

3、高压变频器指工作电压在（A）KV以上的变频器。

A：

3B；5C：

6D：

10

1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（C）。

A：

PWMB：

PAMC：

SPWMD：

SPAM

2、对电动机从基本频率向上的变频调速属于（A）调速。

A：

恒功率B：

恒转矩C：

恒磁通D：

恒转差率

3、下列哪种制动方式不适用于变频调速系统（C）。

A：

直流制动B：

回馈制动C：

反接制动D：

能耗制动

4、为了适应多台电动机的比例运行控制要求，变频器设置了（A）功能。

A：

频率增益B：

转矩补偿C：

矢量控制D：

回避频率

5、为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有（A）功能。

A：

转矩补偿B：

转差补偿C：

频率增益D：

段速控制

1、对于风机类的负载宜采用（D）的转速上升方式。

A：

直线型B：

S型C：

正半S型D：

反半S型

2、MM440变频器频率控制方式由功能码（D）设定。

A：

P0003B：

P0010C：

P0700D：

P1000

3、型号为2UC13-7AA1的MM440变频器电源电压是（B）V。

A：

1AC～220B：

1/3AC～220C：

3AC～400D：

3AC～440

4、变频器安装场所周围振动加速度应小于（C）m/s2。

A：

1B：

6.8C：

9.8D：

10

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

1、MM440变频器要使操作面板有效，应设参数（C）。

A：

P0010=1B：

P0010=0C：

P0700=1D：

P0700=2

2、MM440变频器操作面板上的显示屏幕可显示（D）位数字或字母。

A：

2B：

3C：

4D：

5

3、在U/f控制方式下，当输出频率比较低时，会出现输出转矩不足的情况，要求变频器具有（C）功能。

A：

频率偏置B：

转差补偿C：

转矩补偿D：

段速控制

4、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

5、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（D）。

A：

SCRB：

GTOC：

MOSFETD：

IGBT

2、变频器的调压调频过程是通过控制（B）进行的。

A：

载波B：

调制波C：

输入电压D：

输入电流

4、变频器常用的转矩补偿方法有：

线性补偿、分段补偿和（B）补偿。

A：

平方根B：

平方率C：

立方根D：

立方率

5、平方率转矩补偿法多应用在（B）的负载。

A：

高转矩运行B：

泵类和风机类C：

低转矩运行D：

转速高

1、变频器的节能运行方式只能用于（A）控制方式。

A：

U/f开环B：

矢量C：

直接转矩D：

CVCF

2、型号为2UC13-7AA1的MM440变频器适配的电机容量为（A）KW。

A：

0.1B：

1C：

10D：

100

3、高压变频器指工作电压在（A）KV以上的变频器。

A：

3B；5C：

6D：

10

5、变频器的基本频率是指输出电压达到（A）值时输出的频率值。

A：

UNB：

UN/2C：

UN/3D：

UN/4

2、风机、泵类负载运行时，叶轮受的阻力大致与（B）的平方成比例。

A：

叶轮转矩B：

叶轮转速C；频率D：

电压

5、变频调速过程中，为了保持磁通恒定，必须保持（C）。

A：

输出电压U不变B：

频率f不变C：

U/F不变D：

U·f不变

2、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

4、变频器主电路由整流及滤波电路、（B）和制动单元组成。

A：

稳压电路B：

逆变电路C：

控制电路D：

放大电路

3、变频器都有段速控制功能，MM440变频器最多可以设置（D）段不同运行频率。

A：

3B：

5C：

7D：

15

4、MM440变频器设置上限频率的功能码是（D）。

A：

P1058B：

P1059C：

P1080D：

P1082

1、MM440变频器，参数中以字母P开头的是（B）参数。

A：

监控B：

功能C：

故障D：

报警

3、为了避免机械系统发生谐振，变频器采用设置（D）的方法。

A：

基本频率B：

上限频率C：

下限频率D：

回避频率

三、分析填空题

1．变频器主电路原理图如下所示（图1），其主要功能是将工频交流电变为电压、频率可调的三相交流电。

在图1中，用R、S、T标出变频器的工频交流电源输入端；用U、V、W标出变频器的三相交流电输出端。

在图1中，用D1～D6标出整流电路的6只整流管；用T1～T6标出逆变电路的6只开关器件IGBT。

逆变电路的控制方式为__________________。

2．操作面板包括键盘、显示屏等，MM440变频器的操作面板如图所示。

数码显示屏可以显示________________位数字量或简单的英文字母。

其显示的数据类型可分为以下三大类：

；

；

_。

在图中，注明各键的功能。

3．MM440系列变频器的外端子如图所示。

制动电阻的连接端子为________________端子。

模拟量的输入端子为___________端子；模拟量的输出端子为____________端子。

多功能输入控制端子为____________端子；多功能输出控制端子为______________端子。

1．试设计变频器为段速运行，每个频率段由端子控制。

已知各段速频率分别为：

6HZ、21HZ、11HZ、31HZ、41HZ、51HZ、61HZ。

答：

（一）快速恢复出厂设置

P0003=1P0010=30P0970=1

（二）电动机参数设置

P0003=2P0010=1P0304=380P0305=0.2P0307=0.04P0310=50P0311=1430

（三）相关功能参数设置

P0010=0P0700=2P0701=17P0702=17P0703=17P0704=1

P1000=3P1001=6P1002=21P1003=11P1004=31P1005=41

P1006=51P1007=61P1080=0P1082=61P1120=10P1121=10

（四）变频器外围接线图

2．在变频器的正反转控制电路中，如果由一只空气断路器控制主电路的通断电，用1只3位旋转开关控制其正反转与停止（如下图所示），这将使控制电路变得很简单。

请问这种控制方法有什么不足之处？

答：

变频器的通断电是在停止输出状态下进行的，在运行状态下一般不允许切断电源，而本题电路中变频器的通断电与正反转运行控制是独立的，不能保证上述要求。

2．已知变频器为程序运行，其运行参数如下表。

请根据运行参数选择功能参数码。

参数

数值

运行时间

运行方向

加速、减速时间

程序步1频率

11HZ

6s

正转

第1加减速

程序步2频率

21HZ

6s

反转

第1加减速

程序步3频率

16HZ

6s

反转

第1加减速

程序步4频率

31HZ

6s

正转

第1加减速

程序步5频率

36HZ

6s

正转

第1加减速

程序步6频率

41HZ

6s

正转

第1加减速

程序步7频率

51HZ

6s

反转

第1加减速

答：

（一）写出I/O分配表

I

O

X0

启动按钮SB0

Y20

段速选择开关1

X1

停止按钮SB1

Y21

段速选择开关2

Y22

段速选择开关3

Y23

变频器启动/停止

（二）画出PLC梯形图

（三）参数设置

四、简答题

3．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。

4．为什么要把变频器与其他控制部分分区安装？

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：

避免变频器工作时的电磁干扰

变频器的信号线采用屏蔽电缆安装，其目的防止干扰信号串入；

变频器的输出线都采用屏蔽电缆安装，其目的是抑制电流谐波，避免影响其他设备的工作。

4．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：

交流电动机在变频调速时，若保持U1／f1＝常数，可以使电动机的气隙磁通Φ维持不变，而是电动机的输出转矩T保持恒定，从而获得恒转矩的调速特性。

2．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：

变频器驱动的电动机采用低频起动，为了保证电动机正常起动而又不过流，变频器须设定加速时间。

电动机减速时间与其拖动的负载有关，有些负载对减速时间有严格要求（举例），变频器须设定减速时间

升速时间过短容易产生过电流，而降速时间过短容易过电压。

具加减速时间的设定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。

4．是否每台变频器都必须加装电磁选件？

答：

是的

4、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。

2．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。

整流电路由6只二极管组成，利用二极管的单向导电线将三相工频电全波整流为脉动的直流电；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；逆变电路由6只IGBT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。

48三相异步电动机变频调速系统有何优缺点？

答：

三相异步电动机变频调速系统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。

1、三相异步电动机有哪些调速方式？

并比较优缺点。

答：

根据n=（1-s）60f/p,三相异步电动机有变极调速、变转差率调速、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。

2、变频器为什么要设置上限频率和下限频率？

答：

上下限频率设定后，变频器的工作范围被限定在上下限频率之内，可防止由于操作失误使电动机转速超出应有范围，造成事故或损失。

五、计算题

1.有一车床用变频器控制主轴电动机转动，要求用操作面板进行频率和运行控制。

已知电动机功率为22kW，额定电压为380V，功率因数为0.85，效率为0.95，转速范围200～1450r/min，请设定功能参数。

P=1.732UN*IN*COSΦ*ηN

答：

（一）快速恢复出厂设置

P0003=1P0010=30P0970=1

（二）电动机参数设置

P0003=2P0010=1P0304=380P0305=40P0307=22P0310=50P0311=1450

（三）相关功能参数设置

P0700=1P1000=1P1080=7P1082=50P1120=10P1121=10P0010=0

（四）变频器外围接线图

2.一台7.5kw230v3相工业电机在上图中，洗涤开始时是5HZ起动，在洗涤过程中150HZ高速运行。

传动装置是通过数字量输入来控制系统的起停，正反转，固定频率设定以及加减速时间。

此系统可以灵活地设定8个固定频率和两个斜坡上升/下降时间。

一个用于洗涤周期，一个用于脱水周期。

另外在此系统中，用模拟量输入作为附加给定，与固定频率设定相叠加以满足特殊洗涤要求，例如洗涤丝绸时的要求。

装置上的继电器输出信号在输出设定值到达时或有故障产生时输出信号作为显示用。

另外，此系统中，电机上带一个内置的PTC温度检测器。

PTC直接接到变频器上，当电机过热时装置就会停止输出并产生报警信号。

参数号参数值说明

P01000欧洲/北美设定选择

P03001电动机类型的选择

P0304230电动机额定电压设定

P03053.3电动机额定电流设定

P03077.5电动机额定功率设定

P03080.85电动机额定功率因素设定

P03090.9电动机效率设定

P031050电动机额定频率设定

P03111380电动机额定转速设定

P07002变频器通过数字量输入控制起停

P100023变频器频率设定值来源于固定频率和模拟量

的叠加

P10800电动机运行的最小频率

P1082150电动机运行的最大频率

P11201斜坡上升时间

P11211斜坡下降时间

P106020点动斜坡上升时间

P106120点动斜坡下降时间

P130020选择变频器的运行方式为无速度反馈的矢量

控制

P070117Din1选择固定频率1-8

P070217Din2选择固定频率1-8

P070317Din3选择固定频率1-8

P07051Din5控制变频器起/停

P070612Din6控制变频器正/反转

P1007150固定频率8

P1006100固定频率7

P100580固定频率6

P100460固定频率5

P100340固定频率4

P100220固定频率3

P1124722.3通过Din4选择斜坡时间和点动时间

P070499速度Din4为BICO功能

P073153.6变频器输出达到设定值

P06011选择电机PTC温度传感器

P39003快速调试

3.变频器的起停控制电路

图4.4变频器起停控制电路

接触器KM:

控制变频器接通或断开电源，

中间继电器KA:

控制变频器起动或停止。

通过接触器KM的按钮SB1可以使变频器运行或停止，可以通过变频器起动控制用端子（STF，STR）来使变频器运行或停止，此时应设定Pr.79＝2（外部操作模式）。

只有当接触器接通电源后，KM的常开触点闭合，此时按下变频器起动按钮SB3，中间继电器线圈KA才会得电并自锁，KA的常开触点闭合，接通变频器的STR或STF端子，变频器开始运行。

在KA线圈电路中串联KM的常开触点，是保证KM未吸合前，继电器KA线圈不得电，从而防止先接通KA的误动作。

而当KA接通时，其常开触点闭合使停止按钮SB2失去作用，从而保证了只有在电动机先停机的情况下，才能使变频器切断电源。

在图4.4所示的控制电路中，串入了报警输出端子B-C的常闭触点，其作用是当变频器发生故障而报警时，B-C触点断开，使KM和KA线圈失电，将变频器的电源切断。

4.PLC控制的变频器起停电路

1.设计思路

采用PLC控制变频器起停运行时，首先根据控制要求，确定PLC的输入输出，并给这些输入输出分配地址。

这里的PLC采用三菱FX2N-48MR继电器输出型PLC，变频器采用三菱FR-A540变频器，其起停控制的I/O分配如表4.1所示。

输入

输出

输入继电器

输入元件

作用

输出继电器

输出元件

作用

X0

SB1

接通电源按钮

Y0

KM

接通KM

X1

SB2

切断电源按钮

Y1

STF-SD

变频器起动

X2

SB3

变频器起动

Y4

HL2

电源指示

X3

SB4

变频器停止

Y5

HL2

运行指示

X4

A-C

报警信号

Y6

HL3

报警指示

图4.9变频器起停控制电路

2.参数设置

由于变频器采用外部操作模式，所以设定Pr.79＝2。

3.程序设计

5.变频器正反转控制电路

图4.5继电器控制的变频器正反转电路

按钮SB1、SB2用于控制接触器KM，从而控制变频器接通或切断电源；

按钮SB3、SB4用于控制正转继电器KAl，从而控制电动机的正转运行；

按钮SB5、SB4用于控制反转继电器KA2，从而控制电动机的反转运行；

在KA1和KA2线圈电路中串入KM的常开触点，是为了实现正转与反转运行只有在接触器KM已经动作、变频器已经通电的状态下才能进行。

在SB2按钮两端并联继电器KA1、KA2的常开触点用以防止电动机在运行状态下通过KM直接停机。

6.变频器的外接两地控制电路

1.电位器控制

如图4.6所示，当三位选择开关SA合至A时，由电位器RPA调节转速；当SA合至B时，由电位器RPB调节转速。

变频器起动端子STF一直闭合。

图4.6电位器实现的两地控制电路

2.升降速端子控制

为了克服电位器控制缺点，采用变频器中的升、降速端子进行两地控制，如图4.7所示。

SB3和SB4是A地的升、降速按钮；SB5和SB6是B地的升、降速按钮。

首先通过参数预置使变频器的RH和RM端子具有升降速调节功能：

Pr.79＝2（外部操作模式）；

Pr.59=1（使“遥控方式”有效）；

Pr.182＝2（在遥控方式中，使RH端子具有升速功能）；

Pr.181＝1（在遥控方式中，使RM端子具有降速功能）。

只要“