如频率、电压、电流等。 1.到目前为止通用变频器产品经历了哪三代? 第一代是普通功能型 U/f 控制通用变频器; 第二代是高功能型 U/f 控制通用变频器; ; 第三代是高动态性能型矢量控制通用变频器。 2 .使用变频器的目的? ① 节 能 ② 提高生产率 ③ 产品质量的提高 ④ 设备合理化,少维护、低成本、机械 的标准化、机械的简单化、全自动化 ⑤ 改善或适应环境 3.变频器的安装在空间上应注意哪些问题? (1)变频器应垂直安装,不可倒置,并且安装时要使其距离其他设备、墙壁或电路管道有 足够距离; (2)变频器安装在电控柜里时应该注意散热问题; (3)需要在邻近并排安装两台或多台变频器时,必须留有足够距离,竖排安装时,其间隔 至少为 50cm,两台变频器之间加隔板,以增加上部变频器的散热效果。 4.高性能变频器的主要控制方法是什么?它的基本思想是什么? 高性能变频器的主要控制方法是矢量控制, 它的基本思想是根据电动机的动态模型, 将用于 产生转矩的电流和用于产生磁场的电流进行解耦,然后分别控制。 1.IGBT 的驱动模块 EXB 在使用时应该注意的问题? 1) IGBT 的栅极-发射极驱动回路的 接线必须小于 1m 2) IGBT 的栅极-发射极驱动接线应为绞线,适当屏蔽. 3) 如果在 IGBT 的集电极产生大的电压尖脉冲,则应该增加栅极的串联电阻 RG。 2.为什么采用 IGBT 作为主开关器件的变频器传动实现了“静音化”? 传统的通用 PWM 式变频器、逆变器的主开关器件常采用 BJT,最高载波频率在 2~ 3kHZ 左右,传动异步电动机时产生电磁噪声,引起刺耳的金属鸣响声,使得噪声水平远高 于运转于工频的噪声。而采用 IGBT(或 MOS FET)等作为主开关器件,将载波频率提高 到 10~15kHZ,由于频率高金属鸣响声人耳听不到了,电动机的运行声音已经接近于接在工 频电网上运行的情况,即变频器传动实现了“静音化” 。 3.变频器的控制电路由哪些部分组成? 变频器的控制电路分为五部分: 频率输入端子、 控制信号输入端子、 控制信号输 出端子、 输出信号显示端子和无源触点端子。 4.西门子 6SE70 系列变频器的功能数据组和功能单元块有哪些? 西门子 6SE70 系列变频器的功能数据组和功能单元块有:BICO(开关量连接) 数据组、FDS(变频器控制系统功能)数据组、MDS(电动机)数据组、计算和控制单元块、 逻辑单元块。 116. (对)变频器矢量控制模式下,一只变频器只能带一台电动机。 十二、变频器过流跳闸和过载跳闸的区别是什么? 过流主要用于保护变频器, 而过载主要用于保护电动机。 因为变频器的容量有时需要比电动 机的容量加大一挡或两挡,这种情况 下,电动机过载时,变频器不一定过流。过载保护由变频器内部的电子过热保护功能进行, 在预置电子过热保护功能时,应该准确地预置“电流取用比”即电动机额定电流和变频器额 定电流之比的百分数、 二、 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地要发生振动,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。 三、 变频器的输出频率可以分段运行, 分段运行又分为 “程序运行” 和 “外端子控制运行” , 解释这两种段速运行的主要区别。 答:按程序运行时应先编制段速程序,在编制段速程序时先设置各段速的频率,再设置各段 速的执行时间、各段速的频率上升与下降时间及运转方向。将执行指令设置为按程序运行, 当程序运行指令到达, 变频器按段速运行, 并可由 输出指示端子发出每段速度结束和整个 程序结束的指示信号。 由外端子控制运行时先设置多段速由外控制端子控制及设置具体的控制端子, 然后根据需要 设置各段速频率, 执行时通过外部设定的功能端子对段速进行控制, 各段速的运行时间由控 制端子确定 四、 变频器的外控制端子中除了独立功能端子之外,还有多功能控制端子。多功能控制端 子有什么优点? 答:多功能控制端子可以一端多用,在不增加端子个数的情况下可预置多种功能,从而丰富 了变频器的控制功能。 五、 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,变频器的工作频率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用范围,造成事故或损失。 六、 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:变频器起动时,为了使起动电流不超过允许的最大电流,是从 0 频率开始,经过一定时 间上升到工作频率。 电动机在恒转矩作用下, 也从 0 速跟随变频器的输出频率逐渐上升到工 作转速。 变频器从 0 频率上升到工作频率所用时间用加速时间来定义。 变频器从正常工作频 率下降到 0 频率,同样也需要一定时间,这个时间用减速时间来定义。如果变频器的加、减 速时间设为 0,起动时启动电流会很大,可能会烧坏电机。 加、减速时间的设置要根据具 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。 七、 “频率增益”功能有什么用途? 通过调整变频器的频率增益,可以用同一控制信号进行多台变频器的比例运行控制。 八、 什么是基本 U∕f 控制方式?为什么在基本 U∕f 控制基础上还要进行转矩补偿?转矩 补偿分为几种类型?各在什么情况下应用? 答:U∕f 控制方式是变频器的基本控制方式。电动机在变频调速过程中,为了保持Φm 磁 通恒定,必须保持 U∕f =常数,即变频器的输出频率从 0 上升到额定频率 fN 时,输 出电压也从 0 上升到额定电压 UN。 U∕f 控制方式要求 U∕f =常数。当频率比较低时,其输出电压也比较低,由于电动机定 子绕组的 电阻值是不变的,在低频时使流过绕组的电流下降。由于绕组的电流下降,电动机的转矩不 足。所以在基本 U∕f 控制基础上还有进行转矩补偿。 常用的几种转矩补偿方法有: 1.在额定电压和基准频率下线性补偿;2.在额定电压和基本频率下分段补偿;3.平方率 补偿。 在额定电压和基准频率下线性补偿适用于对转矩要求不高的场合。 在额定电压和基本频率下 的分段补偿分为正补偿和负补偿,正补偿曲线在标准 U∕f 曲线的上方,适应高转矩运行的 场合;负补偿曲线在标准 U∕f 曲线的下方,适应于低转矩运行的场合。平方率补偿多应用 于风机和泵类负载的补偿。 九、 变频器为什么要有瞬时停电再起动功能?若变频器瞬时停电时间很短, 采取什么样的 再起动方法? 答:变频器在瞬时停电时就会停止输出,此时电动机的转速也随即下降。复电后变频器具有 重新起动功能, 但起动时应知道此时电动机的转速, 以采取与电动机转速相接近的起动频率 重新起动。因此变频器都设置了瞬时停电再启动功能。若变频器的停电时间很短, 对于大惯性负载, 停电时间很短时电动机的转速下降很少, 可将重起频率设置为停电时的输 出频率;小惯性负载,在停电期间电动机的转速已下降很多,就得将重起频率设置为较低的 频率。 变频器可以由外接电位器用模拟电压信号控制输出频率, 也可以由升 (UP) 、 降 (DOWN) 速端子来控制输出频率。 哪种控制方法容易引入干扰信号? 答:由外接电位器用模拟电压信号控制输出频率时更容易引入干扰信号。 十、 已知变频器为远距离操作,即操作室与变频器不在一处。为了知道变频器是正常运行 还是停止,输出频率是多少,能否进行正、反转及停止控制,应该选用哪些控制端子来满足 以上控制要求? 答: 变频器是正常运行还是停止可以由集电极开路输出端子指示, 输出频率可由模拟量输出 端子指示,正、反转及停止可由运行控制端子 FWD、REV、STOP 控制。 回避频率 二、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(如图 2 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、断电控制与正反转运行控制是独立的,不能保证上述要求。 三、在多段速控制电路中,如果用 3 只开关控制 X1、X2、X3 的通断来得到 7 段速,这样电 路虽然变简单了,但在使用中会有什么问题? 答:用 3 只开关控制 7 段速运行实际是用三个开关的通断状态的组合(7 种)来控制 7 个段 速。在使用中不能够保证可靠控制,比如,用 X1 和 X2 同时通控制一个段速,但是和变频器 内部端子信号的扫描时间间隔相比,是无法保证可靠的“同时”的。 2 四、制动电阻如果因为发热严重而损坏,将会对运行中的变频器产生什么影响?为了使 制动电阻免遭烧坏,采用了什么保护方法? 答:损坏变频器甚至发生火灾; 一、变频器为什么要垂直安装? 答:方便散热通风。 二、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: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,其目的避免其影响其它设备的工作。 十三、既然变频器的输出频率可以从 0Hz 调节到额定频率以上, 为什么有些场合还要采取一 级齿轮降速传动? 答:当调速范围和转矩不符合负载要求时,可采取一级齿轮降速传动 十四、既然矢量控制变频器性能优于基本 U/f 控制变频器, 为什么很多应用场合还要选择 基本 U/f 控制变频器? 答: 选择基本 U/f 控制变频器即能够满足符在要求, 不必选择性价比更高的矢量控制变频 器。 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。 十六、 是否每台变频器都必须加装电磁选件? 答:是的。 十七、为什么要把变频器与其他控制部分分区安装? 答:抑制变频器工作时的电磁干扰。 12. 变频调速的基本原理 答:交流电动机的同步转速,异步电动机的转速 由此可见,若能连续地改变异步电动机的供电频率 1f,就可以平滑地改变电动机的同步转 速和相应的电动机转速,从而实现异步电动机的无级调速,这就是变频调速的基本原理。 13. 试述变频调速系统的优点。 14.答:变频调速的优点主要有: (1)调速范围宽,可以使普通异步电动机实现无级调速; (2)启动电流小,而启动转矩 大; (3)启动平滑,消除机械的冲击力,保护机械设备; (4)对电机具有保护功能,降低电 机的维修费用; (5)具有显著的节电效果; (6)通过调节电压和频率的关系方便的实现恒转矩或者恒功率调速。 15. 变频器保护电路的功能及分类。 答: (1)变频器的保护电路是通过检测主电路的电压、电流等参数来判断变频器的运行状 况。当发生过载或过电压等异常时,为了防止变频器的逆变器和负载损坏,保护电路可使变 频器中的逆变电路停止工作或抑制逆变器的输出电压、电流值。 (2)变频器控制电路中的保护电路可分为变频器保护、负载保护和其它保护: 变频器保护有:瞬时过电流保护;过载保护;再生过电压保护;瞬时停电保护;接地过电流 保护;冷却风机异常等。 异步电动机保护:过载保护;超频(超速)保护。 其它保护: 防止失速过电流;防止失速过电压。 16. 什么是 PWM 技术? 答: (1)PWM 脉宽调制技术,是对逆变电路开关器件的通断进行控制,使输出端得到一系列 脉幅值相等而宽度不等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。 17. 变频器常用的控制方式有哪些? 答:控制方式有 V/f 协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等;通用型变频器 基本上都采用 U/f 控制方式。 18. 为了保证变频器的可靠运行在哪些工作环境中必须安 装输入电抗器? 答: (1)为变频器供电的电源容量与变频器容量之比为 10:1 及以上,电 源容量为 600kVA 及以上,且变频器安装位置离大容量电源在 10m 以内; (2)三相电源电压的不平衡度大于 3%; (3)在同一供电电源系统上有晶闸管整流负载、非线性负载、电弧炉负载和接有通过开关 切换调整功率因数的补偿电容器装置; (4)需改善变频器输入侧的功率因数,功率因数 可提高到 0.75~0.85。 19. 变频器的频率给定方式有哪几种? 答: (1)面板给定方式:通过变频器面板上的键盘或电位器进行频率给定。 (2) 外部给定方式: 从变频器的输入端子输入频率给定信号来调节变频器输出频率的大小。 主要的外部给定方式有: 1)外接模拟量给定。通过变频器的外接给定端子输入模拟量信号进行给定,并通过调节给 定信号的大小来调节变频器的输出频率。包括电压信号和电流信号两种。 2)外接数字量给定。通过变频器的外接给定端子输入开关信号进行给定。 3)处接脉冲给 定。通过变频器的外接给定端子输入脉冲序列进行给定。 4)通信给定。由 PLC 或计算机 通过变频器的通信接口进行频率给定。 20. 过电流跳闸的原因分析 答: (1)重新起动时,一升速就跳闸。这是过电流十分严重的表现。 主要原因有:1)负载侧短路;2)工作机械卡住;3)逆变管损坏;4)电动机的起动转矩 过小,拖动系统转不起来 (2)重新起动时并不立即跳闸,而是在运行过程中跳闸 可能的原因有: 1)升速时间设定太短;2)降速时间设定太短;3)转矩补偿设定较大, 引起低速时空载电流过大; 4) 电子热继电器整定不当, 动作电流设定得太小, 引起误动作。 21. 电压跳闸的原因分析 答: (1)过电压跳闸,主要原因有: 1)电源电压过高;2)降速时间设定太短; 3)降速过程中,再生制动的放电单元工作不理想; a.来不及放电,应增加外接制动电阻 和制动单元 b.放电支路发生故障,实际并不放电 (2) 欠电压跳闸,可能的原因有: 1) 电源电压过低;2) 电源断相;3) 整流桥故障 22. 电动机不转的原因分析 答:(1)功能预置不当 1)上限频率与最高频率或基本频率和最高频率设定矛盾; 2)使用外接给定时, 未对 “键盘给定/外接给定” 的选择进行预置; 3)其他的不合理预置 (2)在使用外接给定时,无"起动"信号 (3)其它原因: 1)机械有卡住现象;2)电动机的起动转矩不够; 3)变频器的电路故障 1 、为什么说三相异步电动机调速时改变频率和电压是最优的电机控制方 法? 如果仅改变频率而不改变电压,频率降低时会使电机出于过电压(过励磁) ,导致电机可能 被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。 2 、矢量控制是怎样改善电机的输出转矩能力的? "矢量控制"把电机的电流值进行分配, 从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量 (如励磁分量)的数值。 "矢量控制"可以通过对电机端的电压降的响应,进行优化补偿, 在不增加电流的情况下,允许电机产出大的转矩。此功能对改善电机低速时温升也有效。 4 、维护和检查时的注意事项有: (1)在关掉输入电源后,至少等 5 分钟才可以开始检查(还要正式充电发光二极管已 经熄灭)否则会引起触电。 (2)维修、检查和部件更换必须由胜任人员进行。 (开始 工作前,取下所有金属物品(手表、手镯等) ,使用带绝缘保护的工具) (3)不要擅 自改装频频器,否则易引起触电和损坏产品。 变频器主要由半导体元件构成,因此,必 须进行日常的检查,防止不利的工作环境,如温度、湿度、粉尘和振动的影响,并防止因部 件使用寿命所引起的其它故障。 检查项目: (1)日常检查:检查变频器是否按要求工作。用电压表在变频器工作时,检查其输入和 输出电压。 (2) 定 期 检 查 : 检 查 所 有 只 能 当 变 频 器 停 机 时 才 能 检 查 的 地 方。 (3)部件更换:部件的寿命很大程度上与安装条件有关。 5、何为转矩提升? 转矩提升此功能增加变频器的输出电压, 以使电机的输出转矩和电压的平方成正比的关系增 加,从而改善电机的输出转矩。 改善电机低速输出转矩不足的技术对于常规的 V/F 控制, 电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加, 这就导致由于励磁不足, 而使电机不能获得 足够的旋转力。为了补偿这个不足,变频器中需要通过提高电压,来补偿电机速度降低而引 起的电压降。变频器的这个功能叫做“转矩提升” 。 转矩提升功能是提高变频器的输出电 压。 15.变频器的通断电是在停止输出状态下进行的,为什么在运行状态下一般不允许切断电 源? 答:①变频器内部电路的原因:变频器的逆变电路工作在开关状态,每个 IGBT 大功率开关 管都是工作在饱和或截止状态。尽管饱和时通过每只管子的电流很大,但因饱和压降很低, 相当于开关闭合, 所以管子的功耗不大。 如果电路突然断电, 电路中所有的电压都同时下降, 当管子导通所需要的驱动电压下降到使管子不能处于饱和状态时, 就进入了放大状态。 由于 放大状态的管压降大大增大,管子的耗散功率也成倍增加,可在瞬间将开关管件烧坏。虽然 变频器在设计时采取了保护措施,但在使用中还是应避免突然断电。②负载的原因:电源突 然断电,变频器立即停止输出,运转中的电动机失去了降速时间,处于自由停止状态,这对 于某些运行场合会造成影响,因此不允许运行中的变频器突然断电。 二、 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? 答:三相异步电动机按照转子结构的不同分为笼型和线绕型两大类。从运行可靠性上看,笼 型电动机更具有优越性 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。 四、 变频调速时,改变电源频率? 1 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? 1 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? 1 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? 1 变化的同时,U1 必须同时变化,使 U1 与? 1 的比值保持恒定,即 U1/? 1 =常数。 五、 说明什么是脉冲宽度调制技术? 答: 脉冲宽度调制技术是通过按照一定的规则和要求对一系列脉冲宽度进行调制, 来得到所 需要的等效波形的技术。 六、 PWM 逆变电路的单极性控制和双极性控制有什么区别? 答:单极性 SPWM 控制方式在任一半个周期中,SPWM 波只能在一个方向变化。双极性 SPWM 控制方式在任一半个周期中,SPWM 波在正、负两个方向交替变化。 八、 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、外接控制端子等。 九、 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。 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。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。 逆变电路是由 6 只 IGBTVT6 电进行滤波组成的三相逆变桥, 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。 十、 变频器是怎样分类的? 答、按变换环节分:交-直-交型,交-交-型 按改变变频器的输出电压的方法分:PWM 型, PAM 型 按电压的等级分低压变频器:高压大容量变频器 按滤波方式分电压型电流 型 按用途分专用型变频器通用型变频器 十一、 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? 1、磁极对数 P、转差率 s 有关