变频器一体化理论试题.doc

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1723 Hz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_3 Hz _。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 300 mm。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18HZ22HZ，可设置回避频率值为 20 HZ，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。25SPWM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。36.6SE6 4402UC137AA1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=370WA=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：CVCF2、型号为2UC13-7AA1的MM440变频器适配的电机容量为（ A ）KW。 A：0.1 B：1 C：10 D：1003、高压变频器指工作电压在（ A ）KV以上的变频器。 A：3 B；5 C：6 D：101、 正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（ C ）。A：PWM B：PAM C：SPWM D：SPAM2、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：P0003 B：P0010 C：P0700 D：P1000 3、型号为2UC13-7AA1的MM440变频器电源电压是（ B ）V。A： 1AC220 B：1/3AC220 C：3AC400 D：3AC4404、变频器安装场所周围振动加速度应小于（ C ）m/s2 。 A： 1 B：6.8 C：9.8 D：105、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=1 B：P0010=0 C：P0700=1 D：P0700=22、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：2 B：3 C：4 D：53、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：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT2、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：CVCF2、型号为2UC13-7AA1的MM440变频器适配的电机容量为（ A ）KW。 A：0.1 B：1 C：10 D：1003、高压变频器指工作电压在（ A ）KV以上的变频器。 A：3 B；5 C：6 D：105、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：UN B：UN/2 C：UN/3 D：UN/42、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：Uf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：3 B：5 C：7 D：154、MM440变频器设置上限频率的功能码是（ D ）。A：P1058 B：P1059 C：P1080 D：P10821、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D1D6标出整流电路的6只整流管；用T1T6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。3MM440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、21 HZ、11 HZ、31 HZ、41 HZ、51 HZ、61 HZ。答：（一）快速恢复出厂设置P0003=1 P0010=30 P0970=1(二)电动机参数设置P0003=2 P0010=1 P0304=380 P0305=0.2 P0307=0.04 P0310=50 P0311=1430(三)相关功能参数设置P0010=0 P0700=2 P0701=17 P0702=17 P0703=17 P0704=1P1000=3 P1001=6 P1002=21 P1003=11 P1004=31 P1005=41 P1006=51 P1007=61 P1080=0 P1082=61 P1120=10 P1121=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11 HZ6 s正转第1加减速程序步2频率21 HZ6 s反转第1加减速程序步3频率16 HZ6 s反转第1加减速程序步4频率31 HZ6 s正转第1加减速程序步5频率36 HZ6 s正转第1加减速程序步6频率41 HZ6 s正转第1加减速程序步7频率51 HZ6 s 反转第1加减速答： （一）写出I/O分配表IOX0启动按钮SB0Y20段速选择开关1X1停止按钮SB1Y21段速选择开关2Y22段速选择开关3Y23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1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U1f1常数，可以使电动机的气隙磁通维持不变，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2001450r/min，请设定功能参数。P=1.732UN*IN*COS*N答：（一）快速恢复出厂设置P0003=1 P0010=30 P0970=1(二)电动机参数设置P0003=2 P0010=1 P0304=380 P0305=40 P0307=22 P0310=50 P0311=1450(三)相关功能参数设置P0700=1 P1000=1 P1080=7 P1082=50 P1120=10 P1121=10 P0010=0(四)变频器外围接线图2. 一台7.5kw 230v 3 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P0100 0 欧洲/北美设定选择P0300 1 电动机类型的选择P0304 230 电动机额定电压设定P0305 3.3 电动机额定电流设定P0307 7.5 电动机额定功率设定P0308 0.85 电动机额定功率因素设定P0309 0.9 电动机效率设定P0310 50 电动机额定频率设定P0311 1380 电动机额定转速设定P0700 2 变频器通过数字量输入控制起停P1000 23 变频器频率设定值来源于固定频率和模拟量的叠加P1080 0 电动机运行的最小频率P1082 150 电动机运行的最大频率P1120 1 斜坡上升时间P1121 1 斜坡下降时间P1060 20 点动斜坡上升时间P1061 20 点动斜坡下降时间P1300 20 选择变频器的运行方式为无速度反馈的矢量控制P0701 17 Din1 选择固定频率1-8P0702 17 Din2 选择固定频率1-8P0703 17 Din3 选择固定频率1-8P0705 1 Din5 控制变频器起/停P0706 12 Din6 控制变频器正/反转P1007 150 固定频率8P1006 100 固定频率7P1005 80 固定频率6P1004 60 固定频率5P1003 40 固定频率4P1002 20 固定频率3P1124 722.3 通过Din4 选择斜坡时间和点动时间P0704 99 速度Din4 为BICO 功能P0731 53.6 变频器输出达到设定值P0601 1 选择电机PTC温度传感器P3900 3 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.792（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X0SB1接通电源按钮Y0KM接通KMX1SB2切断电源按钮Y1STF-SD变频器起动X2SB3变频器起动Y4HL2电源指示X3SB4变频器停止Y5HL2运行指示X4A-C报警信号Y6HL3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.792。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.792（外部操作模式）；Pr.59=1（使“遥控方式”有效）；Pr.1822（在遥控方式中，使RH端子具有升速功能）；Pr.1811（在遥控方式中，使RM端子具有降速功能）。只要“遥控方式”有效，通过RH和RM端子的通断就可以实现变频器的升降速，而不用电位器来完成。在A地按下SB3或在B地按下SB5按钮，RH端子接通，频率上升，松开按钮，则频率保持，即具有记忆功能；在A地按下SB5或在B地按下SB6按钮，RM端子接通，频率下降，松开按钮，则频率保持。从而在异地控制时，电动机的转速都是在原有的基础上升降的，很好地实现了两地控制时速度的衔接。变频器的工频切换电路4.8.1 继电器控制的工频切换电路1.控制要求有些变频器内部不具备工频与变频的自动切换功能，欲实现该功能，可以利用继电器来实现。（1）用户可根据工作需要选择“工频运行”或“变频运行”。 （2）在“变频运行”时，一旦变频器因故障而跳闸时，可自动切换为“工频运行”方式，同时进行声光报警。2.继电器控制电路如图4.8所示，接触器KMl用于将电源接至变频器的输入端，KM2用于将变频器的输出端接至电动机，KM3用于将工频电源直接接至电动机，热继电器FR用于工频运行时的过载保护。在图4.8中，接触器KM2和KM3绝对不允许同时接通，互相间必须有可靠的互锁。否则，变频器的输出端子U、V、W直接接电源而烧坏。4.8.2 基于PLC的工频切换电路1.设计思想根据控制要求，确定工频切换系统的输入输出信号，并给出I/O分配地址，如表4.3所示。 输入输出输入继电器输入元件作用输出继电器X0SB1起动Y0X1SB2停止Y1X2SA1工频选择Y2X3SA2变频选择Y3X4B-C报警信号Y4X5A-C报警信号X6SB3变频起动X7SB4变频停止X10SB5复位图4.13 PLC控制工频切换电路图2.参数设置Pr.792（外部操作模式）；Pr.150Hz（上限频率）；Pr.20Hz（下限频率）；Pr.73s（加速时间）；Pr.83s（加速时间）。3.程序设计PLC的梯形图如图4.14所示。步0步6是工频运行段。 步11步18是变频运行段。 步23步29是变频跳闸段。 图4.14 工频切换控制程序4.9 PLC控制的变频器多段速电路1.设计思想如图4.11所示，用按钮X0（SB）控制变频器的电源接通或断开（即KM吸合或断开），用X10（SB1）控制变频器的起动和停止（即STF端子闭合与否），这里每组的起动和停止都只用一个按钮，利用PLC中ALT（交替）指令实现单按钮起停控制。SA1SA7是速度选择开关，此种开关保证这7个输入中不可能两个同时为ON。PLC的输出Y0接变频器的正转端子STR，控制变频器的起动和停止。PLC的输出Y1、Y2、Y3分别接转速选择端子RH、RM、RL，通过PLC的程序实现三个端子的不同组合，从而使变频器选择不同的速度运行。图4.11 PLC控制的变频器多段速电路2.参数设置必须设置以下参数：Pr.793（组合操作模式）；Pr.72s（加速时间）；Pr.82s（减速时间）；各段速度：Pr.416Hz，Pr.520Hz，Pr.625Hz，Pr.2430Hz，Pr.2535Hz，Pr.2640Hz，Pr.2745Hz。3.程序设计图4.12 7段速控制程序第 14 页 共 14 页