变频器与现场总线1.doc

1. 名词 变频技术 现在人们常说的变频技术主要是指交流变频调速技术，它是将工频交流电通过不同的技术手段变换成不同频率的交流电 变频器 变频器是将频率固定(通常为工频50Hz)的交流电(三相或单相)变换成频率连续可调的交流电的电能控制装置。 晶闸管的浪涌电流 晶闸管的浪涌电流是一种由于电路异常情况引起的并使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流。 擎住电流IL GTO经门极触发刚从断态转入通态，撤除门极信号后GTO仍能维持导通所需要的最小阳极电流。 电流关断增益off off是GTO的一个重要参数，其值愈大，说明门极电流对阳极电流的控制能力愈强。 谐振型变频 谐振型变频是利用谐振原理使PWM逆变器的开关元件，在零电压或零电流下进行开关状态转换。 请解释PAM调制变频 脉冲调制PAM（Pulse Amplitude Modulation），是一种改变电压源的电压Ed或电流源Id的幅值，进行输出控制的方式。它在逆变器部分只控制频率，在交流器部分控制输出的电压或电流。 请解释PWM调制变频 脉宽调制（简称PWM）型变频是靠改变脉冲宽度来控制输出电压，通过改变调制周期来控制其输出频率。 请解释异步调制 载波比N是变化的，载波信号和调制信号不保持同步关系的调制方式称为异步方式 同步调制 载波比N等于常数，并在变频时使载波信号和调制信号保持同步的调制方式称为同步调制方式。 交-交变频技术 交-交变频电路是不通过中间直流环节，而把电网固定频率的交流电直接变换成不同频率的交流电的变频电路。 负负载 几乎所有电机都是要克服来自负载的阻碍旋转的反抗转矩。使负载向着所要求的方向旋转。此时电机产生的转矩，其方向同旋转方向一致。反之，要求电机产生与其转向相反转矩的负载时称为负负载。 Uf控制 Uf控制的基本特点是对变频器输出的电压和频率同时进行控制，通过使Uf(电压和频率的比)的值保持一定而得到所需的转矩特性。采用Uf控制的变频器控制电路结构简单，成本低，多用于对精度要求不高的通用变频器。 通用变频器 所谓通用变频器，是指能与普通的笼型异步电动机配套使用，能适应各种不同性质的负载并具有多种可供选择功能的变频器 频率分辨率 对于数字控制的变频器，输出频率是有级给定，（1分）这个级差的最小单位就称为变频分辨率。 变频电源 变频电源是电源转换装置，即从动力电或市电转换为所需要的稳频稳幅电源。 请解释VVVF 改变频率的同时控制变频器输出电压，即频率与电压要成比例地改变2填空题 变频技术可以分为四类，它们分别是：（直交变频技术），（交直变频技术 ），（ 直直变频技术）和（交交变频技术）。 变频器使用（电力电子器件 ）作为通断控制器件，将（工频 ）交流电变换成（ 电压与频率）。 变频器的组成包括（ 整流 ）及（滤波电路 ）、（制动单元 ）以及（逆变电路 ）。 晶闸管有三个引线端子：（ 阳极A）、（ 阴极K）和（ 门极G ）。 晶闸管在电路中是起（开关）作用的。晶闸管不能自关断，属（半控型）。 门极关断晶闸管GTO与普通晶闸管相比，属（全控性器件）或（自关断器件），既可控制器件的开通，又可控制器件的关断。 电流关断增益是门极可关断晶闸管GTO的一个重要参数，其值（愈大），说明门极电流对阳极电流的控制能力越强。 当晶闸管的额定电压小于实际要求时，可以采用两个或两个以上同型号器件相（ 串联 电力晶体管GTR属于（电流控制型元件 ）。 功率场效应管是用栅极电压来控制（漏极电流 。 变频器中起通断作用的器件是（ 电力电子器件）。 在某温度下，器件一切有关的额定值和特性都能得到保证，此温度称为（额定结温 ）。 功率场效应管是（压控型）器件，其门极控制信号是电压不是（电流）。 门极关断晶体管GTO是用门极负电流来关断（ 阳极电流）。 用万用表R1k挡测量晶闸管的任意两管脚电阻，其中有一管脚对另外两管脚正反向电阻都很大，在几百千欧以上，此管脚是（阳极A ） 门极关断晶体管GTO的电流关断增益其值愈大，说明门极电流对阳极电流的控制（越强）。 用RC缓冲电路的大功率晶体管GTR额定电流为 ( 10A 。 电流型变频不需附加任何设备，即可实现负载电动机（四象限运行。 变频器种类很多，其中按滤波方式可分为（电压型）和（ 电流型 ）。 电流型逆变电路中，有一种类型是串联二极管式，二极管的作用是使换相电容与负载（隔离 ）。 变频调速时，基频以上的调速属于（恒功率调速 ）。 电压型逆变器的直流侧并联有（大电容），目的是用来缓冲（无功功率 ）。 电流型逆变器在直流电源上串联了大电感来进行（滤波），有效地抑制故障电流的上升率。 PAM是一种利用改变电压源的电压或改变电流源的幅值来进行输出控制的一种方式。它在逆变器部分只控制（频率）。 在谐振型变频中，由于各功率器件的开关损耗近似为零，有效地防止了 电磁干扰 SPWM的控制方式有三种，可以采用（模拟电路控制方式 ）、（数字电路控制方式 ）和（模拟与数字电路相结合的控制方式）。 电压和电流反馈信号的检测一般有三种方法：（电阻法 （互感器法）和（霍尔传感器 ）。 PWM控制方式就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（幅值 ）相等而宽度不等的脉冲信号。 PAM是一种利用改变电压源的电压或改变电流源的幅值来进行输出控制的一种方式。它在逆变器部分只控制（频率）。 载波信号和调制信号不保持同步关系的调制方式称为（异步方式）。在（异步调制 ）方式中，调制信号频率fr变化时，通常保持载波频率fc固定不变，因而载波比N是（变化的）。 PWM采用用霍尔传感器测取电压反馈信号的优点有：（被测电路与反馈电路的有效隔离），（测量区间宽 ），（可以测量任意波形的电压和电流信号，（线性好）和（响应速度快）。 正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（SPWM 。 通过控制（载波），脉冲宽度调制型变频器实现了调压调频过程。 交交变频电路中的（两组）变流器都有整流和逆变两种工作状态。 因为是直接变换，没有中间环节，所以比交-交变频器比一般的变频器效率要（高）。 由于其交流输出电压是直接由交流输入电压波的某些部分包络所构成，因而交-交型变频器输出频率比输入交流电源的频率（低得多），但是输出波形（较好）。 交-交型变频器在无环流控制时候的重要条件是，准确而迅速地检验出（电流过零信号）。 交-交变频中的晶闸管所承受的工作电压峰值等于（其输入线电压峰值）。 正弦波交交变频器的控制形式有: （电压控制型）和（电流控制性）。 对需要在很广范围内运行的交-交变频器选择晶闸管的电流容量时，最好按可能遇到的（ 最坏）的条件来选择，即按（输出电流的峰值）来确定晶闸管的额定容量。 交交变频根据其输出电压的波形，可以分为（巨型波形）和正弦波形）。 变频器的输出容量是决定于，额定输出电流与额定输出电压的三相（输出视在功率）。 变频器控制对象多以速度控制为基础，但张力控制多以（转矩张力为基础）。 变频器的容量可以使用（额定输出电流），（输出容量）和（适用电动机功率）三种方式来描述。 当变频器和电机不能满足负载所要求的起动转矩和低速区转矩，变频器和电机的容量还需要再（加大）。 Uf控制的基本特点是对变频器输出的（电压）和（频率）同时进行控制，通过使Uf(电压和频率的比)的值保持一定而得到所需的转矩特性。 矢量控制是一种高性能异步电动机控制方式，它的基本思路是：将异步电动机的定子电流分为（产生磁场电流的分量励磁电流）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。 所谓通用变频器，是指能与普通的（笼型异步电动机）配套使用，能适应各种不同性质的负载并具有多种可供选择功能的变频器。 在超精密加工和高性能机械中，常常要用到高速电动机，为了满足这些高速电动机的驱动要求，出现了（高频变频器），其输出频率可达到（3kHz ）。 变频器是将交流电源变为直流，然后再变换为任意频率的交流的装置，电源一侧频率的变动对（输出频率）将没有任何影响。 为了补偿电机速度的变化，将可以检测出的物理量作为电气信号（负载）到变频器的控制回路，这种控制方式称为（负负载 ）。 速度控制是电机的基本控制。（响应快）是指实际速度对于速度指令的变化跟踪得快，从负载急剧变动等外界干扰引起的过渡性速度变化中恢复得快。 几乎所有电机都是要克服来自（负载 ）的阻碍旋转的反抗转矩，使负载向着所要求的方向旋转。此时电机产生的转矩，其方向同旋转方向一致。反之，如果要求电机产生与其转向相反转矩的负载时，这里称为（负负载）。 各种变频器的说明书上，都有（配用电动机容量）一栏。 变频器输出电压可按电机（额定电压）选定。 可根据变频器的使用目的所确定的（最高输出频率）来选择变频器。 变频器内部产生的热量（大），考虑到散热的经济性，除小容量变频器外几乎都是开启式结构，采用风扇（进行强制冷却 ）。 工频电网运转中的电机切换到变频器运转时，旦断掉工频电网，必须等（电机完全停止以后），再切换到变频器侧起动。 变频器按用途分类为（通用变频器（高性能专用变频器 ）和（高频变频器）。 目前生产中广泛应用的是通用变频器，从外形上看有（书本型结构）和（装柜型结构）两种。 输入电源必须接到（RST）上，接入时不需考虑（相序），输出电源必须接到端子（ uvw ）上，若错接，会损坏变频器。 为了防止触电、火灾等灾害和降低噪声，必须连接（接地端子）。 为变频器的主电路提供通断控制信号的电路，称为（控制电路）。其主要任务是完成对（逆变器快关元件）的开关控制和提供多种保护功能。 所谓变频器效率是指变频器本身的(变换效率，=( (POPi)100 )。 变频器的输入电流中含有许多高次谐波成分，这些高次谐波电流都是无功电流，使变频调速系统的功率因数降低到（0.75 ）以下。所以，在容量较大的变频调速系统中，应考虑接入（电抗器 ），以提高功率因数。 变频器安装场所周围振动加速度应小于（1.0g ）。 变频器的达到基本频率时，输出电压达到（ ）。 应用变频技术的目的之一就是（ 节能 ）。 变频电梯系统的逆变器部分能向交流电动机供电，它属于（无源逆变器 ）。 如果室温与设定温差很大时，家用空调变频器就采用（高频运行 ）。 UPS是一种恒压型不间断电源，主要用于瞬时断电或事故停电即时辅助供电，有（直流输出式）和( 交流工频式 ) 。 对电动机从基本频率向上的变频调速属于(恒功率调速 )。 变频电梯系统组成包括：（整流与再生部分），（逆变器部分），（检测部分）和（控制回路）。 变频洗衣机控制的特点有（缠绕少（衣物伤害小）（实现人性化的洗涤 、可变水位洗涤 ）（洗净比、开关电源 ）和（保证宽电压运行 、独特设计，减小起动电流、EMC电磁抗干犹洗净比、开关电源 ）。 变频技术的发展趋势如下：（装置的尺寸的减小），（功率器件向高集成智能功率模块发展），（交流变频向直流变频方向转化），（轻载时节能运行）和（高速度的数字控制）。 变频器的干扰有以下那几个因素引起：（外来干扰）和（变频器的对外干扰）。 变频器接线时入电源必须接到R、S、T端子上，输出电源必须接到（U端子），（V端子）和（W端子）。 因为变频器的输入和输出电流中都含有的较高频率的谐波电流，为防止变频器对其他设备的干扰，变频器的主电路需（滤波器 ）。 中央空调系统的变频控制主要体现在变风量控制和（冷水泵控制）。 龙门刨床要求拖动系统具有良好的低速运行性能，所以选用具有（矢量控制功能的变频器）。 变频器有段速控制功能，MM420变频器可以设置的不同运行频率最多为（ 7段 ）。 当把PLC和变频器安装在同一个操作柜中时，应尽可能使与PLC和变频器有关的电线分开。为提高抗噪声的水平器连接导线需使用（屏蔽线）和（ 双绞线 ）。 MM440变频器要使操作面板有效，应设参数（ P0700=1）。 由于风机属于二次方律负载，故最高频率不允许超过电动机的（额定频率）。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）。当工作频率为25Hz时，如变频器的频率分辨率为0.01Hz，则上一档的最小频率为（27.5Hz ）。 当电源条件不太好时，应在变频器一侧接入噪声滤波器和降低噪声用的（变压器 ）。 充放电型R-C-VD缓冲电路增加了缓冲二极管VD2，可以用于大容量的大功率晶体管GTR。但缓冲电路的电阻较大，不适合用于（高频开关电路）。 如在测量变频器的输入电压时，各类交流仪表均可使用那是因为输入电压是（低于工频正弦电压）。 MM440变频器设置上限频率的功能码是（ P1082）。 为了把变频器的全部参数复位为工厂的缺省设定值，应设定参数为P001030和设定参数为（P09701）。 当变频器进行维修时，或长时间不用时，为使变频器与电源隔离，必须将（低压断路器切断）。 在容量较大的变频调速系统中，应考虑接入电抗器，以提高（功率因数）。 电梯逆变器将直流电转换成幅值与频率可调的交流电，输给交流电动机驱动电梯运行。实行电流环与速度环的（比例积分微分控制）。 变频器常用的转矩补偿方法有：线性补偿、分段补偿和（立方根补偿）。 为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有（频率增益功能）。 风机、泵类负载运行时，叶轮受的阻力大致与（叶轮转速的平方成比例）。3简述题 变频技术按其工作电路特点可以分为哪几种类型？ 1)交直变频技术。2)直直变频技术。3)直交变频技术。4)交交变频技术。论述门极关断晶体管GTO特性及工作特点是什么？门极关断晶体管GTO（gate turn off）特性：门极关断晶体管GTO是通过门极信号进行接通和关断的晶体管。其特点是：）导通条件：在门极和阴极之间加一个正向电压，即G(+)、K（），GTO导通。）关断条件：在门极和阴极之间加一个反向电压，即G(-)、K（+），GTO关断。电压型变频器组成部分以及各组成部分的特点？答：这种电压型变频器由整流器和逆变器两部分组成，在逆变器的直流侧并联有大电容，用来缓冲无功功率。由于大电容存在，使直流输出电压具有电压源的特性，内阻很小。这样使逆变器的交流输出电压被钳位为矩形波，与负载性质无关。 什么是PWM控制方式？PWM控制方式就是对逆变电路开关器件通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不等的脉冲，这些脉冲是来代替正弦波或所需要的波形。 PWM和PAM的不同点是什么？ PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。 简述交交变频的主要特点？ 变频效率高 ，输出波形较好，可采用普通晶闸管 ， 输出电压的频率较低，功率因数较低。 交交变频电路的运行方式主要有？ 有环流运行方式，无环流运行方式， 自然环流运行方式， 局部环流运行方式 。 变频器按工作原理的分哪几类？按用途又可分为哪分类？ 1）按工作原理分为Uf控制变频器、转差频率控制变频器；矢量控制变频器和直接转矩控制变频器；2）按用途分为通用变频器、高性能专用变频器和高频变频器。 变频技术按其工作电路特点可以分为哪几种类型？1)交直变频技术， 2)直直变频技术， 3)直交变频技术，4)交交变频技术 变频器的容量是变频器使用中常用的物理量，可以用什么方式表示？变频器的容量是变频器使用中常用的物理量，可以用什么方式表示？答：变频器的容量一般用额定输出电流(A)、输出容量(kVA)、适用电动机功率(kW)来表示。输出容量是决定于额定输出电流与额定输出电压的三相视在输出功率 什么情况采用变频器开环速度控制系统？ 如果笼型电机的电压、频率一定，因负载变化引起的速度变化是非常小时。电机的转差率大约为1%5%。对于不太要求快速响应的平方转矩负载常用开环控制。 什么是负负载?如何选择负负载？ 几乎所有电机都是要克服来自负载的阻碍旋转的反抗转矩，使负载向着所要求的方向旋转。此时电机产生的转矩，其方向同旋转方向一致。反之，要求电机产生与其转向相反转矩的负载时称为负负载。 负负载系统变频器的选择要点有。 1）考虑制动转矩和负载转矩之间的关系； 2) 为了确保变频器跳闸时的安全，要并用机械式制动器； 3) 使用制动单元时，必须使再生过压失速的防止控制无效4）注意散热 采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩特性。 采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.21.5倍，起动转矩为70%120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，可以带全负载起动。 论述快速响应系统选择变频器的要点。 1）对于只需在短时间内能进行加减速时：电机和机械的电动机的飞轮力矩（）要小；选用过负载容量大的机器；选用具有完全的限流功能的变频器。2）对于需要大的交叉角频率时，应该根据所要求的值考虑下面几点：所选用的变频器、其主回路的开关频率要高，采用