变频技术原理与应用

1、变频技术原理与应用复习要点1、什么是变频技术o变频技术， 简单的说就是把直流电逆变成为不同频率的交流电，或是把交流变成直流再逆变成不同频率的交流，或是把直流变成交流再把交流变成直流在这些变化过程中，一般只是频率发生变化。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。2、变频技术的类型有哪几种？变频技术主要有以下几种类型：1) 交一直变频技术（即整流技术） 。它通过二极管整流、二极管续流或晶闸管、功率晶体管可控整流实观交一直流转换。2) 直一直变频技术（即斩波技术） 。它通过改变功率半导体器件的通断时间，即改变脉冲的频率（定宽变频） ，

2、或改变脉冲的宽度（定频调宽） ，从而达到调节直流平均电压的目的。3) 直一交变频技术（即逆变技术） 。振荡器利用电子放大器件将直流电变成不同频率的交流电（甚至电磁波） 。逆变器则利用功率开关将直流电变成不同频率的交流电。4) 交一交变频技术（即移相技术） 。它通过控制功率半导体器件的导通与关断时间，实现交流无触点开关、调压、调光、调速等目的。3、使晶闸管导通的条件是什么？当门极电流IG=O 时，如果在品闸管两端施加正向电压，则J2 结处于反偏，晶闸管处于正向阻断状态。如果正向电压超过临界极限即正向转折电压Ubo 时，则漏电流急剧增大，晶闸管导通。导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降到维持

3、电流IH 以下，则晶闸管又回到正向阻断状态4、什么是品闸管的浪涌电流？浪涌电流ITSM 是一种由于电路异常情况（如故障） 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浪涌电流有上下限两个级，这些不重复电流定额用来设计保护电路。5、什么是GTO 的电流关断增益？最大可关断阳极电流IATO 和门极负电流最大值IGM 之比被称为电流关断增益一般 of只有 5 左右。 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。6、试说明GTR 三种缓冲电路的特点？RC 缓冲电路较简单，它对关断时集电极发射极间电压上升有抑制作用，适用于小容量的 GTR （电流 10A 以

4、下）。R-C_VD缓冲电路增加了缓冲二极管VD2 ，可以用于大容量的GTRo但缓冲电路的电阻较大，不适合用于高频开关电路。阻止放电型R-C-VD缓冲电路，常用于大容量GTR和高频开关电路缓冲器a 最大的优点是缓冲产生的损耗小7、简述功率bAOSFET 的特性。功率场效应管是用栅极电压来控制漏极电流的，具有两个显著的特点：一个是驱动电路简单，因此同双极型晶体管相比， 功率驱动功率小：另一个是开关速度快、MOSFET工作频率高。另外，其热稳定性也优于双极型晶体管。8、功率 MOSFET 的保护技术有哪些？栅源过压保护，漏源过压保护，峰值电流保护，有效值电流保护，过热保护和静电保护。9，试述 IPM

5、 的优越性。精选文库不易损坏：内藏相关的外围电路，缩短了产品设计和评价时间：不需要对功率开关元器件采取防静电措施：大大减少了元件数目，缩小了体积。10、串联二极管式电流型逆变电路中，二极管的作用是什么？试分析其换相过程-串联二极管式电流型逆变电路中， 二极管的作用是使换相电容与负载隔离， 防止电容充电电荷的损失。如图 3-16c 所示。 VD3 导通后，开始分流。此时电流 Id 逐渐由） 1 向 VD3 转移， iA 逐渐减少， iB 逐渐增加，当 Icl 全部转移到 VD3 时， VD1 关断。11、什么是PAM?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。

6、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。12、什么是软开关，什么是硬开关？开关元件在零电压或零电流下进行开关状态转换， 即软开关技术。 功率元件在大电流、 高电压状态下的开关状态转换是硬开关技术。13、试述谐振型变频器的应用意义。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，即软开关技术。 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，大大提高了器件的工作频率，且减少了装置的体积和重量。14、什么是PWM?PWM 是脉宽调制技术的简称。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

7、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。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波状，所获得的输出平滑且低次谐波少。 按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制， 既可改变逆变电路输出电压的大小，也可以改变输出频率。15、什么叫异步调制？什么叫同步调制？两者各有什么特点？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调制方式。在该调制方式中， 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 是变化的这样，在调制信号的半个周期内，输出脉冲的个数不固定，脉冲相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，同时，半周期内前后1/4 周期的脉冲

8、也不对称。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。在该调制方式中，调制信号频率变化时载波比N 不变。调制信号半个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。16、什么是SPWM 波形的规则取样法？与自然取样法相比，规则取样法有什么优缺点？规则取样法就是用uR 和 u 近似交点 A 和 B 代替实际的交点A' 和 B'。用以确定SPWM脉冲信号的。自然取样法虽然可以较准确地确定u 和 uR 的交点，但计算工作量较大，特别是当变频范围较大时。 规则取样法虽然有一定的误差， 但却大大减小了计算工作量。17、 PWM 逆变器消除谐波的一

9、般方法是什么？有两电平 PWM 逆变器消除谐波和三电平PWM 逆变器消除谐波两种方法。18、用霍尔传感器测取电压和电阻反馈信号的优点有哪些7对于直流及非正弦的交流电压和电流信号的隔离传送， 最好的方法是采用霍尔电压和电流传感器。霍尔传感器不仅可实现被测电路与反馈电路的有效隔离，还具有以下一些优点：可以测量任意波形的电压和电流信号，且频带宽；线性好，测量区间宽，测量精度高：-2精选文库响应速度快：过载能力强，使用安全。19、试述交一交变频的主要特点。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。其特点为：因为是直接变换，没有中间环节，所以比一

10、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，因而其输出频率比输入交流电源的频率低得多，输出波形较好；由于变频器按电网电压过零自然换相，故可采用普通晶闸管：所用晶闸管元件数量较多，相对投入较大；因受电网频率限制，通常输出电压的频率较低，为电网频率的三分之一左右：功率因数较低，特别是在低速运行时更低，需要适当补偿。20、交一一交变频电路的运行方式有哪些？各有何优缺点？运行方式主要有无环流运行方式、自然环流运行方式和局部环流运行方式。无环流运行方式的优点有系统简单，成本较低。 缺点是不允许两组整流器同时获得触发脉冲而形成环流， 因为环流的出现将造成电源短路。因此

11、， 必须等到一组整流器的电流完全消失后， 另一组整流器才能导通。 而且切换延时较长。通常，其输出电压的最高频率只是电网频率的三分之一或更低。自然环流运行方式除有环流外，还存在着环流电抗器在交流输出电流作用下引起的“自感应环流 ”，从而加重了整流器负担。因此，完全不加控制的自然环流运行方式只能用于特定的场合。局部环流运行方式把无环流运行方式和有环流运行方式相结合，即在负载电流有可能不连续时以有环流方式工作，而在负载电流连续时以无环流方式工作。它既可使控制简化，运行稳定，改善输出电压波形的畸变，又不至于使环流过大。21、正；玄波交一交变频器的控制有哪两种？各有何特点？正弦波交 -交变频器的控制也有

12、电压控制型和电流控制型两种。电压型变频器的输出是电压，其输出电压跟随给定信号变化，受负载电流变化影响小。电流型变频器的输出是电流，其输出电流跟随给定信号变化，受负载电压变化影响小。22、简述变频器的基本概念。变频器是应用变频技术制造的一种静止的频率交换器， 它是利用半导体器件的通断作用将频率固定 (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。23、简述变频器的分类。1) 按变换环节分为交一交变频器和交一直一交变频器：2) 按直流环节的储能方式分为电流型变频器和电压型变频器；3) 按工作原理分为 U/f 控制变频器、转差频率控制变频器、矢量控制变频器和

13、直接转矩控制变频器：4) 按用途分为通用变频器、高性能专用变频器和高频变频器。24、简述开环速度控制和闭环速度控制。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的。 额定转矩下的转差率决定子电机的转矩特性， 转差率大约为 1%5% 。对于平方转矩负载 （如风机、 泵等），并不太要求快速响应，常用开环控制。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反馈到变频器的控制回路，这种控制方式称为闭环控制。速度反馈控制方式是以速度为控制对象的闭环控制，用于-3精选文库造纸机、风机泵类机械、 机床等要求速度精度高的场合， 但需要装设传感器，以便用电量检测出电机速度。25

14、，张力控制的特点有哪些？张力控制根据用途有各种方式，其特点有：1) 采用转矩电流控制的张力控制；2) 采用拉延的张力控制；3) 采用调节辊的张力控制；4) 采用张力检测器的张力控制。一般张力控制多以转矩控制为基础， 而其他控制对象多以速度控制为基础。 另外，不管哪一种控制方式，通常都是以滚筒与被加工物之间不产生滑动为前提条件。26、什么是负负载，简述负负载系统变频器的选择要点。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。27、变频器接线时应注意哪些问题？接线时应注意以下几点，以防接错：输入电源必须接到 R、 S、T 上，输出电源必须接到端子 U 、V 、 W 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。端子和导线的连接应牢靠，要使用接触性好的压接端子。配完线后，耍再次检查接线是否正确，有无漏接现象，端子和导线间是否短路或接地 - 通电后，需要改接线时，即使已经关断电源，也应等充电指示灯熄灭后，用万用表确认直流电压降到安全电压 (D