变频调速题库

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一． 填空题

1．有电动机带动生产机械运行的系统叫做电力拖动系统；一般由电动机、传动机械、生产机械、控制设备等部分组成。 2．在电力拖动系统中，负载的类型主要有：恒转矩负载、恒功率负载、二次方律负载。 3．三相异步电动机的调速方法主要有：变极调速、变频调速、改变转差率S调速等。 4．三相异步电动机的制动方法主要有：再生制动、直流制动和反接制动。

5．变频器的分类方法有多种，按照主电路直流环节储能方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器。 6．占空比按正弦规律变化的脉宽调制方法叫做正弦波脉宽调制（SPWM）。 7．变频器的控制模式主要有：V/F控制模式、矢量控制模式。

8．在交－直－交变频器中，其主电路基本由整流部分、逆变部分、制动部分等三部分组成。

9. 在低压交流电动机的变频传动控制中，应用最多的功率器件有GTO、GTR、IGBT以及智能模块IPM。

10．在交—直—交变频器的电路中，滤波电容CF的作用是对整流电压进行滤波，它是电压型变频器的主要标志，对电流型变频器来说滤波的元件是电感。

11．调频调压时，要维持U1/ f1＝常数，技术上有两种方法：脉幅调制（PAM）和脉宽调制（PWM）

12．把Ku=Kf时的U/f控制曲线称做基本U/f曲线，它表明了没有补偿时的电压Ux和fx之间的关系，它是进行V/F控制时的基准线。 13. 二次方律负载是指转矩与速度的二次方成正比例变化的负载。

14．恒转矩负载是指负载转矩的大小仅仅取决于负载的轻重，而与转速大小无关的负载。 15．恒功率负载指负载转矩的大小与转速成反比，而其功率基本维持不变的负载。 16. 基频电压指输出频率达到基频时变频器输出的电压。 17. 加速时间指工作时间从0Hz上升到稳定运行所需的时间。 18. 变频器PID控制功能中，P（比例）功能是提高控制的灵敏度。

19．变频器PID控制功能中，I（积分）功能是延长加减速的时间，缓解因P值过大而引起的超调. 20．变频器PID控制功能中，D（微分）功能是提高控制的动态响应速度。 二．综合题：

1、述三相异步电动机变频调速原理。

答案要点：1）三相异步电动机转速与电源频率成正比；

2）变频器具有改变交流电压频率的功能（交－直－交变换过程）

3）经过变频器改变频率的电源输入异步电动机，转速将跟随电源频率变换而变换。

2、什么叫做V/F控制模式？为什么变频时需要相应的改变电压？

答案要点：V/F控制（也称转矩提升）是指通过提高U/f比来补偿f下调时引起的转矩T下降。

1）电动机电磁转矩与磁通成正比

2）负载不变化则应保持磁通不变

3）电源电压与频率之比不变时，磁通保持不变。 3、为什么变频调速在风机、泵类等传动应用中节能显著？ 答案要点：1）风机、泵类负载的转矩与转速的平方成正比

2）风机、泵类负载的功率与转速的三次方成正比 3）低速时电动机的输出功率很低，耗能少

4、变频调速及变极调速特点。

答案要点：变极调速：即改变电动机的磁极对数p，就可达到改变电动机转速的目的。但是，由于变极调速时，速度几乎是成倍变化，所以变极调速的平滑性差。

变频调速：即改变电动机供电电源的频率以达到改变转速的目的。由于变频调速的调速性能优越，可以赶超直流调速系统的调

速性能，它是近几年乃至将来的主要调速方式。 5、简述电力拖动系统中负载的类型及特点。

答案要点：1）恒转矩负载：恒转矩负载是指那些负载转矩的大小，仅仅取决于负载的轻重，而与转速大小无关的负载。

2）恒功率负载：恒功率负载指负载转矩TL的大小与转速n成反比，而其功率基本维持不变的负载。

3）二次方律负载：二次方律负载是指转矩与速度的二次方成正比例变化的负载，例如：风扇、风机、泵、螺旋桨等机械的负载转矩。

6、论述变频调速与传统交流调速的优缺点及其应用情况。 答案要点：1）调速性能比较

2）结构复杂性、可靠性比较

3）经济性、节能性比较 4）应用技术特点、场合比较

7、设置上下限频率的目的。如果预置上限频率为80Hz，下限频率为30Hz，当给定的运行频率为85Hz、50Hz、20Hz时，变频器的输出频率各为多少？

答案要点：变频器的输出频率不能低于下限频率和高于上限频率，防止因错误操作而出现频率过低或过高的情况；当设定频率低于下限频率时，变频器的输出频率为下限频率。

输出频率分别为：80Hz ，50Hz ，30Hz 。 8、控制和程序控制有何共同与不同点。

答案要点：1）共同点：可进行多段速度设定，分段速度运行

2）不同点：多档转速控制多用于外部分段运行，灵活进行单速度运行；程序控制适用于根据设定时间进行多段连续或循环运行。

9、交—直—交变频器的主电路组成部分及其作用。

答案要点：1）整流部分：整流器是变频器中用来将交流变成直流的部分，它可以由整流单元、滤波电路，开启电路、吸收回路组成。

2）逆变部分：逆变部分的基本作用是将直流变成交流，是变频器的核心部分。 3）制动部分：制动部分在电动机处于制动状态时，为回馈的能量释放提供通路。

10、直流电动机和异步电动机调速的差异。

答案要点：1）直流电动机的励磁回路、电枢回路相互独立，而异步电动机将两者都集中于定子回路。

2）直流电动机的主磁场和电枢磁场互差π/2电角度。

3）直流电动机是通过独立地调节两个磁场中的一个来进行调速的，而异步电动机则做不到。

11、简述V/F控制与矢量控制的区别。

答案要点：在V/F控制中，用户根据负载情况预先选定一种U/f控制曲线，变频器在工作时就根据输出频率的变化，按照曲线关系调整其输出电压。也就是说，V/F控制是按照事先安排好的U/f关系工作的，因而无法根据负载的变化来实时调整变频器的输出。而矢量控制是根据电动机的基本参数为依据，通过专用的集成电路的计算得到必要的控制参数来控制i*M和i*T ，从而改变变频器的输出电压和频率。 12、简述使用矢量控制的使用要求。

答案要点：在选择矢量控制模式后，对变频器和电动机由以下要求：

1） 一台变频器只能带一台电动机；

2） 电动机的极数要按说明书的要求，一般以4极电动机为最佳；

3） 电动机容量与变频器的容量相当，最多差一个等级；变频器与电动机的连接线不能过长，一般应在30m以内，如果超过30m，

需要在连接好电缆后，进行离线自动调整，以重新测定电动机的相关参数。

13、什么叫做跳跃频率？为什么设置跳跃频率？

答案要点：跳跃频率也叫回避频率，指不允许变频器连续输出的频率，常用fJ表示。它是为避免发生机械谐振而设置的。 14. 简述变频器PID控制功能

答案要点：变频器PID控制功能，即对偏差信号ΔX(＝Xt－Xf)进行放大、积分及微分后输出，分别提高控制的灵敏度、延长加减速时间进而缓解超调、提高控制动态响应动态，既保证控制的动态响应速度，又避免了调节过程中的超调振荡。 15.什么是变频器？

答案要点：变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。 16.PWM和PAM的不同点是什么？

答案要点：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。

17.电压型与电流型有什么不同？

答案要点：变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。 18.为什么变频器的电压与频率成比例的改变？

答案要点：异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。

19.电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加;对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那么电流是否增加？ 答案要点：频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。 20.采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？

答案要点：采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。

用工频电源直接起动时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。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1.2~1.5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，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。

21.V/f模式是什么意思？

答案要点：频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择。 22.按比例地改V和f时，电机的转矩如何变化？

答案要点：频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变，将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此，在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。

23.在说明书上写着变速范围60~6Hz，即10:1，那么在6Hz以下就没有输出功率吗？

答案要点：在6Hz以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频率取6Hz左右，此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz. 24.对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定，是否可以？

答案要点：通常情况下时不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变，大体为恒功率特性，在高速下要求相同转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择 25.所谓开环是什么意思？

答案要点：给所使用的电机装置设速度检出器(PG)，将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为“闭环”，不用PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式，也有的机种利用选件可进行PG反馈。 26.实际转速对于给定速度有偏差时如何办？

答案要点：开环时，变频器即使输出给定频率，电机在带负载运行时，电机的转速在额定转差率的范围内(1%~5%)变动。对于要求调速精度比较高，即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合，可采用具有PG反馈功能的变频器(选用件)。 27.如果用带有PG的电机，进行反馈后速度精度能提高吗？

答案要点：具有ＰＧ反馈功能的变频器，精度有提高。但速度精度的植取决于ＰＧ本身的精度和变频器输出频率的分辨率。 28.失速防止功能是什么意思？

答案要点：如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速(电角频率)的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，

这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。

29．某变频调速系统，电动机容量为55KW，额定电压380V，额定电流105A；变频器容量为84KVA，额定电流128A；电动机与变频器间的距离为60m，试选择配用空气开关与接触器的规格，并决定变频器输出端导线的线径。 答案要点：空气开关额定电流：IQN≥1.3IN=166A

输入接触器额定电流:IKN≥IN=128A

输出接触器额定电流:IKN≥1.1IMN=116A 变频器输出导线线径:

△U=0.02×380V=7.6V

7.6V=

3?105??RO?60m1000

RO=0.696Ω/m

导线线径选25.0mm .

30.某用户，由仪器输出的频率给定信号为4～20mA，要求对应的输出频率为0～50Hz，试作出其频率给定线。 答案要点：

Hz50403020100

31．某正、反转的变频调速系统，因用户有现成的PLC，故要求用PLC来进行控制，试画出该系统的电路图和梯形图。 答案要点：

48121620mAS0S1S2S3ABCCOMRUNX0X1X2X3变频器STFSTRSTOPSDCOMY0Y1Y2PLC X0Y0Y2Y1Y1Y1Y0X1Y2Y2X3X2Y0

变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

31.简述变频器的基本工作原理 32.通用变频器的构成

33.变频器的控制模式有哪些

34.交流电气传动系统和直流电气传动系统的特点 35.变频器的基本构成

36.交流电机的调速的调速方式 37.通用变频器的构造

38. 变频的电力电子器件经历哪些产品

20世纪60年代，大功率晶闸管(SCR)首先亮相，变频调速也因此而得到了实施， 20世纪70年代，

电力晶体管GTR问世，把变频调速推向了实用阶段，20世纪80年代末，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的开发成功;功率器件有GTO、GTR、IGBT以及智能模块IPM(Intelligent Power Module)，

变频器原理

1、什么是变频器？

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。 2、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。 3、电压型与电流型有什么不同？

变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。 4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变？

异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的

产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。

5、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加；对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那么电流是否增加？

频率下降（低速）时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。 6、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？

采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。用工频电源直接起动时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。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1.2~1.5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，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。

7、V/f模式是什么意思？

频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置（ROM）中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择 8、按比例地改V和f时，电机的转矩如何变化？

频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变，将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此，在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法 9、在说明书上写着变速范围60~6Hz，即10：1，那么在6Hz以下就没有输出功率吗？

在6Hz以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频率取6Hz左右，此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率（起动频率）根据机种为0.5~3Hz.

10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定，是否可以？

通常情况下时不可以的。在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）电压不变，大体为恒功率特性，在高速下要求相同转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择。 11、所谓开环是什么意思？

给所使用的电机装置设速度检出器（PG），将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为“闭环”，不用PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式，也有的机种利用选件可进行PG反馈. 12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办？

开环时，变频器即使输出给定频率，电机在带负载运行时，电机的转速在额定转差率的范围内（1%~5%）变动。对于要求调速精度比较高，即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合，可采用具有PG反馈功能的变频器（选用件）。

13、如果用带有PG的电机，进行反馈后速度精度能提高吗？

具有ＰＧ反馈功能的变频器，精度有提高。但速度精度的植取决于ＰＧ本身的精度和变频器输出频率的分辨率。

14、失速防止功能是什么意思？

如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速（电角频率）的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。 15、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种，和加减速时间共同给定的机种，这有什么意义？ 加减速可以分别给定的机种，对于短时间加速、缓慢减速场合，或者对于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适宜的，但对于风机传动等场合，加减速时间都较长，加速时间和减速时间可以共同给定。

16、什么是再生制动？

电动机在运转中如果降低指令频率，则电动机变为异步发电机状态运行，作为制动器而工作，这就叫作再生（电气）制动。

17、是否能得到更大的制动力？

从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中，由于电容器的容量和耐压的关系，通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%。如采用选用件制动单元，可以达到50%~100%。 18、请说明变频器的保护功能? 保护功能可分为以下两类：

（1） 检知异常状态后自动地进行修正动作，如过电流失速防止，再生过电压失速防止。

（2） 检知异常后封锁电力半导体器件PWM控制信号，使电机自动停车。如过电流切断、再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等。

19、为什么用离合器连续负载时，变频器的保护功能就动作？

用离合器连接负载时，在连接的瞬间，电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化，流过的大电流导致变频器过电流跳闸，不能运转。

20、在同一工厂内大型电机一起动，运转中变频器就停止，这是为什么？

电机起动时将流过和容量相对应的起动电流，电机定子侧的变压器产生电压降，电机容量大时此压降影响也大，连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断，因而有时保护功能（IPE）动作，造成停止运转。

21、什么是变频分辨率？有什么意义？

对于数字控制的变频器，即使频率指令为模拟信号，输出频率也是有级给定。这个级差的最小单位就称为变频分辨率。变频分辨率通常取值为0.015~0.5Hz.例如，分辨率为0.5Hz，那么23Hz的上面可变为23.5、24.0Hz，因此电机的动作也是有级的跟随。这样对于像连续卷取控制的用途就造成问题。在这种情况下，如果分辨率为0.015Hz左右，对于4级电机1个级差为1r/min以下，也可充分适应。另外，有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同。 22、装设变频器时安装方向是否有限制。

变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的，上下的关系对通风也是重要的，因此，对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位，尽可能垂直安装。

23、不采用软起动，将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以？

在很低的频率下是可以的，但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流（6~7倍额定电流），由于变频器切断过电流，电机不能起动。

24、电机超过60Hz运转时应注意什么问题？ 超过60Hz运转时应注意以下事项 (1)机械和装置在该速下运转要充分可能（机械强度、噪声、振动等）。

（2） 电机进入恒功率输出范围，其输出转矩要能够维持工作（风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比例增加，所以转速少许升高时也要注意）。 (3) 产生轴承的寿命问题，要充分加以考虑。

（4） 对于中容量以上的电机特别是2极电机，在60Hz以上运转时要与厂家仔细商讨。 25、变频器可以传动齿轮电机吗？

根据减速机的结构和润滑方式不同，需要注意若干问题。在齿轮的结构上通常可考虑70~80Hz为最大极限，采用油润滑时，在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等。 26、变频器能用来驱动单相电机吗？可以使用单相电源吗？

基本上不能用。对于调速器开关起动式的单相电机，在工作点以下的调速范围时将烧毁辅助绕组；对于电容起动或电容运转方式的，将诱发电容器爆炸。变频器的电源通常为3相，但对于小容量的，也有用单相电源运转的机种。

27、变频器本身消耗的功率有多少？

它与变频器的机种、运行状态、使用频率等有关，但要回答很困难。不过在60Hz以下的变频器效率大约为94%~96%，据此可推算损耗，但内藏再生制动式（FR-K）变频器，如果把制动时的损耗也考虑进去，功率消耗将变大，对于操作盘设计等必须注意。 28、为什么不能在6~60Hz全区域连续运转使用？

一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却，若速度降低则冷却效果下降，因而不能承受与高速运转相同的发热，必须降低在低速下的负载转矩，或采用容量大的变频器与电机组合，或采用专用电机。

29、使用带制动器的电机时应注意什么？

制动器励磁回路电源应取自变频器的输入侧。如果变频器正在输出功率时制动器动作，将造成过电流切断。所以要在变频器停止输出后再使制动器动作。

30、想用变频器传动带有改善功率因数用电容器的电机，电机却不动，清说明原因

变频器的电流流入改善功率因数用的电容器，由于其充电电流造成变频器过电流(OCT),所以不能起动，作为对策，请将电容器拆除后运转，甚至改善功率因数，在变频器的输入侧接入AC电抗器是有效的。

31、变频器的寿命有多久？

变频器虽为静止装置，但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件，如果对它们进行定期的维护，可望有10年以上的寿命。

32、变频器内藏有冷却风扇，风的方向如何？风扇若是坏了会怎样？

对于小容量也有无冷却风扇的机种。有风扇的机种，风的方向是从下向上，所以装设变频器的地方，上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材。还有，变频器上方不要放置怕热的零件等。风扇发生故障时，由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护 33、滤波电容器为消耗品，那么怎样判断它的寿命？

作为滤波电容器使用的电容器，其静电容量随着时间的推移而缓缓减少，定期地测量静电容量，以达到产品额定容量的85%时为基准来判断寿命。 34、装设变频器时安装方向是否有限制。

应基本收藏在盘内，问题是采用全封闭结构的盘外形尺寸大，占用空间大，成本比较高。其措施有：（1）盘的设计要针对实际装置所需要的散热；

（2）利用铝散热片、翼片冷却剂等增加冷却面积； （3） 采用热导管。

此外，已开发出变频器背面可以外露的型式。

35、想提高原有输送带的速度，以80Hz运转，变频器的容量该怎样选择？

设基准速度为50Hz,50Hz以上为恒功率输出特性。像输送带这样的恒转矩特性负载增速时，容量需要增大为80/50≈1.6倍。电机容量也像变频器一样增大

18 、转矩提升问题 自控系统的设定信号可通过变频器灵活自如地指挥频率变化，控制工艺指标，如在烟草行业的糖料、香料工序，可由皮带称的流量信号来控制变频器频率，使泵的转速随流量信号自动变化，调节加料量，均匀地加入香精、糖料。也可利用生产线起停信号通过正、反端子控制变频器的起、停及正、反转，成为自动流水线的一部分。此外在流水生产线上，当前方设备有故障时後方设备应自动停机。变频器的紧急停止端可以实现这一功能。在SANKEN、MF、FUT和FVT系列变频器中可以预先设定三四个甚至多达七个频率，在有些设备上可据此设置自动生产流程。设定好工作频率及时间後，变频器可使电机按顺序在不同的时间以不同的转速运行，形成一个自动的生产流程。

19、电机超过60HZ时应注意什么问题？

1）机械和装置在该转速下运转要充分可能（机械强度、噪声、振动等）

2）电机进入恒功率输出范围，其输出转矩要能够维修工作（风机、泵等轴输出功率与速度 的立方成比例增加，所以转速少许升高时也要注意）

3）产生轴承寿命问题，要充分加以考虑。

4）对于中容量以上的电机特别是2极电机，在60HZ以上运转时要特别注意。 20、要想高原有输送带的速度，以80HZ运转，变频器的容量该怎样选择？

设基准速度为50HZ，50HZ以上为恒功率输出特性。像输送带这样的恒转矩负载增速时，容量需要增大为80/50=1。6倍。电机容量也像变频器一样增大。

21、 想使两台2。2KW、4极电机顺序起动，用一台变频器传动时容量应怎样考虑？

如果两台2。2KW的电机同时起动、同时停止，设2。2KW的额定电流为10A，那么以两倍的20A计算用5。5KW（额定电流24A）的变频器就足够了。顺序起动时，第2台电机起动所需要的电流，相当于全压起动，以额定值的6倍计算，则需要能承受的过电流为（10+6X10）A=70A的变频器，即以15KW以上，因此，用一台变频器进行顺序起动在价格、大小方面没有优势，以采用两台单独的变频器为好。

*1: VVVF 改变电压、改变频率（Variable Voltage and Variable Frequency）的缩写。 *2: CVCF 恒电压、恒频率（Constant Voltage and Constant Frequency）的缩写

各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz），等等。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC）。把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器，

变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。 用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池（直流电）产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。

2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？

*1: r/min电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm.例如：4极电机 60Hz 1,800 [r/min]，4极电机 50Hz 1,500 [r/min]，电机的旋转速度同频率成比例。

本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。 由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以不适和改变该值来调整电机的速度。另外，频率是电机供电电源的电信号，所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。n= 60f/p，n: 同步速度，f: 电源频率p: 电机极数，改变频率和电压是最优的电机控制方法

如果仅改变频率，电机将被烧坏。特别是当频率降低时，该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生，变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压，例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。

例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。

如果要正确的使用变频器,必须认真地考虑散热的问题.变频器的故障率随温度升高而成指数的上升。使用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高10度，变频器使用寿命减半。因此，我们要重视散热问题啊！在变频器工作时，流过变频器的电流是很大的, 变频器产生的热量也是非常大的，不能忽视其发热所产生的影响。 通常，变频器安装在控制柜中。我们要了解一台变频器的发热量大概是多少. 可以用以下公式估算: 发热量的近似值＝ 变频器容量（KW）×55[W]在这里, 如果变频器容量是以恒转矩负载为准的(过流能力150% * 60s) 如果变频器带有直流电抗器或交流电抗器, 并且也在柜子里面,

这时发热量会更大一些。电抗器安装在变频器侧面或测上方比较好。这时可以用估算: 变频器容量（KW）×60 [W]因为各变频器厂家的硬件都差不多, 所以上式可以针对各品牌的产品. 注意：如果有制动电阻的话，因为制动电阻的散热量很大， 因此最好安装位置最好和变频器隔离开， 如装在柜子上面或旁边等。那么,怎样采能降低控制柜内的发热量呢?

当变频器安装在控制机柜中时，要考虑变频器发热值的问题。根据机柜内产生热量值的增加，要适当地增加机柜的尺寸。因此，要使控制机柜的尺寸尽量减小，就必须要使机柜中产生的热量值尽可能地减少。如果在变频器安装时，把变频器的散热器部分放到控制机柜的外面，将会使变频器有70％的发热量释放到控制机柜的外面。由于大容量变频器有很大的发热量，所以对大容量变频器更加有效。还可以用隔离板把本体和散热器隔开,使散热器的散热不影响到变频器本体。这样效果也很好。变频器散热设计中都是以垂直安装为基础的，横着放散热会变差的!

关于冷却风扇一般功率稍微大一点的变频器， 都带有冷却风扇。同时，也建议在控制柜上出风口安装冷却风扇。进风口要加滤网以防止灰尘进入控制柜。注意控制柜和变频器上的风扇都是要的，不能谁替代谁。

其他关于散热的问题

1.在海拔高于1000m的地方，因为空气密度降低，因此应加大柜子的冷却风量以改善冷却效果。理论上变频器也应考虑降容，1000m每-5%。但由于实际上因为设计上变频器的负载能力和散热能力一般比实际使用的要大，所以也要看具体应用。 比方说在1500m的地方，但是周期性负载，如电梯，就不必要降容。

2.开关频率：变频器的发热主要来自于IGBT，IGBT的发热有集中在开和关的瞬间。

因此开关频率高时自然变频器的发热量就变大了。有的厂家宣称降低开关频率可以扩容， 就是这个道理。矢量控制是怎样使电机具有大的转矩的？

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,使用\矢量控制\，可以使电机在低速,如

(无速度传感器时)1Hz（对4极电机，其转速大约为30r/min）时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩（最大约为额定转矩的150％）。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\（*1）。转矩提升功能是提高变频器的输出电压。然而即使提高很多输出电压，电机转矩并不能和其电流相对应的提高。

因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量（如励磁分量）。\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。 变频器制动的情况:

制动的概念:指电能从电机侧流到变频器侧（或供电电源侧）,这时电机的转速高于同步转速.负载的能量分为动能和势能.动能(由速度和重量确定其大小）随着物体的运动而累积。当动能减为零时，该事物就处在停止状态。机械抱闸装置的方法是用制动装置把物体动能转换为摩擦和能消耗掉。对于变频器，如果输出频率降低，电机转速将跟随频率同样降低。这时会产生制动过程.由制动产生的功率将返回到变频器侧。这些功率可以用电阻发热消耗。在用于提升类负载,在下降时,能量(势能)也要返回到变频器(或电源)侧,进行制动.这种操作方法被称作\再生制动\，而该方法可应用于变频器制动。在减速期间，产生的功率如果不通过热消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到变频器电源侧的方法叫做\功率返回再生方法\。在实际中，这种应用需要\能量回馈单元\选件。 怎样提高制动能力？

为了用散热来消耗再生功率，需要在变频器侧安装制动电阻。为了改善制动能力，不能期望靠增加变频器的容量来解决问题。请选用\制动电阻\、\制动单元\或\功率再生变换器\等选件来改善变频器的制动容量

3. 当电机的旋转速度改变时，其输出转矩会怎样？ *1: 工频电源由电网提供的动力电源（商用电源）

*2: 起动电流当电机开始运转时，变频器的输出电流变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动我们经常听到下面的说法：\电机在工频电源供电时（*1）时，电机的起动和加速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些\。如果用大的电压和频率起动电机，例如使用工频电网直接供电，就会产生一个大的起动冲击（大的起动电流 (*2)）。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机产生的转矩要小于工频电网供电的转矩值。所以变频器驱动的电机起动电流要小些。通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减些减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。

当变频器调速到大于60Hz频率时，电机的输出转矩将降低通常的电机是按50Hz(60Hz)电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te, P<=Pe)变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。当电机以大于60Hz频率速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速.(P=Ue*Ie)

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