节频率是行不通的。
为了达到下调频率时，磁通ΦM不变，可以让
E1?常数 f1有U1 ≈ E1，上式可写为：
U1? 常数 f1因此，在额定频率以下，即f1＜fN调频时，同时下调加在定子绕组上的电压，即恒V／f控制。 6. 电动机的调速范围是如何定义的？
答：电动机的调速范围 指电动机在额定负载时所能达到的最高转速nLmax与最低转速nLmin之比，即
?L?nLmax nLmin7. 常见的负载机械特性有几种类型？说明各种类型的特点。
答：（1）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，而和转速大小无关的负载。恒转矩负载下变频器的选择：1）依据调速范围。2）依据负载转矩的变动范围。3）考虑负载对机械特性的要求。
（2）恒功率负载。是指负载转矩TL的大小与转速n成反比，而其功率基本维持不变的负载。对恒功率负载，一般可选择通用型的，采用V/f控制方式的变频器。但对于动态性能有较高要求的卷取机械，则必须采用具有矢量控制功能的变频器。
(3) 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。二次方律负载变频器的选择：1) 风机和水泵一般不容易过载，所以，这类变频器的过载能力较低。为120％，1min (通用变频器为150％，1min)。因此在进行功能预置时必须注意。由于负载转矩与转速的平方成正比，当工作频率高于额定频率时，负载的转矩有可能大大超过变频器额定转矩，使电动机过载。所以，其最高工作频率不得超过额定频率。2) 配置了进行多台控制的切换功能。3) 配置了一些其他专用的控制功能，如“睡眠”与“唤醒”功能、PID调节功能。
8. 为什么对风机、泵类负载进行变频调速节能效果最好？
答：风机、泵类负载属于二次方律负载机械在低速时由于流体的流速低，所以负载转矩很小，随着电动机转速的增加，流速增快，负载转矩和功率也越来越大，所以采用变频调速节能效果最好。
9. 起重机械属于恒转矩类负载，速度升高对转矩和功率有何影响？
答：恒功率负载的力F必须保持恒定，且线速度v保持恒定。所以，在不同的转速下，负载的功率基本
恒定。而负载阻转矩的大小与转速成反比，当速度升高时转矩变大。
第8章 变频器的控制方式
1. 什么是V／f控制？变频器在变频时为什么还要变压？
答：V／f控制是使变频器的输出在改变频率的同时也改变电压，通常是使V／f为常数，变频器在变频时还要变压是为了使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的转矩、效率、功率因数不下降。
2.说明恒V／f控制的原理。
答：E1为每相定子绕组的反电动势，它是定子绕组切割旋转磁场而产生的，其有效值计算如下： E1?4.44f1kN1N1?M 由于均为常数，所以定子绕组的反电势E1可用下式表示： E1?f1?M 在额定频率时即f1=fN时，可以忽略△U，可得到：
U1 ≈ E1 因此进而得到： U1 ≈ E1∝f1ΦM
此时若U1没有变化，则E1也可认为基本不变。如果这时从额定频率fN向下调节频率，必将使ΦM增加，即f1↓→ΦM↑。
由于额定工作时电动机的磁通已接近饱和，ΦM增加将会使电动机的铁心出现深度饱和，这将使励磁电流急剧升高，导致定子电流和定子铁心损耗急剧增加，使电动机工作不正常。可见，在变频调速时单纯调节频率是行不通的。
为了达到下调频率时，磁通ΦM不变，可以让
E1?常数 f1有U1 ≈ E1，即可写为：
U1? 常数 f1因此，在额定频率以下，即f1＜fN调频时，同时下调加在定子绕组上的电压，即恒V／f控制。
3.什么是转矩补偿？
答：转矩提升是指通过提高V／f比来补偿fx下调时引起的TKx下降。即通过提高Ux (ku＞kf)使得转矩TKx
提升
4.转矩补偿过分会出现什么情况？
答：如果变频时的V／f比选择不当，使得电压补偿过多，即Ux提升过多，Ex在Ux中占的比例会相对减小(Ex／Ux减小)，其结果是使磁通ΦM增大，从而达到新的平衡。
即： Ux???ExE??I1??I0???M??Ex?x? UxUx由于ΦM的增大会引起电动机铁心饱和，而铁心饱和会导致励磁电流的波形畸变，产生很大的峰值电流。补偿越过分，电动机铁心饱和越厉害，励磁电流的峰值越大，严重时可能会引起变频器因过电流而跳闸。
5.为什么变频器总是给出多条V／f控制曲线供用户选择？
答：给出多条V／f控制曲线供选择，是由于具体的补偿量的计算非常复杂，因此在实际操作中，常用实验的办法来选择V／f曲线。
／f控制曲线分为哪些种类，分别适用于何种类型的负载？
答：V／f控制曲线的种类：1) 基本V／f控制曲线，用于低起动转矩负载； 2) 转矩补偿的V／f曲线，适用于低速时需要较大转矩的负载；3) 负补偿的V／f曲线，主要适用于风机、泵类的平方率负载；4)V／f比分段的补偿线，这种补偿线主要适合负载转矩与转速大致成比例的负载。
7.选择V／f控制曲线常用的操作方法分为哪几步？ 答：选择V／f控制曲线常用的操作有下面几个步骤： 1) 将拖动系统连接好，带上最重的负载。
2) 根据所带负载的性质，选择一个较小的V／f曲线，在低速时观察电动机的运行情况，如果此时电动机的带负载能力达不到要求，需将V／f曲线提高一档。依此类推，直到电动机在低速时的带负载能力达到拖动系统的要求。
3) 如果负载经常变化，在2)中选择的V／f曲线，还需要在轻载和空载状态下进行检验。方法是：将拖动系统带以最轻的负载或空载，在低速下运行，观察定子电流I1的大小，如果I1过大，或者变频器跳闸，说明原来选择的V／f曲线过大，补偿过分，需要适当调低V／f曲线。 8.什么是转差频率控制？说明其控制原理。
答：转差频率控制就是检测出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，然后以电机速度对应的频率与转差频率之和作为变频器的给定输出频率。
9.转差频率控制与V／f控制相比，有什么优点？
答：由于通过控制转差频率来控制转矩和电流，与V／f控制相比其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。另外，它有速度调节器，利用速度反馈进行速度闭环控制，速度的静态误差小，适用于自动控制系统。
10.矢量控制的理念是什么？矢量控制经过哪几种变换？
答：矢量控制是通过控制变频器输出电流的大小、频率及相位，用以维持电动机内部的磁通为设定值，产生所需的转矩。变频器的控制器输出直流电流iM和iT，其中iM是励磁电流分量，iT是转矩电流分量。它们都是由变频器的给定信号分解而成的(*表示变频中的控制信号)。经过直／交变换，将iM和iT变换成两相交流信号iα和iβ，再经2／3变换得到三相交流控制信号iA、iB、iC去控制三相逆变器。
11.矢量控制有什么优越性？使用矢量控制时有哪些具体要求？
答：矢量控制系统的优点：1）动态的高速响应；2）低频转矩增大 ；3）控制灵活。 使用矢量控制对变频器和电动机有如下要求： 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。如：根据变频器的容量应选配1lkW的电动机，使用矢量控制时，电动机的容量可是1lkW或，再小就不行了。
4) 变频器与电动机间的连接线不能过长，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。
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第9章 变频调速系统的选择与操作
1．若变频器拖动的负载为笼型电动机，选择变频器时应考虑哪些问题？
答：对于笼型电动机选择变频器拖动时，主要依据以下几项要求：1）依据负载电流选择变频器；2）考虑低速转矩特性；3）考虑短时最大转矩；4）考虑容许最高频率范围；5）考虑噪声；6）考虑振动。
2. 变频器专用电机分为哪些种类？ 答：变频器专用电机的分类有以下几种： 1）在运转频率区域内低噪声、低振动。
2）在低频区内提高连续容许转矩(恒转矩式电机)。 3）高速用电机。
4）用于闭环控制(抑制转速变动)的带测速发电机的电机。
5）矢量控制用电机。
3.变频器的主电路端子R、S、T和U、V、W接反了会出现什么情况？电源端子R、S、T连接时有相序要求吗？
答：变频器的主电路端子R、S、T和U、V、W接反了会出现烧坏变频器的严重后果。电源端子R、S、T连接时一般没有相序要求。
4.主电路电源输入侧连接断路器有什么作用？断路器如何选择？
答：连接断路器的作用：1）接通和分断负载电路；2）隔离作用；3）保护作用。 通常情况下低压断路器的额定电流IQN应选： IQN ≥ （ ～）IN 式中，IN ——变频器的额定电流。
在电动机要求实现工频和变频的切换控制的电路中，断路器应按电动机在工频下的起动电流来进行选择： IQN ≥ IMN 式中，IMN ——电动机的额定电流。
5.主电路中接入交流电抗器有什么作用？
答：主电路中接入交流电抗器，可起到以下作用：1) 减少变频器的输入电流谐波含量； 2) 改善三相输入电流的不平衡；3) 抑制电源系统的瞬变干扰；4) 提高功率因数。
6.制动电阻与制动单元有什么不同？
答：制动电阻与制动单元的功能是当电动机因频率下降或重物下降(如起重机械)而处于再生制动状态时，避免在直流回路中产生过高的泵生电压。制动电阻是把泵生电压变为热能消耗掉，而制动单元一般具有将泵生电压回馈电网的作用。
制动电阻的选择：1）制动电阻RB的大小；2) 制动电阻的功率PB；3)常用制动电阻的阻值与容量的选择可参考变频器说明书。
制动单元的配置可参考变频器说明书。
7.变频器与电动机之间的连线过长会出现什么问题？如何选择长距离导线？
答：变频器与电机之间的连线过长，则电压降增大，可能引起电机转矩不足。特别是变频器输出频率低时，其输出电压也低，线路电压损失所占百分比加大。变频器与电机之间的线路压降规定不能超过额定电压的2％，根据这一规定来选择电缆。工厂中采用专用变频器时，如果有条件对变频器的输出电压进行补偿，则线路压降损失容许值可取为额定电压的5％。
变频器原理及应用 第二版王廷才 课后习题解答
