变频器原理与应用第3版习题及答案王廷才第9、10章.docx

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1、第9章习题9解答1 .变频器储存时应注意哪些事项？答：必须放置于无尘垢、干燥的位置。储存位置的环境温度必须在-20C+65C范围内。储存位置的相对湿度必须在0%95%范围内，且无结露。避免储存于含有腐蚀性气体、液体的环境中。最好适当包装存放在架子或台面上。长时间存放会导致电解电容的劣化，必须保证在6个月之内通一次电，通电时间至少5小时，输入电压必须用调压器缓缓升高至额定值。2 .变频器的安装场须满足什么条件？答：变频器装设的电气室应湿气少、无水浸入；无爆炸性、可燃性或腐蚀性气体和液体,粉尘少；装置容易搬入安装；有足够的空间，便于维修检查；备有通风口或换气装置以排出变频器产生的热量；与易受变频器

2、产生的高次谐波和无线电干扰影响的装置分离。若安装在室外，必须单独按照户外配电装置设置。3 .变频器安装时周围的空间最少为多少？答：变频器在运行中会发热，为了保证散热良好，必须将变频器安装在垂直方向，切勿倒装、倾斜安装或水平安装。其上下左右与相邻的物品和挡板(墙)必须保持足够的空间，左右5cm以上，上下15Cm以上。4 .变频器传动笼型电动机，电动机铭牌数据为，额定电压220V、功率IIkW,4极、额定电流22.5A,电缆铺设距离50m,线路电压损失允许在额定电压2%以内，试选择所用电缆的截面大小？解：(1)求额定电压下的容许电压降。容许电压降：ZU=220VX2%=4.4V(2)求容许压降以内

3、的电线电阻值。电线电阻&=(KXX)4.4)3502()/km=2.54/km(3)根据计算出的电阻选用导线。由计算出的&值，从厂家提供的相关表格中选用电缆，如表I(M列出的常用电缆选用表，从中看到，应选电缆电阻2.54Qkm以下的电缆，截面积为9mm205 .变频器系统的主回路电缆与控制回路电缆安装时有什么要求？答：选择主回路电缆时，须考虑电流容量、短路保护、电缆压降等因素。一般情况下，变频器输入电流的有效值比电机电流大。安装时变频器与电机之间的连接电缆尽量短，接地回路须按电气设备技术标准所规定的方式施工。变频器控制回路的控制信号均为微弱的电压、电流信号，控制电缆的截面选择必须考虑机械强度、

4、线路压降、费用等因素。控制回路易受外界强电场或高频杂散电磁波的影响，易受主电路的高次谐波场的辐射及电源侧振动的影响，因此，必须对控制回路采取适当的屏蔽措施。主回路电缆与控制回路电缆必须分离铺设，相隔距离按电器设备技术标准执行。6 .变频器运行为什么会对电网产生干扰？如何抑制？答：变频器的整流电路和逆变电路都是由非线性器件组成，其电路结构会导致电网的电压电流波形发生畸变，作为对低压配电线路谐波的管理标准，电压的综合畸变率应在5%以下。若电压畸变率高于5%,可以用接入交流电抗器或直流电抗器的方法抑制高次谐波电流，使受电点电压畸变率小于5%。7 .电网电压对变频器运行会产生什么影响？如何防止？答：电

5、网三相电压不平衡时，会使变频器输入电流的波形发生畸变。当不平衡率大于3%时，变频器输入电流的峰值就显著变大，将导致三相电流严重失衡，从而造成连接的电线过热，变频器过压、过流，并使整流二极管将因电流峰值过大而烧毁，也有可能损坏电解电容。为减少三相电压不平衡造成的负面影响，同样可在变频器的输入侧加装交流电抗器，并在直流侧加装直流电抗器。8 .说明变频器系统调试的方法步骤？答：变频器系统的调试步骤：1）通电前检查；2）在断开电动机负载的情况下，对变频器通电检查；3）空载试验：4）负载试验。9 .在变频器的日常维护中应注意些什么？答：（1）只有受过专业训练的人才能拆卸变频器并进行维修和器件更换。（2）

6、维修变频器后不要将金属等导电物遗漏在变频器内，否则有可能造成变频器损坏。（3）进行维修检查前，为防止触电危险，请首先确认以下几项：变频器已切断电源；主控制板充电指示灯熄灭；用万用表等确认直流母线间的电压已降到安全电压（DC36V以下）。（4）对长期不使用的变频器，通电时应使用调压器慢慢升高变频器的输入电压直至额定电压，否则有触电和爆炸危险。10 .变频器的定期检查项目有哪些？答：定期检查项目有：1）输入、输出端子和铜排是否过热变色，变形。2）控制回路端子螺钉是否松动，用螺丝刀拧紧。3）输入R、S,T与输出U、V,W端子座是否有损伤。4） R,S、T和U、V、W与铜排连接牢固否，用扳手拧紧。5）

7、主回路和控制回路端子绝缘是否满足要求。6）电力电缆和控制电缆有无损伤和老化变色。7）污损的地方，用抹布沾上中性化学剂擦，用吸尘器吸去电路板、散热器、风道上的粉尘，保持变频器散热性能良好。8）对长期不使用的变频器，应进行充电试验，以使变频器主回路的电解电容器的特性得以恢复.充电时，应使用调压器慢慢升高变频器的输入电压直至额定电压，通电时间应在2小时以上，可以不带负载，充电试验至少每年一次。9）变频器的绝缘测试：首先全部卸开变频器与外部电路和电机连接线，用导线可靠连接主回路端子R,S,T,Pl,P+,DB,N,U,V,W,用DC500V摇表（兆欧表）对短接线和PE端子测试，显示5MQ以上，就属正常

8、；不要对控制回路进行绝缘测试，否则有可能造成变频器损坏。11 .变频器有哪些易损件需要定期检查更换？答：变频器中不同种类零部件的使用寿命不同，并随其安置的环境和使用条件而改变,建议零部件在其损坏之前更换。冷却风扇使用3年应更换。直流滤波电容器使用5年应更换。电路板上的电解电容器使用7年应更换。其他零部件根据情况适时进行更换。12 .为什么变频器的测量与试验中，要根据项目不同选择不同的仪器仪表？答：由于变频器输入、输出电压或电流中均含有不同程度的谐波分量，用不同类别的测量仪器仪表会测量出不同的结果，并有很大差别，甚至是错误的。因此，在选择测量仪表时应区分不同的测量项目和测试点，选择不同的测试仪表

9、。13 .结合图9-19,说明变频器主电路的不同位置进行电量测量时，应分别使用什么仪表？答：1）电源侧电压S和电流,采用电磁式仪表。2）电源侧功率R采用电动式仪表。3）输出侧电压S采用整流式仪表。4）输出侧电流h采用电磁式仪表。5）输出侧功率P2采用电动式仪表。6）整流器输出采用磁电式仪表。14 .变频器的常见故障有哪些？应如何处理？答：1）电源故障处理。如电源瞬时断电或电压低落出现“欠电压”显示；瞬时过电压出现“过电压”显示，都会引起变频器跳闸停机。待电源恢复正常后即可重新起动。2）外部故障处理。如输入信号断路，输出线路开路、断相、短路、接地或绝缘电阻很低，电动机故障或过载等，变频器即显示“

10、外部”故障而跳闸停机，经排除故障后，即可重新启用。3）内部故障处理。如内部风扇断路或过热，熔断器断路，器件过热，存储器错误，CPU故障等，可切换至工频运行，不致影响生产：待内部故障排除后，即可恢复变频运行。4）功能参数设置不当的处理。当参数预置后，空载试验正常，加载后出现“过电流”跳闸，可能是起动转矩设置不够或加速时间不足：也有的运行一段时间后，转动惯量减小，导致减速时“过电压”跳闸，修改功能参数，适当增大加速时间便可解决。第10章习题10解答1 .某风机原来用风门控制风量，所需风量约为最大风量的80%,分析采用变频调速后的节能效果。答：则功率PL和转速L之间的关系式PL=P0+Kp/近似为P

11、1=Kpn若所需风量约为最大风量的80%,可得P=KPX（0.8）3=0.5KP11l由此可见，节能效果约为50%.2 .画出风机变频调速系统的电路原理图，说明电路工作过程。如果要让风机在两个地方调节风量，应如何连接？答：参考图11-3,自行完成。3 .空气压缩机的负载属于什么类型？空气压缩机的电机实现变频调速后有什么优点？答：空气压缩机属于恒转矩负载，空气压缩机大多处于长时间连续运行状态，传统的工作方式为进气阀开、关控制方式，即压力达到上限时关阀，压缩机进入轻载运行；压力抵达下限时开阀，压缩机进入满载运行。这种频繁地加减负荷过程，不仅使供气压力波动，而且使空气压缩机的负荷状态频繁地变换。由于

12、设计时压缩机不能排除在满负荷状态下长时间运行的可能性，所以只能按最大需求来选择电动机的容量，故选择的电动机容量一般较大。空气压缩机采用变频调速技术进行恒压供气控制后，1）节约能源使运行成本降低；2）提高压力控制精度；3）全面改善压缩机的运行性能。4 .画出空气压缩机变频调速系统的电路原理图，说明电路工作过程。答：参考图11-5,自行完成。5 .变频恒压供水与传统的水塔供水相比，具有什么优点？答：采用水塔、高位水箱，或气压罐增压设备，必须由水泵以高出实际用水高度的压力来“提升”水量，其结果增大了水泵的轴功率和耗能。恒压供水控制系统的基本控制策略是：采用变频器对水泵电动机进行变频调速，组成供水压力

13、的闭环控制系统，系统的控制目标是泵站总管的出水压力，改变水泵电动机的转速和控制水泵电动机的投运台数，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上，达到节能降耗。6 .如何选择变频恒压供水的水泵和变频器？答:做供水系统设计时,应先选择水泵和电机,选择依据参照表11-1、表11-2和表11-3。水泵和电机选择好后，配套选择供水专用变频器。7 .画出变频器1拖3的电路图，说明随供水量变化循环工作过程。答：参照图11-9,自行画出。8 .为什么恒压供水系统最好选用专用供水变频器？答：专用供水变频器是制造商依据供水的特殊要求而设计的，方便用户选用和设置功能参数，使用操作比较方便。9 .简述中央空调系统的组成

14、，说明中央空调改造为变频调速的意义。答：中央空调系统组成：D冷冻主机；2）冷却水塔；3）冷冻水循环系统；4）冷却水循环系统；5）冷却风机。采用变频器控制电机后，节电率达到20%40%,并且电机在起动时及运转过程中均无冲击电流，而冲击电流是影响接触器、电机使用寿命最主要、最直接的因素，同时采用变频器控制电机后还可避免水锤现象，因此可大大延长电机、接触器及机械散件、轴承、阀门、管道的使用寿命。10 .画出中央空调系统冷冻水部分变频调速的电路原理图，取什么信号作为反馈量较好？答：参照图IlTL自行完成。11 .为什么潜油电泵适合应用中压变频器进行变频调速？答：由于潜油电泵的特殊性，用风机、水泵变频器

15、无法达到上述的性能指标，因为风机、水泵变频器与潜油电泵需要的电压不符，因而选用1140V、30kWIookW潜油电泵专用变频器系列产品。12 .矿用提升机变频调速系统为什么选用专用变频器为好？说明矿用提升机专用变频器主电路的结构特点？答：矿用提升机对安全和可靠性有特殊要求，所以应选用专用提升机系列变频器。矿用提升机专用变频器主电路的结构特点：1）可以实现电机的软启动、软停车，减少了机械冲击，使运行更加平稳可靠；2）起动及加速换挡时冲击电流很小，减轻了对电网的冲击，简化了操作、降低了工人的劳动强度；3）运行速度曲线成S形，使加减速平滑、无撞击感;4）安全保护功能齐全，除一般的过压、欠压、过载、短路、温升等保护外，还设有连锁保护、自动限速保护功能等；5）设有能耗制动、机械制动及回馈制动等多种制动方式，使安全性更加可靠；6）该系统四象限运行，回馈能量直接回电网，且不受回馈能量大小的限制，适应范围广，节能效果明显。13 .液态物料对提升机的工作有何要求？提升机采用变频调速有什么优点？答：液态物料传输时，要求提升机起动时缓慢升速，达到一定速度后匀速运行，当接近终点时，先减速再缓慢停车。提升机采用变频调速可以很容易地满足液态物料的程序控制。变频器可以任意设置起动升速时间和制动减速时间，使起动和制动过程平稳；还可以轻易地做到多挡速程序控制。