变频调速460问

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作者：张燕宾
机械工业出版社
本书以工矿企业中实际使用变频器的工程技术人员为主要对象，用问答的方式介绍变频调速技术在实际应用中的各种问题。其中，大部分是多年来广大读者向作用咨询的、在生产过程中出现的问题，具有较强的实用价值。
前言
第1章变频器的选型、安装与测量1
1?1变频器的选型1
问题1选择变频器时，应注意些什么?1
问题2变频器有哪些额定数据?2
问题3频率精度和分辨率有什么区别?3
问题4变频器中的配用电动机容量能否作为选择依据?3
问题5在哪些情况下，可以按说明书中的配用电动机容量来
选择变频器?5
问题6在哪些情况下，有必要考虑加大变频器的容量?5
问题7电动机为132kW，实际使用功率约为50kW，能否配用
较小的变频器?6
问题8负载的最大工作频率为40Hz，能否选用容量较小的变
频器?7
问题9变频调速时电动机的容量需要比直流电动机加大一
挡吗?7
问题10潜水泵在选用变频器时，应注意些什么?8
问题11一台变频器带动多台电动机时怎样选择变频器容量?8
问题12变频器的几种控制方式有哪些主要特点?9
1?2变频器的安装9
问题13变频器对周围环境有些什么要求?9
问题14变频器长期不用会发生什么问题?10
问题15电解电容器的寿命有多长?10
问题16安装变频器时应注意哪些问题?11
问题17变频器壁挂式安装和柜式安装哪个好?13
问题18在温度较高的控制室内是否一定要装空调?13
问题19在灰尘较多的场合使用变频器时，怎么办?13
1?3变频器的内部主电路13
问题20交?直?交是什么意思?13
问题21电压型和电流型变频器的主要特点是什么?14
问题22变频器的内部主电路是怎样构成的?15
问题23和滤波电容器并联的电阻起什么作用?15
问题24均压电阻烧坏的原因是什么?16
问题25整流桥和滤波电容器之间为什么要接一个电阻和接触
器(或晶闸管)?17
ⅤⅠ目录问题26限流电阻烧坏了怎么配?18
问题27直流回路的电源指示为什么不装在面板上?19
问题28每个逆变管旁边，为什么都要反并联二极管?19
问题29变频器的主电路有哪些接线端子?20
问题30为什么变频器的输入和输出端绝对不允许接反?21
问题31变频器各部分电流之间的关系怎样?22
问题32在变频器内进行电流采样时，应采样输出电流还是输
入电流或直流电流?25
问题33变频器的三相输入电流不平衡是正常现象吗?25
问题34多个逆变电路共直流母线时，如何选择各连接线路中
的接触器和熔断器?26
问题35将多个变频器的直流电路并联在一起时，如何选择各
连接线路中的接触器和熔断器?27
1?4变频器的外接主电路29
问题36空气断路器的作用是什么?怎样选择?29
问题37变频器前面一定要加接触器吗?怎样选择?30
问题38变频器前端是否需要加快速熔断器?31
问题39变频器与电动机之间要不要接输出接触器?31
问题40变频器与电动机之间是否需要加热继电器?32
问题41热继电器在变频器输出电路内容易误动作，何故?33
问题42为什么变频器的输出线有时需要加粗?33
问题43变频器与电动机之间的距离最多允许多长?34
问题44电动机和变频器之间的距离较远时应采取哪些措施?35
1?5改善功率因数的配件36
问题45采用了变频器后功率因数究竟是高还是低?36
问题46为什么不用电容器而用电抗器来改善功率因数?39
问题47在变频调速系统中，电动机的功率因数是否无关
紧要?40
问题48能不能通过在变频器的输出端加电容器来改善功率
因数?41
问题49增加补偿电容为什么不能改善功率因数?42
问题50加装交流电抗器和直流电抗器时哪个效果好?42
问题51还有哪些情况需要接入交流电抗器?42
问题52怎样选择电抗器?44
问题53怎样自制小容量交流电抗器?45
1?6抗干扰的配件46
问题54变频器有哪些干扰源?46
问题55变频器通过哪些途径干扰其他设备?47
问题56怎样防止线路传播引起的干扰?48
问题57买不到隔离变压器，怎么办?49
问题58怎样防止电磁幅射引起的干扰?50
ⅤⅠⅠⅠ目录目录ⅤⅠⅠ问题59输入和输出滤波器有什么区别?51
问题60输入滤波器与噪声滤波器有什么异同?51
问题61怎样防止因感应引起的干扰?52
问题62变频器相互间是否干扰?53
问题63巡检机与400kW变频器紧挨着，因老变频器损坏，换
上新变频器后巡检机常因干扰而误动作，怎么办?54
1?7变频器的测量54
问题64变频器的哪些参数可以用常规仪表进行测量?54
问题65输出电压波的脉冲高度是UD，为什么仪表读数
不是UD?55
问题66能不能用电磁式仪表测量输出电压?56
问题67为什么不能用数字式仪表测量输出电压?57
问题68什么用整流式仪表测量变频器的输出电压是比较准
确的?58
问题69市场上买不到整流式电压表怎么办?60
问题70运行频率为50Hz时，输入侧的电流小于输出侧的
电流，为什么?60
问题71为什么输出侧可以用两表法测量三相电功率，输入
侧却不能?62
问题72为什么不能用功率因数表测量变频器输入侧的功率
因数?63
问题73用兆欧表直接检查变频器的绝缘电阻有哪些危害?64
第2章频率调节与加减速66
2?1变频器的键盘与功能预置66
问题1键盘输入器上主要配置哪些键?66
问题2变频器的功能包括哪些方面?67
问题3什么是功能码和数据码?68
问题4变频器的功能码有哪几种编码规律?69
问题5变频器出厂时已经把各种功能预置好了，为什么还要
进行功能预置?70
问题6进行功能预置一般需要哪些步骤?71
问题7怎样找到需要预置的功能码?72
问题8变频器主要应预置哪些功能?74
2?2频率控制功能74
问题9变频器有几种频率给定方式?74
问题10变频器怎样决定采用何种给定方式?76
问题11通过外接信号来改变电动机的旋转方向时须注意哪
些问题?76
问题12频率给定用电位器与说明书要求的不一样行不行?78
问题13某控制器的输出信号为2～8V，要求变频器的对应
频率是0～50Hz，如何处理?78
问题14某变频器采用电位器给定方式，用户要求：当外接电
位器从“0”位旋到底(给定信号为10V)时，输出频
率范围为0～30Hz，如何处理?80
问题15模拟量给定信号中，电压范围是1～5V，电流范围
是4～20mA，为什么不从“0”开始?81
问题16某仪器的输出电压信号是1～5V，但所购变频器的电
压给定信号只能选0～10V，怎么办?81
问题17微机的输出电压是0～5V，但变频器的实际频率范围
为0～48Hz，是什么原因?如何修正?82
问题18有一台变频器，当输入信号为0V时，输出频率却
不为0Hz，是什么原因?83
问题19变频器电压给定信号的范围是0～5V，但实际给定
84
问题20某变频器无说明书，也看不清型号，控制端子中不知
道哪个是电压信号输入端(有CM端)，怎么办?84
问题21辅助给定信号与主给定信号之间是什么关系?85
2?3频率的相关功能86
问题22最高频率和基本频率有什么区别?86
问题23上限频率和最高频率有什么区别?87
问题24有一台鼓风机，每当运行在20Hz时，振动特别严重，
怎么解决?88
问题25载波频率对电动机的运行有些什么影响?89
问题2622kW的搅拌用电动机，工频运行时的满载电流是41A，
用了变频器后，50Hz时的满载电流是43A(额定电流
是42?5A)，为什么?能否减小?91
Ⅹ目录目录ⅠⅩ问题27为什么在容量、载波频率和输出频率都相同的情况下，
不同变频器的输出电压(电动机满载运行)和电流不
完全一样?92
2?4升速和起动功能92
问题28为什么变频起动能减小起动电流?92
问题29怎样计算从30Hz上升到45Hz所需要的时间?94
问题30决定加速时间的主要依据是什么?94
问题31怎样了解拖动系统惯性的大小?96
问题32变频器设定了下限频率后，起动时是否从0Hz开始?96
问题33什么是S形加速方式?97
问题34某风机在低速时的起动电流不大，如缩短加速时间，
则起动到40Hz以后容易跳闸，而起动过程又不希望
太长，怎么办?98
问题35有一台并联在水路中的水泵，在0Hz时起动不起来，
怎么办?98
问题36由于带式输送机静摩擦力较大而难以起动，怎么办?99
问题37起动频率以多大为宜?100
问题38某机床起动时齿轮箱齿轮间有撞击，影响齿轮的寿
命，能否缓解?100
问题39风机在不工作时，叶轮因自然通风而倒转，如何
处理?101
问题40给定信号不为“0时”，怎样起动电动机?102
问题41变频起动和软起动器起动有什么区别?103
2?5降速和停机功能103
问题42变频器在减速过程中为什么容易引起过电压跳闸?103
问题43变频器在减速过程中也会过电流吗?105
问题44斜坡制动和惯性制动有什么区别?106
问题45怎样防止停机后的蠕动?107
问题46有的变频器允许在额定频率下实施直流制动，可以既
不需要制动电阻，又能快速地停住，是否算是一种较
好的停机方式?108
问题47直流制动能否代替电磁制动电磁铁?109
问题48如果选择了自由制动方式，应注意哪些问题?109
问题49在预置了下限频率后，变频器怎样停机?109
问题50风机在自由制动时，因为惯性大，停机时间很长，
能否使它发电?110
问题51变频器的直流电压太大时，能否将多余的电能反馈
给电源?110
问题52在降速或停机过程中有哪些措施可以防止直流电压
过高?111
2?6制动电阻与制动单元112
问题53在哪些情况下需要配制动电阻?112
问题54怎样决定制动电阻的阻值?112
问题55怎样决定制动电阻的容量?113
问题56按照说明书选择制动电阻有问题吗?116
问题57制动电阻经常因过热而报警，怎么处理?117
问题58自己能否制作制动电阻?117
问题59制动单元是怎样工作的?119
问题60制动单元在运行过程中损坏了，怎样处理才不耽误
生产?120
问题6122kW变频器配同容量电动机，起、制动比较频繁，
按说明书配10Ω/5kW制动电阻，发热严重，怎么
处理?123
问题62一开机制动电阻就烫是什么原因?124
第3章控制方式及应用125
3?1电动机的带负载能力125
问题1异步电动机的机械特性说明什么问题?125
问题2负载的机械特性说明什么问题?126
问题3拖动系统的运行状态是怎样决定的?127
问题4怎样评价电动机的机械特性?128
问题5影响异步电动机机械特性的参数有哪些?129
ⅩⅠⅠ目录目录ⅩⅠ3?2变频器的控制方式130
问题6什么是控制方式?130
问题7变频器有几种控制方式?130
问题8各种控制方式的主要特点和应用范围如何?131
3?3V/F控制方式131
问题9变频的同时为什么还要变压?131
问题10怎样简单地表示调频与调压的关系?133
问题11U/f比和电动机的带负载能力是什么关系?134
问题12电压和频率保持正比关系不行吗?135
问题13为什么变频器要设置许多U/f线供用户选择?136
问题14U/f比大一些不好吗?139
问题15什么是低减压频比?140
问题16有没有补偿得正好的U/f线?141
3?4V/F控制方式的派生功能142
问题17什么是转差补偿?142
问题18为什么风机在变频50Hz时的风量比工频运行时小?
能否加大?143
问题19什么是下垂功能?143
问题20负载增大时，常出现堵转，如何解决?144
3?5V/F控制的应用145
问题21V/F控制时，“负载越大、电流也越大”的规律不成
立吗?145
问题22变频器有时在轻载时出现过流保护，原因是什么?146
问题23在不了解负载转矩变化规律的情况下，怎样预置
U/f线?146
问题24kW，选用日立
升速到5Hz就跳闸。是什么原因?怎样解决?147
问题25U/f比对起动过程有何影响?延长起动时间能否减
小U/f比?148
问题26变频器在50Hz运行时，进线电流常常比工频运行时
大，何故?150
问题27有一台变频器，原来用在带式输送机上，后改用到
Hz左右，就因
“过电流”而跳闸，是什么原因?150
3?6电压与频率不符时的处理151
问题28三相220V的电动机怎样配用变频器?151
问题29电动机的额定电压为380V，能否配用220V“单进三
出”的变频器?154
问题30电动机的额定频率是50/60Hz，把基本频率预置为
50Hz和预置为60Hz有什么区别?155
问题31额定频率为60Hz的电动机用到50Hz的电源上时，
空载电流偏高，是什么原因?156
问题32有一台电动机的额定电压是360V，额定频率是67Hz，
配用380V的变频器时，怎样处理?157
3?7矢量控制157
问题33什么是矢量控制?157
问题34无反馈矢量控制与有反馈矢量控制有什么区别?158
问题35什么是自动检测?怎样进行?159
问题36怎样使用旋转编码器?161
问题37哪些情况不能应用矢量控制方式?162
问题38应用矢量控制方式时，显示屏显示的频率很不稳定，
是什么原因?163
问题39采用了矢量控制后，在0Hz时也能产生转矩么?163
问题40某系统：TL=70N·m，n=360°/min、180°/min、90°/min
三种。精度要求：±15°/min。传动比：λ=200。
原选JD02?22?8/4变极电动机，n=680/1360r/min，0?45
kW，η=63%。
打算改用不变极电动机配合变频调速，问选几极电
动机?采用变频调速时应注意哪些问题?164
问题41矢量控制时为什么在未接电动机前会“出错”?164
问题42什么是四象限运行?165
问题43电动机的哪些工作状态出现在第Ⅱ象限?165
问题44电动机的哪些工作状态出现在第Ⅲ象限?167
问题45电动机的哪些工作状态出现在第Ⅳ象限?167
3?8矢量控制方式的派生功能168
问题46转矩控制和转速控制有什么区别?168
问题47转矩控制的工作特点是什么?169
问题48转矩控制和转速控制之间怎样相互切换?171
问题49电梯和电动机车采用转矩控制有什么好处?172
问题50卷绕机械采用转矩控制有什么好处?175
3?9变频调速系统的有效转矩线177
问题51怎样描述变频调速系统的带负载能力?177
问题52低频运行时有效转矩为什么变小?178
问题53怎样使普通电动机实现恒转矩调速?178
问题54高频运行时有效转矩为什么变小?179
问题55电动机的工作频率最高可以到多大?180
问题56如把基本频率预置为45Hz会有什么结果?181
问题57低频运行时，电动机的功率会变小吗?182
ⅩⅠⅤ目录目录ⅩⅠⅠⅠ第4章变频器的控制电路183
4?1变频器控制电路的安排183
问题1变频器内部控制电路框图是怎样的?183
问题2变频器和外部控制电路之间是怎样联系的184
问题3变频器的外接输入端子有哪些?185
问题4变频器是怎样接受外接开关量信号的?186
问题5变频器的外接输出端子有哪些?186
问题6变频器是怎样提供外接开关量信号的?187
4?2变频器的外接输入端子188
问题7怎样确定通过外接端子进行操作?188
问题8外接的基本操作功能有哪些?189
问题9变频器怎样实现点动控制?190
问题10什么是三线控制?190
问题11有一台机器需要经常点动，原来的点动与运行的切换
电路如图4?9所示。改为变频调速后希望操作方法不
变，怎么处理?191
问题12变频器怎样实现外接升、降速控制?192
问题13升、降速端子可以代替电位器吗?193
问题14怎样实现多挡转速控制?193
问题15进行多挡转速控制时须预置哪些功能?195
问题16同一个拖动系统，有必要改变加、减速时间吗?195
问题17怎样实现多挡加减速控制?196
问题18进行多挡加减速控制时须预置哪些功能?197
问题19桥式起重机的大车和小车如不允许同时运行，能否
共用1台变频器?197
问题20外接输入端子可以预置哪些选择功能?198
4?3变频器的外接输出端子199
问题21怎样利用报警输出端子?199
问题22怎样选择和处理外接测量仪表?200
问题23外接仪表的读数与显示屏不一样，怎么办?201
问题24能否通过模拟量输出信号得到较多挡次的控制
信号?202
问题25怎样利用多功能输出端子?202
问题26“频率到达”和“频率一致”有些什么区别?203
问题27外接输出端子有哪些状态输出信号?204
问题28某起升机构，希望显示“零速运行”和“停止”以
及“上升”和“下降”，怎样设计其显示电路(变
频器为安川G7A系列)?205
问题29搅拌机与传输带间联动，要求传输带工作频率大于
30Hz时，搅拌机才能起动，如传输带工作频率小
于25Hz，搅拌机必须停机，怎样实现?206
4?4变频调速系统的基本控制电路207
问题30能否通过接通变频器电源来起动电动机?207
问题31怎样正确地控制电动机的起动和停止?208
问题32怎样更改电动机的旋转方向?209
问题33锅炉风机变频调速时，要求在炉前和楼上控制室
都能调速，怎样实现?210
4?5变频运行和工频运行的切换211
问题34有哪些场合需要进行变频和工频的切换?211
问题35上述各种切换在控制时都一样吗?212
问题36对变频和工频的切换过程有些什么要求?213
问题37变频和工频切换时，在哪些情况下可能出现大
电流?214
问题38怎样避免切换时的冲击电流?216
问题39水泵切换时怎样防止过大的冲击电流?217
问题40能否从工频运行切换至变频运行?218
ⅩⅤⅠ目录目录ⅩⅤ4?6变频器跳闸后的故障切换电路219
问题41怎样设计直接起动的故障切换电路?219
问题42怎样设计自耦变压器起动的故障切换电路?221
问题43怎样设计Y—Δ起动的故障切换电路?223
4?7变频器的程序控制226
问题44某脱水机，要求低速运行3min后又分别用中速和
高速各脱水2min，各转速段都要有指示灯指示，
怎样实现?226
问题45某搅拌装置的要求如下：先以45Hz正转运行30min，
再以35Hz反转运行20min，每次改变方向前应先将转
速降低至10Hz运行1min，并发出准备检测的指示，然
后停止运行1min，由操作人员进行检测。如此循环直
至按下停止运行的按钮，怎样实现?228
问题46某提升机控制示意图如图4?42所示。要求：按SF低
速上升时，碰SQ2后加速，碰SQ3后又减为低速，碰
SQ4后停止；按SR时低速下降时，SQ3复位后高速
下降，碰SQ2复位后又减为低速，SQ1复位后停止。
怎样实现?230
4?8变频调速的同步控制232
问题47现欲进行多单元同步控制，各单元可由操作工手动
调整，怎样实现?232
问题48某印染机共有6个单元都配置了变频调速系统，要
求自动同步运行，如何实现?236
4?9变频器与PLC的配合237
问题49PLC内的电源配置是怎样的?237
问题50PLC是怎样输入控制信号的?238
问题51PLC是怎样输出控制信号的?239
问题52什么是PLC的“软继电器”?240
问题53怎样编制PLC的程序?242
问题54怎样用PLC来控制电动机的正转起动和停止?243
问题55怎样用PLC来控制电动机的正、反转运行?246
问题56怎样用PLC来进行变频与工频的切换控制?247
问题57怎样设计多挡转速控制电路?250
第5章变频调速的闭环控制254
5?1闭环控制的概念254
问题1闭环控制要达到什么目的?254
问题2什么是目标信号?什么是反馈信号?255
问题3怎样实现被控制的物理量稳定在所希望的数值?255
问题4为什么要加入比例增益?256
问题5积分环节和微分环节起什么作用?258
5?2闭环系统的控制逻辑260
问题6什么是负反馈?260
问题7什么是正反馈?260
问题8变频器怎样预置反馈逻辑?261
5?3目标信号和反馈信号的相关功能262
问题9怎样进行目标值给定?262
问题10反馈信号接到哪里?263
问题11怎样用键盘来预置目标值?264
问题12怎样确定目标值的大小?265
5?4变频器的PID功能设置266
问题13怎样决定变频器的PID功能是否有效?266
问题14变频器的PID功能有效时，有哪些功能将发生
变化?267
问题15反馈信号的滤波时间起什么作用?268
问题16PID输出的滤波时间和反馈信号的滤波时间有什么
区别?268
问题17如何处理反馈信号的断线故障?268
问题18变频器的PID功能有效时，有什么变化?269
问题19怎样预置和调整P、I、D等参数?270
5?5PID的控制运行270
问题20闭环控制时，PID调节系统的工作过程是怎样的?270
问题21闭环控制时，频率显示总在变化是正常现象吗?272
问题22某料泵电动机采用了PID控制，但振荡范围大，怎
么解决?272
问题23系统的压力变化后恢复得太慢，怎么办?272
问题24PID控制系统在运行过程中，被控量有时会发生不
规则的变化，怎么办?273
问题25闭环控制与开环控制在运行过程中能够互相切换
吗?273
ⅩⅤⅠⅠⅠ目录目录ⅩⅤⅠⅠ5?6闭环控制的起动问题274
问题26闭环控制系统在起动过程中为什么容易跳闸?274
问题27闭环控制时，怎样解决电动机的起动?274
5?7外接PID控制器276
问题28外接PID控制器的大致构造如何?276
问题29变频器中比例增益的含义和PID调节器有何区别?277
问题30外接PID控制器与变频器如何配合使用?277
问题31有一台用于恒温控制的鼓风机，使用变频器的PID
功能时，起动时常因过电流而跳闸，怎么办?278
问题32某车间供水系统，希望通过恒压供水来节能，须注
意哪些问题?279
问题33多台变频器同时控制时，为什么以采用外接PID控
制器为宜?281
问题34怎样熟悉和调试变频调速的闭环系统?281
5?8控制参数的选择283
问题35中央空调的冷却水循环系统的控制参数有几种?283
问题36中央空调的冷冻水系统的控制参数有几种?284
问题37水源水位变化的控制参数有几种?285
问题38卷绕机械的恒张力控制的控制参数有几种?286
5?9关于转速闭环控制287
问题39转速闭环控制和过程闭环控制有什么区别?287
问题40转速闭环控制的作用是什么?288
问题41转速闭环控制中的P、I、D和过程闭环控制有无
区别?288
第6章变频调速的应用基础290
6?1拖动系统中的传动机构290
问题1常见的传动机构有哪些?传动比怎样定义?290
问题2经传动机构减速后，转矩为什么会增大?291
问题3采用了传动机构后，转矩、转速为什么要折算?292
问题4怎样进行转矩、转速的折算?293
问题5某传输机采用变频调速时把传动比减小了一些，结果
满载时电动机电流超过了额定值，发热严重，问题出
在哪里?(实际最高工作频率为40Hz)294
问题6某电动机带重物作圆周运动，如图6?4所示。运行到
达A点后电动机开始过载，294
问题7λ=4，采用无反馈矢量控制变频调速，在最
(4Hz)时运行不稳定，怎样解决?(满载运行
频率范围为4～40Hz)295
问题8kW，
αn=2；传动机构的齿轮箱传动比λ=5。改用变
频调速时，选用4极、5?5kW异步电动机，额定电流
为11?6A，工作频率范围是21～42Hz。满载时实测电
流为11?5A，但电动机温度偏高，如何改进?296
问题9某大惯性负载采用变频调速后，加速时间需预置到
10s以上，起动时才不跳闸，希望能把起动过程缩短
到6s以内，怎么解决?297
6?2变频调速系统必须满足的条件298
问题10变频调速拖动系统必须满足哪些条件?298
问题11某恒转矩负载，电动机数据是：75kW，139?7A，
1480r/min，实际运行电流是133A，减速箱的传动
比λ=5，使用变频调速后，减速箱能否省去?299
问题12提升机电动机数据是：30kW，56?8A，1470r/min。最
大运行电流约为50A。现打算把工作频率提高为60Hz，
行不行?301
问题13某带式输送机，电动机数据是：15kW，30?3A，
1460r/min。最大运行电流约为28A，减速箱的传
动比λ=10，打算把传动比减小为λ=8，以提高
生产率行不行?302
问题14公司欲对升、降机提速，拖动系统如图6?9所示：电动
机参数：1?5kW、3?7A、4极、1400r/min。传动比：20。
变频器配用电动机容量：2?2kW。
升降机概况：轿箱重约160kg，对重为100kg。楼面高
4?5m，轿箱往返一次约10s，工作频率为52Hz，实测
最大电流：3?1A。
提速要求：轿箱往返一次缩短为8s。303
ⅩⅩ目录目录ⅩⅠⅩ问题15某排粉机原用三相整流子电动机，容量：160/53?3kW，
电流：285/175A，转速：1050/350r/min。改造为普通电
动机变频调速，电动机数据：160kW，275A，380V，
1480r/min。在转速为1050r/min时，电动机过载，电流
达316A，是什么原因?306
6?3恒转矩负载的变频调速307
问题16什么是恒转矩负载?主要特点是什么?307
问题17怎样选择恒转矩负载控制方式?308
问题18怎样预置恒转矩负载的加、减速时间?308
问题19恒转矩负载实现变频调速后，怎样确保其转速的调节
范围?309
问题20某重灰炉(用于粉末状物料的干燥)的炉体要求重载
起动，曾采用软起动器起动，起动十分困难。如采用
变频器起动，能否起动起来?如工作频率在50Hz左
右，是否有节能的可能?
电动机数据：PMN=250kW，nMN=1480r/min、IMN=461A
运行电流：IM=380～440A
负载转速：nL=6r/min。齿轮箱传动比：λ=247311
问题21某恒转矩负载的电动机数据：30kW，1470r/min，56?8A。
采用变频调速后，常用频率为20～30Hz，最高频率为
50Hz。存在问题：(1)起动困难(2)低频运行过程中
有时电流偏大。如何解决?312
问题22某恒转矩负载采用变频调速后，在运行过程中负载稍
有增加就容易堵转，怎么办?312
6?4重力负载的变频调速313
问题23什么是重力负载?在变频调速时有些什么特点?313
问题24有一台向下传输石料的传输机，倾斜角约为30°。电
动机数据：22kW，42?5A，1470r/min。改为变频调速
后，怎样计算制动电阻?315
问题25向下传输石料的传输机，变频器的工作怎样与电磁制
动器配合?315
问题26起重机械进行变频调速时，怎样防止“溜钩”?317
问题27怎样防止变频器跳闸时的溜钩或滑行?318
6?5恒功率负载的变频调速320
问题28什么是恒功率负载?主要特点是什么?320
问题29恒功率负载配用的电动机总要比负载所需功率大得
多，为什么?321
问题30怎样减小恒功率负载配用电动机的容量?323
6?6金属切削机床的变频调速324
问题31金属切削机床的机械特性是怎样的?324
问题32金属切削机床对调速性能有些什么要求?326
问题33金属切削机床实现变频调速时有哪些主要特点?327
问题34某立式车床用Y/Δ起动，起动和制动比较频繁，
常烧接触器。想改为变频调速，须注意些什么?328
6?7二次方律负载的变频调速329
问题35什么是二次方律负载?主要特点是什么?329
问题36二次方律负载在实现变频调速时，工作频率能否超过
额定频率?330
问题37二次方律负载在实现变频调速时，怎样预置加、减速
时间?331
问题3875kW的风机采用变频调速后，最大工作频率约在45Hz
以下，能否采用55kW的变频器?331
问题39某55kW鼓风机实际工作时的运行频率在45Hz以下，
需要大风量时，切换至工频运行，能否选用45kW的
变频器?332
6?8风机的变频调速333
问题40110kW风机采用变频调速后由人工控制其风量，主
要预置哪些功能?333
问题41某商场根据客流规律，要求排风扇在各时段的风量
如图6?28所示，如何控制(开机和关机由人工进行，
所购变频器是英威腾INVT—P9系列)?335
问题42冷却水塔的风机在水温超过27℃时起动(运行频率
不低于25Hz)，水温超过35℃时，运行频率必须上
升至50Hz，如何控制?336
ⅩⅩⅡ目录目录ⅩⅩⅠ6?9水泵的变频调速339
问题43单台水泵开环控制时应预置哪些功能?339
问题44恒压供水要达到什么目的?340
问题45不用闭环控制也能实现恒压供水吗?340
问题46什么是睡眠与唤醒功能?341
问题47“一变多泵”与“每台变频”各有什么优缺点?343
问题48一台10kW消防泵平时用于供水约只需2?2kW，能否
配用容量较小的变频器?343
问题49某车间供水系统共用三台水泵，两台22kW，一台
7?5kW，小泵仅在高峰期作补充用，打算实行变频
调速，如何安排?344
问题50怎样实现水池的水位控制?345
第7章变频调速的经济性349
7?1节能的几个方面349
问题1实现变频调速是否一定节能?349
问题2异步电动机各部分功率与机械特性有什么联系?350
问题3为什么说变频调速最节能?351
问题4为什么说二次方律负载的节能效果最好?354
问题5变频器的功能预置对节能效果有影响吗?355
问题6变频器中的“自动节能”功能是基于什么原理设置
的?357
问题7电动机在额定频率下就处于轻载运行状态，可以节
能吗?358
7?2水泵运行的节能分析358
问题8节能效果主要体现在哪些部位?358
问题9怎样分析供水管路的工作状态?360
问题10怎样分析供水功率的节能效果?361
问题11从供水功率看，是否流量越小节能越多?362
问题12从轴功率看，是否流量越小节能越多?364
问题13水泵的轴功率与供水功率之间的差异在哪里?364
问题14怎样理解系统中的广义空载功率?365
问题15怎样分析供水管路中的广义空载功率?366
问题16怎样分析取水泵站的广义空载功率?367
问题17怎样分析循环水系统中的广义空载功率?368
问题18水位控制实现变频调速时也节能吗?370
问题19有三台水泵，平时两台工作，一台备用。若使用三台
变频器，则三台变频运行比两台工频运行还节能，如
何解释?371
7?3风机运行的节能分析372
问题20怎样描绘风机的工作特点?372
问题21某风机原来是全速运行的，现欲改成变频调速，怎样
分析其节能效果?373
问题22某风机原来用风门调节风量，现欲改成变频调速，
节能效果如何?374
问题23某风机配用了变频器，绝大多数时间都只能在50Hz
下运行，但电动机的裕量较大，50Hz时的负载率只
有75%(β=0?75)，能否使它节能?375
7?5变频调速的经济效益376
问题24怎样估价因减少故障率产生的经济效益?376
问题25采用变频调速后机械的寿命能提高吗?376
问题26变频调速能提高产品质量吗?377
问题27变频调速还有哪些经济效益?378
问题28怎样评估变频空调的经济效益?378
第8章故障分析与变频器的保护功能380
8?1变频器的过载保护380
问题1过载保护的对象是什么?380
问题2在哪些情况下电动机的过载是允许的?381
问题3变频器怎样判断电动机是否过载?381
问题4过载保护有什么特点?382
问题5变频器的热保护功能和热继电器有什么区别?383
问题6变频器输出电流过载一定是负载过重吗?383
8?2变频器的过电流保护384
问题7“过电流保护”与过载保护有什么区别?384
问题8怎样判断变频器输出端的短路故障?385
问题9在哪些情况下可能导致变频器的逆变桥“直通”?385
问题10变频器的功能预置不当会形成过电流吗?386
问题11电动机在过载情况下有可能因过电流而跳闸吗?387
问题12怎样判断因变频器内部的检测异常而导致的过
电流?388
问题13变频器一接通电源就“过电流”跳闸是什么原因?389
问题14变频器在哪些情况下发生过电流可以不跳闸?389
问题15如果生产机械要求的加速时间很短，而拖动系统的
惯性又很大，怎么办?390
ⅩⅩⅠⅤ目录目录ⅩⅩⅠⅠⅠ8?3变频器的电压保护390
问题16导致变频器过电压的原因有哪些?390
问题17针对上述过电压原因，变频器可以采取哪些对策?391
问题18导致变频器欠电压的原因有哪些?393
问题19限流电阻损坏的原因有哪些?394
问题20变频器在切断电源后为什么显示“UL”(欠压)?395
问题21许多变频器对于直流电压的下限值定得很低，是什么
原因?395
8?4变频器跳闸后的重合闸功能396
问题22怎样使变频器的保护系统误动作时不停止工作?396
问题23多台变频器相互干扰怎么办?397
问题24车间内的大功率电动机起动时使变频器跳闸，怎么
办?398
问题25电网短路或遇雷击时电源电压突降，约100ms左右
接触器未释放，但变频器却跳闸了，影响了生产，
怎样解决?398
8?5其他保护399
问题26变频器因“过热”跳闸的可能原因有哪些?399
问题27变频器主要有哪些薄弱环节?400
问题28变频调速系统中空气断路器跳闸是什么原因?400
8?6变频调速系统的机械振动402
问题29怎样判断是否发生了机械谐振?402
问题30产生机械振动的可能原因有哪些?402
8?7变频器的维修403
问题31怎样判断整流模块的好坏?403
问题32怎样判断IGBT管是否正常?404
问题33怎样判断逆变模块是否正常?404
问题34滤波电路中的均压电阻为什么会烧坏?405
问题35变频器面板操作正常，但外接控制不工作，是什么
原因?406
第9章异步电动机的基本原理407
9?1异步电动机的结构与旋转原理407
问题1变频调速技术为什么主要应用于异步电动机?407
问题2什么是旋转磁场?用什么方法可以得到旋转磁场?407
问题3三相交流异步电动机内的旋转磁场是怎样产生的?408
问题4怎样改变三相旋转磁场的磁极对数?410
问题5两相交变电流的合成磁场也是旋转磁场吗?412
问题6怎样改变两相旋转磁场的磁极对数?413
问题7三相旋转磁场和两相旋转磁场有什么区别?414
问题8异步电动机是怎样把电能转换成机械能的?415
问题9异步电动机为什么只能异步?416
问题10什么是主磁通和漏磁通?417
9?2异步电动机的分析方法417
问题11异步电动机为什么要用等效电路来分析?417
问题12定子的等效电路是怎样得出的?418
问题13怎样从定子侧看能量的传递关系?421
问题14怎样把旋转着的转子电路等效成静止的三相电路?422
问题15怎样从转子侧看能量关系?424
问题16怎样做出电动机的一相等效电路?425
问题17定子电流和转子电流之间有怎样的关系?426
问题18怎样看异步电动机的能量关系?427
问题19异步电动机的电磁转矩与哪些因素有关?428
9?3矢量及矢量控制429
问题20什么是空间矢量?什么是时间矢量?429
问题21异步电动机有哪些空间矢量?432
问题22不同方式产生的旋转磁场之间能够等效变换吗?433
问题23异步电动机和直流电动机的主要区别在哪里?434
问题24什么是矢量控制?435
问题25什么是无反馈矢量控制?436
问题26采用了矢量控制的变频调速系统与直流电动机调速
系统相比较，如何?437
ⅩⅩⅤⅠ目录目录ⅩⅩⅤ9?4直接转矩控制439
问题27直接转矩控制与矢量控制有哪些主要区别?439
问题28直接转矩控制是一种比矢量控制更为先进的控制方
式吗?440
问题29哪些场合使用直接转矩控制更好?440
第10章电力电子器件441
10?1电力电子器件在变频器中的作用441
问题1交?直?交变频的框图是怎样的?441
问题2变频器是怎样把直流变成交流的?441
问题3变频器怎样实现变频又变压的?443
问题4什么是正弦脉宽调制(SPWM)?444
问题5怎样实现SPWM?444
问题6什么是电流跟踪的PWM调制?446
问题7变频器对电力电子器件有些什么要求?446
10?2晶闸管(SCR)448
问题8晶闸管有哪些基本特点?448
问题9晶闸管在直流电路里的工作特点是怎样的?449
问题10晶闸管在交流电路里的工作特点是怎样的?450
问题11晶闸管有哪些主要参数?450
问题12晶闸管逆变电路有什么特点?451
问题13以SCR为逆变管的变频器有什么特点?452
10?3电力晶体管(GTR或BJT)453
问题14电力晶体管与普通晶体管有什么区别?453
问题15电力晶体管的工作状态与普通晶体管相同吗?453
问题16GTR的主要参数有哪些?455
问题17GTR的基极驱动电路有什么特点?456
问题18GTR的缓冲电路起什么作用?457
问题19为什么GTR模块的额定功率比电压与电流的乘积小
很多?457
问题20以GTR为逆变管的变频器有些什么特点?458
问题21为什么电源停电时变频器中的GTR容易烧坏?459
10?4门极可关断晶闸管(GTO)460
问题22什么是门极可关断晶闸管?460
问题23门极可关断晶闸管的主要参数有哪些?460
问题24GTO的门极驱动电路有什么特点?461
问题25门极可关断晶闸管主要用于何种变频器?462
10?5功率场效应晶体管(Power MOSFET)463
问题26功率场效应晶体管有哪些基本特点?463
问题27场效应管有哪些主要参数?463
问题28场效应管的驱动电路有什么特点?464
问题29场效应管变频器有什么特点?464
10?6绝缘栅双极型晶体管(IGBT)465
问题30绝缘栅双极型晶体管的基本特点有哪些?465
问题31IGBT的主要参数有哪些?466
问题32IGBT的驱动电路有什么特点?466
问题33以IGBT为逆变管的变频器有什么特点?467
问题34智能模块是怎样构成的?468
目录ⅩⅩⅤⅠⅠ问题35智能模块有哪些主要优点?469

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