国家开放大学2023年秋季学期期末统一考试 交流变频调速应用技术试题

试卷代号：23793　　考试时间：2024年1月

注意事项

1. 将你的学号、姓名及考点名称填写在试题和答题纸的规定栏内。考试结束后，把试题和答题纸放在桌上。试题和答题纸均不得带出考场。待监考人员收完试题和答题纸后方可离开考场。

2. 仔细阅读题目的说明，并按题目要求答题。所有答案必须写在答题纸的指定位置上，写在试题上的答案无效。

3. 用蓝、黑圆珠笔或钢笔（含签字笔）答题，使用铅笔答题无效。

一、单项选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分。请在给出的选项中，选出最符合题目要求的一项）

1. 变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和（ ）型。

A. 电流

B. 电阻

C. 电感

D. 电容

标准答案：A

2. 对电动机从基本频率向上的变频调速属于（ ）调速。

A. 恒功率

B. 恒转矩

C. 恒磁通

D. 恒转差率

标准答案：A

3. 变频器的调压调频过程是通过控制（ ）进行的。

A. 载波

B. 调制波

C. 输入电压

D. 输入电流

标准答案：B

4. 工业洗衣机甩干时转速快，洗涤时转速慢，烘干时转速更慢，故需要变频器的（ ）功能。

A. 转矩补偿

B. 频率偏置

C. 多段速控制

D. 矢量控制

标准答案：C

5. 下面的那些原因可能是引起变频器欠压跳闸的？（ ）

A. 电源电压过高

B. 雷电干扰

C. 同一电网中有大电动机启动

D. 原来没有配置制动单元

标准答案：C

6. 监测MM440变频器的运行状态的端子是（ ）。

A. 端子3、4

B. 端子5、6

C. 端子12、13

D. 端子21、22

标准答案：D

7. 下列参数中可以修改的参数是（ ）。

A. r0000

B. P0003

C. F0003

D. A0501

标准答案：B

8. 变频器面板控制时，给定频率是通过哪个参数设置的？（ ）

A. P0003

B. P0700

C. P1000

D. P1040

标准答案：D

9. MM440变频器外部开关端子的驱动电压是（ ）。

A. 5V

B. 220V

C. 10V

D. 24V

标准答案：D

10. MM440变频器有几路模拟量输入通道（ ）。

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

标准答案：B

二、判断题（本题共10小题，每小题1分，共10分。以下叙述中，你认为正确的选“√”，错误的选“×”）

11. 电力二极管常用于将交流电变为直流电的整流电路中，也常用于具有回馈或续流作用的逆变电路中。（ ）

标准答案：√

12. 变频器面板显示，在变频器接到正确的运行命令后，进入运行状态，LED显示窗口显示运行的状态参数，正转或反转运行指示灯熄灭。（ ）

标准答案：×

13. V/F控制方式是变频器最基本、应用最广泛的控制方式。（ ）

标准答案：√

14. 变频器的制动功能可以将电动机的再生电能回馈给电网。（ ）

标准答案：×

15. 变频器运行中可以直接断开主电源开关停止设备运行。（ ）

标准答案：×

16. 风机、水泵类负载适合采用二次方律变频调速方式。（ ）

标准答案：√

17. 变频器参数P0003为用户访问等级，数值越大权限越低。（ ）

标准答案：×

18. 变频器的滤波电路可以抑制谐波，改善输出波形质量。（ ）

标准答案：√

19. 恒功率调速区间，电动机输出转矩随转速升高而增大。（ ）

标准答案：×

20. 模拟量给定信号抗干扰能力优于数字量给定信号。（ ）

标准答案：×

三、填空题（本题每空1分，共20分）

21. 变频器加减速曲线方式主要有________、________、________。

标准答案：线性方式、S形方式、半S形方式

22. 频率给定信号的种类有________、________。

标准答案：数字量给定信号、模拟量给定信号

23. 变频器设置安装的环境，主要考虑________、________以及其他条件等因素。

标准答案：环境温度、环境湿度

24. 改善变频器功率因数偏低根本途径是削弱高次________电流。采用较好的方法是串入________和串入________。

标准答案：谐波、直流电抗器、交流电抗器

25. 带式传送机是属于________负载；卷取机械是属于________负载；而风机、水泵等机械是属于________负载。

标准答案：恒转矩、恒功率、二次方律

26. 电动机在运行时，________是判断电动机能否正常工作的重要标志之一。

标准答案：发热情况

27. 变频器的控制模式主要有________、________。

标准答案：V/F控制、矢量控制

28. 变频器的频率参数预置中，频率给定的方法可以通过变频器的________给定，还可以通过变频器的________给定。

标准答案：操作面板、外接端子

29. 变频器的功用是将________的交流电变换成电压频率________的三相交流电，以供给电动机运转的电源装置。

标准答案：频率固定、连续可调

四、简答题（本题共3小题，每小题10分，共30分）

30. 变频器的回避频率功能有什么作用？在什么情况下要选用这些功能？

标准答案：

变频器的回避频率功能可以使变频器的输出跳过某个或某段固定频率，屏蔽该频段输出，避免电动机在该频率下运行。

适用场景：机械设备运行存在固有谐振频率，当电动机运行频率等于机械系统固有频率时，会产生剧烈谐振，引发设备振动、异响、部件损坏、运行不稳定等问题。为规避机械谐振故障，保障机械设备平稳、安全运行，需开启回避频率功能，跳过谐振频段。

31. 变频调速时，改变电源频率f1的同时须控制电源电压U1，试说明其原因。

标准答案：

异步电动机定子磁通公式为U1/f1≈常数，磁通大小直接影响电机工作状态：

1. 若频率f1下降、电压U1不变，定子磁通会大幅上升，使电机铁芯进入磁饱和状态，导致励磁电流剧增，造成电机发热、过载甚至烧毁；

2. 若频率f1上升、电压U1不变，定子磁通会下降，电机励磁不足，输出转矩大幅降低，无法带动额定负载；

因此变频调速时，必须保持U1与f1比值恒定，维持电机磁通稳定，保证电机转矩恒定、运行稳定。

32. 变频器为什么具有加速时间和减速时间的设置功能？如果加减速的时间设置为0，启动时会出现什么问题？

标准答案：

设置原因：变频器加减速时间是为了限制电机启动、停止过程中的电流冲击。通过设定渐变的加减速时间，让变频器输出频率平稳升降，电机转速平缓变化，有效抑制启动冲击电流，保护变频器、电机及机械设备，避免电网波动和机械冲击。

时间设为0的问题：加减速时间设置为0时，变频器会瞬间输出额定频率，电机极速启动，会产生极大的冲击电流，极易触发变频器过流保护、跳闸停机，严重时会烧毁电机绕组、损坏变频器功率模块。

五、综合分析题（本题1小题，共20分）

33. 某变频器控制电路设有：控制变频器运行的按钮SB1、断电按钮SB2、控制变频器正转运行的按钮SB3、控制变频器反转运行的按钮SB4、控制变频器正反转停止按钮SB5。结合电路原理回答以下问题：

（1）简述各按钮的基本控制功能。

（2）变频器在正转或反转运行时，能通过按钮SB2控制变频器断电吗？为什么？

（3）变频器在正转运行时，反转SB4按钮有效吗？为什么？

（4）当变频器故障报警信号输出时，能够使变频器主电路断电吗？为什么？

标准答案：

（1）SB1为运行启动按钮，触发变频器进入待机运行状态；SB2为断电按钮，正常停机工况下切断变频器控制回路电源；SB3为正转按钮，控制变频器驱动电机正向运转；SB4为反转按钮，控制变频器驱动电机反向运转；SB5为停止按钮，随时终止电机正反转运行，变频器停机待命。

（2）不能。变频器正、反转运行时，正转继电器KA1或反转继电器KA2线圈得电，其常开触点闭合自锁，锁住接触器KM线圈供电回路，此时按下SB2无法切断KM线圈电源，变频器主电路持续通电运行。

（3）无效。控制电路中KA1、KA2继电器设置电气互锁保护。电机正转时KA1线圈得电，其串联在反转控制回路的常闭触点断开，切断反转控制回路，按下SB4无法触发反转动作，防止正反转短路冲突。

（4）能。变频器发生故障报警时，故障触点30B-C断开，直接切断接触器KM线圈供电回路，KM主触点复位断开，变频器主电路断电停机，实现故障断电保护。