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变频调速技术的常见技术问答 2012-02-01 01-电机的防护等级是什么意思 ？ 举例来说，ip23的电机指电机能够防止大于12mm的固体物体 侵入，防止人的手指接触到内部的零件防止中等尺寸（直径大 12mm）的外物侵入。能够防止喷洒的水侵入 ，或防止与垂 直的夹角小于60度的方向所喷洒的水进入造成损害。 IP（INTERNATIONAL PROTECTION）防护等级系统是 由IEC（INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）所起草。将电机依其防尘防湿气之特性加 以分级。这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到电 机内之带电部分，以免触电。IP防护等级是由两个数字所组 成，第1个数字表示电机离尘、防止外物侵入的等级，第2个 数字表示电机防湿气、防水侵入的密闭程度，娄字越大表示其 防护等级越高。 02-什么样的电机是交流变频电机啊？ 简单点说就是交流电机的控制中使用了变频技术。交 流变频电机实际上是一种靠调节交流电频率来调速的 电机,调整交流电频率要靠变频器,电机本身不会变频 ,在很多要求不高的场合就是拿普通电机加变频器调 速当交流变频电机使用. 03-大功率电机都有一个减速机，减 速机在这里的作用？ 减速机的用途可简略归纳一下： 1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输 出乘减速笔，但要注意不能超出减速箱额定扭矩。 2）减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速 比的平方。大家可以看一下一般电机都有一个惯量数 据。 04-解答一下电机起动时转速慢的原 因？ 如果仅仅是起动时转速慢，起动后正常。可能是起动 电容不匹配、或者是电机设计本来就是这样的（根据 场所设计） 还有可能就是负载阻力过大等因素造成的起动时间过 长。 如果起动后转速还慢，可能是问题可能是电压不足、 电容不匹配、转动阻力大等。 05-绕线型异步电机转子集电环的电 刷怎样选择？ 主要根据电刷的工作条件是否满足电流密度（A/cm2 ）和集电环园周边缘的线速度（m/s）来确定。确定 公式：电刷载流量（A）=电刷电流密度（A/cm2） 电刷宽度L（cm）电刷厚度b（cm）电机转子额 定电流（A）；集电环园周边缘的线速度（m/s）= 电动机额定转速（r/m）/60（s）集电环周长（m） 电刷适用的规定范围（m/s）。 06-请教60HZ的电机放在50HZ的电源 上用，需要注意什么？ 这是由于电机的电流频率低于设计频率，要使其转动 中产生的空载反电动势减小、空载电流增大，对电机 造成损坏，因此就要求其空载电压降低了。 在变频调速技术中，电动机的频率和定子电压是同时 改变的。即是频率下降，电压也要同时下降，电动机 才不会过流，才会得到理想的运行效果。 07-同样的电机50HZ的电机和60HZ的 电机电阻一样吗？ 如果输出功率一样则电阻是一样的。 Pe=Ea*U*sin/Xe (写的字母不太一样) Pe为发电机电磁功率，忽略定子电阻，电磁 功率等于发电机有功功率 Ea为发电机电动势；QDrAG U为无穷大系统母线电压 为Ea与U的夹角，称为功角。 *D8bx9X#f|,lQ6+J Xe为包括发电机电抗在内的发电机到无穷大 系统母线的总电抗 08-调速电机能频繁起动吗？ 调速电动机能频繁启动，我们公司做调试用的电机都 是调速电机，经常这样频繁启动，也没出现过怎么问 题。不过能尽量减少频繁启动当然是最好了。不管怎 么电机频繁启动次数多，对电机都会有损害。 09-请教高手怎么才能知道电机是 /Y接法？ 星形接法是三相绕组一端相连，另一端分别 接三相电源，形状像字母“Y”；三角接法是三 相绕组首尾相连，形成一个“”形，三角形 的顶端再接三相电源。 它们的相电压不同，一般星形接法的电机额 定电压是220V，三角接法的额定电压是380V 。 接法在接线盒的盖板内外侧一般都会有标 明，不同的接法对应不同的电源电压。 10-请教电机的极数对其选用有何影 响？ 电机的极对数越多，电机的转速就越低，但 它的扭距就越大；在选用电机时，您要考虑 负载需要多大的起动扭距，比如象带负载起 动的就比空载起动的需要扭距就大，如果是 大功率大负载起动，还要考虑降压启动（或 星三角启动）；至于在决定了电机极对数后 和负载的转速匹配问题，则可考虑用不同直 径的皮带轮来传动或用变速齿轮（齿轮箱） 来匹配。如果由于决定了电机极对数后经过 皮带或齿轮传动后达不到负载的功率要求， 那就要考虑电机的使用功率问题了。 11-请教什么是串激电机，具体原理 是什么？ 串激（串励）电机就是定子绕组和转子绕组串联的。 工作原理：在交流电源供电时，产生旋转力矩的原理，仍可以 用直流电动机的运转原理来解释。当导体中通有电流时，在导 体的周围产生磁场，其磁力线的方向取决于电流方向。将通电 的导体放入磁场中，这磁场与通电导体所产生的磁场相互作用 ，将使此导体受到一个作用力F，并因此而产生运动，导体会从 磁力线密的地方向磁力线稀的方向移动，当将由两个互相相对 的导体组成的线圈放入磁场时，线圈的两个边也受到了作用力 ，此二力的方向相反，产生力矩。当线圈在磁场中转动时，相 应的二个线圈边，从一个磁极下转到另一个磁极下时，此时由 于磁场极性有了改变，将使导体受到的作用力的方向改变，也 使转矩的方向改变，从而使线圈向反方向转动，于是线圈只能 绕中心轴来回摆动。 12-一台额定电流为12A的潜水泵，启动电流最大达到 了87A，此时就会引发上游开关热磁保护动作跳闸？ 起动电流的瞬时值与负载无关，即使泵叶卡涩也不应该 造成起动电流瞬时值的最大值变化。若果真泵叶卡涩， 只会造成起动电流持续时间较长，降不下来（这倒可能 造成上游开关热磁保护动作跳闸）。 起动电流最大值偏大的原因还可能三相绕组的某一相部 分断线（若绕组采用双线并绕的话）。可以采用双臂电 桥测量三相绕组的直流电阻值，若发现偏差较大，应该 怀疑某一相部分断线（电阻值较大的相断线）。 此外，还应该注意该电机是否并联有改善功率因数的电 容器，若电容性能变差，也会造成起动电流值偏大的现 象。 13-怎么样判断三相异步电机的好坏？ 总结一下如何判定三相异步电机线圈的好坏,要用什么仪表检查: 1.兆欧表 ；可用于电机相间和相对地间的绝缘电阻测量,并且不可 小于0.5兆欧. 2.万用表；用于检查电机线圈通断的测量. 3.单臂电桥 ；精确测量线圈电阻,可以知道每相线圈的电阻是否接 近,特别是对重新绕制后 电动机的故障无非就是两大块：机械和电气。 机械方面有： 1、轴承是否缺油或者损坏， 2、端盖是否“跑外套”，轴承是否“跑内套”？ 电气方面的主要有： 1、绝缘电阻是否合格？ 2、三相直流电阻是否合格？用双臂电桥测量。 3、转子是否断条？电动机的直流电阻是判断电动机的重要依据。 14-请问零线上面可以加断路器和熔 断器吗？ 1、只有单相电路时，可以加断路器，即零线火线可以 进开关，进熔断器； 2、三相电路，零线切忌进断路器、进开关、进熔断器 。 15-请问电机软起动器是否能节能 ? 软启动节能效果有限，但可以减少启动对电网的冲击 ，也可以实现平滑启动，保护电机机组。 根据能量守恒理论,由于加入了相对复杂的控制电路, 软启动不但不节能,还会加大能量的消耗,但它可以减 小电路的启动电流,起到了保护的作用。 16-请教电机的过载和短路之间有什 么联系吗? 电机的过载有两种： 1.是机械负荷过载，是带动的负荷超过额定值或者传 动系统有卡阻现象的过载，这和短路是没有什么关系 的。 2.是负荷正常，电机电流过载，这就可能是电机绕组 有局部对地、匝间之间的短路现象。 17-使用100KVA变压器供给总功率300KW 电器（最大为37KW ）够用不？ 100KVA的变压器能带多大的负载?看了下面的 计算公式就知道了 P=容量*功率因数*80100*0.9*80%=72KW 一般超负荷20%运行1小时是允许的，所以够 用。 主要看总电流超没超，100KVA的变压器高压 电流是5.8A，低压电流是150A，即便偶尔的 超也不要紧，主要看温升别超过55度。温升 等于实际温度减去环境温度。 18-请问如何测量电机的绝缘电阻？ 如果是三相交流电机，测量电机三相绕组的相间和对地的绝缘 电阻。 如果是直流电机，测量电机电枢绕组对地，串激绕组对地，他 激绕组对地，串激绕组对他激绕组。 按被测电机电压等级选择相应的摇表。 测量步骤: -断开电源 -对地放电 -如果是三相交流电机打开中心点（如果可以） -如果是直流电机，提起电刷。 -用摇表分别检测相间和对地绝缘电阻 -对地放电 -恢复线路 -记录绝缘电阻，及环境温度在案 19-请教什么是无刷无环起动器？ 无刷无环起动器是一种克服了绕线式异步电 动机装有滑环、碳刷和复杂的起动装置等缺 点，而保留了绕线电机起动电流小，起动转 矩大等优点的起动设备。凡原来采用电阻起 动器、电抗器、频敏变阻器、液体变阻起动 器、软起动器起动的 JR、JZR、YR、YZR 三相绕线转子交流异步电动机 (变速、装有进 相机的除外）均可选用“无刷无环起动器”来 更新换代。 20-发电机功率计算的公式怎么算？ 发电机额定功率电压电流 即(P=UI) 电机铭牌一般标为24V或12V，因此有的客户 计算电压时，所用公司为24(12) 电流，所 算出的功率与我公司所说的相差很大。实际 上，24V或12V是国家规定的车辆系统标称电 压，但发电机的工作电压要高于电瓶电压， 以便向电瓶充电，所以实际工作电压分别为 28V或14V。因此，电机功率应为其工作电压 电流，即28(14) 电流。 例如：JFB271C其铭牌标称为24V 70A，其 功率应为28V70A1960W，一般也称为 2000W电机。 21-感应电动机启动时为什么电流大 ？而启动后电流会变小？ 当感应电动机处在停止状态时，从电磁的角度看，就象变压器 ，接到电源去的定子绕组相当于变压器的一次线圈，成闭路的 转子绕组相当于变压器被短路的二次线圈；定子绕组和转子绕 组间无电的的联系，只有磁的联系，磁通经定子、气隙、转子 铁芯成闭路。当合闸瞬间，转子因惯性还未转起来，旋转磁场 以最大的切割速度同步转速切割转子绕组，使转子绕组感 应起可能达到的最高的电势，因而，在转子导体中流过很大的 电流，这个电流产生抵消定子磁场的磁能，就象变压器二次磁 通要抵消一次磁通的作用一样。 定子方面为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通，遂自动 增加电流。因为此时转子的电流很大，故定子电流也增得很大 ，甚至高达额定电流的47倍，这就是启动电流大的缘由。 启动后电流为什么小：随着电动机转速增高，定子磁场切割转 子导体的速度减小，转子导体中感应电势减小，转子导体中的 电流也减小，于是定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通 的影响的那部分电流也减小，所以定子电流就从大到小，直到 正常。 22-一台塑胶挤出设备,是由安川变频器控制电机，已 有一年多,目前每运行一个小时，变频器就显示马达过 载，该故障是电机问题还是变频的问题？ 这个问题,在没有确定的情况下两者都有可能 ： 1.电机也有可能由于使用时间长了，磨损耗大后 运行电流也大，或者厂家塑胶挤的原料没有炼 好或质量不合格，而造成过载。 2.变频器也由于使用了一年多，功率板上电流检 测电路有故障，或传感器损坏等，可以调整一 下加速时间也有用。改善一下工作环境也是一 个办法，如清理灰尘，工作温度。 23-变压器能作为变频器的负载吗？ 从原理上讲应该是可以的，但在实际中却不 实用，变频器就是不用变压器升压，也应该 有可用于380V以上电路的品种的，如果要更 高电压的，那也有直接用220V或380V直接变 频再用倍压方式取得高压的电路可以采用。 变频器主要用于负载驱动（如电动机），很 少用于电源变频的，而变频器的功能远远不 仅限于变频本身，还有很多的附加功能，如 各类的保护等，如果用变频器来获得变频电 源，从经济的角度考虑是不可取的，建议采 用其他变频电路。 24-变频器能否调至1HZ吗，最高可 以调多少HZ使用？ 有的品牌变频器最低频率可以调至0.1HZ,最 高频率可以调至3000HZ. 如果变频器用在一般的交流异步电机上，变 频器调至1Hz时已经接近直流，是绝对不可以 的，电机将运行在变频器限制内的最大电流 下工作，电机将会发热严重，很有可能烧毁 电机。 如果超过50Hz运行会增大电机的铁损，对电 机也是不利的，一般最好不要超过60Hz，（ 短时间内超过是允许的）否则也会影响电机 使用寿命。 25-变频器的频率调节为什么调节电阻能 改变频率？ 变频器的频率调节电阻是用来把变频器的10V基准电 压进行比例分压，然后送回变频器的主控板。变频器 主控板再把电阻送回来的电压进行模数转换读取数据 ，然后再换算成额定频率的比例值输出当前频率，因 此调整电阻值即可以调整变频器的频率。 26-变频器能对电机电流解耦吗？ 变频能解耦吗？不能！但它只要输出的频率f、同步 转速n1使得转差率保持在稳定区或者额定转差率Se， 就等于对电机电流解耦，因为转子功率因数此时是1 ，转子电流就是大家要解耦的要控制的转矩电流！变 频器是异步电机的调速装置，它不可能超越异步电机 的机械特性而进行所谓的任何控制！ 27-请教载波频率对变频器及电机的 影响？ 载波频率对变频器输出电流有影响 （1）运行频率越高，则电压波的占空比越大，电流高 次谐波成份越小，即载波频率越高，电流波形的平滑 性越好； （2）载波频率越高，变频器允许输出的电流越小； （3）载波频率越高，布线电容的容抗越小（因为 Xc=1/2fC），由高频脉冲引起的漏电流越大。 载波频率对电机的影响 载波频率越高，电机的振动越小，运行噪音越小， 电机发热也越少。但载波频率越高，谐波电流的频率 也越高，电机定子的集肤效应也越严重，电机损耗越 大，输出功率越小。 28-为什么变频器不能用作变频电源？ 变频电源的整个电路由交流一直流一交流一 滤波等部分构成，因此它输出的电压和电流 波形均为纯正的正弦波,非常接近理想的交流 供电电源。可以输出世界任何国家的电网电 压和频率。 而变频器是由交流一直流一交流（调制波） 等电路构成的,变频器标准叫法应为变频调速 器。其输出电压的波形为脉冲方波,且谐波成 分多,电压和频率同时按比例变化,不可分别 调整,不符合交流电源的要求。原则上不能做 供电电源的使用,一般仅用于三相异步电机的 调速。 29-使用变频器时，电机温升为什么 比工频时高呢？ 因为变频器输出电压波形不是正弦波，而是畸形波， 在额定扭矩下的电机电流比工频时要多出约10%左右 ，所以温升比工频时略有提高。 另外还有一点：当电机转速降低的时候，电机散热风 扇速度不够，电机温升会高一些。 30-为什么漏电断路器在使用变频器 时易跳闸呢？ 这是因为变频器的输出波形含有高次谐波，而电机及 变频器与电机间的电缆会产生泄漏电流，该泄漏电流 比工频驱动电机时大了许多，所以产生该现象。 变频器操作输出侧的漏电流大约为工频操作时的3倍 多，外加电动机等漏电流，选择漏电保护器的动作电 流应该大于工频时漏电流的10倍。 31-请教变频器输出端为什么要加输 出电抗器，它作用是什么？ 变频器输出端增加输出电抗器，是为了增加 变频器到电动机的导线距离，输出电抗器可 以有效抑制变频器的IGBT开关时产生的瞬间 高电压，减少此电压对电缆绝缘和电机的不 良影响。 电抗器的主要作用：是用以限制电机连接电 缆的容性充电电流及使电机绕组上的电压上 升率限制在540V/s以内，它还用于钝化变 频器输出电压（开关频率）的陡度，减少逆 变器中的功率元件（如IGBT）的扰动和冲击 。 32-变频空调是否省电节能？ 变频空调能省电: 1 能减少起动电流,减少对电网的冲击，延长压缩机的 使用寿命, 实现节能降耗.试想以下一个小区内只用一 台电源变压器，夏天都在用空调一旦变压器过负荷调闸 ，再次合闸好合吗？如都用变频空调就好合的多了 2 当室内温度降低的时候自动降低频率即降低压缩机转 速,同时空调内的电子膨胀阀自动关小保持室外机散热 器的温度,使散热器对外的传热温差不变，即保持空调 的能效比不变，始终工作在较高的效率下，最终达到热 平衡，即室外传进室内的热量等于空调打往室外的热量 。而普通空调随着室内空气温度的降低，室外机散热器 工作温度也降低，此时传热温差减少散热效果变差，此 时空调的能小比降低，不能保持空调始终工作在较高的 效率下。 33-一台变频器拖多台电机，应该注 意什么？ 1.可以一拖多，但必须是用在平移机构. 2.控制方式必须为v/f,不能用矢量控制. 3.变频器容量应=电机容量，具体放多大容量视负载 特性而定. 4.每台电机应加热保护. 34-我要做电机变频调速实验，普通电机可 以实现变频调速吗？还是必须买变频电机 ？ 要做电机变频调速实验用普通的交流电机就行 . 直流电机也可以实现变频，例如现在的直流变 频空调：其把工频交流电转换为直流电源，并 送至功率模块，模块受微电脑送来的控制信号 控制，和交流变频所不同的是模块输出受控的 直流电源送至压缩机的直流电机，控制压缩机 的排量，从而实现“变频调速”。 35-电机加上变频调速器后有嗡嗡声 是怎么回事？ 所说的“嗡”的声音，那是因为变频器输出波形载波频率引 起的，通常如果你用的变频器是固定载波的话，此时电机 发出的是尖叫,对人耳刺激比较大，那你可以通过调节载 波频率(变频器技术手册功能表里有这个功能参数)。载波 频率越高声音越小，但载波越高的话此时电机就越容易发 热。所以要根据发热程序和发出的声音一起考虑你所使用 的载波频率，一般出厂时都是在额定电流下最合适的载波 频率，一般情况下你不需要去改动他! 而如果变频器用的是随机载波的话，那电机发出的“嗡“的 声音将比较柔和，但声音一般会比固定载波的声音要好听 点。呵呵(更容易让人接受)，如果你不会接受的话,或者 说你想静音运行的话，你也可以把载波频率向上调，调到 满意为止。 36-变频器单相220V能变出三相380V 吗？ 是不可以的。变频器本身是不能升压的，更不能从单 相220v变出三相380v。从理论上这是可行的，用变压 器将单相220V升高为380V，然后单相380V转换为三相 380V。 37-交流伺服电机可以用变频器控制 吗？ 由于变频器和伺服在性能和功能上的不同，应用也不大相同， 所以是不可以的： 1、在速度控制和力矩控制的场合要求不是很高的一般用变频器 ，也有在上位加位置反馈信号构成闭