变频器选型与维护

1、 选型、安装注意事项使用好的第一步 适当选型和正确安装 正确的把握变频器驱动的机械负载对象的转速转矩特性，是选择电动机及变频器容量、决定其控制方式的基础。 机械负载包罗万象，但归纳其转速转矩特性，主要有以下三大类： 1、恒转矩负载：传输带、搅拌机、挤压成形机、吊车等； 2、平方转矩负载：风扇、风机、泵类负载； 3、恒功率负载：机床主轴、卷扬机等；恒功率调速恒转矩调速mNmU1U1NmNU1N0f1Nf1U1m平方转矩负载变频器的选型（1） 1、驱动恒转矩负载 恒转矩负载即使转速变化，电动机的电流也基本不变，低速时 由于同轴冷却效果变差，电机发热严重，需考虑加装冷却风扇或增大 电机容量。 驱动恒

2、转矩负载设备，为保证低频时也能够得到足够大的启动 力矩，必须进行低频转矩补偿，加大低频区域的电压提升值，但是， 在空载或轻载低速稳定运行时，如低频电压补偿过大，则电机磁路将 饱和，励磁电流急剧增加，电机会发生过热、振动、噪音等，变频器 过载功能也会动作，因此选择恒转矩负载的低频补偿特性需注意。输出电压fbVbVmax输出频率设置原则：1、在负载能平稳启动的前提下，尽量调低。2、若启动时出现过流甚至跳闸，则将该参数 由小至大慢慢提升到满足要求即可。变频器的选型（2） 2、驱动平方转矩负载随着转速的降低，所需转矩以平方的比例下降，低频时负载电流小， 电机过热现象不会发生；但有些负载的惯量大，必须设

3、定长的加速时间， 或再启动时的大转矩引起的冲击，因此选型时需考虑裕量；另：当电机以超出基频转速以上的转速运行时，负载所需的动力随 转速的提高而急剧增加，易超出电机与变频器的容量，将导致运行中断或 电机发热严重。3、驱动恒功率负载在基频转速以上的范围内，可通过变频器控制输出电压为定值， 使电机的转矩为恒功率；在基频转速以下，由于电机的输出功率与转速 成正比，电机转矩正比于磁通与电流，在低频段，为确保大转矩需求， 需要加大磁通与电流的量，因此将加大电机与变频器的容量。变频器的选型（3） 4、驱动四象限运行的负载驱动四象限的负载时，必须考虑能量回馈问题，在回馈制动频繁的 场合，需特别注意制动电阻容量

4、的选定，同时，抱闸动作时序及制动力矩 大小问题值得关注。 外接制动组件包括两个部分：1、制动电阻；2、制动单元 一般可参考说明书提供的数据进行选择，如需加强制动效果、缩短制动 时间，可自行确定，原则如下： A、制动电流IB不得超过变频器的额定电流IN，初选时，应按IB（1/31/2）IN 来确定制动电阻； RBUDmax/(1/31/2）IN 其中，UDmax是在电源电压允许波动的范围内，当再生制动开始时，直流 电压可能出现峰值，在电源电压为380V时，UDmax可按710V计算。 B、在制动效果满足前提下，RB的值应尽量选大一些，功率也大些。变频器的选型（4） 5、驱动脉动转矩负载往复式压缩

5、机中，利用曲轴将电机的旋转运动转换成往返运动，转矩 随曲轴的角度而变动，电机电流随负载的变动而产生大的脉动，如脉动电流 的尖峰达到使变频器防失速功能动作的值，变频器失速功能动作，无法满足 加速等要求，且可能进入变频器保护。在这种场合下，可加大飞轮的转动惯量，平滑脉动转矩，但此时要求 加减速时间延长，如用户要求减速时间短，则需考虑制动单元装置。6、驱动冲击负载对于冲压机械等利用离合器开合的负载机械，重负载被瞬间加上，电机 转速瞬间下降，电流急剧增加，为避免变频器过流保护，应增加变频器容量和 加装大飞轮等措施。变频器的选型（5）7、驱动大惯性负载离心机等惯性负载转动惯量大，加速时间应设定长些，如要

6、求加速时间 短，则要增加变频器容量；在减速过程中存在回馈能量，因此，为减小减速 时间，需加装制动单元装置。8、驱动高速运转的设备对于木工机械、机床、纺织机械、印刷机械、真空泵等设备采用高速 电机，通用变频器驱动时，电机波形失真较大，易发生电机过热、变频器 过流、加速失速等保护，需增大变频器容量，同时考虑在输出侧加电抗器。9、驱动大起动转矩负载对于挤压成形机、搬运机械等设备，要求大起动转矩，因此，考虑低频 电压补偿值的大小是关键，通常设定值可按前述内容处理，我们也可采取以 下措施：A、增加电机级对数；B、增大变频器容量。变频器的选型（6） 变频器的选型（7）变频器选型最关键的依据是所驱动电机的额

7、定电流。一般应保证变频器的额定电流大于等于电机的额定电流。 一些特殊电机额定电流要比同容量的普通电机大，如： 多极电机（6极、8极、10极等） 潜水电动机 同步电动机 绕线式异步电动机变频器的选型（8）若用一台变频器同时驱动多台电机，变频器的额定电流要大于所有电机额定电流总和的1.11.2倍。对于恒转矩负载，要选用G型的变频器；P型变频器适用于普通的风机和离心式水泵等负载。（罗茨风机、螺杆泵、泥浆泵、往复式柱塞泵等则要用G型）当负载为恒转矩负载，且有过载需求时，以及恒功率负载，变频器的容量应增大一档。若要求超静音运行，变频器处于高载频运行，选择变频器时需考虑降额问题。载频超过出厂设定值，每超过

8、1K，降额5%； 变频器的选型（9）若环境温度较高，超过40要求，变频器要降额使用； 温度每升高1，降额5%；在海拔高度超过1000米的地区，由于空气稀薄造成变频器的散热效果变差，有必要降额使用。80%90%100%1000200030004000Iout（米） 安装环境1、环境温度：-1040摄氏度(-2060储存)2、环境湿度：2090%RH，无结露3、振动：5.9m/s2(0.6G)4、气体杂质：无腐蚀性、爆炸性气体，无金 属粉尘，少尘埃5、海拔高度：1000m，否则要降额使用变频器的安装（1） 一、变频器与电动机的距离 MD系列变频器在裕量方面已作了充分考虑，基本能满足100m以内的接

9、线距离的要求。 如果客观要求必须长距离运行，则要加入抑制高次谐波的交流电抗器。既可防止电机的损坏，还可吸收电机的噪音。安装距离（1）变频器的安装（2） 安装距离（2）二、变频器与控制室的距离1、采用电压信号（010V） 使用屏蔽电缆，也只能在2030m；用双绞线距离更短。2、采用电流信号（420mA） 用屏蔽电缆，可达80100m。3、用RS232通讯口 距离限制在1520m以内。4、采用RS485通讯口 距离可达1200m（波特率为9600bps）。变频器的安装（3） 变频器的接线布线时应该注意以下几点：1、动力电源线与控制信号线要分开（最好有 10cm以上的间隔）或垂直交叉。2、对主回路配

10、线前应检查电缆的线径是否符合要求。3、信号线必须用屏蔽线或双绞线。4、在连线时特别注意模拟信号线的极性。5、使用智能输出端子控制外接继电器时，要 在继电器线圈两端加装浪涌吸收二极管。变频器的安装（4） 关于系统的抗干扰能力为提高系统的抗干扰能力，可采取以下办法：1、加装动力滤波电抗器或干扰抑制器2、将变频器、电机的接地端子牢固接地3、控制线要有可靠屏蔽层，与动力线分开4、电机外壳接地5、变频器进线端加装改善功率因数的电抗器6、计算机供电和变频器等动力装置的供电分 开，不共用一个变压器。变频器的安装（5） 变频器是以半导体元件为中心构成的静止装置，由于温度、湿度、尘埃、振动等，使用环境的影响，以

11、及其零部件常年累月的变化、寿命等原因而发生故障，为了防患于未然必须进行日常检查和定期检查。1、日常检查基本上是检查运行中是否有异常现象：安装地点的环境是否有异常？冷却系统是否正常？变频器是否有异常振动、异常声音？是否有异常过热、变色？是否有异味？电动机是否有异常振动、异常声音和过热？ 是否有异味？日常检查与维修 检查对象检查要领判别标准检查内容周期检查手段运行环境 温度、湿度 尘埃、水及滴漏 气体随时 温度计、湿度计 目视 目视按规格书温度50、40以上开盖运行 水漏痕迹 无异味变频器振动发热 噪声随时 外壳触摸 听振动平稳，风温合理 无异样响声电机发热 噪音随时手触摸 听觉发热异常否 噪音均

12、匀运行状态参数输出电流 输出电压 内部温度随时电压表 电流表 温度计在额定值范围内 在额定值范围内 温升小于35日常检查与维修 2、定期检查 检查不停止运行就不能检查的部位和需要定期检查的部位。根据使用环境，可以3个月或6个月对变频器进行一次定期检查。检查内容：冷却系统是否有异常？ 清扫电路板灰尘与风道灰尘。紧固检查及加固。 由于振动、温度变化等影响，螺钉、螺栓等紧固部分往往松动，要仔细确认后实施；导体、绝缘物是否有腐蚀、破损？确认保护回路等的动作，确认各部的动作波形；测量绝缘电阻；检查与更换冷却风扇、平滑电容器、接触器、继电器； 日常检查与维修 零部件的更换 变频器易损件主要有冷却风扇和滤波

13、用电解电容器，其寿命与使用的环境及保养状况密切相关。冷却风扇 用于主回路半导体元件等发热器件冷却的风扇，寿命时间为34万小时因此对于运行时间较长运转的装置，通常需要以3年一次的周期更换冷却风扇或轴承。另外检查时如发现异常声音、异常振动，同样需要更换。电解电容器 在主回路直流部作为滤波使用大容量电解电容，由于脉动电流等影响，其特性要劣化。劣化受周围温度及使用条件很大影响，在有空调的一般环境条件下使用时，大约5年需要更换一次。 电容器的劣化经过一定时间后发展迅速，检查周期最低为1年，接近寿命时最好为半年以内。检查时外观的判断基准为；外壳的状态：外壳侧面、底面的膨胀；封口板的状态：明显的弯曲、严重的

14、裂痕；防爆阀的状态：阀的膨胀显著、已经动作过；其他：外表裂痕、变色、漏液，定量的判断，电容器容量下降到 额定容量85%以下时为其寿命。日常检查与维修检查位置 检查事项 检查周期检查周期检查周期检查方法 判定基准 使用仪表 日常定期1年定期2年全部 周围环境周围温度、湿度、尘埃等周围温度 1050 湿度90%以下，不结露温度计 湿度计 记录仪全部装置是否有异常振动、异常声音利用观察和听觉没有异常电源电压主回路电压是否异常测定变频器端子排R、S、T相间电压220V 20% 380V20%万用表、数字式多用仪表主回路 全部兆欧表检查 紧固部分是否松脱 是否有过热 清扫 拆下变频器接线，将R、S、T、

15、U、V、W短路检测与地间电阻 加强紧固利用观察在5兆鸥以上 正常 正常500VDC兆欧表连接导体 电线导体是否歪斜导线是否破损 用眼观察没有异常端子排是否损伤用眼观察没有异常功率模块检查各端子间二极管特性拆下接线检查P、N与R、S、T、U、V、W间二极管特性满足二极管特性万用表日常检查与维修检查位置 检查事项 检查周期检查周期检查周期检查方法 判定基准 使用仪表 日常定期1年定期2年主回路 电解电容是否漏液 安全阀是否膨胀动作 测定静电电容 用眼观察 用电容量测定器测量没有异常 额定容量的85%以上容量计继电器动作时是否有异常声音 触点是否粗糙 用听觉 用眼观察无异常电阻器绝缘物是否有裂痕 是

16、否断线 用眼观察水泥电阻、绕线电阻类用万用表测量无异常 误差在标称值的 10%以内万用表 数字式多用仪表控制回路 保护回路动作检查变频器单独运行时各输出电压是否平衡 进行保护动作试验 测定变频器U、V、W端子相间电压 人为制造故障检测保护回路相间电压平衡在380V 3% 在程序上应有保护动作数字式多用仪表 整流型万用表冷却系统冷却风机是否有异常振动与异常声音 连接部件是否松脱 在不通电时用手拨动旋转 加强紧固平滑旋转 无异常电机 全部是否有异常振动与异常声音 是否有异味 用听觉、视觉 由于过热损伤产生的异味无异常绝缘电阻兆欧表检测拆下U、V、W连接线与电机连接线应在5兆鸥以上500V兆欧表日常

17、检查与维修 C4R1R2R3C5C6R5C7CT1CT2 IPM M滤波 制动吸收DSP键盘/显示RS232/RS485EEPROMRESTWATCHDOG外部控制端子输入故障继电器输出1mA电流/频率模拟显示集电极开路输出电流信号处理驱动保护电路光耦隔离开关电源直流母线T5 Iu=Iw+Iv风扇驱动电路接触器 驱动 电路 残压 检测 电路缺相掉电检测电路RSTT1T2T3C1C2C3整流模块R4CHARGE元器件检测 主回路器件损坏常用判断方法：主回路器件损坏常用判断方法：1、整流桥可采用万用表的二极管测量档判断2、电 容 可观察外观、用模拟表电阻档测充放电特性或万用表测电容档3、变压器用万

18、用表电阻档检测是否断路、依据温升判断匝间短路等4、接触器检测线圈是否断路、触点是否接触良好5、逆变桥IPM采用万用表的二极管档测量判断元器件检测 D1D2D3D4D5D6T1T2T3T5T6T4RSTUVWC1C2PN功率模块检查方法：1、拆下与外连接的电源线（R、S、T）和电机线（U、V、W）；2、准备好万用表（使用档次为1欧电阻测量档或二极管测量档）；3、在变频器的端子排R、S、T、U、V、W、P、N处，交换万用表极性， 测定它们的导通状态，便可判断其是否良好。注意：注意：1、测定时必须确认滤波电容放电以后，才能进行检测；、测定时必须确认滤波电容放电以后，才能进行检测；2、不导通时，将指示

19、为、不导通时，将指示为，由于滤波电容的影响会瞬间导通，有时不指示，由于滤波电容的影响会瞬间导通，有时不指示， 导通时指示几十欧，决定于模块种类、数量、万用表种类等，导通时指示几十欧，决定于模块种类、数量、万用表种类等， 其数值不同，但各项指数几乎相等时，认为是良好。其数值不同，但各项指数几乎相等时，认为是良好。元器件检测 万用表极性+万用表极性测定值万用表极性+万用表极性测定值整流模块D1RP通D4RN不通整流模块D1PR 不通D4NR通整流模块D2SP通D5SN不通整流模块D2PS不通D5NS通整流模块D3TP通D6TN不通整流模块D3PT不通D6NT通逆变模块T1UP通T4UN不通逆变模块

20、T1PU不通T4NU通逆变模块T3VP通T6VN不通逆变模块T3PV不通T6NV通逆变模块T5WP通T2WN不通逆变模块T5PW不通T2NW通注：如采用万用表二极管测量档测量，类似测量方法，分为通与不通两种。注：如采用万用表二极管测量档测量，类似测量方法，分为通与不通两种。元器件检测 1 加速过电流保护加速过电流保护(E002)A.变频器加速失速过流 变频器输出电流 变频器额定电流失速过流点(F40设定)且 持续时间 1 分钟； 输出的最后时刻为加速过程。B. 加速过程中满足 变频器输出电流 过流保护点（1.8 1.9倍额定电流）2 减速过电流保护减速过电流保护(E003)减速过程中有因失速引

21、起的过流保护和纯粹电流过大引起的过流保护。E003故障产生的条件有下列几种方式：A. 变频器减速失速过流。 变频器输出电流 变频器额定电流失速过流点(F40设定)且 持续时间 1 分钟； 输出的最后时刻为减速过程。B. 减速过程中满足 变频器输出电流 过流保护点3 恒速过电流保护恒速过电流保护(E004)E004故障产生的条件如下：运行过程中满足：变频器输出电流 过流保护点故障分析 4 变频器加速过电压保护变频器加速过电压保护(E005) 是否选择失速过压保护，等于1选择，等于0则不选择。 设置失速过压保护点，范围120150%，百分数乘以537V即是进行保护时的实际母线电压。E005故障的产

22、生有以下几种情况：A. F38过压失速功能选择允许，直流母线电压 537V 失速过压点(F39)且持续时间 1 分钟；B. 直流母线电压值 过压保护点（760V，电压误差范围电压误差范围3%）5 变频器减速过电压保护变频器减速过电压保护(E006) 是否选择失速过压保护，等于1选择，等于0则不选择。 设置失速过压保护点，范围120150%，百分数乘以537V即是进行保护时的实际母线电压。E006故障的产生有以下几种情况： 过压失速功能选择允许，直流母线电压 537V 失速过压点(F39)且持续时间 1 分钟； 直流母线电压值 过压保护点（760V，电压误差范围电压误差范围3% ）6 变频器恒速运行过电压变频器恒速运行过电压(E007)变频器恒速运行过程中监测直流母线电压，当满足下面条件时， 直流母线电压 过压保护点 故障分析 电机过载保护反时限特性表：时间（0.1S）相对额定电流的百分数36000116857步进量，在此区间内，百分数每变化1，时间变化857