变频器基础知识问答

1、变频器基础知识问答集锦1、什么是变频器？ 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。2、PWM 和 PAM 的不同点是什么？PWM 是英文 Pulse Width Modulation（ 脉冲宽度调制 ） 缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以 调节输出量和波形的一种调值方式。 PAM 是英文 Pulse Amplitude Modulation（ 脉冲幅度调制 ）缩写， 是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。3、电压型与电流型有什么不同？变频器的主电路大体上可分为两类 :电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤

2、波 是电容 ;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变？ 异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的， 在额定频率下， 如果电压 一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例 地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象 的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。5、电动机使用工频电源驱动时， 电压下降则电流增加 ;对于变频器驱动， 如果频率下降时电压也下降， 那么电流是否增加？频率下降（低速）时,如果输出相同的功

3、率 ,则电流增加 ,但在转矩一定的条件下 ,电流几乎不变。6、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？采用变频器运转， 随着电机的加速相应提高频率和电压， 起动电流被限制在 150% 额定电流以下 （根据 机种不同，为 125%200%） 。用工频电源直接起动时，起动电流为 67 倍，因此，将产生机械电气 上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动 （起动时间变长 ）。起动电流为额定电流的 1.21.5 倍，起 动转矩为 70%120% 额定转矩； 对于带有转矩自动增强功能的变频器， 起动转矩为 100% 以上，可以 带全负载起动。 7、 V/f 模式是什么意思？频率下降时电压V也成比例下

4、降，这个问题已在回答 4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而 预先决定的，通常在控制器的存储装置 （ROM） 中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择。8、按比例地改V和f时，电机的转矩如何变化？频率下降时完全成比例地降低电压， 那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变， 将造成在低速下产生地 转矩有减小的倾向。因此，在低频时给定 V/f, 要使输出电压提高一些 ,以便获得一定地起动转矩 ,这种 补偿称增强起动。可以采用各种方法实现 ,有自动进行的方法、选择 V/f 模式或调整电位器等方法。9、在说明书上写着变速范围 606Hz ，即 10:1 ，那么在 6Hz 以下就没有输出功率吗？在 6H

5、z 以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频率取6Hz 左右，此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率（起动频率）根据机种为0.53Hz.10、对于一般电机的组合是在 60Hz 以上也要求转矩一定，是否可以？ 通常情况下时不可以的。在 60Hz 以上（也有 50Hz 以上的模式 ）电压不变，大体为恒功率特性，在高 速下要求相同转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择。11、所谓开环是什么意思？给所使用的电机装置设速度检出器 （PG） ，将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为 “闭环”，不用 PG 运转的就叫作 “开环”。通用变频器多为开环方

6、式，也有的机种利用选件可进行 PG 反馈。12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办？开环时，变频器即使输出给定频率，电机在带负载运行时，电机的转速在额定转差率的范围内（1%5%） 变动。对于要求调速精度比较高，即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合，可采用具有PG反馈功能的变频器（选用件）。13、如果用带有PG的电机，进行反馈后速度精度能提高吗？具有PG反馈功能的变频器， 精度有提高。但速度精度的植取决于PG本身的精度和变频器输出频率 的分辨率。14、失速防止功能是什么意思？如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速（电角频率）的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，

7、这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转，就要检岀电流的大小进行 频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。15、 有加速时间与减速时间可以分别给定的机种，和加减速时间共同给定的机种，这有什么意义？加减速可以分别给定的机种，对于短时间加速、缓慢减速场合，或者对于小型机床需要严格给定生产 节拍时间的场合是适宜的，但对于风机传动等场合，加减速时间都较长，加速时间和减速时间可以共 同给定。16、什么是再生制动？电动机在运转中如果降低指令频率，则电动机变为异步发电机状态运行，作为制动器而工作，这就叫 作再生（电气）制动。17、是否能得到更大的制动力？从电机再

8、生岀来的能量贮积在变频器的滤波电容器中， 由于电容器的容量和耐压的关系， 通用变频器 的再生制动力约为额定转矩的 10%20%。如采用选用件制动单元，可以达到 50%100%。18、转 矩提升问题自控系统的设定信号可通过变频器灵活自如地指挥频率变化，控制工艺指标，如在烟草行业的糖料、 香料工序，可由皮带称的流量信号来控制变频器频率，使泵的转速随流量信号自动变化， 调节加料量，均匀地加入香精、糖料。也可利用生产线起停信号通过正、反端子控制变频器的起、停及正、反转， 成为自动流水线的一部分。此外在流水生产线上，当前方设备有故障时后方设备应自动停机。变频器 的紧急停止端可以实现这一功能。在 SANK

9、EN、MF、FUT和FVT系列变频器中可以预先设定三四 个甚至多达七个频率，在有些设备上可据此设置自动生产流程。设定好工作频率及时间后，变频器可 使电机按顺序在不同的时间以不同的转速运行，形成一个自动的生产流程。变频器基础原理知识1. 变频器基础 1： VVVF 是Variable Voltage and Variable Frequency 的缩写，意为改变电压和改变频率, 也就是人们所说的变压变频。2: cvCF是Constant Voltage and Constant Frequency 的缩写，意为恒电压、恒频率，也就是人们所说的恒压恒频。我们使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的

10、直流电源大多是由交流电源通过变压器变压,95 %左右。整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的无论是用于家庭还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准，如我国大陆规定，直接用户单相交流电为220V，三相交流电线电压为380V，频率为5OHz，其它国家的电源电压和频率可能于我国的电压和频率不同，如有单相100V/60HZ，三相200V/60Hz等等，标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（

11、 DC），这个过程叫 整流。把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter逆变器）。一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变为频率可调、 电压可调的逆变器我们称为变频器。变频器输岀的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输岀标准的正弦波，叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的15 20倍。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter，故该产品本身就被命名为“inverter，”即：变频器。变频器也可用

12、于家电产品。使用变频器的家电产品中，不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯 等产品。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调 节电源供电的频率。汽车上使用的由电池（直流电）产生交流电的设备也以“ in verte啲名称进行岀售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于 抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？n二60f/p（Ls）fl：电机的转速f：电源频率P：电机磁极对数s:电机的转差率电机的转速=60（秒严频率（Hz）/电机的磁极对数-电机的转差率电机的旋转速度

13、同频率成比例同步电机的转差矩为0,同步电机的转速 =60（秒）*频率（Hz）/电机的磁极对数异步的转速比同步电机的转速低。例如：4极三相步电机60Hz时 低于1.300 r/min4极三相异步电机50Hz时低于1,500 r/min本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极对数和频率。由电机的工作原理决定电机的磁极对数是固定不变的。由于电机的磁极对数1个磁极对数等于2极，电机的极数不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2, 4，6），所以不适和改变该值来调整电机的速度。另外，频率是电机供电电源

14、的电信号，所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机 的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。改变频率和电压是最优的电机控制方法如果仅改变频率，电机将被烧坏。特别是当频率降低时，该问题就非常突岀。为了防止电机烧毁 事故的发生，变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输岀频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输岀电压就必须从400V改变到约200V。如果要正确的使用变频器，必须认真地考虑散热的问题。变频器的故障率随温度升高而成指数的上升。使用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高10

15、度，变频器使用寿命减半。因此，我们要重视散热问题啊！在变频器工作时，流过变频器的电流是很大的，变频器产生的热量也是非常大的，不能忽视其发热所产生的影响通常，变频器安装在控制柜中。我们要了解一台变频器的发热量大概是多少.可以用以下公式估算：发热量的近似值二 变频器容量（KW）幼5附 在这里，如果变频器容量是以恒转矩负载为 准的（过流能力 個* 60s）如果变频器带有直流电抗器或交流电抗器 ，并且也在柜子里面，这时发热量会更大一些。 电抗器安装在变频器侧面或测上方比较好。这时可以用估算：变频器容量（KW） 喷网因为各变频器厂家的硬件都差不多，所以上式可以针对各品牌的产品| 注意：如果有制动电阻的话

16、，因为制动电阻的散热量很大，因此最好安装位置最好和变频器隔离开， 如装在柜子上面或旁边等。那么，怎样采能降低控制柜内的发热量呢 ？当变频器安装在控制机柜中时，要考虑变频器发热值的问题。根据机柜内产生热量值的增加，要适当地增加机柜的尺寸。因此，要使控制机柜的尺寸尽量减小， 就必须要使机柜中产生的热量值尽可能地减少。如果在变频器安装时，把变频器的散热器部分放到控制机柜的外面，将会使变频器有70 %的发热量释放到控制机柜的外面。由于大容量变频器有很大的发热量，所以对大容量变频器更加有效。还可以用隔离板把本体和散热器隔开，使散热器的散热不影响到变频器本体。这样效果也很好。变频器散热设计中都是以垂直安装

17、为基础的，横着放散热会变差的！关于冷却风扇一般功率稍微大一点的变频器， 都带有冷却风扇。同时，也建议在控制柜上岀风口安装冷却风 扇。进风口要加滤网以防止灰尘进入控制柜。 注意控制柜和变频器上的风扇都是要的，不能谁替代 谁。其他关于散热的问题1、在海拔高于1000m的地方，因为空气密度降低，因此应加大柜子的冷却风量以改善冷却效果。理论上变频器也应考虑降容，1000m每-5%。但由于实际上因为设计上变频器的负载能力和散热能力 一般比实际使用的要大，所以也要看具体应用。比方说在1500m的地方，但是周期性负载，如电梯，就不必要降容。2、 开关频率：变频器的发热主要来自于IGBT, IGBT的发热有集

18、中在开和关的瞬间。因此开关频率高时自然变频器的发热量就变大了。有的厂家宣称降低开关频率可以扩容，就是这个道理。矢量控制是怎样使电机具有大的转矩的？1:转矩提升此功能增加变频器的输岀电压，以使电机的输岀转矩和电压的平方成正比的关系增加，从而改 善电机的输岀转矩。改善电机低速输岀转矩不足的技术使用"矢量控制"，可以使电机在低速，如（无速度传感器时）1Hz （对4极电机，其转速大约为30r /min ）时的输岀转矩可以达到电机在 50Hz供电输岀的转矩（最大约为额定转矩的150 %）。对于常规的V/F控制，电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足，而使电机不

19、能获得足够的旋转力。为了补偿这个不足，变频器中需要通过提高电压，来补偿电机速度降低而引起的电压降。变频器的这个功能叫做转矩提升”。转矩提升功能是提高变频器的输出电压。然而即使提高很多输出电压，电机转矩并不能和其电 流相对应的提高。因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量（如励磁分量）。;矢量控制"把电机的电流值进行分配，从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量（如励磁分量）的数值。II矢量控制"可以通过对电机端的电压降的响应，进行优化补偿，在不增加电流的情况下，允许电机产岀大的转矩。此功能对改善电机低速时温升也有效。变频器制动的情况1:制动的概念指电能从电机侧流到变

20、频器侧（或供电电源侧），这时电机的转速高于同步转速。负载的能量分为动能和势能.动能（由速度和重量确定其大小）随着物体的运动而累积。当动能 减为零时，该事物就处在停止状态。机械抱闸装置的方法是用制动装置把物体动能转换为摩擦和能消耗掉。对于变频器，如果输出频率降低，电机转速将跟随频率同样降低。这时会产生制动过程.由制动产生的功率将返回到变频器侧。这些功率可以用电阻发热消耗。在用于提升类负载，在下降时，能量（势能）也要返回到变频器（或电源）侧，进行制动。这种操作方法被称作再生制动”，而该方法可应用于变频器制动。在减速期间，产生的功率如果不通过热消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到变频器电源侧 的方法

21、叫做 功率返回再生方法”。在实际中，这种应用需要 能量回馈单元”选件。2 :怎样提高制动能力？为了用散热来消耗再生功率，需要在变频器侧安装制动电阻。为了改善制动能力，不能期望靠增加变频器的容量来解决问题。请选用制动电阻”、制动单元或功率再生变换器”等选件来改善变频器的制动容量。3. 当电机的旋转速度改变时，其输出转矩会怎样？变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动时的起动转矩和最大转矩。我们经常听到下面的说法： 电机在工频电源供电时，电机的起动和加速冲击很大，而当使用变 频器供电时，这些冲击就要弱一些 ”。如果用大的电压和频率起动电机，例如使用工频电网直接供电， 就会产生一个大

22、的起动冲击（大的起动电流 ）。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机产生的转矩要小于工频电网供电的转矩值。所以变频器驱动的电机起动电流要小些。通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减些减小的实际数据在有的变频器手册中会给岀说明。通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出 足够的转矩。当变频器调速到大于额定频率 20 %时，电机的输出转矩将降低通常的电机是按照额定频率电压设计制造的， 其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。 因此在 额定频率之下的调速称为恒转矩调速.（T=Te; P<=Pe）变频器输出频率大于额

23、定频率时（如我国的电机大于50Hz），电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。当电机以大于额定频率20%速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输岀转 矩的不足。举例，额定频率为50Hz的电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到 50Hz时产生转矩的1/2。 因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速.（P=Ue*le）变频器的工作原理本帖被 mym 执行置顶操作（2008-08-21）变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单 元微处理单元等组成的。注:再次整流（直流变交流）更贴切的叫法是 逆变!在这里感谢蔡工给我们编辑们提的意见！

24、也欢迎 大家多给我们编辑组提岀更多宝贵的意见和建议！mym（2005.08.23）1.电机的旋转速度为什么能够自由地改变？*1: r/mi n电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm.例如：2 极电机 50Hz 3000 r/min4 极电机 50Hz 1500 r/min$电机的旋转速度同频率成比例本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。 感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（为2 的倍数，例如极数为 2，4， 6），所以一般不适和通过改

25、变该值来调整电机的速度。另外，频率能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控 制。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。n = 60f/p n: 同步速度 f: 电源频率 p: 电机极对数$ 改变频率和电压是最优的电机控制方法 如果仅改变频率而不改变电压，频率降低时会使电机出于过电压（过励磁），导致电机可能 被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，最高只能是等于电机的额定电压。 例如：为了使电机的旋转速度减半，把变频器的输出频率从 50Hz 改变到 25Hz ，这时变频 器的输出电压

26、就需要从 400V 改变到约 200V2. 当电机的旋转速度（频率）改变时，其输出转矩会怎样？*1: 工频电源由电网提供的动力电源（商用电源）*2: 起动电流 当电机开始运转时，变频器的输出电流 变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动 电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大， 而当使用变频器供电时， 这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。 而当使用变频器时， 变频器的输出电压和频率是逐渐加 到电机上的，所以电机起动电流和冲击要小些。通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。减小的实际数据在有的变频 器手册中会给出说明。通过使用磁通矢量控制的变

27、频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可 输出足够的转矩。3. 当变频器调速到大于 50Hz 频率时，电机的输出转矩将降低 通常的电机是按 50Hz 电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在 额定频率之下的调速称为恒转矩调速 . （T=Te, P<=Pe）变频器输出频率大于 50Hz 频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。 当电机以大于 50Hz 频率速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转 矩的不足。举例，电机在 100Hz 时产生的转矩大约要降低到 50Hz 时产生转矩的 1/2 。 因此在额定频率之上的调速称为恒功

28、率调速 . （P=Ue*Ie）4. 变频器 50Hz 以上的应用情况大家知道 , 对一个特定的电机来说 , 其额定电压和额定电流是不变的 . 如变频器和电机额定值都是 : 15kW/380V/30A, 电机可以工作在 50Hz 以上当转速为 50Hz 时, 变频器的输出电压为 380V, 电流为 30A. 这时如果增大输出频率到 60H z, 变频器的最大输出电压电流还只能为 380V/30A. 很显然输出功率不变 . 所以我们称之为恒功率调 速.这时的转矩情况怎样呢 ?因为P=wT （w:角速度，T:转矩）.因为P不变，w增加了，所以转矩会相应减小.我们还可以再换一个角度来看 :电机的定子电

29、压 U = E + l*R （I为电流，R为电子电阻，E为感应电势）可以看岀，U,l不变时，E也不变.而E = k*f*X, （k:常数，f:频率，X:磁通）,所以当f由50->60Hz时，X会相应减小对于电机来说，T=K*I*X, （K:常数，I:电流，X:磁通）,因此转矩T会跟着磁通X减小而减小. 同时，小于50Hz时，由于I*R很小，所以U/f=E/f不变时，磁通（X）为常数.转矩T和电流成 正比. 这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载 （转矩）能力 . 并称为恒转矩调速 （额定电 流不变->最大转矩不变 ）结论 : 当变频器输岀频率从 50Hz 以上增加时 ,

30、电机的输岀转矩会减小 .5. 其他和输岀转矩有关的因素发热和散热能力决定变频器的输岀电流能力，从而影响变频器的输岀转矩能力。载波频率 : 一般变频器所标的额定电流都是以最高载波频率 , 最高环境温度下能保证持续输岀的 数值. 降低载波频率 , 电机的电流不会受到影响。但元器件的发热会减小。环境温度：就象不会因为检测到周围温度比较低时就增大变频器保护电流值 .海拔高度 : 海拔高度增加 , 对散热和绝缘性能都有影响 .一般 1000m 以下可以不考虑 . 以上 每 1000 米降容 5%就可以了 .6. 矢量控制是怎样改善电机的输岀转矩能力的？*1: 转矩提升此功能增加变频器的输岀电压（主要是低

31、频时），以补偿定子电阻上电压降引起的输岀转 矩损失，从而改善电机的输岀转矩。$ 改善电机低速输岀转矩不足的技术使用"矢量控制"，可以使电机在低速，如（无速度传感器时）1Hz （对4极电机，其转速大约为 30r/min ）时的输岀转矩可以达到电机在 50Hz 供电输岀的转矩（最大约为额定转矩的 150）。对于常规的 V/F 控制，电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁 不足，而使电机不能获得足够的旋转力。为了补偿这个不足，变频器中需要通过提高电压，来补偿电 机速度降低而引起的电压降。变频器的这个功能叫做"转矩提升 "（*1）。转矩提升功

32、能是提高变频器的输岀电压。然而即使提高很多输岀电压，电机转矩并不能和 其电流相对应的提高。 因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量（如励磁分量）。"矢量控制 "把电机的电流值进行分配，从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量 （如励磁分量）的数值。"矢量控制 "可以通过对电机端的电压降的响应，进行优化补偿， 在不增加电流的情况下， 允许电机产岀大的转矩。此功能对改善电机低速时温升也有效。相信你们都见过那个 PID 整定口诀。不嫌麻烦，兹抄录如下：参数整定找最佳， 先是比例后积分， 曲线振荡很频繁， 曲线漂浮绕大弯， 曲线偏离回复慢， 曲线波动周

33、期长， 曲线振荡频率快， 动差大来波动慢， 理想曲线两个波， 一看二调多分析，从小到大顺序查。 最后再把微分加。 比例度盘要放大。 比例毒盘往小扳。 积分时间往下降。 积分时间再加长。 先把微分降下来。 微分时间应加长。 前高后低四比一。 调节质量不会低。变频器的控制电路及几种常见故障分析1 引言 随着变频器在工业生产中日益广泛的应用，了解变频器的结构，主要器件的电气特性和一些常 用参数的作用，及其常见故障越来越显示出其重要性。2 变频器控制电路给异步电动机供电 （电压、频率可调 ）的主电路提供控制信号的回路，称为控制电路，如图1 所示。控制电路由以下电路组成：频率、电压的运算电路、主电路的电

34、压、电流检测电路、电动机的速 度检测电路、将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路。在图 1 点划线内，无速度检测电路为开环控制。在控制电路增加了速度检测电路，即增加速度 指令，可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制。1）运算电路将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器 的输出电压、频率。2）电压、电流检测电路 与主回路电位隔离检测电压、电流等。3）驱动电路 为驱动主电路器件的电路，它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。4）I/0 输入输出电路 为了变频器更好人机交互， 变频器具有多种输入信号的输入 （比如运行、 多段速度

35、运行等 ）信号， 还有各种内部参数的输出 “比如电流、频率、保护动作驱动等 ）信号。5）速度检测电路 以装在异步电动轴机上的速度检测器 （TG 、PLG 等）的信号为速度信号，送入运算回路，根据 指令和运算可使电动机按指令速度运转。6）保护电路 检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损 坏，使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。逆变器控制电路中的保护电路，可分为逆变器保护和异步电动机保护两种，保护功能如下（1）逆变器保护 瞬时过电流保护由于逆变电流负载侧短路等， 流过逆变器器件的电流达到异常值 （超过容许值 ） 时，瞬时停止逆变器运转，切断电流。变流器的

36、输出电流达到异常值，也同样停止逆变器运转。 过载保护 逆变器输出电流超过额定值，且持续流通达规定的时间以上，为了防止逆变器器件、电线等损 坏要停止运转。 恰当的保护需要反时限特性， 采用热继电器或者电子热保护 （使用电子电路 ） 。过载是 由于负载的GD2（惯性）过大或因负载过大使电动机堵转而产生。 再生过电压保护 采用逆变器是电动机快速减速时，由于再生功率直流电路电压将升高，有时超过容许值。可以采取停止逆变器运转或停止快速减速的方法，防止过电压。 瞬时停电保护 对于数毫秒以内的瞬时停电，控制电路工作正常。但瞬时停电如果达数 10ms 以上时，通常不仅控制电路误动作，主电路也不能供电，所以检出

37、后使逆变器停止运转。 接地过电流保护 逆变器负载接地时，为了保护逆变器有时要有接地过电流保护功能。但为了确保人身安全，需要装设漏电断路器。 冷却风机异常 有冷却风机的装置，当风机异常时装置内温度将上升，因此采用风机热继电器或器件散热片温度传感器，检出异常后停止逆变器。在温度上升很小对运转无妨碍的场合，可以省略。（2）异步电机的保护 过载保护过载检出装置与逆变器保护共用， 但考虑低速运转的过热时， 在异步电动机内埋入温度检出器， 或者利用装在逆变器内的电子热保护来检出过热。动作频繁时，可以考虑减轻电动机负载、增加电动 机及逆变器容量等。 超额 （超速）保护 逆变器的输出频率或者异步电动机的速度超

38、过规定值时，停止逆变器运转。其它保护 防止失速过电流急加速时，如果异步电动跟踪迟缓，则过电流保护电路动作，运转就不能继续进行（失速）。所以，在负载电流减小之前要进行控制，抑制频率上升或使频率下降。对于恒速运转中的过电流，有时 也进行同样的控制。 防止失速再生过电压 减速时产生的再生能量使主电路直流电压上升，为了防止再生过电压电路保护动作，在直流电压下降之前要进行控制，抑制频率下降，防止不能运转（失速 ）。3 变频器控制回路的抗干扰措施由于主回路的非线性 （进行开关动作 ），变频器本身就是谐波干扰源，而其周边控制回路却是小 能量、弱信号回路，极易遭受其它装置产生的干扰，造成变频器自身和周边设备无

39、法正常的工作。因 此，变频器在安装使用时，必须对控制回路采取抗干扰措施。1）变频器的基本控制回路 同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种： 420mA电流信号回路 濮拟）；15V/05V电压信号回路 濮拟）。 开关信号回路，变频器的开停指令、正反转指令等（数字）。外部控制指令信号通过上述基本回路导入变频器，同时干扰源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒体入侵变频器。2）干扰的基本类型及抗干扰措施。 静电耦合干扰：指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合，在电缆中产生的电势。措施：加大与干扰源电缆的距离，达到导体直径40 倍以上时，干扰程度就不大明显。在两电缆间设置屏蔽导体，再将屏蔽导体接

40、地。 静电感应干扰： 指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。 干扰的大小取决干扰 源电缆产生的磁通大小，控制电缆形成的闭环面积和干扰源电缆与控制电缆间的相对角度。措施： 一般将控制电缆与主回路电缆或其它动力电缆分离铺设， 分离距离通常在 30cm 以上（最 低为10cm），分离困难时，将控制电缆穿过铁管铺设。将控制导体绞合，绞合间距越小，铺设的路线 越短，抗干扰效果越好。 电波干扰：指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。措施：同 1 和 2 所述。必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用的铁箱要接地。 接触不良干扰： 指变频器控制电缆的电接点及继电器触点接触不良， 电

41、阻发生变化在电缆中产 生的干扰。措施：对继电器触点接触不良，采用并联触点或镀金触点继电器或选用密封式继电器。对电缆 连接点应定期做拧紧加固处理。 电源线传导干扰： 指各种电气设备从同一电源系统获得供电时， 由其它设备在电源系统直接产 生电势。措施：变频器的控制电源由另外系统供电，在控制电源的输入侧装设线路滤波器；装设绝缘变 压器，且屏蔽接地。 接地干扰： 指机体接地和信号接地。 对于弱电压电流回路及任何不合理的接地均可诱发的各种 意想不到的干扰，比如设置两个以上接地点，接地处会产生电位差，产生干扰。措施：速度给定的控制电缆取 1 点接地，接地线不作为信号的通路使用。电缆的接地在变频器 侧进行，

42、使用专设的接地端子，不与其它接地端子共用，并尽量减少接地端子引接点的电阻，一般不 大于 100d 。3）其它注意事项 装有变频器的控制柜， 应尽量远离大容量变压器和电动机。 其控制电缆线路也应避开这些漏磁 通大的设备。 弱电压电流控制电缆不要接近易产生电弧的断路器和接触器。 控制电缆建议采用 1.25mrrix 2或2mrW 2屏蔽绞合绝缘电缆。 屏蔽电缆的屏蔽要连续到电缆导体同样长。电缆在端子箱中连接时，屏蔽端子要互相连接。4 变频器常见故障分析1）变频器充电起动电路故障通用变频器一般为电压型变频器，采用交 直交工作方式，即是输入为交流电源，交流电压 三相整流桥整流后变为直流电压， 然后直流

43、电压经三相桥式逆变电路变换为调压调频的三相交流电输 出到负载。当变频器刚上电时，由于直流侧的平波电容容量非常大，充电电流很大，通常采用一个起 动电阻来限制充电电流，常见的变频起动两种电路，如图 1 所示。充电完成后，控制电路通过继电 器的触点或晶闸管将电阻短路， 起动电路故障一般表现为起动电阻烧坏， 变频器报警显示为直流母线 电压故障，一般设计者在设计变频器的起动电路时，为了减少变频器的体积选择起动电阻，都选择小 一些，电阻值在 1050Q，功率为1050W。当变频器的交流输入电源频繁通时，或者旁路接触器的触点接触不良时，以及旁路晶闸管的导 通阻值变大时，都会导致起动电阻烧坏。如遇此情况，可购

44、买同规格的电阻换之，同时必须找出引出 电阻烧坏的原因。 如果故障是由输入侧电源频率开合引起的， 必须消除这种现象才能将变频器投入使 用；如果故障是由旁路继电器触点或旁路晶闸管引起，则必须更换这些器件。2）变频器无故障显示，但不能高速运行 我厂一台变频器状态正常，但调不到高速运行，经检查，变频器并无故障，参数设置正确，调速输入信号正常，上电运行时测试岀现变频器直流母线电压只有450V左右，正常值为580600V ,再测输入侧，发现缺了一相，故障原因是输入侧的一个空气开关的一相接触不良造成的，为什么变频 器输入缺相不报警仍能在低频段工作呢 ?实际上变频器缺一相输入时，是可以工作的，多数变频器的 母

45、线电压下限为400V，即是当直流母线电压降至 400V以下时，变频器才报告直流母线低电压故障。 当两相输入时，直流母线电压为 380*1.2 = 452V>400V。当变频器不运行时，由于平波电容的作用， 直流电压也可达到正常值，新型的变频器都是采用 PWM 控制技术，调压调频的工作在逆变桥完成， 所以在低频段输入缺相仍可以正常工作，但因为输入电压低输岀电压低，造成异步电机转矩低，频率 上不去。3）变频器显示过流 岀现这种故障显示时，首先检查加速时间参数是否太短，力矩提升参数是否太大，然后检查负载是否太重。如果无这些现象，可以断开输岀侧的电流互感器和直流侧的霍尔电流检测点，复位后运 行，

46、看是否岀现过流现象，如果岀现的话，很可能是 1PM 模块岀现故障，因为 1PM 模块内含有过 压过流、欠压、过载、过热、缺相、短路等保护功能，而这些故障信号都是经模块控制引脚的输岀Fn 引脚传送到微控器的，微控器接收到故障信息后，一方面封锁脉冲输岀，另一方面将故障信息显示 在面板上，一般更换 1PM 模块。4）变频器显示过压故障 变频器岀现过压故障，一般是雷雨天气，由于雷电串入变频器的电源中，使变频器直流侧的电压检测器动作而跳闸， 在这种情况下， 通常只须断开变频器电源 1min 左右，再合上电源， 即可复位； 另一种情况是变频器驱动大惯性负载，就岀现过压现象，因为这种情况下，变频器的减速停止

47、属于再 生制动，在停止过程中，变频器的输岀频率按线性下降，而负载电机的频率高于变频器的输岀频率， 负载电机处于发电状态，机械能转化为电能，并被变频器直流侧的平波电容吸收，当这种能量足够大 时，就会产生所谓的 “泵升现象 ”，变频器直流侧的电压会超过直流母线的最大电压而跳闸，对于这种 故障，一是将减速时间参数设置长些或增大制动电阻或增加制动单元； 二是将变频器的停止方式设置 为自由停车。5）电机发热，变频器显示过载 对于已经投入运行的变频器如果岀现这种故障，就必须检查负载的状况；对于新安装的变频器如果岀现这种故障，很可能是 V/F 曲线设置不当或电机参数设置有问题，如一台新装变频器，其驱 动的是

48、一台变频电机，电机额定参数为 220V/50Hz ，而变频器岀厂时设置为 380V/50Hz ，由于安装 人员没有正确设定变频器的 V/F 参数，导致电机运行一段时间后转子岀现磁饱和， 致使电机转速降低， 发热而过载。所以在新变频器使用以前，必须设置好该参数，另外使用变频器的无速度传感器矢量控 制方式时，没有正确的设置负载电机的额定电压、电流、容量等参数，也会导致电机热过载，还有一 种情形是设置的变频器载波率过高时， 也会导致电机发热过载， 最后一种情形是电气设计者设计变频 器常常在低频段工作， 而没有考虑到在低频段工作的电机散热变差的问题， 致使电机工作一段时间后 发热过载，对于这种，需加装

49、散热装置。5 结束语 采用变频器作为异步电动机驱动器，尽管采用先进工艺和器件制造岀来的新的可靠性非常高， 但是如果使用不当或偶然事件也会发生造成变频器的损坏。要想在生产过程中，使用好变频器，熟悉 变频器的结构原理，了解常见故障，对技术人员尤为重要。变频 -工频切换如何避免变频炸炸机现在家少一个简单的方法，用电压表测量变频器输出端与工频相线间的电压，不管怎么调整变频 器输出的相序、 相位或其它， 测量结果都是工频 380V 线电压。 如果就这样直接进行变频 -工频切换一 定会导致不炸机、跳闸所以变频 -工频切换的技术秘诀就是变频器的输出端与工频不能短接，只要保证变频器的输出端 与工频不会短接，一

50、定能切换成功。首先用一个接触器 1 断开变频器输出与电动机的连接， 再用一个接触器 2 接通工频与电动机， 用 接触器 1的常闭触点去接通接触器 2的电磁线圈，即接触器 1和接触器 2一定要互锁。这样就保证 了变频器的输出端与工频不可能短接，变频切换也就简单了。操作注意事项：1、要切换工频的电机，停车方式设定为自由停车，切忌不能软停车；2、从变频器输出端切断电机的接触器，其控制停止按钮与变频器停车按钮为同一复合按钮，即 按停车时，变频器停车随之接触器线圈断电切断电机与变频器的连接；3、从变频器输出端切断电机的接触器，其控制启动按钮与变频器启动按钮联锁，即启动接触器 接通电机后，变频方可启动；4

51、、电动机接入工频的接触器，其线圈控制回路由变频器输出端切断电机的接触器的常闭触点控 制，保证变频器输出端切断电机后接入工频；5 、如果切换过程迅速准确，即电机脱离电源惯性运行的时间越短，转速下降越少，越不存在“冲击”，既电机在额定电流下切换；6、这里要注意电动机接入工频的相序要保证电机切换后转向一致！7、工频到电机应设一隔离断路器；如果切换 400KW 的电机，发生高压侧都跳闸，可能原因有以下几点：1、有两个问题值得考虑，一个是大电机脱离电源后，绕组由于分布电容还存在静电电压，切 换时出现操作过电压；2、另一个就是，电机还没有完全脱离变频器（例如电弧还没有熄灭），工频过早完成切换，形 成工频短

52、路；解决的办法是，首先让变频自由停车，电机再脱离变频器，然后再切换到工频，就可以排出以上 原因造成的切换跳闸；6、一定要控制好时间差！变频与工频的切换，用 PLC 控制切换过程时，切换的秘诀是变频自由停车到切除电机要有 0.1 秒的延时，由电机从变频切除到工频接通要有 0.2-0.4 秒的延时，整个过程最多 0.5 秒完成 .变频器负载匹配及对策生产机械的种类繁多，性能和工艺要求各异，其转矩特性不同，因此应用变频器前首先要搞清楚电动 机所带负载的性质，即负载特性，然后再选择变频器和电动机。负载有三种类型：恒转矩负载、风机 泵类负载和恒功率负载。不同的负载类型，应选择不同类型的变频器。（1）、恒

53、转矩负载恒转矩负载又是分为摩擦类负载和位能式负载。摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩的 150%左右，制动转矩一般要求额定转矩的 100% 左 右，所以变频器应选择具有恒定转矩特性，而且起动和制动转矩都比较大，过载时间过载能力大的变 频器。位能负载一般要求大的起动转矩和能量回馈功能， 能够快速实现正反转， 变频器应选择具有四象限运 行能力的变频器。（2）、风机泵类负载 负机泵类风载是典型的平方转矩负载，低速下负载非常小，并与转速平方成正比，通用变频器与 标准电动机的组合最合适。这类负载对变频器的性能要求不高，只要求经济性和可靠性，所以选择具 有 U/f=const 控制模式的变频器即可。如果

54、将变频器输出频率提高到工频以上时，功率急剧增加，有 时超过电动机变频器的容量，导致电动机过热或不能运转，故对这类负载转矩，不要轻易将频率提高 到工频以上。（3）、恒功率负载 恒功率负载指转矩与转速成反比，但功率保持恒定的负载，如卷取机、机床等。对恒功率特性的 负载配用变频器时，应注意的问题：在工频以上频率范围内变频器输出电压为定值控制，所以电动机 产生的转矩为恒功率特性， 使用标准电动机与通用变频器的组合没有问题。 而在工频以下频率范围内 为 U/f 定值控制，电动机产生的转矩与负载转矩又相反倾向，标准电动机与通用变频器的组合难以适 应，因此要专门设计。变频器常用英语 变频器： inverte

55、r( 日本 )，ACDriver( 欧美) ，FrequencyConverter( 欧洲) 变流器： converter 整流： rectifying-rectification 整流器 :rectifier 逆变： inverting-inversion 逆变器： inverter 转矩脉动： torquepulsation 脉宽调制： PWM(pulsewidthmodulation)正弦波脉宽调制： SPWM(sinepulsewidthmodulation) 谐波： harmonic矢量控制： VC(vectorcontrol) 直接转矩控制： DTC(directtorquecon

56、trol) 四象限运行： Fourquadrantoperation 再生(制动):Regeneration(braking) 直流制动： DCbraking 漏电流： leakcurrent 滤波器： filter电抗器： reactor电位器： potentiometer编码器： encoder,PLG(pulsegenerator)定子： stator 转子： rotor软起动器和变频器的区别软起动的工作原理软起动器实际上是一个晶闸管交流调压器。 改变晶闸管的触发角， 就可调节晶闸管调压电路的输出电 压。在整个起动过程中，软起动器的输出是一个平滑的升压过程（且可具有限流功能），直到晶闸管 全导通，电机在额定电压下工作 1、作用不同：软起通过降低机械应力、 改善机械可用性来降低设备的运行成本。 通过降低电机启动过程中的线路峰 值电流和电压降落来降低电气配电系统的负担。变频器主要是利用其平滑的调速性能，达到随即的变速目的；明显的节能降耗。 2、使用的侧重点不同：软起主要作用体现在较大功率电机的启动和停止过程。 变频器则体现在电机的整个运行过程中。3、对电缆的要求不同： 变频器往往用到屏蔽电缆，而软起对电缆要求不高。4、互换性：一些场合变频器可起到软起的作用，并替代软起，但是软起却替代不了变频器的位置5、选型标准：软起：供电电源电压范围；电动机铭牌上标注的功率和额定电流；根