在变频器日常维护过程中应出现问题及注意事项

1、在变频器日常维护过程中 ,经常遇到各种各样的问题 ,如外围线路问题 ,参数设定不良或机械 故障。如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。一、静态测试1、测试整流电路找到变频器内部直流电源的 P端和N端，将万用表调到电阻 X10档，红表棒接到 P, 黑八、表棒分别依到R、S、T,应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。相反将黑表棒接到P端，红表棒依次接到 R、S、T,有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端，重复以上步骤，都应得到相同结果。如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动

2、电阻出现故障。2、测试逆变电路将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上，应该有几十欧的阻值，且各相阻值基 本相同，反相应该为无穷大。将黑表棒接到 N 端，重复以上步骤应得到相同结果，否 则可确定逆变模块故障二、动态测试 在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。在上电前后必须注意 以下几点 :1、上电之前， 须确认输入电压是否有误， 将 380V 电源接入 220V 级变频器之中会出现 炸机（炸电容、压敏电阻、模块等）。2、 检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动 ,连接异常有时可能导致变频器 出现故障 ,严重时会出现炸机等情况。3、上电后检测故障显示内容 ,并初步断定

3、故障及原因。4、 如未显示故障 ,首先检查参数是否有异常 ,并将参数复归后 ,进行空载 （不接电机 ）情况下 启动变频器，并测试U、V、W三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况，则模块或驱动板等有故障5、在输出电压正常（无缺相、三相平衡）的情况下，带载测试。测试时，最好是满负 载测试。三、故障判断1 、整流模块损坏 一般是由于电网电压或内部短路引起。在排除内部短路情况下，更换整流桥。在现 场处理故障时，应重点检查用户电网情况，如电网电压，有无电焊机等对电网有污染 的设备等。2、逆变模块损坏 一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起。在修复驱动电路之后，测驱动波 形良好状态下，更换模块。

4、在现场服务中更换驱动板之后，还必须注意检查马达及连 接电缆。在确定无任何故障下，运行变频器。3、上电无显示一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电路无直流电引起，如启动电阻 损坏，也有可能是面板损坏。4、上电后显示过电压或欠电压一般由于输入缺相，电路老化及电路板受潮引起。找出其电压检测电路及检测点， 更换损坏的器件。5、上电后显示过电流或接地短路一般是由于电流检测电路损坏。如霍尔元件、运放等。6、启动显示过电流一般是由于驱动电路或逆变模块损坏引起。7、空载输出电压正常，带载后显示过载或过电流该种情况一般是由于参数设置不当或驱动电路老化，模块损伤引起变频器工作原理变频器主要由整流（交流变直

5、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！也欢迎大家多给我们编辑组提岀更多宝贵的意见和建议！1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？*1: r/min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

6、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 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/pn: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岀于过电压（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。输岀频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，最高

7、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，把变频器的输岀频率从50Hz改变到25Hz，这时变频器的输岀电压就需要从400V改变到约200V2. 当电机的旋转速度（频率）改变时，其输岀转矩会怎样？*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电流。而当使用变频器时，变频器的输岀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

8、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岀足够的转矩。3. -当变频器调速到大于 50Hz频率时，电机的输岀转矩将降低-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岀的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速.仃=Te, P<=Pe）变频器输岀频率大于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，以防止电机输岀转矩的不足。 举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低

9、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）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60Hz,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

10、子电压 U = E + I*R （I为电流，R为电子电阻，E为感应电势）可以看出，U,I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，电机的输岀转矩会

11、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

12、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

13、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，允许电机产出大 的转矩。此功能对改善电机低速时温升也有效。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

14、 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，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，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95 %左右。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50Hz，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

15、，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（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

16、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“inverter的名称进行出售。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 =

17、 60f/p（1-s） n: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）*频率（Hz）/电机的磁极对数-电机的转差率电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，rpm/min也可表示为rpm电机的旋转速度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1,800 r/min 4 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

18、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

19、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=变频器容量（KW） X55 W在这里，如果变频器容量是以恒转矩负载为准的（过流能力150% * 60s

20、）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） X60 W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，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

21、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，

22、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

23、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”。转矩提升功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

24、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。变频器制动的情况1:制动的概念指电能从电机侧流到变频器侧（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，如果输岀频率降低，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

25、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

26、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岀足

27、够的转矩。当变频器调速到大于额定频率 20 %时，电机的输岀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岀的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速.仃=Te, P<=Pe）变频器输岀频率大于额定频率时 （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 .回答1、按变换的环节分类:可分为

28、交-交变频器，即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器；交-直-交变频器，则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器。2、按直流电源性质分类：（1）电流型变频器电流型变频器特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功 率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源 型变频器（电流型）。电流型变频器的特点（优点）是能扼制负载电流频繁而急 剧的变化。常选用于负载电流变化较大的场合。（2）电压型变频器电压型变频器特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率 将由它

29、来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源内阻较小，相当于电压源，故称电 压型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合。此外，变频器还可以按输出电压调节方式分类，按控制方式分类，按主开关元器件分类，按输入电压高低分类。变频器的主要作用能节能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。可分为交一一交变频器，交 直 交变频器。交 交变频器可直接把交流电变成频率和电压都可变的交流电；交 直一一交变频器则是先把交流电经整流器先整流成直流电，再经过逆变器把这个直流电流变成频率和电压 都可变的交流电PWM是英文Pulse Width Modulation 脉冲宽度调制）缩写，按一定规

30、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，以调节输岀量值和波形的一种调制方式。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。非同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，那麽磁通就过大，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岀电

31、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 控制方式多用於风机、泵类节能型变频器。频率下降（低速）时,如果输岀相同的功率，则电流增加，但在转矩一定的条件下，电流几乎不变。采用变频器运转，随著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6-7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倍，起动转矩为70%-120% 额定转矩；对於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。频率下降时电压 V也成比例下降

32、，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。频率下降时完全成比例地降低电压，那麽由於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,要使输岀电压提高一些，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。在6Hz以下仍可输岀功率，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，此时电动机可输岀额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输岀频率（起动频率）根据机

33、种为0.5-3Hz.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。给所使用的电机装置设速度检岀器（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式，也有的机种利用选件可进行PG反馈。开环时，变频器即使输岀给定频率，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。对於要求调速精度比较高，即使负载变动也要求在近於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）。具有PG反馈功能的变频器，精度有提高。但速度

34、精度的植取决於PG本身的精度和变频器输岀频率的解析度。如果给定的加速时间过短，变频器的输岀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，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。加减速可以分别给定的机种，对於短时间加速、缓慢减速场合，或者对於小型机床需要严格给定生产节拍 时间的场合是适宜的，但对於风机传动等场合，加减速时间都较长，加速时间和减速时间可以共同给定。电动机在运转中如果降低指令频率，则电动机变为非同步发电机状态运行，作为制动器而工作，这就叫作

35、再生（电气）制动。从电机再生岀来的能量贮积在变频器的滤波电容器中，由於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%。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。此夕卜在流水生产线上，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 S

36、ANKEN、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。变频器基本结构与控制简介1 变频器简介1.1 变频器的基本结构 变频器是把工频电源 (50Hz 或 60Hz) 变换成各种频率的交流电源， 以实现电机的变速运 行的设备， 其中控制电路完成对主电路的控制， 整流电路将交流电变换成直流电， 直流中间 电路对整流电路的输出进行平滑滤波， 逆变电路将直流电再逆变成交流电。 对于如矢量控制 变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一

37、个进行转矩计算的 CPU 以及一些相 应的电路。1.2 变频器的分类 变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流 型变频器；按照开关方式分类， 可以分为 PAM 控制变频器、 PWM 控制变频器和高载频 PWM 控制变频器；按照工作原理分类，可以分为 V/f 控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控 制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相 变频器和三相变频器等。2 变频器中常用的控制方式2.1 非智能控制方式在交流变频器中使用的非智能控制方式有 V/f 协调控制、转差频率控制、矢量控制、 直接转矩控制等。(1) V/f 控

38、制V/f 控制是为了得到理想的转矩 -速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又 要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。 V/f 控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制性能， 而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。(2) 转差频率控制 转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在 V/f 控制的基础上，按照知道 异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率， 就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式，在控制系统中需要安装速度传感器， 有时还加有电流反馈，对频

39、率和电流进行控制，因此，这是一种闭环控制方式，可以使变频 器具有良好的稳定性，并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。(3) 矢量控制 矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，以达到对电动机在 d、q、0 坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间， 又可以形成各种 PWM 波，达到 各种不同的控制目的。 例如形成开关次数最少的 PWM 波以减少开关损耗。 目前在变频器中 实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量 控制方式两种。基于转差频率的矢量控制方式

40、与转差频率控制方式两者的定常特性一致，但是基于转 差频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制， 使之满足一定的条 件，以消除转矩电流过渡过程中的波动。 因此， 基于转差频率的矢量控制方式比转差频率控 制方式在输出特性方面能得到很大的改善。 但是， 这种控制方式属于闭环控制方式， 需要在 电动机上安装速度传感器，因此，应用范围受到限制。无速度传感器矢量控制是通过坐标变换处理分别对励磁电流和转矩电流进行控制，然 后通过控制电动机定子绕组上的电压、电流辨识转速以达到控制励磁电流和转矩电流的目 的。这种控制方式调速范围宽，启动转矩大，工作可靠，操作方便，但计算比较复杂，一般 需要专

41、门的处理器来进行计算，因此，实时性不是太理想，控制精度受到计算精度的影响。(4) 直接转矩控制 直接转矩控制是利用空间矢量坐标的概念，在定子坐标系下分析交流电动机的数学模 型，控制电动机的磁链和转矩， 通过检测定子电阻来达到观测定子磁链的目的， 因此省去了 矢量控制等复杂的变换计算， 系统直观、 简洁，计算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。 即使在开环的状态下，也能输出 100%的额定转矩，对于多拖动具有负荷平衡功能。(5) 最优控制 最优控制在实际中的应用根据要求的不同而有所不同，可以根据最优控制的理论对某 一个控制要求进行个别参数的最优化。 例如在高压变频器的控制应用中， 就成功的采用了

42、时 间分段控制和相位平移控制两种策略，以实现一定条件下的电压最优波形。(6) 其他非智能控制方式 在实际应用中，还有一些非智能控制方式在变频器的控制中得以实现，例如自适应控 制、滑模变结构控制、差频控制、环流控制、频率控制等。2.2 智能控制方式 智能控制方式主要有神经网络控制、模糊控制、专家系统、学习控制等。在变频器的 控制中采用智能控制方式在具体应用中有一些成功的范例。(1) 神经网络控制 神经网络控制方式应用在变频器的控制中，一般是进行比较复杂的系统控制，这时对 于系统的模型了解甚少， 因此神经网络既要完成系统辨识的功能， 又要进行控制。 而且神经 网络控制方式可以同时控制多个变频器，

43、因此在多个变频器级联时进行控制比较适合。 但是 神经网络的层数太多或者算法过于复杂都会在具体应用中带来不少实际困难。(2) 模糊控制 模糊控制算法用于控制变频器的电压和频率，使电动机的升速时间得到控制，以避免 升速过快对电机使用寿命的影响以及升速过慢影响工作效率。 模糊控制的关键在于论域、 隶 属度以及模糊级别的划分，这种控制方式尤其适用于多输入单输出的控制系统。(3) 专家系统 专家系统是利用所谓“专家”的经验进行控制的一种控制方式，因此，专家系统中一 般要建立一个专家库， 存放一定的专家信息， 另外还要有推理机制， 以便于根据已知信息寻 求理想的控制结果。专家库与推理机制的设计是尤为重要的

44、，关系着专家系统控制的优劣。 应用专家系统既可以控制变频器的电压，又可以控制其电流。(4) 学习控制 学习控制主要是用于重复性的输入， 而规则的 PWM 信号 (例如中心调制 PWM) 恰好满 足这个条件， 因此学习控制也可用于变频器的控制中。 学习控制不需要了解太多的系统信息， 但是需要 12 个学习周期， 因此快速性相对较差， 而且， 学习控制的算法中有时需要实现超 前环节，这用模拟器件是无法实现的，同时， 学习控制还涉及到一个稳定性的问题，在应用 时要特别注意。3 变频器控制的展望 随着电力电子技术、微电子技术、计算机网络等高新技术的发展，变频器的控制方式 今后将向以下几个方面发展。(1

45、) 数字控制变频器的实现 现在，变频器的控制方式用数字处理器可以实现比较复杂的运算，变频器数字化将是 一个重要的发展方向， 目前进行变频器数字化主要采用单片机MCS51 或 80C196MC 等， 辅 助以SLE4520或EPLD液晶显示器等来实现更加完善的控制性能。(2) 多种控制方式的结合单一的控制方式有着各自的优缺点，并没有“万能”的控制方式，在有些控制场合，需要将一些控制方式结合起来， 例如将学习控制与神经网络控制相结合，自适应控制与模糊控制相结合，直接转矩控制与神经网络控制相结合，或者称之为“混合控制”，这样取长补短，控制效果将会更好。(3) 远程控制的实现计算机网络的发展，使“天涯

46、若咫尺”，依靠计算机网络对变频器进行远程控制也是一 个发展方向。通过 RS485接口及一些网络协议对变频器进行远程控制，这样在有些不适合 于人类进行现场操作的场合，也可以很容易的实现控制目标。(4) 绿色变频器随着可持续发展战略的提出，对于环境的保护越来越受到人们的重视。变频器产生的高次谐波对电网会带来污染，降低变频器工作时的噪声以及增强其工作的可靠性、安全性等等这些问题，都试图通过采取合适的控制方式来解决，设计出绿色变频器。4结束语变频器的控制方式是一个值得研究的问题，依靠致力于这项工作的有识之士的共同努 力，使国产变频器早日走向世界市场并且成为一流的产品。变频器的参数设置变频器的参数设定在

47、调试过程中是十分重要的。由于参数设定不当，不能满 足生产的需要，导致起动、制动的失败，或工作时常跳闸，严重时会烧毁功率模 块IGBT或整流桥等器件。变频器的品种不同，参数量亦不同。一般单一功能控 制的变频器约5060个参数值，多功能控制的变频器有 200个以上的参数。但 不论参数多或少，在调试中是否要把全部的参数重新调正呢？不是的，大多数可不变动，只要按出厂值就可，只要把使用时原出厂值不合适的予以重新设定就可， 例如外部端子操作、模拟量操作、基底频率、最咼频率、上限频率、下限频率、 启动时间、制动时间(及方式)、热电子保护、过流保护、载波频率、失速保护和 过压保护等是必须要调正的。当运转不合适

48、时，再调整 其他参数。现场调试常见的几个问题处理起动时间设定原则是宜短不宜长，具体值见下述。过电流整定值OC过小，适当增大，可加至最大150%。经验值1.52s/kW,小功率取大些；大于 30kW取2s/kW。 按下起动键*RUN电动机堵转。说明负载转矩过大，起动力矩太小 (设法提高) 这时要立即按STOP停车，否则时间一长，电动机要烧毁的。因电机不转是堵转 状态，反电热E=0,这时，交流阻抗值Z=0,只有直流电阻很小，那么，电流很 大是很危险的，就要跳闸OC动作。制动时间设定原则是宜长不宜短，易产生过压跳闸0E具体值见表1的减速时间。对水泵 风机以自由制动为宜，实行快速强力制动易产生严重“水

49、锤”效应。起动频率设定对加速起动有利，尤以轻载时更适用，对重载负荷起动频率值大，造成起动 电流加大，在低频段更易跳过电流 0C 般起动频率从0开始合适。起动转矩设定对加速起动有利，尤以轻载时更适用，对重载负荷起动转矩值大，造成起动 电流加大，在低频段更易跳过电流 0C 般起动转矩从0开始合适。基底频率设定基底频率标准是50Hz时380V,即V/F=380/50=7.6。但因重载负荷(如挤出 机，洗衣机，甩干机，混炼机，搅拌机，脱水机等 ) 往往起动不了，而调其他参 数往往无济于事，那么调基底频率是个有效的方法。即将 50Hz设定值下降，可 减小到30Hz或以下。这时，V/F>7.6，即在

50、同频率下尤其低频段时输出电压增高 (即转矩* U2)。故一般重载负荷都能较好的起动。制动时过电压处理制动时过电压是由于制动时间短，制动电阻值过小所引起的，通过适当增长 时间，增加电阻值就可避免。制动方法的选择(1) 能耗制动。使用一般制动，能量消耗在电阻上，以发热形式损耗。在较 低频率时，制动力矩过小，要产生爬行现象。(2) 直流制动。适用精确停车或停位，无爬行现象，可与能耗制动联合使用， 一般w 20Hz时用直流制动，>20Hz时用能耗制动。(3) 回馈制动。适用100kW调速比D> 10,高低速交替或正反转交替，周期时间亦短，这种情况下，适用回馈制动，回馈能量可达20的电动机功

51、率。更具体详情分析以及参数选取， 请见“变频器的三种电气制动”一文， 已发表在 电气时代 2004年第 3期上。空载（或轻载）跳OC按理在空载（或轻载）时，电流是不大的，不应跳oc但实际发生过这样的现 象，原因往往是补偿电压过高，起动转矩过大，使励磁饱和严重，致使励磁电流 畸变严重，造成尖峰电流过大而跳闸 oc适当减小或恢复出厂值或置于 o位。起动时在低频w 20Hz时跳OC原因是由于过补偿，起动转矩大，起动时间短，保护值过小 （包括过流值及 失速过流值），减小基底频率就可。起动困难，起动不了一般的设备，转动惯量GD2过大，阻转矩过大，又重载起动，大型风机、水 泵等常发生类似情况，解决方法：减

52、小基底频率；适当提高起始频率；适 当提高起动转矩；减小载波频率值 2.54kHz,增大有效转矩值；减小起动 时间；提高保护值；使负载由带载起动转化为空载或轻载，即对风机可关小进口阀门。使用变频器后电动机温升提高，振动加大，噪声增高我公司载波频率设定值是2.5kHz，比通常的都低，目的是从使用安全着眼， 但较普遍反映存在上述三点问题， 通过增高载波频率值后，问题就解决了。见表 2、表3、表4。送电后按起动键RUN后没反应（1）面板频率没设置；（2）电动机不动，出现这种情况要立即按“停止 STOP并检查下列各条：再次确认线路的正确性；再次确认所确定的代码（尤其对与起动有关的部分）； 运行方式设定对否；测量输入电压，R, S，T三相电压；测量直流PN电压值；测量开关电源各组电压值；检查驱动电路插件接触情况；检查面板 电路插件接触情况；全面检查后方可再次通电。EA变频器的参数设置变频器的参数设定在调试过程中是十分重要的。由于参数设定不当，不能满足生产 的需要，导致起动、制动的失败，或工作时常跳闸，严重时会烧毁功率模块IGBT或整流桥等器件。变频器的品种不同，参数量亦不同