变频器培训—20131209资料

1、变频器培训1.变频器工作原理2.变频器控制电路3.电力拖动基础4.变频器选型问题5.变频器常见问题及解决方法 主讲：主讲： 黄勇黄勇 2013年年12月月9日日交-直-交变频器原理图M交 交 直交-直-交变频器主电路 交一直一交变频器交一直一交变频器PWM电压型变频器电压型变频器的主电路的主电路交-直-交变频器主电路交一直部分 (1)整流管VD1VD6 VD1VD6组成三相整流桥，将电源三相交流整流成直流。 (2)滤波电容器Cd 滤平全波整流后的电压纹波； 当负载变化时，使直流电压保持平稳。 (3)限流电阻RL与开关SL当变频器刚合上电源的瞬间，滤波电容器Cd的充电电流很大，过大的冲击电流将可

2、能使三相整流桥的二极管损坏。为了保护整流桥，在变频器刚接通电源后的一段时间里，电路内串入限流电阻RL，其作用是将电容器Cd的充电电流限制在容许范围以内。开关SL的功能是：当Cd充电到一定程度时，令开关SL接通，将限流电阻RL短路掉。在许多新系列的变频器里，SL已由晶闸管代替，如图527中虚线所示。 (4)电源指示HLHL除了表示电源是否接通以外，还有一个十分重要的功能，即在变频器切断电源后，表示滤波电容器Cd上的电荷是否已经释放完毕交-直-交变频器主电路直一交部分 (1)逆变管VT1VT6 VT1VT6组成逆变桥，把VD1VD6整流所得的直流电，再逆变成频率可调的交流电。这是变频器实现变频的具

3、体执行环节，是变频器的核心部分。 当前常用的逆变管有IGBT、GTR、GTO等。 (2)续流二极管VD7VD12 电动机的绕组是电感性的，其电流具有无功分量。VD7VD12为无功电流返回直流电源时提供通道。 当频率下降，电动机处于再生制动状态时，再生电流将通过VD7VD12返回给直流电路。 VT1VT6进行逆变的基本工作过程是，同一桥臂的两个逆变管，处于不停的交替导通和截止的状态。这种交替导通和截止的换相过程中，也不时地需要VD7VD12提供通路。 (3)缓冲电路(C01C06.R01R06、VDO1VD06) 不同型号的变频器中，缓冲电路也不尽相同。图5.27所示是比较典型的一种。其功能如下

4、： C01C06 逆变管VT1VT6每次由导通状态切换成截止状态的关断瞬间，集电极(C极)和发射极（E极）间的电压UCE将迅速地从OV上升到直流电压UD，过高的电压变化率警将导致逆变管损坏。通过C01C06的充电来减小在每次关断时的电压变化率。 R01R06交-直-交变频器主电路逆变管VTiVTe每次由截止状态切换成导通状态的瞬间，C01C06上所充的电压(等于UD)将向VT1VT6放电。此放电电流的初始值将很大，并且将叠加到负载电流上，导致VT1VT6过载而损坏。因此，R01R06的功能是限制逆变管在接通瞬间CoiC06的放电电流。 (3) VD01VD06 R01R06的接人，又会影响C0

5、1C06在VT1VT6关断时减小电压变化率的效果。VD01VD06接人后，在VT1VT6的关断过程中，使R01R06不起作用；而在VT1VT6的接通过程中，又迫使C01C06的放电电流流经R01R06。制动电阻和制动单元 (1)制动电阻RB 电机在工作频率下降过程中，将处于再生制动状态，拖动系统的动能要反馈到直流电路中，使直流电压UD不断上升，甚至可达到危险的地步。因此，必须将再生到直流电路的能量消耗掉，使UD保持在容许范围内。制动电阻RB就是用来消耗这部分能量的。 (2)制动单元VB 制动单元VB由大功率晶体管及其驱动电路构成。其功能是为制动电流IB流经RB提供通路。变频器工作原理 调速原理

6、：调速原理： 改变输入频率 （无级调速）变频器变频器N=60F/P P：极对数 F：频率N：转速改变极对数 （有级调速）调速方法：调速方法：变频器工作原理 变频器的基本构成变频器的基本构成整流部分整流部分商用电源商用电源逆变部分逆变部分平平波波电电容容整流整流逆变逆变直流电压直流电压电源电压电源电压输出电压输出电压输出电压的平均值是正弦波马达马达正弦波（正弦波（脉宽调制脉宽调制） ）控制控制方式方式 变频器基本构成图变频器基本构成图 马达电源驱动回路保护回路控制回路防冲击防冲击回路回路（逆变回路）（逆变回路）DC/DCDC/DC电电源源变换变换回路回路MDBMDB（整流回路）整流回路）MDBM

7、DB（整流回路）整流回路）平波电容平波电容制动回制动回路路操作面板 可变速运转的原理可变速运转的原理 变频器是：变频器是： 将商用交流电源通过整流回路变换成直流，将商用交流电源通过整流回路变换成直流， 将变换后的直流经过逆变回路变换成电压、将变换后的直流经过逆变回路变换成电压、频率可调节的交流电，频率可调节的交流电， 利用交流三相异步电动机的转速与频率成利用交流三相异步电动机的转速与频率成正比的特点，通过改变电源的频率和幅度正比的特点，通过改变电源的频率和幅度以达到改变电机转速的目的。以达到改变电机转速的目的。变频器工作原理变频器主回路介绍 目前,通用型变频器绝大多数是交直交型变频器,通常以电

8、压型变频器为主,其主回路如下图,它是变频器的核心电路,由整流回路(交直变换),直流滤波电路、制动能耗电路、逆变电路(直交变换)组成,当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分. 1) 整流电路 通用型变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成.它的功能是将工频电源进行整流,经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源.三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端.压敏电阻网络的作用,是吸收交流电网的浪涌过电压,从而避免由此而损坏变频器.三相380V的变频器,整流器件的最大反向电压一般为12001600V,最大整流电流为变频器额定电流的两倍. 2) 滤波电路

9、逆变器的负载属感性负载的异步电动机,无论异步电动机处于电动或发电状态,在直流滤波电路和异步电动机之间,都会有无功功率的交换,这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲.同时,三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流,为了减小直流电压和电流的波动,直流滤波电路起到对整流电路的电压进行滤波作用. 变频器工作原理3) 通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容,通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组,以得到所需的耐压值和容量.另外,因为电解电容器容量有较大的离散性,这将使它们单个的所承受的负荷不相等.因此,电容器要各并联一个阻值等相的均压电阻,消除离散性的影响,否则电容的寿命会大大缩短,严

10、重制约变频器的寿命. 4) 制动电路 即能耗制动,在大惯量的负载停止时提供能量泄放回路,在P和PB接制动电阻即可. 5) 逆变电路 逆变电路的作用是在控制电路的作用下,将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源.逆变电路的输出就是变频器的输出,所以逆变电路是变频器的核心电路之一,起着非常重要的作用. 最常见的逆变电路结构形式是利用六个功率开关器件(GTR、IGBT、GTO等)组成的三相桥式逆变电路,有规律的控制逆变器中功率开关器件的导通与关断,可以得到任意频率的三相交流输出. 变频器工作原理变频器控制电路组成控制电路由以下电路组成：频率、电压的运算电路、主电路的电压、电流

11、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。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

12、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。变频器的控制方法变频器的控制方法恒恒U/F控制控制 1.恒恒U/F控制控制(属于标量控制属于标量控制) 定子电动势有效值为定子电动势有效值为: E=4.44F :电动机气隙磁链电动机气隙磁链 F:电动机工作频率电动机工作频率 为避免电动机因频率的变化而导致磁路饱和引起励磁电流增大,功率因数和效率降低,需要维持气隙磁通,所以在调节F时,E也回相应地变化,即:E/F=K(恒定值)变频器的控制方法变

13、频器的控制方法恒恒U/F控制控制 在额定频率以下，如果电压一定而只降低频率，那么气隙磁通就要过大，造成磁路饱和，严重时烧毁电动机。因此为了保持气隙磁通不变，就要求在降低供电频率的同时降低输出电压，保持u/f=常数，即保持电压与频率之比为常数进行控制。这种控制方式为恒压频比控制方式，又称恒磁通控制方式。 在额定频率以下，磁通恒定时转矩也恒定，因此，属于恒转矩调速。变频器的控制方法变频器的控制方法恒恒U/F控制控制 基频向下调速，希望保持磁通不变。从公式U=E=4.44*f*N*看出，磁通正比与E/f(近似正比与U/f)，所以保持E/f（U/f）的比值不变，就可以保证磁通不变。基频向上调速时候，因

14、为电压不能再升了，所以可以看成弱磁调速。弱磁调速交流磁通产生原理：=kE/f其中： 为气隙磁通幅值，k为常数，E为感应电动势，f为输出频率。1何为弱磁调速何为弱磁调速1、在直流电机理论中，改变直流电机转速的方法有：改变电枢电压调速，还有就是减小电枢电阻、减弱主极磁通调速；2、在变频器对异步电机的调速中，当变频器的输出频率高于电机额定频率时，电机铁芯磁通开始减弱，电机转速高于额定转速，此时我们称电机进入弱磁调速；3、变频器对异步电机调速时，一旦进入弱磁调速，变频器输出电压不再改变，一般为电机额定电压。而电机电流增大，超过额定电流，速度增大时电磁转矩减小，电机功率为恒功率，所以有人把弱磁调速又叫做

15、恒功率调速。弱磁调速 2弱磁调速的目的与方法弱磁调速的目的与方法 1、在额定转速以上，为了不产生过流或过载； 2、电机在弱磁调速运行时，只有保证转矩M与转速n成反比，即恒功率P运行，电流才基本不变保持额定电流； 因为：U = 4.44fN , M I ，M = P/n ； 如：f增大2倍，缩小1/2，M缩小1/2 ，n增大2倍，这个过程中电压U不变，电流I不变，频率f增大2倍，n增大2倍，缩小1/2，M缩小1/2，功率P不变 。弱磁调速 3弱磁调速注意点弱磁调速注意点 理论情况是，进入弱磁调速，电机电流变化情况与负载性质有关，恒功率P运行，电流基本不变保持额定电流。实际工程应用中，一般变频异步

16、电动机交流调速系统的最大电流出现在满载启动的时刻，进入弱磁区的电机电流不会比最大启动电流大。由于负载性质的不同，电流增大、功率增大的情况是经常的，这时要防止电机过流或过载。变频器的控制方法变频器的控制方法矢量控制矢量控制 一、矢量控制思想的引入 异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，通过坐标变换，可以使之降阶并化简，但并没有改变其非线性、多变量的本质。需要高动态性能的异步电机调速系统必须在其动态模型的基础上进行分析和设计，但要完成这一任务并非易事。经过多年的潜心研究和实践，有几种控制方案已经获得了成功的应用，目前应用最广的就是按转子磁链定向的矢量控制系统。变频器的控制方

17、法变频器的控制方法矢量控制矢量控制 二、二、 矢量控制系统的基本思路矢量控制系统的基本思路 以产生同样的旋转磁动势为准则，在三相坐标系上的定子交流电流 iA、 iB 、iC ，通过三相/两相变换可以等效成两相静止坐标系上的交流电流 i、i ，再通过同步旋转变换，可以等效成同步旋转坐标系上的直流电流 id 和 iq变频器的控制方法变频器的控制方法矢量控制矢量控制 如果观察者站到铁心上与坐标系一起旋转，他所看到的便是一台直流电机，可以控制使交流电机的转子总磁通 r 就是等效直流电机的磁通，如果把d轴定位于 的方向上，称作M（Magnetization）轴，把q轴称作T（Torque）轴，则M绕组相

18、当于直流电机的励磁绕组，im 相当于励磁电流，T 绕组相当于伪静止的电枢绕组，it 相当于与转矩成正比的电枢电流。变频器的控制方法变频器的控制方法矢量控制矢量控制 把上述等效关系用结构图的形式画出来，便得到如图所示。从整体上看，输入为A，B，C三相电压，输出为转速 ，是一台异步电机。从内部看，经过3/2变换和同步旋转变换，变成一台由 im 和 it 输入，由 输出的直流电机。变频器的控制方法变频器的控制方法矢量控制矢量控制图：异步电动机的坐标变换结构图3/2三相/两相变换; VR同步旋转变换; M轴与轴（A轴）的夹角 3/2VR等效直流等效直流电机模型电机模型ABC iAiBiCitimii异

19、步电动机异步电动机 异步电机的坐标变换结构图变频器的控制方法变频器的控制方法矢量控制矢量控制 既然异步电机经过坐标变换可以等效成直流电机，那么，模仿直流电机的控制策略，得到直流电机的控制量，经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电机了。 由于进行坐标变换的是电流（代表磁动势）的空间矢量，所以这样通过坐标变换实现的控制系统就叫作矢量控制系统（Vector Control System），控制系统的原理结构如下图所示。变频器的控制方法变频器的控制方法矢量控制矢量控制 矢量控制系统原理结构图 控制器控制器VR-12/3电流控制电流控制变频器变频器3/2VR等效直流等效直流电机模型电机模型+i*mi*t

20、 si*i*i*Ai*Bi*CiAiBiCiiimit反馈信号异步电动机给定信号 图： 矢量控制系统原理结构图变频器的控制方法变频器的控制方法矢量控制矢量控制 在设计矢量控制系统时，可以认为，在控制器后面引入的反旋转变换器VR-1与电机内部的旋转变换环节VR抵消，2/3变换器与电机内部的3/2变换环节抵消，如果再忽略变频器中可能产生的滞后，则图中虚线框内的部分可以完全删去，剩下的就是直流调速系统变频器的控制方法变频器的控制方法矢量控制矢量控制 设计控制器时省略后的部分控制器控制器VR-12/3电流控制电流控制变频器变频器3/2VR等效直流等效直流电机模型电机模型+i*mi*t si*i*i*A

21、i*Bi*CiAiBiCiiimit反馈信号异步电动机给定信号 图5-10 简化控制结构图变频器的控制方法变频器的控制方法矢量控制矢量控制 可以想象，这样的矢量控制交流变压变频调速系统在静、动态性能上完全能够与直流调速系统相媲美。 电力拖动基础 直流电机的物理模型直流电机的数学模型比较简单，先分析一下直流电机的磁链关系。图中绘出了二极直流电机的物理模型，图中 F为励磁绕组，A 为电枢绕组，C 为补偿绕组。 F 和 C 都在定子上，只有 A 是在转子上。 把 F 的轴线称作直轴或 d 轴（direct axis），主磁通的方向就是沿着 d 轴的；A和C的轴线则称为交轴或q 轴（quadratur

22、e axis）。电力拖动基础图： 二极直流电机的物理模型dqFACifiaic励磁绕组电枢绕组补偿绕组电力拖动基础主极磁场在空间固定不动；由于换向器作用，电枢磁动势的轴线始终被电刷限定在 q 轴位置上，其效果好象一个在 q 轴上静止的绕组一样。 但它实际上是旋转的，会切割 d 轴的磁通而产生旋转电动势，这又和真正静止的绕组不同，通常把这种等效的静止绕组称作“伪静止绕组” 。电力拖动基础 虽然电枢本身是旋转的，但其绕组通过换向器电刷接到端接板上，电刷将闭合的电枢绕组分成两条支路。当一条支路中的导线经过正电刷归入另一条支路中时，在负电刷下又有一根导线补回来。电力拖动基础 分析结果 电枢磁动势的作用

23、可以用补偿绕组磁动势抵消，或者由于其作用方向与 d 轴垂直而对主磁通影响甚微，所以直流电机的主磁通基本上唯一地由励磁绕组的励磁电流决定，这是直流电机的数学模型及其控制系统比较简单的根本原因。电力拖动基础 交流电机的物理模型如果能将交流电机的物理模型（见下图）等效地变换成类似直流电机的模式，分析和控制就可以大大简化。坐标变换正是按照这条思路进行的。 在这里，不同电机模型彼此等效的原则是：在不同坐标下所产生的磁动势完全一致。 电力拖动基础 众所周知，交流电机三相对称的静止绕组 A 、B 、C ，通以三相平衡的正弦电流时，所产生的合成磁动势是旋转磁动势F，它在空间呈正弦分布，以同步转速 s （即电流

24、的角频率）顺着 A-B-C 的相序旋转。这样的物理模型绘于下图中。电力拖动基础 （1）交流电机绕组的等效物理模型ABCABCiAiBiCFs图a： 三相交流绕组电力拖动基础 旋转磁动势的产生 然而，旋转磁动势并不一定非要三相不可，除单相以外，二相、三相、四相、 等任意对称的多相绕组，通以平衡的多相电流，都能产生旋转磁动势，当然以两相最为简单。电力拖动基础 （2）等效的两相交流电机绕组Fiis图b： 两相交流绕组 电力拖动基础 图b中绘出了两相静止绕组 和 ，它们在空间互差90，通以时间上互差90的两相平衡交流电流，也产生旋转磁动势 F 。 当图a和b的两个旋转磁动势大小和转速都相等时，即认为图

25、b的两相绕组与图a的三相绕组等效。 电力拖动基础 （3）旋转的直流绕组与等效直流电机模型sFdqidiqdq图c 旋转的直流绕组 电力拖动基础再看图c中的两个匝数相等且互相垂直的绕组 d 和 q，其中分别通以直流电流 id 和iq，产生合成磁动势 F ，其位置相对于绕组来说是固定的。 如果让包含两个绕组在内的整个铁心以同步转速旋转，则磁动势 F 自然也随之旋转起来，成为旋转磁动势。电力拖动基础把这个旋转磁动势的大小和转速也控制成与图 a 和图 b 中的磁动势一样，那么这套旋转的直流绕组也就和前面两套固定的交流绕组都等效了。当观察者也站到铁心上和绕组一起旋转时，在他看来，d 和 q 是两个通以直

26、流而相互垂直的静止绕组。 如果控制磁通的位置在 d 轴上，就和直流电机物理模型没有本质上的区别了。这时，绕组d相当于励磁绕组，q 相当于伪静止的电枢绕组。 电力拖动基础 等效的概念 由此可见，以产生同样的旋转磁动势为准则，图a的三相交流绕组、图b的两相交流绕组和图c中整体旋转的直流绕组彼此等效。或者说，在三相坐标系下的 iA、iB 、iC，在两相坐标系下的 i、i 和在旋转两相坐标系下的直流 id、iq 是等效的，它们能产生相同的旋转磁动势。电力拖动基础 就图c 的 d、q 两个绕组而言，当观察者站在地面看上去，它们是与三相交流绕组等效的旋转直流绕组；如果跳到旋转着的铁心上看，它们就的的确确是

27、一个直流电机模型了。这样，通过坐标系的变换，可以找到与交流三相绕组等效的直流电机模型。电力拖动基础 现在的问题是，如何求出iA、iB 、iC 与 i、i 和 id、iq 之间准确的等效关系，这就是坐标变换的任务。 电力拖动基础 2. 三相-两相变换（3/2变换） 现在先考虑上述的第一种坐标变换 在三相静止绕组A、B、C和两相静止绕组、 之间的变换，或称三相静止坐标系和两相静止坐标系间的变换，简称 3/2 变换。 电力拖动基础 图d中绘出了 A、B、C 和 、 两个坐标系，为方便起见，取 A 轴和 轴重合。设三相绕组每相有效匝数为N3，两相绕组每相有效匝数为N2，各相磁动势为有效匝数与电流的乘积

28、，其空间矢量均位于有关相的坐标轴上。由于交流磁动势的大小随时间在变化着，图中磁动势矢量的长度是随意的。电力拖动基础 3/2变换CAN2iN3iAN3iCN3iBN2i60o60oB 图d 三相和两相坐标系与绕组磁动势的空间矢量 电力拖动基础 设磁动势波形是正弦分布的，当三相总磁动势与二相总磁动势相等时，两套绕组瞬时磁动势在 、 轴上的投影都应相等， )2121(60cos60cosCBA3C3B3A32iiiNiNiNiNiN)(2360sin60sinCB3C3B32iiNiNiNiN电力拖动基础写成矩阵形式，得CBA232323021211iiiNNii（1-1） 电力拖动基础 考虑变换前

29、后总功率不变，在此前提下，可以证明，匝数比应为 （1-2） 3223NN电力拖动基础 代入式（1-1），得 （1-3）CBA232302121132iiiii电力拖动基础 三相两相坐标系的变换矩阵 令 C3/2 表示从三相坐标系变换到两相坐标系的变换矩阵，则 （1-4） （1-5）2323021211322/3C电力拖动基础如果三相绕组是Y形联结不带零线，则有 iA + iB + iC = 0，或 iC = iA iB 。代入式（1-4）和（1-5）并整理后得 （1-6）BA221023iiii电力拖动基础 三相两相坐标系的变换矩阵 （1-7） 按照所采用的条件，电流变换阵也就是电压变换阵，同

30、时还可证明，它们也是磁链的变换阵。BA2161032iiii电力拖动基础 三相异步电动机在两相坐标系上的三相异步电动机在两相坐标系上的 数学模型数学模型 前已指出，异步电机的数学模型比较复杂，坐标变换的目的就是要简化数学模型。异步电机数学模型是建立在三相静止的ABC坐标系上的，如果把它变换到两相坐标系上，由于两相坐标轴互相垂直，两相绕组之间没有磁的耦合，仅此一点，就会使数学模型简单了许多。电力拖动基础 要把三相静止坐标系上的电压方程、磁链方程和转矩方程，都变换到两相旋转坐标系上来，可以先利用 3/2 变换将方程式中定子和转子的电压、电流、磁链和转矩都变换到两相静止坐标系 、 上，然后再用旋转变

31、换阵 C2s/2r 将这些变量变换到两相旋转坐标系 dq 上。电力拖动基础 变换过程ABC坐标系 坐标系dq坐标系3/2变换C2s/2r变频器选型 电源电源（电源等级选择电源等级选择） ） 相数相数 ： ： 三相三相 电压电压 ： ： 频率频率 ： ： 电源电源容量容量 ： ： 应在变频器额定电源容量以上应在变频器额定电源容量以上注意注意 电源电压的容许波动范围为电源电压的容许波动范围为、。、。 过高电压的输入会导致变频器损坏过高电压的输入会导致变频器损坏。 。损坏损坏！上限値（上限値（230V AC10%） ）2高電圧！高電圧！電源電圧波形電源電圧波形上限値（）电电 源源断路器断路器（ （M

32、CCB） ）变频器变频器马达马达功率改善功率改善扼流圈扼流圈选择与供电电源和电动机选择与供电电源和电动机的额定电压两者相匹配的的额定电压两者相匹配的电压等级。电压等级。 变频器选型 变频器容量的选择： 1 所选的变频器容量应大于等于电动机容量 2 所选的变频器额定输出电流应满足电动机的额定电流电电 源源断路器断路器（ （MCCB） ）变频器变频器马达马达功率改善功率改善扼流圈扼流圈 马达马达（额定电压、容量的选择额定电压、容量的选择） ） 种类种类 ： ： 三相三相异步电动机异步电动机 电压电压 ： ： 容量容量 ： ： 、 额定电流额定电流 ： ： 、 根据变频器的电压选定根据变频器的电压选

33、定 不要用变频器驱动除三相异步电动机以外的任何负载。不要用变频器驱动除三相异步电动机以外的任何负载。 单相马达不能使用单相马达不能使用。 。 使用特殊马达时，应使用特殊马达时，应注意。注意。注意注意根据变频器的容量选定根据变频器的容量选定变频器选型 带缺相保护带缺相保护的热继电器的热继电器电电 源源断路器断路器（ （MCCB） ）变频器变频器马达马达功率改善功率改善扼流圈扼流圈断路器断路器 ： ：在选择断路器时，其动作特性应符合变频器电流特性匹配的需要，避免因变频器接入在选择断路器时，其动作特性应符合变频器电流特性匹配的需要，避免因变频器接入电源时产生的浪涌而误动作，应使用产品说明书上所推荐的

34、断路器等级。电源时产生的浪涌而误动作，应使用产品说明书上所推荐的断路器等级。 热继电器热继电器 ： ： 变频器内置的热敏元件是作为过负载保护之用的。变频器内置的热敏元件是作为过负载保护之用的。对于缺相保护，请使用带缺相保护的热敏继电器。对于缺相保护，请使用带缺相保护的热敏继电器。电磁接触器电磁接触器 ： ：一般使用时不需要电磁接触器。如果安装了电磁接器，不要一般使用时不需要电磁接触器。如果安装了电磁接器，不要 用它控制变频器的启动或停止。用它控制变频器的启动或停止。输入滤波器输入滤波器： ： 对外围设备造成电气干扰时使用对外围设备造成电气干扰时使用。 。功率改善扼流圈功率改善扼流圈 ： ： 需

35、改善功率因素时予以连接需改善功率因素时予以连接。 。对抑制高次谐波有一定的对抑制高次谐波有一定的 效果效果。 。 电源侧频繁的进行电源侧频繁的进行ONOFF操作会导致变频器发生故障操作会导致变频器发生故障。 在变频器在变频器运行时负载侧进行运行时负载侧进行ONOFF操作，会产生很大的冲击电流，导致变频器操作，会产生很大的冲击电流，导致变频器 异常跳闸。甚至损坏变频器。异常跳闸。甚至损坏变频器。 马达的启动和停止应使用变频器的运行信号来进行马达的启动和停止应使用变频器的运行信号来进行。 。不要用电源侧或负载侧接装的电磁接触器控制变频器的启动、停止。不要用电源侧或负载侧接装的电磁接触器控制变频器的

36、启动、停止。变频器选型 故故 障障变频器运行中运行中電磁接触器（或断路器）产生的冲击电流是马达额定产生的冲击电流是马达额定电流的电流的6倍以上倍以上如果输出侧安装了电磁接触器（或断路器），如果输出侧安装了电磁接触器（或断路器），在变频器在变频器运行运行中进行中进行ONOFF操作，操作，会产生很大的冲击电流，导致变频器损坏。会产生很大的冲击电流，导致变频器损坏。 马达的启动和停止应使用变频器的运行信号来进行马达的启动和停止应使用变频器的运行信号来进行不可！不可！变频器选型变频器的选型原则及注意事项（1） 变频器容量的选择选择变频器时，应以电动机的额定电流和负载特性为依据选择变频器的额定容量。变频

37、器额定电流是反映半导体变频器装置能力的关键量，总负载电流不超过变频器的额定电流时现则变频器的基本原理。6极以上电动机的额定电流都有可能大于上述电动机的额定电流。从常识来看，6极以上异步电动机在同样功率下的效率特别是功率因数，都低于4极异步电动机，其额定电流自然要高。在现场原有的电动机选配变频器，绝不可仅看额定功率值一致盲目地选用变频器。（2） 变频器与电动机的选配 变频器用于控制高速电动机时，由于高速电动机的电抗小，会产生较多的谐波，这些谐波会使变频器的出处电流值增加。因此，选择变频器容量应比拖动普通电动机的变频器容量稍大一些。变频器用于压缩机 振动机等转矩波动大的负载及油压泵等有功率峰值的负

38、载时，按照电动机的额定电流量选择变频器有可能发生因峰值电流使过电流保护动作的情况。因此，应选择比其在工频运行下的最大电流更大的运行电流作为选择变频器容量的依据。变频器用于驱动潜水泵电动机时，因为潜水泵电动机的额定电流比通常电动机的额定电流大，所选择变频器时，其额定电流大于潜水泵电动机的额定电流。（3） 变频器容量与加减速时间变频器常见问题及解决方法 使用一台变频器控制多台马达时，变频器的容量应如何选择？使用一台变频器控制多台马达时，变频器的容量应如何选择？MCCB热继电器Th-1马达额定电流变频器Th-2nTh-n 电源选型要点选型要点变频器的额定输出电流变频器的额定输出电流 马达额定电流的总

39、和马达额定电流的总和 （12n） ）注）注）为了保护马达，请在各个马达前安装热继电器为了保护马达，请在各个马达前安装热继电器用用1台变频器切替使用台变频器切替使用2台以上马达时的注意事项是什么？台以上马达时的注意事项是什么？MCCB热敏继电器Th-1马达变频器Th-2电源MC1MC2电磁接触器注意事項注意事項 应在变频器和马达停止的状态下，进行应在变频器和马达停止的状态下，进行 马达切替。马达切替。 请不要在变频器运行中进行电磁接触器的请不要在变频器运行中进行电磁接触器的 ON/OFF操作。操作。 注意：变频器运行中接通马达，会产生马达额定电流注意：变频器运行中接通马达，会产生马达额定电流 的

40、的68倍的电流。倍的电流。 如一定要在变频器运行中进行切换，应充分考如一定要在变频器运行中进行切换，应充分考 虑由此产生的冲击电流对变频器和马达的影响，虑由此产生的冲击电流对变频器和马达的影响， 选择选择容量更大的变频器和马达。容量更大的变频器和马达。注意注意变频器常见问题及解决方法 用小容量的变频器拖动轻负载的大容量电动机可以吗用小容量的变频器拖动轻负载的大容量电动机可以吗？ 不可以不可以。 。 因为不同容量的电动机的电感量不因为不同容量的电动机的电感量不同，容量同，容量 大的电机波动电流大，易造成过流大的电机波动电流大，易造成过流跳闸跳闸轻负载运行轻负载运行变频器变频器变频器变频器轻负载运

41、行轻负载运行变频器常见问题及解决方法参数设置类故障常用变频器在使用中,是否能满足传动系统的要求,变频器的参数设置非常重要,如果参数设置不正确,会导致变频器不能正常工作。 1参数设置 常用变频器,一般出厂时,厂家对每一个参数都幸桓瞿现?这些参数叫工厂值.在这些参数值的情况下,用户能以面板操作方式正常运行的,但以面板操作并不满足大多数传动系统的要求.所以,用户在正确使用变频器之前,要对变频器参数时从以下几个方面进行: 1.1确认电机参数,变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。 1.2变频器采取的控制方式,即速度控制、转距控制、PID控制或其他方

42、式。采取控制方式后,一般要根据控制精度,需要进行静态或动态辨识。 1.3设定变频器的启动方式,一般变频器在出厂时设定从面板启动,用户可以根据实际情况选择启动方式,可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。 1.4给定信号的选择,一般变频器的频率给定也可以有多种方式,面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定,当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和.正确设置以上参数之后，变频器基本上能正常工作,如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。变频器常见问题及解决方法过压类故障变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上.正常情况下,变频器直流电为三相全波整流后

43、的平均值.若以380V线电压计算,则平均直流电压Ud= 1.35 U线513V.在过电压发生时,直流母线的储能电容将被充电,当电压上至760V左右时,变频器过电压保护动作.因此,变频器来说,都有一个正常的工作电压范围,当电压超过这个范围时很可能损坏变频器,常见的过电压有两类。 1 发电类过电压 这种情况出现的概率较高,主要是电机的同步转速比实际转速还高,使电动机处于发电状态,而变频器又没有安装制动单元,有两起情况可以引起这一故障。 1.1、当变频器拖动大惯性负载时,其减速时间设的比较小,在减速过程中,变频器输出的速度比较快,而负载靠本身阻力减速比较慢,使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所

44、对应的转速还要高,电动机处于发电状态,而变频器没有能量回馈单元,因而变频器支流直流回路电压升高,超出保护值,出现故障,而纸机中经常发生在稍锊糠?处理这种故障可以增加再生制动单元,或者修改变频器参数,把变频器减速时间设的长一些.增加再生制动单元功能包括能量消耗型,并联直流母线吸收型、能量回馈型.能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻, 通过检测直流母线电压来控制功率管的通断.并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统,这种系统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态,产生再生能量.这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收,能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的,当有再生能量产生时可逆变流器就将

45、再生能量回馈给电网。 1.2、多个电动施动同一个负载时,也可能出现这一故障,主要由于没有负荷分配引起的.以两台电动机拖动一个负载为例,当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时,则转速高的电动机相当于原动机,转速低的处于发电状态,引起故障.在纸机经常发生在榨部及网部,处理时需加负荷分配控制.可以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些。 2 输入交流电源过压 这种情况是指输入电压超过正常范围,一般发生在节假日负载较轻,电压升高或降低而线路出现故障,此时最好断开电源,检查、处理。变频器常见问题及解决方法 过载故障 过载故障包括变频过载和电机器过载.其可能是加速时间太短,直流制动量过

46、大、电网电压太低、负载过重等原因引起的.一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等.负载过重,所选的电机和变频器不能拖动该负载,也可能是由于机械润滑不好引起.如前者则必须更换大功率的电机和变频器;如后者则要对生产机械进行检修。变频器常见问题及解决方法 过流故障 过流故障可分为加速、减速、恒速过电流.其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均,输出短路等原因引起的.这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查，检查霍尔CT电流检测元件，如果断开负载变频器还是过流故障,明说变频器逆变电路已环,需要更换变频器。变频器常

47、见问题及解决方法 其他故障 欠压 说明变频器电源输入部分有问题,需检查后才可以运行。 欠压故障主要体现在三个方面，1个是交流电源的欠电压过缺电相，1个事故直流母线上的电压过低还有就是欠压检测电流过元件出现问题电源前电压过缺相直流电压过低 变频器常见问题及解决方法 过热故障 温度过高 如电动机有温度检测装置,检查电动机的散热情况;变频器温度过高,检查变频器的通风情况。 变频器的过热故障由电动机过热故障和变频器过热故障两种，引起过热的原因也是由多方面的，一般地，电动机过热保护动作应检查电动机的散热和通风情况，变频器过热保护动作，应检查变频器的冷却风扇和通风情况。变频器常见问题及解决方法 变频器过热

48、一般来说，变频器产生过热故障的原因由以下几种1环境温度高2变频器通风不良3变频器风扇故障4功率模块的散热问题，变频器内的模块都有温度限制，动超过模块就会炸掉，所以在变频器散热铝板上安装温度检测电阻，动温度达到检测值是传到CPU板，从而产生报警信号，一保护模块的安全。5温度检测故障，由温度检测元件过检测电路出现问题产生的误报警信号变频器常见问题及解决方法 电机过热采用变频器矿质的电机产生电机过热故障的原因，主要是以下几种1高次谐波引起电机的效率和功率因数变差，电机损耗增加，由于普通电机是按正常弦波电源制造的，当有高次谐波流过电动机绕组时，铜损增大，并引起附加损耗，从而引起绕组发热。变频器传动与工

49、频电晕传动相比，电流约增加10%，温升约增加20%2 电机低速运转，散热能力变差。3 电压变化率du/dt增高，电机故障率增加。由于电机绕组匝间电压变化率du/dt很高，电机绕组的电压分布变得很不均匀，使绕组匝间短路的故障增加。变频器常见问题及解决方法 引发变频器故障的外部因素引发变频器故障的外部因素主要是由于使用哪个安装不正确或安装的环境不合理，容易引发变频器误动作或发生故障。在变频器调速系统发生故障时，应分析故障现象及起的原因，首先应确定变频器的故障范围。（1） 外部的电磁感应干扰（2） 变频器的工作环境 变频器若安装在振动冲击较大的场合 变频器若安装在潮湿 变频器的安装环境应具有良好的通

50、风条件变频器常见问题及解决方法 （3） 供电电源变频器供电电源异常表现的形式由缺相 电压波动及瞬间停电，有时几种异常形式可同时出现 缺相 电压波动（4） 感应雷电和 操作过电压（5） 电压高次谐波（6） 震动 噪声变频器常见问题及解决方法引发变频器故障的内部因素（1） 变频器的软件的诊断微处理器技术的发展极大的提高了变频器的自诊断能力，变频器出现故障大多可通过故障代码的形式显示，同时，通过检查询问厂家提供的技术手册，可以大体辨出故障的类型进行简单的故障排除和处理（2） 变频器的硬件故障因素的日常检查定期检查的主要远近的尽早的发现异常现象，清楚尘埃，禁锢检查，排除事故隐患。日常检查包括不停止变频

51、器运行或不拆卸其盖板进行通电和启动试验，通过目测变频器的运行情况确认无异常情况，通常检查如下内容。*键盘面板显示是否正常，有无缺少字符，仪表指示是否正确*冷却风扇部分是否运转正常，是否有异常声音等*变频器及引出电缆是否有过热 变色 变形 异味 噪声 振动等异常现象*变频器周围环境是否符合标准规范，温度与湿度是否正常*变频器控制系统是否由积聚尘埃的情况*变频器控制的各连接线外围电器元件是否有松动等异常现象*检查变频器的进线电源是否正常，电源开关是否有电火花 缺相引线压接螺栓松，电压是否正常等变频器常见问题及解决方法机械负载与电动机的转矩特性选择电动机及变频器容量决定其控制方式的基础。机械负载种类众多，但归纳其转速-转矩的特性，主要有以下三大类：恒转矩负载，平方转矩负载 恒功率负载。下面就各类负载特性进行说明。（1） 恒转矩负载对于传送带 搅拌机 挤压成形机等摩擦负载，吊车或升降机等重力负载，无论其速度变化与否，负载所需要的转矩大体上是一个定位称此类负载为恒转矩负载（2）平方降转矩负载风扇 风机 泵 空调设备，干燥机等流体机械，在低速时由