DANFOSS變頻器培訓(xùn)

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 變頻器培訓(xùn) 丹弗斯變頻器的外觀一、 系列2800系列 5000 VLT?VLT? 8000 Aqua系列 VLT? 一、基礎(chǔ)知識 、概述1把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流:變頻器定義 電的裝置稱作“變頻器”。主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動(dòng)變頻器 單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測單元微處理單元等組成的。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電”inverter）變換為交流電（AC）的裝置，其科學(xué)術(shù)語為“DC（DC）。把直流電（”，。由于變頻器設(shè)備中產(chǎn)生變化的電壓或頻率的主要裝置叫“inverter)(逆變器”，即：變頻

2、器。用于電機(jī)控制的變頻器，inverter故該產(chǎn)品本身就被命名為“ 既可以改變電壓，又可以改變頻率。-電機(jī)結(jié)構(gòu)與基本特征 2. 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變？ 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 三相異步電動(dòng)機(jī)是目前較常用的交流電動(dòng)機(jī)，多用在工業(yè)設(shè)備。 三相異步電動(dòng)機(jī)要旋轉(zhuǎn)起來的先決條件是具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組就是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。我們知道，但相電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度的，三相異步電動(dòng)機(jī)定子中的三個(gè)繞組在空間方位上也互差120度，這樣，當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時(shí)，定子繞組就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，其產(chǎn)生的過程如圖1所示。圖中分四個(gè)時(shí)刻來描述旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生過程。電流

3、每變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)一周，即旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度與電流的變化是同步的。 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為：n=60f/P 式中f為電源頻率 P是磁場的磁極對數(shù) n的單位是：每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) 根據(jù)此式我們知道，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與磁極數(shù)和使用電源的頻率有關(guān)控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有兩種方法： 1. 改變磁極法 2. 變頻法 以往多用第一種方法，現(xiàn)在則利用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)對交流電動(dòng)機(jī)的無級變速控制。 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 觀察圖1還可發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與繞組中電流的相序有關(guān)。相序A、B、C順時(shí)針排列，磁場順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，若把三根電源線中的任意兩根對調(diào)，例如將B相電流通入C相繞組中，C相電流通入B相繞組中，則相序變?yōu)?/p>

4、：C、B、A，則磁場必然逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。利用這一特性我們可很方便地改變?nèi)嚯妱?dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。 定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場后，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條（鼠籠條）將切割旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電流又與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場方向以n1的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)起來。一般情況下，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n1低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n。因?yàn)榧僭O(shè)n=n1，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁場就沒有相對運(yùn)動(dòng)，就不會(huì)切割磁力線，也就不會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n1必然小于n。為此我們稱三相電動(dòng)機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)。 電機(jī)轉(zhuǎn)速N與級數(shù)P: 每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)r/min 或rpm. 例如：2極電機(jī) 50Hz 3000 r/

5、min ；4極電機(jī) 50Hz 1500 r/min 反轉(zhuǎn) 圖2正轉(zhuǎn)圖1 電機(jī)接線任意調(diào)換兩相就可以改變馬達(dá)的轉(zhuǎn)向? 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 結(jié)論：改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機(jī)控制方法 如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時(shí)會(huì)使電機(jī)出于過電壓（過勵(lì)磁），導(dǎo)致電機(jī)可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時(shí)必須要同時(shí)改變電壓。輸出頻率在額定頻率以上時(shí)，電壓卻不可以繼續(xù)增加，最高只能是等于電機(jī)的額定電壓。 例如：為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減半，把變頻器的輸出頻率從50Hz改變到25Hz，這時(shí)變頻器的輸出電壓就需要從400V改變到約200V 這就是所謂V/f模式。 頻率下降時(shí)電壓V也成比例下降， V與f的比例關(guān)系是考

6、慮了電機(jī)特性而預(yù)先決定的，通常在控制器的存儲(chǔ)裝置(ROM)中存有幾種特性，可以用開關(guān)或標(biāo)度盤進(jìn)行選擇。 按比例地改V和f時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩會(huì)有變化。頻率下降時(shí)完全成比例地降低電壓，那麼由於交流阻抗變小而直流電阻不變,將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。因此，在低頻時(shí)給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,這種補(bǔ)償稱增強(qiáng)起動(dòng)?？梢圆捎酶鞣N方法實(shí)現(xiàn),有自動(dòng)進(jìn)行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法 3、逆變器件的介紹：IGBT 、SCR和GTO晶閘管 a) IGBT是絕緣柵雙極晶體管的代號。 IGBT 簡稱絕緣門柵極晶體管（縮寫IGT）。它是將MOSFET和GTR集成在一個(gè)芯片上

7、的復(fù)合器件。功率MOSFET是單極型電壓驅(qū)動(dòng)器件。它就有工作速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好以及驅(qū)動(dòng)電路簡單特點(diǎn)，但它導(dǎo)通電阻較大，電流容量也較低，而GTR是雙極型電流驅(qū)動(dòng)器件，其阻斷電壓高，載流能力強(qiáng)，但工作速度較慢，驅(qū)動(dòng)電流大、控制電路較復(fù)雜。這兩類器件的缺點(diǎn)限制了它們的發(fā)展。目前出現(xiàn)許多新型復(fù)合器件，如MOS/雙極復(fù)合晶體管，MOS/雙極復(fù)合晶閘管，這些新型電力電子復(fù)合器件，集合了單極和雙極型器件各自的優(yōu)點(diǎn)。 IGBT發(fā)展得很快，這種復(fù)合器件屬于晶體管類，它既可以作為開關(guān)用，也可以作為放大器件用。他具有良好的特性，很是合作中頻電源的逆變器開關(guān)用。 b) SCR和GTO晶閘管 普通晶閘管SC

8、R 曾稱可控硅，它有三個(gè)極：陽極，陰極和門極。 SCR的工作特點(diǎn)是，當(dāng)在門極與陰極間加一個(gè)不大的正向電壓（G為+，K為） 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 時(shí)，SCR即導(dǎo)通，負(fù)載Rl中就有電流流過。導(dǎo)通后，即使取消門極電壓，SCR仍保持導(dǎo)通狀態(tài)。只有當(dāng)陽極電路的電壓為0或負(fù)值時(shí)，SCR才關(guān)斷。所以，只需要用一個(gè)脈沖信號，就可以控制其導(dǎo)通了，故它常用于可控整流。 作為一種無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體開關(guān)器件，其允許反復(fù)導(dǎo)通和關(guān)斷的次數(shù)幾乎是無限的，并且導(dǎo)通的控制也十分方便。這是一般的“通-斷開關(guān)”所望塵莫及的，從而使實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速取得了突破。但由于變頻器的逆變電路是在直流電壓下工作的，而SCR在直流電壓下又不能

9、自行關(guān)斷，因此，要實(shí)現(xiàn)逆變，還必須增加輔助器件和相應(yīng)的電路來幫助它關(guān)斷。所以，盡管當(dāng)時(shí)的變頻調(diào)速裝置在個(gè)別領(lǐng)域（如風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載）已經(jīng)能夠?qū)嵱茫茨苓M(jìn)入大范圍的普及應(yīng)用階段。 門極關(guān)斷（GTO）晶閘管 SCR在一段時(shí)間內(nèi)，幾乎是能夠承受高電壓和大電流的唯一半導(dǎo)體器件。因此，針對SCR的缺點(diǎn)，人們很自然地把努力方向引向了如何使晶閘管具有關(guān)斷能力這一點(diǎn)上，并因此而開發(fā)出了門極關(guān)斷晶閘管。 GTO晶閘管的基本結(jié)構(gòu)和SCR類似，它的三個(gè)極也是：陽極（A）、陰極（K）和門極（G）。其圖行符號也和SCR相似，只是在門極上加一短線，以示區(qū)別。 GTO晶閘管的基本電路和工作特點(diǎn)是： 在門極G上加正電壓或正脈

10、沖（開關(guān)S和至位置1）GTO晶閘管即導(dǎo)通。其后，即使撤消控制信號（開關(guān)回到位置0），GTO晶閘管仍保持導(dǎo)通。可見，GTO晶閘管的導(dǎo)通過程和SCR的導(dǎo)通過程完全相同。 如在G、K間加入反向電壓或較強(qiáng)的反向脈沖（開關(guān)和至位置2），可使GTO晶閘管關(guān)斷。 用GTO晶閘管作為逆變器件取得了較為滿意的結(jié)果，但其關(guān)斷控制較易失敗，故仍較復(fù)雜，工作頻率也不夠高。而幾乎是與此同時(shí)，大功率管（GTR）迅速發(fā)展了起來，使GTO晶閘管相形見拙。因此，在大量的中小容量變頻器中，GTO晶閘管已基本不用。但其工作電流大，故在大容量變頻器中，仍居主要地位 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 一、主回路 主回路主要由整流電路、限流電路、濾

11、波電路、制動(dòng)電路、逆變電路和檢測電路的傳感器部分組成。 它的結(jié)構(gòu)圖如下： 1、整流電路。 整流電路實(shí)際上就是一塊整流模塊。它的作用是把三相（或單相）50Hz、380V（220V）的交流電源，通過整流模塊的橋式整流成脈動(dòng)直流電。 整流電路（整流模塊）的故障： 整流模塊中的整流二極管一個(gè)或多個(gè)損壞而開路，導(dǎo)致主回路PN電壓值下降或無電壓值。 整流模塊中的整流二極管一個(gè)或多個(gè)損壞而短路，導(dǎo)致變頻器輸入電源短路，供電電源跳閘，變頻器無法接上電源。 2、限流電路 限流電路是限流電阻和繼電器觸點(diǎn)（或可控硅）相并聯(lián)的電路。變頻器開機(jī)瞬間會(huì)有一個(gè)很大的充電電流，為了保護(hù)整流模塊，充電電路中串聯(lián)限流電阻以限制充

12、電電流值。隨著充電時(shí)間的增長，它的充電電流減少。減少到一定數(shù)值，繼電器動(dòng)作觸點(diǎn)閉和，短接限流電阻。正常運(yùn)行時(shí)，主回路電流流經(jīng)繼電器觸點(diǎn)。 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 限流電路故障： 繼電器觸點(diǎn)氧化，接觸不良。導(dǎo)致變頻器工作時(shí)，主回路電流，部分或全部流經(jīng)限流電阻，限流電阻被燒毀。 繼電器觸點(diǎn)燒毀，不能恢復(fù)常開態(tài)。導(dǎo)致開機(jī)時(shí)，限流電阻不起作用，過大的充電電流損壞整流模塊。 繼電器線包損壞不能工作，導(dǎo)致變頻器工作時(shí)，主回路電流全部流經(jīng)限流電阻，限流電阻被燒毀。 限流電阻燒毀，、原因所致，再就是限流電阻老化損壞。變頻器接通電源，主回路無直流電壓輸出。因此，也就無低壓直流供電。操作盤無顯示，高壓指示燈不亮。

13、一些變頻器限流電路中，不用繼電器，而用可控硅等開關(guān)器件。可控硅等開關(guān)器件損壞后開路、短路和可控硅無觸發(fā)信號三種情況，其故障類似繼電器。 3、濾波電路 濾波電路是將整流電路輸出的脈動(dòng)直流電壓，成為波動(dòng)較小的直流電壓。通常變頻器為電壓型。由濾波電解電容對整流電路的輸出進(jìn)行平滑。對于380V電源的變頻器，是兩個(gè)電解電容串聯(lián)后再并聯(lián)。勻壓電阻Rp、Rn是為了使直流電壓平分加到每個(gè)電容上。 濾波電路故障 濾波電容老化。其容量低于額定值的85%，致使變頻器運(yùn)行時(shí)，輸出電壓低于正常值。 濾波電容損壞成開路，導(dǎo)致變頻器運(yùn)行時(shí)輸出電壓低于正常值。損壞成短路，會(huì)導(dǎo)致另一只濾波損壞。進(jìn)而可能損壞限流電路中的繼電器、

14、限流電阻、損壞整流模塊。 勻壓電阻損壞。勻壓電阻損壞后，會(huì)由于兩個(gè)電容受壓不均而逐個(gè)因超壓被損壞。 4、制動(dòng)電路 在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)的降速和停機(jī)是通過逐漸減小頻率來實(shí)現(xiàn)的，在頻率減小的瞬間，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)械慣性的原因，電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速w1小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速w時(shí)，轉(zhuǎn)子電流的相位幾乎改變了180度，電機(jī)從電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時(shí)，電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩Te， 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 使電機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降，電機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)。電機(jī)再生的電能P經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無法通過整流橋回饋到電網(wǎng)，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部

15、分能消耗電能，但電容仍有短時(shí)間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓Ud升高。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。因此，對于負(fù)載處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)中必須采取必需的措施處理這部分再生能量-就是處理再生能量的方法：能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng)。 1 能耗制動(dòng)的工作方式 能耗制動(dòng)采用的方法是在變頻器直流側(cè)加放電電阻單元組件，將再生電能消耗在功率電阻上來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)（如圖二所示）。這是一種處理再生能量的最直接的辦法，它是將再生能量通過專門的能耗制動(dòng)電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能，因此又被稱為“電阻制動(dòng)”，它包括制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻二部分。 1.1 制動(dòng)單元 制動(dòng)單元的功能是當(dāng)直流回路的電壓Ud超過規(guī)定的限值時(shí)（如66

16、0V或710V），接通耗能電路，使直流回路通過制動(dòng)電阻后以熱能方式釋放能量。制動(dòng)單元可分內(nèi)置式和外置式二種，前者是適用于小功率的通用變頻器，后者則是適用于大功率變頻器或是對制動(dòng)有特殊要求的工況中。從原理上講，二者并無區(qū)別，都是作為接通制動(dòng)電阻的“開關(guān)”，它包括功率管、電壓采樣比較電路和驅(qū)動(dòng)電路。 1.2 制動(dòng)電阻 制動(dòng)電阻是用于將電機(jī)的再生能量以熱能方式消耗的載體，它包括電阻阻值和功率容量兩個(gè)重要的參數(shù)。通常在工程上選用較多的是波紋電阻和鋁合金電阻兩種：前者采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量，并選用高阻燃無機(jī)涂層，有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長使用壽命；后者電阻器耐氣候性、耐震動(dòng)性，優(yōu)于傳

17、統(tǒng)瓷骨架電阻器，廣泛應(yīng)用于高要求惡劣工控環(huán)境使用，易緊密安裝、易附加散熱器，外型美觀。 1.3 制動(dòng)過程 能耗制動(dòng)的過程如下：A、當(dāng)電機(jī)在外力作用下減速、反轉(zhuǎn)時(shí)（包括被拖動(dòng)），電機(jī)即以發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，能量反饋回直流回路，使母線電壓升高；B、當(dāng)直流電壓到達(dá)制動(dòng)單元開的狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)單元的功率管導(dǎo)通，電流流過制動(dòng)電阻；C、制動(dòng)電 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 阻消耗電能為熱能，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，母線電壓也降低；D、母線電壓降至制動(dòng)單元要關(guān)斷的值，制動(dòng)單元的功率管截止，制動(dòng)電阻無電流流過；E、采樣母線電壓值，制動(dòng)單元重復(fù)ON/OFF過程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。 1.4 安裝要求 制動(dòng)單元與變頻器之間，以及

18、制動(dòng)單元與電阻之間的配線距離要盡可能短（線長在2m以下），導(dǎo)線要足夠粗； 制動(dòng)單元在工作時(shí)，電阻將大量發(fā)熱，應(yīng)此要充分注意散熱，并使用耐熱導(dǎo)線，導(dǎo)線請勿觸及電阻器； 放電功率電阻應(yīng)使用絕緣擋片固定牢固，安裝位置要確保良好散熱，建議電阻器安裝在電控柜頂部。 1.5 制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻的選配 A、首先估算出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 一般情況下，在進(jìn)行電機(jī)制動(dòng)時(shí)，電機(jī)內(nèi)部存在一定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的18%-22%左右，因此計(jì)算出的結(jié)果在小于此范圍的話就無需接制動(dòng)裝置； B、接著計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值 在制動(dòng)單元工作過程中，直流母線的電壓的升降取決于常數(shù)RC，R即為制動(dòng)電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動(dòng)

19、 單元?jiǎng)幼麟妷褐狄话銥?10V。 C、然后進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇 在進(jìn)行制動(dòng)單元的選擇時(shí)，制動(dòng)單元的工作最大電流是選擇的唯一依據(jù)，其計(jì)算公式如下： 最后計(jì)算制動(dòng)電阻的標(biāo)稱功率 由于制動(dòng)電阻為短時(shí)工作制，因此根據(jù)電阻的特性和技術(shù)指標(biāo)，我們知道電阻的標(biāo)稱功率將小于通電時(shí)的消耗功率，一般可用下式求得： 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 制動(dòng)電阻標(biāo)稱功率 = 制動(dòng)電阻降額系數(shù) X 制動(dòng)期間平均消耗功率 X 制動(dòng)使用率% 2.6 制動(dòng)特點(diǎn) 能耗制動(dòng)（電阻制動(dòng)）的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，缺點(diǎn)是運(yùn)行效率降低，特別是在頻繁制動(dòng)時(shí)將要消耗大量的能量，且制動(dòng)電阻的容量將增大。 圖二 能耗制動(dòng)和制動(dòng)單元、制動(dòng)電阻的連接方式 2 共用直流母

20、線方式的回饋制動(dòng) 對于頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)，或是四象限運(yùn)行的電機(jī)而言，如何處理制動(dòng)過程不僅影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，而且還有經(jīng)濟(jì)效益的問題。于是，回饋制動(dòng)成為人們討論的焦點(diǎn)，然而在目前大部分的通用變頻器還不能通過單獨(dú)的一臺(tái)變頻器來實(shí)現(xiàn)再生能量的情況下，如何用最簡單的辦法來實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)呢？ 為解決以上問題，這里介紹了一種共用直流母線方式的再生能量回饋系統(tǒng)，通過這種方式，它可以將制動(dòng)產(chǎn)生的再生能量進(jìn)行充分利用，從而起到既節(jié)約電能又處理再生電能的功效。 2.1 工作原理 我們知道通常意義上的異步電機(jī)多傳動(dòng)包括整流橋、直流母線供電回路、若干個(gè)逆變器，其中電機(jī)需要的能量是以直流方式通過PWM逆變器輸出。在多傳動(dòng)方式

21、下，制動(dòng)時(shí)感生能量就反饋到直流回路。通過直流回路，這部分反饋能量就可以 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 消耗在其他處在電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)上，制動(dòng)要求特別高時(shí)，只需要在共用母線上并上一個(gè)共用制動(dòng)單元即可。 在實(shí)際的應(yīng)用中，多傳動(dòng)的系統(tǒng)造價(jià)高、品牌少，也往往使用在鋼鐵、造紙等高端市場。以此參照到眾多的制動(dòng)小系統(tǒng)應(yīng)用，也不失為一種效率好、節(jié)能高的制動(dòng)方式。 圖三接線是典型的共用直流母線的制動(dòng)方式，M1是處于電動(dòng)狀態(tài)，M2經(jīng)常處于發(fā)電狀態(tài)，三相交流電源380V接到 圖三 共用直流母線的回饋制動(dòng)方式 處于電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)M1上的變頻器VF1端，而VF2則通過共用直流母線方式與VF1的母線相連。在此種方式下，VF2僅做為

22、逆變器在使用，M2處于電動(dòng)時(shí)，所需能量由交流電網(wǎng)通過VF1的整流橋獲得；M2處于發(fā)電時(shí)，反饋能量通過直流母線由M2的電動(dòng)狀態(tài)消耗。 2.2 應(yīng)用范圍 共用直流母線的制動(dòng)方式可典型應(yīng)用于造紙機(jī)械、印刷機(jī)械、離心分離機(jī)以及系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)等。在這些應(yīng)用中，有一個(gè)共同的特點(diǎn)：即處于發(fā)電狀態(tài)的M2的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于處于電動(dòng)狀態(tài)的M1的容量，而且當(dāng)M1的電動(dòng)狀態(tài)停止時(shí)（即變頻器VF1待 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 機(jī)），M2的發(fā)電狀態(tài)隨即轉(zhuǎn)為電動(dòng)狀態(tài)。這樣，直流母線電壓就不會(huì)快速升高，系統(tǒng)始終處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。 這里以離心機(jī)為例進(jìn)行應(yīng)用說明。過濾式螺旋卸料離心機(jī)，在全速下連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)卸料，自動(dòng)完成進(jìn)料、分離、洗滌、卸

23、料等工序。離心機(jī)的核心是過濾型轉(zhuǎn)鼓，利用主機(jī)和副機(jī)的差轉(zhuǎn)速來控制卸料速度，并實(shí)現(xiàn)無人安全操作。在處理過程中，主機(jī)始終處于電動(dòng)狀態(tài)，而副機(jī)則由于轉(zhuǎn)速差的作用，基本上處于發(fā)電狀態(tài)。主機(jī)和副機(jī)功率通常為22KW和5.5KW、30KW和7.5KW、45KW和11KW等4:1匹配，符合本節(jié)闡述的工作方式。為考慮到副機(jī)供電也是由主機(jī)變頻器的整流橋提供，因此必須考慮到VF1的整流橋的額定電流（不同的變頻器廠商其整流橋規(guī)格不一樣），以此來決定VF1的選型。VF2的選型必須考慮到能夠屏蔽輸入缺相功能的變頻器。應(yīng)用本制動(dòng)方式后，離心機(jī)不僅效率提高，而且節(jié)能效果好、運(yùn)行平穩(wěn)、維護(hù)簡單。 2.3 制動(dòng)特點(diǎn) 采用共用直

24、流母線的制動(dòng)方式，具有以下顯著的特點(diǎn)： a. 共用直流母線和共用制動(dòng)單元，可以大大減少整流器和制動(dòng)單元的重復(fù)配置，結(jié)構(gòu)簡單合理，經(jīng)濟(jì)可靠。 b. 共用直流母線的中間直流電壓恒定，電容并聯(lián)儲(chǔ)能容量大； c. 各電動(dòng)機(jī)工作在不同狀態(tài)下，能量回饋互補(bǔ)，優(yōu)化了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性； d. 提高系統(tǒng)功率因數(shù)，降低電網(wǎng)諧波電流，提高系統(tǒng)用電效率。 3 回饋到交流電網(wǎng)的制動(dòng)方式 在生產(chǎn)工況中，我們往往又會(huì)碰到另外一個(gè)問題：如何真正實(shí)現(xiàn)從電機(jī)到直流母線、再從直流母線到交流電網(wǎng)的能量回饋呢？由于通用變頻器一般采用不可控整流橋，因此必須采取其他的控制方式來實(shí)現(xiàn)。 3.1 工作原理 要實(shí)現(xiàn)直流回路與電源間的雙向能量傳遞，

25、一種最有效的辦法就是采用有源逆變技術(shù)：即將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。圖四所示為回饋電網(wǎng)制動(dòng)原理圖，它采用了電流追蹤型PWM整流器，這樣就容易實(shí)現(xiàn)功率的雙向流動(dòng)，且具有很快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。同時(shí)，這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 使得我們能夠完全控制交流側(cè)和直流側(cè)之間的無功和有功的交換。 圖四 回饋電網(wǎng)制動(dòng)原理圖 3.2 制動(dòng)特點(diǎn) a 廣泛應(yīng)用于PWM交流傳動(dòng)的能量回饋制動(dòng)場合，節(jié)能運(yùn)行效率高； b不產(chǎn)生任何異常的高次諧波電流成分，綠色環(huán)保； c功率因數(shù)1； d 多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中，每一單機(jī)的再生能量可以得到充分利用； e節(jié)省投資，易于控制網(wǎng)側(cè)諧波和無功分量

26、； 制動(dòng)電路工作時(shí)，可以使變頻器在減速過程中，增加電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。同時(shí)吸收制動(dòng)過程中產(chǎn)生的泵升電壓，使主回路的直流電壓不至于過高。 制動(dòng)電路的故障： 制動(dòng)控制管G損壞。G損壞成開路，失去制動(dòng)功能；G損壞成短路，制動(dòng)電路始終處于工作狀態(tài)，制動(dòng)電阻Rb會(huì)損壞。同時(shí)增加整流模塊的負(fù)荷，整流模塊易老化，甚至損壞。 5、逆變電路 逆變電路的基本作用是在驅(qū)動(dòng)信號的控制下，將直流電源轉(zhuǎn)換成頻率和電壓可以任意調(diào)節(jié)的交流電源。即變頻器的輸出電源。它有六個(gè)開關(guān)器件（如GTR、IGBT），組成三相橋式逆變電路。這些開關(guān)器件都是作成模塊形式，通常有同一橋臂上、下兩個(gè)開關(guān)器件組成一個(gè)模塊，有六個(gè)開關(guān)器件組成一個(gè)模塊。

27、 逆變電路故障 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 六個(gè)開關(guān)器件中的一個(gè)或一個(gè)以上損壞，造成輸出電壓抖動(dòng)、斷相或無輸出現(xiàn)象。同一橋臂上下兩個(gè)開關(guān)器同時(shí)損壞短路（主回路短路）。造成限流電路的繼電器或可控硅、整流模塊損壞。 損壞原因是負(fù)載電流過大，主回路直流電壓過高，而過流保護(hù)和過壓保護(hù)又未起到保護(hù)作用；驅(qū)動(dòng)信號不正常，出現(xiàn)同一橋臂上下兩個(gè)開關(guān)器件同時(shí)導(dǎo)通，逆變模塊老化等等。 同時(shí)，已有許多小功率變頻器采用集成功率模塊或智能功率模塊。智能功率模塊內(nèi)部高度集成了整流模塊、限流電路中的可控硅、逆變模塊、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路及各種傳感器。它的優(yōu)點(diǎn)是：使變頻器外圍電路減少，只有一塊功率模塊，安裝方便、體積減小。缺點(diǎn)是智能

28、模塊中只要其中的一個(gè)部件損壞，整個(gè)模塊就要更換。導(dǎo)致修理費(fèi)用增加或無修理價(jià)值。 6、主回路常見故障現(xiàn)象、原因和處理方法 1） 變頻器無顯示，PN之間無直流電壓、高壓指示燈不亮。屬主回路無輸出直流電壓。主回路無輸出直流電壓的原因由限流電阻損壞開路造成，使濾波電路無脈動(dòng)直流電壓輸入。 主回路無直流電壓輸出的第二個(gè)原因，是整流模塊損壞，整流電路無脈動(dòng)直流電壓輸出所致。這時(shí)不能簡單地更換整流模塊。還必須進(jìn)一步查找整流模塊損壞的原因。整流模塊的損壞可能是：自身老化自然損壞；主回路有短路現(xiàn)象損壞整流模塊。 判斷方法：首先換下整流模塊，用萬用表檢測主回路，若主回路無短路現(xiàn)象，說明整流模塊是自然損壞，更換新元

29、件即可。 若主回路有短路現(xiàn)象，又要檢測出是哪一個(gè)元件引起短路的，可能是制動(dòng)電路中的Rb和G均短路；濾波電容短路；逆變模塊短路等。通過檢測具體落實(shí)主回路短路的原因。同時(shí)還要查找出造成這些元件短路的原因。 一句話，要把最后故障源找出，并處理好，才能更換新元件。 限流電阻損壞開路，整流電路的脈動(dòng)直流電壓無法送到濾波電路，使主回路無直流電壓輸出。檢查限流電路中的繼電器或可控硅是否損壞。更換限流電阻。 逆變模塊中，至少有一個(gè)橋臂上下兩個(gè)開關(guān)器件短路，造成主回路短路而燒毀整流模塊。用戶檢查電動(dòng)機(jī)是否損壞，電動(dòng)機(jī)是否有過載或堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。檢查驅(qū)動(dòng)信號是否正常。更換逆變模塊和整流模塊。 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 制動(dòng)

30、電路中控制元件損壞短路和制動(dòng)電阻短路，造成主回路短路而燒毀整流模塊。檢查制動(dòng)控制信號是否正常。更換制動(dòng)控制元件，制動(dòng)電阻和整流模塊。 濾波電容損壞短路，造成主回路短路而燒毀整流模塊。檢查勻壓電阻是否正常。更換濾波電容和整流模塊。 整流模塊老化損壞。措施：更換整流模塊。 2）變頻器輸出電壓偏低。 輸出電壓偏低是因?yàn)橹骰芈分绷麟妷旱陀谡Ｖ翟斐?。另外還有逆變模塊老化，驅(qū)動(dòng)信號幅值較低造成。首先，用萬用表測量直流高壓值，確定二個(gè)原因中的那一個(gè)原因。 整流模塊有一個(gè)以上整流二極管損壞，整流電路缺相整流，輸出的脈動(dòng)直流電壓低于正常值，使主回路直流電壓低于正常值，造成變頻器輸出電壓偏低。措施：更換整流模塊

31、。 濾波電容老化，容量下降。在帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，充放電量不足，造成變頻器輸出電壓偏低。措施：更換濾波電容。 逆變模塊老化。開關(guān)元件在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，有較高的電壓降，造成變頻器輸出電壓偏低。措施：更換逆變模塊。 驅(qū)動(dòng)信號幅值偏低，使逆變模塊工作在放大狀態(tài)，而不是在開關(guān)狀態(tài)。造成變更換逆變模塊。 驅(qū)動(dòng)電路有一組無輸出信號，使逆變電路有一個(gè)橋臂不工作。措施：檢查處理損壞的一組驅(qū)動(dòng)電路。 3）變頻器輸出電壓波動(dòng)（電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)運(yùn)行） 變頻器的輸出電壓值忽大忽小地波動(dòng)，被驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)，是由于變頻器逆變電路的六個(gè)開關(guān)元件中，一個(gè)或不在同一橋臂的一個(gè)以上的開關(guān)件不工作造成的。 有一個(gè)或不在同一橋臂上的一個(gè)以

32、上的開關(guān)元件損壞開路。要更換逆變模塊。 有一個(gè)或不在同一橋臂上的一個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)信號不正常，導(dǎo)致相應(yīng)的開關(guān)元件不工作。措施：檢查驅(qū)動(dòng)電路，并處理之。 4）變頻器接上電源，供電電源跳閘，或燒熔斷絲。這是由于變頻器的整流模塊損壞短路所致。措施：分析和處理方法同前故障 變頻器維修檢測常用方法 在變頻器日常維護(hù)過程中,經(jīng)常遇到各種各樣的問題,如外圍線路問題,參數(shù)設(shè)定 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 不良或機(jī)械故障。如果是變頻器出現(xiàn)故障，如何去判斷是哪一部分問題，在這里略作介紹。 一、靜態(tài)測試 1、測試整流電路 找到變頻器內(nèi)部直流電源的P端和N端，將萬用表調(diào)到電阻X10檔，紅表棒接到P，黑表棒分別依到R、S、T，應(yīng)

33、該有大約幾十歐的阻值，且基本平衡。相反將黑表棒接到P端，紅表棒依次接到R、S、T，有一個(gè)接近于無窮大的阻值。將紅表棒接到N端，重復(fù)以上步驟，都應(yīng)得到相同結(jié)果。如果有以下結(jié)果，可以判定電路已出現(xiàn)異常，A.阻值三相不平衡，可以說明整流橋故障。B.紅表棒接P端時(shí)，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或起動(dòng)電阻出現(xiàn)故障。 2、測試逆變電路 將紅表棒接到P端,黑表棒分別接U、V、W上，應(yīng)該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應(yīng)該為無窮大。將黑表棒接到N端，重復(fù)以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)果，否則可確定逆變模塊故障 二、動(dòng)態(tài)測試 在靜態(tài)測試結(jié)果正常以后，才可進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試，即上電試機(jī)。在上電前后必須注意以下幾點(diǎn): 1

34、、上電之前，須確認(rèn)輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級變頻器之中會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)（炸電容、壓敏電阻、模塊等）。 2、檢查變頻器各接播口是否已正確連接,連接是否有松動(dòng),連接異常有時(shí)可能導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)等情況。 3、上電后檢測故障顯示內(nèi)容,并初步斷定故障及原因。 4、如未顯示故障,首先檢查參數(shù)是否有異常,并將參數(shù)復(fù)歸后,進(jìn)行空載(不接電機(jī))情況下啟動(dòng)變頻器,并測試U、V、W三相輸出電壓值。如出現(xiàn)缺相、三相不平衡等情況，則模塊或驅(qū)動(dòng)板等有故障 5、在輸出電壓正常（無缺相、三相平衡）的情況下，帶載測試。測試時(shí)，最好是滿負(fù)載測試。 三、故障判斷 1、整流模塊損壞 一般是由于電網(wǎng)電

35、壓或內(nèi)部短路引起。在排除內(nèi)部短路情況下，更換整流橋。在 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 現(xiàn)場處理故障時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查用戶電網(wǎng)情況，如電網(wǎng)電壓，有無電焊機(jī)等對電網(wǎng)有污染的設(shè)備等。 2、逆變模塊損壞 般是由于電機(jī)或電纜損壞及驅(qū)動(dòng)電路故障引起。在修復(fù)驅(qū)動(dòng)電路之后，測驅(qū)動(dòng)波 形良好狀態(tài)下，更換模塊。在現(xiàn)場服務(wù)中更換驅(qū)動(dòng)板之后，還必須注意檢查馬達(dá)及連接電纜。在確定無任何故障下，運(yùn)行變頻器。 3、上電無顯示 一般是由于開關(guān)電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無直流電引起，如啟動(dòng)電阻損壞，也有可能是面板損壞。 4、上電后顯示過電壓或欠電壓 一般由于輸入缺相，電路老化及電路板受潮引起。找出其電壓檢測電路及檢測點(diǎn)更換損壞的器

36、件。 5、上電后顯示過電流或接地短路 一般是由于電流檢測電路損壞。如霍爾元件、運(yùn)放等。 6、啟動(dòng)顯示過電流 一般是由于驅(qū)動(dòng)電路或逆變模塊損壞引起。 7、空載輸出電壓正常,帶載后顯示過載或過電流 該種情況一般是由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或驅(qū)動(dòng)電路老化,模塊損傷引起。 電磁干擾EMI防護(hù)采取的措施 電動(dòng)機(jī)和變頻器的接線 變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)，應(yīng)該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地，除此之外， 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層

37、應(yīng)接地。如果處理不好電磁干擾，往往會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)無法工作，導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。 談到變頻器的抗干擾問題，首先要了解干擾的來源、傳播方式，然后再針對這些干擾采取不同的措施。 一、 變頻器干擾的來源 首先是來自外部電網(wǎng)的干擾。電網(wǎng)中的諧波干擾主要通過變頻器的供電電源干擾變頻器。電網(wǎng)中存在大量諧波源如各種整流設(shè)備、交直流互換設(shè)備、電子電壓調(diào)整設(shè)備，非線性負(fù)載及照明設(shè)備等。這些負(fù)荷都使電網(wǎng)中的電壓、電流產(chǎn)生波形畸變，從而對電網(wǎng)中其它設(shè)備產(chǎn)生危害的干擾。變頻器的供電電源受到來自被污染的交流電網(wǎng)的干擾后若不加處理，電網(wǎng)噪聲就會(huì)通過電網(wǎng)電源電路干擾變頻器。 供電電源的干擾對變頻器主要有: (1)過壓、(2

38、)浪涌、跌落 (3)尖峰電壓脈沖 (4)射頻干擾。 1. 晶閘管換流設(shè)備對變頻器的干擾 當(dāng)供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有容量較大的晶閘管換流設(shè)備時(shí)，由于晶閘管總是在每相半周期內(nèi)的部分時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通，容易使網(wǎng)絡(luò)電壓出現(xiàn)凹口，波形嚴(yán)重失真。它使變頻器輸入側(cè)的整流電路有可能因出現(xiàn)較大的反向回復(fù)電壓而受到損害，從而導(dǎo)致輸入回路擊穿而燒毀。 2. 電力補(bǔ)償電容對變頻器的干擾 電力部門對用電單位的功率因數(shù)有一定的要求，為此，許多用戶都在變電所采用集中電容補(bǔ)償?shù)姆椒▉硖岣吖β室驍?shù)。在補(bǔ)償電容投入或切出的暫態(tài)過程中，網(wǎng)絡(luò)電壓有可能出現(xiàn)很高的峰值，其結(jié)果是可能使變頻器的整流二極管因承受過高的反向電壓而擊穿。 其次是變頻器自身對外部的

39、干擾。變頻器的整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)來說是非線性負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波對同一電網(wǎng)的其它電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。另外變頻器的逆變器大多采用PWM技術(shù)，當(dāng)工作于開關(guān)模式且作高速切換時(shí)，產(chǎn)生大量耦合性噪聲。因此變頻器對系統(tǒng)內(nèi)其它的電子、電氣設(shè)備來說是一電磁干擾源。 變頻器的輸入和輸出電流中，都含有很多高次諧波成分。除了能構(gòu)成電源無功損耗的較低次諧波外，還有許多頻率很高的諧波成分。它們將以各種方式把自己的能量傳播出去，形成對變頻器本身和其它設(shè)備的干擾信號。 （1）輸入電流的波形 變頻器的輸入側(cè)是二極管整流和電容濾波電路。顯然只有電源的線電壓UL大于電容器兩端的直流電壓UD時(shí)，整流橋中才有充電電流。因 精彩文檔

40、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 此，充電電流總是出現(xiàn)在電源電壓的振幅值附近，呈不連續(xù)的沖擊波形式。它具有很強(qiáng)的高次諧波成分。有關(guān)資料表明，輸入電流中的5次諧波和7次諧波的諧波分量是最大的，分別是50HZ基波的80和70。 （2）輸出電壓與電流的波形 絕大多數(shù)變頻器的逆變橋都采用SPWM調(diào)制方式，其輸出電壓為占空比按正弦規(guī)律分布的系列矩形式形波；由于電動(dòng)機(jī)定子繞組的電感性質(zhì)，定子的電流十分接近于正弦波。但其中與載波頻率相等的諧波分量仍是較大的。 二、 干擾信號的傳播方式 變頻器能產(chǎn)生功率較大的諧波，由于功率較大，對系統(tǒng)其它設(shè)備干擾性較強(qiáng)，其干擾途徑與一般電磁干擾途徑是一致的，主要分傳導(dǎo)(即電路耦合)、電磁輻射、感

41、應(yīng)耦合。具體為:首先對周圍的電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射;其次對直接驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電磁噪聲，使得電機(jī)鐵耗和銅耗增加;并傳導(dǎo)干擾到電源，通過配電網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)給系統(tǒng)其它設(shè)備;最后變頻器對相鄰的其它線路產(chǎn)生感應(yīng)耦合，感應(yīng)出干擾電壓或電流。同樣，系統(tǒng)內(nèi)的干擾信號通過相同的途徑干擾變頻器的正常工作。 A. 電路耦合方式 即通過電源網(wǎng)絡(luò)傳播。由于輸入電流為非正弦波，當(dāng)變頻器的容量較大時(shí)，將使網(wǎng)絡(luò)電壓產(chǎn)生畸變，影響其他設(shè)備工工作，同時(shí)輸出端產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾使直接驅(qū)動(dòng)的電機(jī)銅損、鐵損大幅增加，影響了電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性。顯然，這是變頻器輸入電流干擾信號的主要傳播方式。 B. 感應(yīng)耦合方式 當(dāng)變頻器的輸入電路或輸出電路與其

42、他設(shè)備的電路挨得很近時(shí)，變頻器的高次諧波信號將通過感應(yīng)的方式耦合到其他設(shè)備中去。感應(yīng)的方式又有兩種： a、電磁感應(yīng)方式，這是電流干擾信號的主要方式； b、靜電感應(yīng)方式，這是電壓干擾信號的主要方式。 C. 空中幅射方式 即以電磁波方式向空中幅射，這是頻率很高的諧波分量的主要傳播方式。 三、 變頻調(diào)速系統(tǒng)的抗干擾對策 據(jù)電磁性的基本原理，形成電磁干擾(EMI)須具備三要素:電磁干擾源、電磁干擾途徑、對電磁干擾敏感的系統(tǒng)。為防止干擾，可采用硬件抗干擾和軟件抗干擾。其中，硬件抗干擾是應(yīng)用措施系統(tǒng)最基本和最重要的抗干擾措施，一般從抗和防兩方面入手來抑制干擾，其總原則是抑制和消除干擾源、切斷干擾對系統(tǒng)的藕

43、合通道、降低系統(tǒng)干擾信號的敏感性。具體措施在工程上可采用隔離、濾波、屏蔽、接地等方法。 1、 所謂干擾的隔離，是指從電路上把干擾源和 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 易受干擾的部分隔離開來，使它們不發(fā)生電的聯(lián)系。在變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)中，通常是電源和放大器電路之間電源線上采用隔離變壓器以免傳導(dǎo)干擾，電源隔離變壓器可應(yīng)用噪聲隔離變壓器。 2、 在系統(tǒng)線路中設(shè)置濾波器的作用是為了抑制干擾信號從變頻器通過電源線傳導(dǎo)干擾到電源從電動(dòng)機(jī)。為減少電磁噪聲和損耗，在變頻器輸出側(cè)可設(shè)置輸出濾波器;為減少對電源干擾，可在變頻器輸入側(cè)設(shè)置輸入濾波器。若線路中有敏感電子設(shè)備，可在電源線上設(shè)置電源噪聲濾波器以免傳導(dǎo)干擾。在變頻器的

44、輸入和輸出電路中，除了上述較低的諧波成分外，還有許多頻率很高的諧波電流 ，它們將以各種方式把自己的能量傳播出去，形成對其他設(shè)備的干擾信號。濾波器就是用于削弱頻率較高的諧波分量的主要手段。根據(jù)使用位置的不同，可分為: (1)輸入濾波器 通常又有兩種： a、線路濾波器 主要由電感線圈構(gòu)成。它通過增大線路在高頻下的阻抗來削弱頻率較高的諧波電流。 b、輻射濾波器 主要由高頻電容器構(gòu)成。它將吸收掉頻率很高的、具有輻射能量的諧波成分。 （2） 輸出濾波器 也由電感線圈構(gòu)成。它可以有效地削弱輸出電流中的高次諧波成分。非但起到抗干擾的作用，且能削弱電動(dòng)機(jī)中由高次諧波諧波電流引起的附加轉(zhuǎn)矩。對于變頻器輸出端的抗

45、干擾措施，必須注意以下方面： a、 變頻器的輸出端不允許接入電容器，以免在逆變管導(dǎo)通（關(guān)斷）瞬間，產(chǎn)生峰值很大的充電（或放電）電流，損害逆變管； b、 當(dāng)輸出濾波器由LC電路構(gòu)成時(shí)，濾波器內(nèi)接入電容器的一側(cè)，必須與電動(dòng)機(jī)側(cè)相接。 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 抑制干擾的最有效的方法 1、屏蔽干擾源是抑制干擾的最有效的方法。通常變頻器本身用鐵殼屏蔽，不讓其電磁干擾泄漏;輸出線最好用鋼管屏蔽，特別是以外部信號控制變頻器時(shí)，要求信號線盡可能短(一般為20m以內(nèi))，且信號線采用雙芯屏蔽，并與主電路線(AC380V)及控制線(AC220V)完全分離，決不能放于同一配管或線槽內(nèi)，周圍電子敏感設(shè)備線路也要求屏蔽。為

46、使屏蔽有效，屏蔽罩必須可靠接地。 2、正確的接地既可以使系統(tǒng)有效地抑制外來干擾，又能降低設(shè)備本身對外界的干擾。在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)電源零線(中線)、地線(保護(hù)接地、系統(tǒng)接地)不分、控制系統(tǒng)屏蔽地(控制信號屏蔽地和主電路導(dǎo)線屏蔽地)的混亂連接，大大降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 對于變頻器，主回路端子PE(E、G)的正確接地是提高變頻器抑制噪聲能力和減小變頻器干擾的重要手段，因此在實(shí)際應(yīng)用中一定要非常重視。變頻器接地導(dǎo)線的截面積一般應(yīng)不小于2.5mm2，長度控制在20m以內(nèi)。建議變頻器的接地與其它動(dòng)力設(shè)備接地點(diǎn)分開，不能共地。 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 3、采用電抗器 在變頻器的輸入電流中頻率較

47、低的諧波分量（5次諧波、7次諧波、11次諧波、13次諧波等所）所占的比重是很高的，它們除了可能干擾其他設(shè)備的正常運(yùn)行之外，還因?yàn)樗鼈兿牧舜罅康臒o功功率，使線路的功率因數(shù)大為下降。在輸入電路內(nèi)串入電抗器是抑制較低諧波電流的有效方法。根據(jù)接線位置的不同，主要有以下兩種： （1）交流電抗器 串聯(lián)在電源與變頻器的輸入側(cè)之間。其主要功能有： a、 通過抑制諧波電流，將功率因數(shù)提高至（0.75-0.85）； b、 削弱輸入電路中的浪涌電流對變頻器的沖擊； c、 削弱電源電壓不平衡的影響。 （2）直流電抗器 串聯(lián)在整流橋和濾波電容器之間。它的功能比較單一，就是削弱輸入電流中的高次諧波成分。但在提高功率因數(shù)

48、方面比交流電抗器有效，可達(dá)0.95，并具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小等優(yōu)點(diǎn)。 6、合理布線 對于通過感應(yīng)方式傳播的干擾信號，可以通過合理布線的方式來削弱。具體方法有：（1） 設(shè)備的電源線和信號線應(yīng)量遠(yuǎn)離變頻器的輸入、輸出線；（2） 其他設(shè)備的電源線和信號線應(yīng)避免和變頻器的輸入、輸出線平行； 四、 結(jié)論 通過對變頻器應(yīng)用過程中干擾的來源和傳播途徑的分析，提出了解決這些問題的實(shí)際對策，隨著新技術(shù)和新理論不斷在變頻器上的應(yīng)用，重視變頻器的EMC要求，已成為變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、應(yīng)用必須面對的問題，也是變頻器應(yīng)用和推廣的關(guān)鍵之一。變頻器存在的這些問題有望通過變頻器本身的功能和補(bǔ)償來解決。工業(yè)現(xiàn)場和社會(huì)環(huán)境對變頻

49、器的要求不斷提高，滿足實(shí)際需要的真正“綠色”變頻器也會(huì)不久面世。我們相信變頻器的EMC問題一定會(huì)得到有效解決。 變頻器若干個(gè)為什么？ 1、什麼是變頻器？ 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。 2、PWM和PAM是什么 PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脈沖幅度調(diào)制)縮寫，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 3、電壓型與電流型

50、有什麼不同？ 變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容;電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波石電感。 4、為什麼變頻器的電壓與電流成比例的改變？ 非同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是電機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過電流之間相互作用而產(chǎn)生的，在額定頻率下，如果電壓一定而只降低頻率，那麼磁通就過大，磁回路飽和，嚴(yán)重時(shí)將燒毀電機(jī)。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時(shí)控制變頻器輸出電壓，使電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用於風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能型變頻器。 5、電動(dòng)機(jī)使用工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí),電壓下降則電流增加;對於變頻器驅(qū)

51、動(dòng),如果頻率下降時(shí)電壓也下降，那麼電流是否增加？ 頻率下降(低速)時(shí),如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下,電流幾乎不變。 6、采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩怎樣？ 采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓，起動(dòng)電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同，為125%200%)。用工頻電源直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為67倍，因此，將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長)。起動(dòng)電流為額定電流的1.21.5倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為70%120%額定轉(zhuǎn)矩；對於帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負(fù)載起動(dòng)。 7、V/f模式是什

52、麼意思？ 頻率下降時(shí)電壓V也成比例下降，這個(gè)問題已在回答4說明。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機(jī)特性而預(yù)先決定的，通常在控制器的存儲(chǔ)裝置(ROM)中存有幾種特性，可以用開關(guān)或標(biāo)度盤進(jìn)行選擇。 8、按比例地改V和f時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩如何變化？ 頻率下降時(shí)完全成比例地降低電壓，那麼由於交流阻抗變小而直流電阻不變,將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。因此，在低頻時(shí)給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,這種補(bǔ)償稱增強(qiáng)起動(dòng)?？梢圆捎酶鞣N方法實(shí)現(xiàn),有自動(dòng)進(jìn)行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法。 9、在說明書上寫著變速范圍606Hz，即10:1，那麼在6Hz以下就沒有輸出功率 精彩文檔實(shí)

53、用標(biāo)準(zhǔn)文案 嗎？ 在6Hz以下仍可輸出功率，但根據(jù)電機(jī)溫升和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小等條件，最低使用頻率取6Hz左右，此時(shí)電動(dòng)機(jī)可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會(huì)引起嚴(yán)重的發(fā)熱問題。變頻器實(shí)際輸出頻率(起動(dòng)頻率)根據(jù)機(jī)種為0.53Hz. 10、對於一般電機(jī)的組合是在60Hz以上也要求轉(zhuǎn)矩一定，是否可以？ 通常情況下時(shí)不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)電壓不變，大體為恒功率特性，在高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，必須注意電機(jī)與變頻器容量的選擇。 11、所謂開環(huán)是什麼意思？ 給所使用的電機(jī)裝置設(shè)速度檢出器(PG)，將實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進(jìn)行控制的，稱為“閉環(huán)”，不用PG運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”。通用變頻器多為開環(huán)方式

54、，也有的機(jī)種利用選件可進(jìn)行PG反饋。 12、實(shí)際轉(zhuǎn)速對於給定速度有偏差時(shí)如何辦？ 開環(huán)時(shí)，變頻器即使輸出給定頻率，電機(jī)在帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)(1%5%)變動(dòng)。對於要求調(diào)速精度比較高，即使負(fù)載變動(dòng)也要求在近於給定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)的場合，可采用具有PG反饋功能的變頻器(選用件)。 13、如果用帶有PG的電機(jī)，進(jìn)行反饋後速度精度能提高嗎？ 具有反饋功能的變頻器，精度有提高。但速度精度的植取決於本身的精度和變頻器輸出頻率的解析度。 14、失速防止功能是什麼意思？ 如果給定的加速時(shí)間過短，變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過轉(zhuǎn)速(電角頻率)的變化，變頻器將因流過過電流而跳閘，運(yùn)轉(zhuǎn)停止，這就叫作

55、失速。為了防止失速使電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，就要檢出電流的大小進(jìn)行頻率控制。當(dāng)加速電流過大時(shí)適當(dāng)放慢加速速率。減速時(shí)也是如此。兩者結(jié)合起來就是失速功能。 15、 有加速時(shí)間與減速時(shí)間可以分別給定的機(jī)種，和加減速時(shí)間共同給定的機(jī)種，這有什麼意義？ 加減速可以分別給定的機(jī)種，對於短時(shí)間加速、緩慢減速場合，或者對於小型機(jī)床需要嚴(yán)格給定生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的場合是適宜的，但對於風(fēng)機(jī)傳動(dòng)等場合，加減速時(shí)間都較長，加速時(shí)間和減速時(shí)間可以共同給定。 16、 什麼是再生制動(dòng)？ 電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中如果降低指令頻率，則電動(dòng)機(jī)變?yōu)榉峭桨l(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行，作為 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 制動(dòng)器而工作，這就叫作再生（電氣）制動(dòng)。 17 、是否能得到更大的制動(dòng)力？ 從電機(jī)再生出來的能量貯積在變頻器的濾波電容器中，由於電容器的容量和耐壓的關(guān)系，通用變頻器的再生制動(dòng)力約為額定轉(zhuǎn)矩的10%20%。如采用選用件