變頻器學(xué)習(xí)內(nèi)容

1、第一章 變頻器認識變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。一、工作原理概述：主電路是給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主

2、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，其直流回路濾波是電感。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變?yōu)橹绷鞴β实摹罢髌鳌保赵谧兞髌骱湍孀兤鳟a(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”。整流器：大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉(zhuǎn)。平波回路：在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。裝置容量小時，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，

3、可以省去電感采用簡單的平波回路。逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使6個開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型PWM逆變器為例示出開關(guān)時間和電壓波形?？刂齐娐肥墙o異步電動機供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。1）運算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。2）電壓、電流檢測電路：與主回路電位隔離檢

4、測電壓、電流等。3）驅(qū)動電路：驅(qū)動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。4）速度檢測電路:以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器(tg、Plg等)的信號為速度信號，送入運算回路，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn)。5）保護電路：檢測主電路的電壓、電流等，當發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞。二、功能作用變頻節(jié)能變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機械在設(shè)計配用動力驅(qū)動時，都留有一定的富余量。當電機不能在滿負荷下運行時，除達到動力驅(qū)動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費。風(fēng)機、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是

5、通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。當使用變頻調(diào)速時，如果流量要求減小，通過降低泵或風(fēng)機的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。電動機使用變頻器的作用就是為了調(diào)速，并降低啟動電流。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（DC），這個過程叫整流。把直流電（DC）變換為交流電（AC）的裝置，其科學(xué)術(shù)語為“inverter”(逆變器)。一般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢ǖ墓潭l率和一定電壓的逆變電源。對于逆變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓可調(diào)的逆變器我們稱為變頻器。變頻器輸出的波形是模擬正弦波，主要是用在三相異步電動機調(diào)速用，又叫變頻

6、調(diào)速器。對于主要用在儀器儀表的檢測設(shè)備中的波形要求較高的可變頻率逆變器，要對波形進行整理，可以輸出標準的正弦波，叫變頻電源。一般變頻電源是變頻器價格的1520倍。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”，故該產(chǎn)品本身就被命名為“inverter”，即變頻器。變頻不是到處可以省電，有不少場合用變頻并不一定能省電。 作為電子電路，變頻器本身也要耗電（約額定功率的35%）。一臺1.5匹的空調(diào)自身耗電算下來也有2030W,相當于一盞長明燈。 變頻器在工頻下運行，具有節(jié)電功能，是事實。但是他的前提條件是：第一、大功率并且為風(fēng)機/泵類負載；第二、裝置本身具有節(jié)電功能（軟件支持）

7、。這是體現(xiàn)節(jié)電效果的三個條件。除此之外，無所謂節(jié)不節(jié)電，沒有什么意義。如果不加前提條件的說變頻器工頻運行節(jié)能，就是夸大或是商業(yè)炒作。知道了原委，你會巧妙的利用他為你服務(wù)。一定要注意使用場合和使用條件才好正確應(yīng)用，否則就是盲從、輕信而“受騙上當”。功率因數(shù)補償節(jié)能無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當中，設(shè)備使用效率低下，浪費嚴重，使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。軟啟動節(jié)能1、電機硬啟動對電網(wǎng)造成嚴重的沖擊，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板

8、和閥門的損害極大，對設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設(shè)備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護費用。2、從理論上講，變頻器可以用在所有帶有電動機的機械設(shè)備中，電動機在啟動時，電流會比額定高56倍的，不但會影響電機的使用壽命而且消耗較多的電量.系統(tǒng)在設(shè)計時在電機選型上會留有一定的余量，電機的速度是固定不變，但在實際使用過程中，有時要以較低或者較高的速度運行，因此進行變頻改造是非常有必要的。變頻器可實現(xiàn)電機軟啟動、補償功率因素。三、基本組成變頻器通常分為4部分：整流單元、

9、高容量電容、逆變器和控制器。整流單元：將工作頻率固定的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。高容量電容：存儲轉(zhuǎn)換后的電能。逆變器：由大功率開關(guān)晶體管陣列組成電子開關(guān)，將直流電轉(zhuǎn)化成不同頻率、寬度、幅度的方波?？刂破鳎喊丛O(shè)定的程序工作，控制輸出方波的幅度與脈寬，使疊加為近似正弦波的交流電，驅(qū)動交流電動機。四、給定方式變頻器常見的頻率給定方式主要有：操作器鍵盤給定、接點信號給定、模擬信號給定、脈沖信號給定和通訊方式給定等。這些頻率給定方式各有優(yōu)缺點，須按照實際所需進行選擇設(shè)置。五、控制方式低壓通用變頻輸出電壓為380650V，輸出功率為0.75400kW，工作頻率為0400Hz，它的主電路都采用交直交電路。其控制方

10、式經(jīng)歷了以下四代。第一代，1U/f=C的正弦脈寬調(diào)制(SPWM)控制方式：其特點是控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。第二代，電壓空間矢量(SVPWM)控制方式：它是以

11、三相波形整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場軌跡為目的，一次生成三相調(diào)制波形，以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進行控制的。經(jīng)實踐使用后又有所改進，即引入頻率補償，能消除速度控制的誤差；通過反饋估算磁鏈幅值，消除低速時定子電阻的影響；將輸出電壓、電流閉環(huán)，以提高動態(tài)的精度和穩(wěn)定度。但控制電路環(huán)節(jié)較多，且沒有引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，所以系統(tǒng)性能沒有得到根本改善。第三代，矢量控制(VC)方式：矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的直流電流Im1

12、、It1(Im1相當于直流電動機的勵磁電流；It1相當于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流)，然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標反變換，實現(xiàn)對異步電動機的控制。其實質(zhì)是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量，經(jīng)坐標變換，實現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。然而在實際應(yīng)用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準確觀測，系統(tǒng)特性受電動機參數(shù)的影響較大，且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜，使得實際的控制效果難以達到理想分析的結(jié)果。第四代，直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)方式：1985

13、年，德國魯爾大學(xué)的DePenbrock教授首次提出了直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術(shù)。該技術(shù)在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。該技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機車牽引的大功率交流傳動上。 直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標系下分析交流電動機的數(shù)學(xué)模型，控制電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動機等效為直流電動機，因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計算；它不需要模仿直流電動機的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機的數(shù)學(xué)模型。矩陣式交交控制方式：VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交直交變頻中的一種。其共同缺點是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大

14、，直流電路需要大的儲能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進行四象限運行。為此，矩陣式交交變頻應(yīng)運而生。由于矩陣式交交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價格貴的電解電容。它能實現(xiàn)功率因數(shù)為l，輸入電流為正弦且能四象限運行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術(shù)雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。其實質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來實現(xiàn)的。具體方法是：1、控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器，實現(xiàn)無速度傳感器方式；2、自動識別(ID)依靠精確的電機數(shù)學(xué)模型，對電機參數(shù)自動識別；3、算出實際值對應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進行實時控

15、制；4、實現(xiàn)BandBand控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的BandBand控制產(chǎn)生PWM信號，對逆變器開關(guān)狀態(tài)進行控制。矩陣式交交變頻具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)(<2ms)，很高的速度精度(±2%，無PG反饋)，高轉(zhuǎn)矩精度(<+3%)；同時還具有較高的起動轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時(包括0速度時)，可輸出150%200%轉(zhuǎn)矩。VVC的控制原理：VVC的控制原理是將矢量調(diào)制的原理應(yīng)用于固定電壓源PWM逆變器。這一控制建立在一個改善了的電機模型上，該電機模型較好的對負載和轉(zhuǎn)差進行了補償。因為有功和無功電流成分對于控制系統(tǒng)來說都是很重要的，控制電壓矢量的角度可顯著的改善0-12HZ范圍內(nèi)的動態(tài)

16、性能，而在標準的PWM U/F驅(qū)動中0-10HZ范圍一般都存在著問題。利用SFAVM或60°AVM原理來計算逆變器的開關(guān)模式，可使氣隙轉(zhuǎn)矩的脈動很?。ㄅc使用同步PWM的變頻器相比）。六、發(fā)展過程直流電動拖動和交流電動機拖動先后生于19世紀，距今已有100多年的歷史，并已成為動力機械的主要驅(qū)動裝置。由于當時的技術(shù)問題，在很長的一個時間內(nèi)，需要進行調(diào)速控制的拖動系統(tǒng)中則基本上采用的是直流電動機。直流電動機存在以下缺點是由于結(jié)構(gòu)上的原因：1、由于直流電動機存在換向火花，難以應(yīng)用于存在易燃易爆氣體的惡劣環(huán)境；2、需要定期更換電刷和換向器，維護保養(yǎng)困難，壽命較短；3、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以制造大容量、

17、高轉(zhuǎn)速和高電壓的直流電動機。七、相關(guān)問答1、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，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動、變頻調(diào)速、提高運轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過流/過壓/過載保護等功能。2、PWM和PAM的不同點？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)制方式。PAM是英文Pulse AmPlitude Modulation (脈沖幅值調(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。3、電壓型與電流型有什么不同？變頻器的主電路

18、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，其直流回路濾波是電感。4、為什么變頻器的電壓與頻率成比例的改變？任何電動機的電磁轉(zhuǎn)矩都是電流和磁通相互作用的結(jié)果，電流是不允許超過額定值的，否則將引起電動機的發(fā)熱。因此，如果磁通減小，電磁轉(zhuǎn)矩也必減小，導(dǎo)致帶載能力降低。由公式E=4.44*K*F*N* 可以看出，在變頻調(diào)速時，電動機的磁路隨著運行頻率fX是在相當大的范圍內(nèi)變化，它極容易使電動機的磁路嚴重飽和，導(dǎo)致勵磁電流的波形嚴重畸變，產(chǎn)生峰值很高的尖峰電流。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時控制變頻器輸出

19、電壓，使電動機的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用于風(fēng)機、泵類節(jié)能型變頻器。5、電動機使用工頻電源驅(qū)動時，電壓下降則電流增加；對于變頻器驅(qū)動，如果頻率下降時電壓也下降，那么電流是否增加？頻率下降（低速）時，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、采用變頻器運轉(zhuǎn)時，電機的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩怎樣？采用變頻器運轉(zhuǎn)，隨著電機的加速相應(yīng)提高頻率和電壓，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機種不同，為125%200%)。用工頻電源直接起動時，起動電流為額定電流67倍，因此，將產(chǎn)生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起

20、動電流為額定電流的1.21.5倍，起動轉(zhuǎn)矩為70%120%額定轉(zhuǎn)矩；對于帶有轉(zhuǎn)矩自動增強功能的變頻器，起動轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負載起動。7、V/f模式是什么意思？頻率下降時電壓V也成比例下降，這個問題已在回答4說明。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機特性而預(yù)先決定的，通常在控制器的存儲裝置（ROM）中存有幾種特性，可以用開關(guān)或標度盤進行選擇。8、按比例地改V和f時，電機的轉(zhuǎn)矩如何變化？頻率下降時完全成比例地降低電壓，那么由于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，在低頻時給定V/f,要使輸出電壓提高一些，以便獲得一定地起動轉(zhuǎn)矩,這種補償稱增強起動?？梢圆捎酶鞣N

21、方法實現(xiàn)，有自動進行的方法、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，那么在6Hz以下就沒有輸出功率嗎？在6Hz以下仍可輸出功率，但根據(jù)電機溫升和起動轉(zhuǎn)矩的大小等條件，最低使用頻率取6Hz左右，此時電動機可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會引起嚴重的發(fā)熱問題。變頻器實際輸出頻率（起動頻率）根據(jù)機種為0.53Hz。10、對于一般電機的組合是在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。11、所謂開環(huán)是什么意思？給所使用的電機裝置設(shè)速度檢出器（PG），將實際轉(zhuǎn)速反

22、饋給控制裝置進行控制的，稱為“閉環(huán) ”，不用PG運轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”。通用變頻器多為開環(huán)方式，也有的機種利用選件可進行PG反饋.無速度傳感器閉環(huán)控制方式是根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型根據(jù)磁通推算電機的實際速度，相當于用一個虛擬的速度傳感器形成閉環(huán)控制。12、實際轉(zhuǎn)速對于給定速度有偏差時如何辦？開環(huán)時，變頻器即使輸出給定頻率，電機在帶負載運行時，電機的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)（1%5%）變動。對于要求調(diào)速精度比較高，即使負載變動也要求在近于給定速度下運轉(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，進行反饋后速度精度能提高嗎？具有PG反饋功能的變頻器，精度有提高。但速度精度

23、的值取決于PG本身的精度和變頻器輸出頻率的分辨率。14、失速防止功能是什么意思？如果給定的加速時間過短，變頻器的輸出頻率變化遠遠超過轉(zhuǎn)速（電角頻率）的變化，變頻器將因流過過電流而跳閘，運轉(zhuǎn)停止，這就叫作失速。為了防止失速使電機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，就要檢出電流的大小進行頻率控制。當加速電流過大時適當放慢加速速率。減速時也是如此。兩者結(jié)合起來就是失速功能。15、有加速時間與減速時間可以分別給定的機種，和加減速時間共同給定的機種，這有什么意義？加減速可以分別給定的機種，對于短時間加速、緩慢減速場合，或者對于小型機床需要嚴格給定生產(chǎn)節(jié)拍時間的場合是適宜的，但對于風(fēng)機傳動等場合，加減速時間都較長，加速時間和減速時

24、間可以共同給定。16、什么是再生制動？電動機在運轉(zhuǎn)中如果降低指令頻率，則電動機變?yōu)楫惒桨l(fā)電機狀態(tài)運行，作為制動器而工作，這就叫作再生（電氣）制動。17、是否能得到更大的制動力？從電機再生出來的能量貯積在變頻器的濾波電容器中，由于電容器的容量和耐壓的關(guān)系，通用變頻器的再生制動力約為額定轉(zhuǎn)矩的10%20%。如采用選用件制動單元，可以達到50%100%。18、請說明變頻器的保護功能?保護功能可分為以下兩類：1）檢知異常狀態(tài)后自動地進行修正動作，如過電流失速防止，再生過電壓失速防止。2）檢知異常后封鎖電力半導(dǎo)體器件PWM控制信號，使電機自動停車。如過電流切斷、再生過電壓切斷、半導(dǎo)體冷卻風(fēng)扇過熱和瞬時停

25、電保護等。19、為什么用離合器連接負載時，變頻器的保護功能就動作？用離合器連接負載時，在連接的瞬間，電機從空載狀態(tài)向轉(zhuǎn)差率大的區(qū)域急劇變化，流過的大電流導(dǎo)致變頻器過電流跳閘，不能運轉(zhuǎn)。20、在同一工廠內(nèi)大型電機一起動，運轉(zhuǎn)中變頻器就停止，這是為什么？電機起動時將流過和容量相對應(yīng)的起動電流，電機定子側(cè)的變壓器產(chǎn)生電壓降，電機容量大時此壓降影響也大，連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷，因而有時保護功能（IPE）動作，造成停止運轉(zhuǎn)。21、什么是變頻分辨率？有什么意義？對于數(shù)字控制的變頻器，即使頻率指令為模擬信號，輸出頻率也是有級給定。這個級差的最小單位就稱為變頻分辨率。 變頻分辨率通常

26、取值為0.0150.5Hz.例如，分辨率為0.5Hz，那么23Hz的上面可變?yōu)?3.5、24.0 Hz，因此電機的動作也是有級的跟隨。這樣對于像連續(xù)卷取控制的用途就造成問題。在這種情況下，如果分辨率為0.015Hz左右，對于4級電機1個級差為1r/min 以下，也可充分適應(yīng)。另外，有的機種給定分辨率與輸出分辨率不相同。22、裝設(shè)變頻器時安裝方向是否有限制。變頻器內(nèi)部和背面的結(jié)構(gòu)考慮了冷卻效果的，上下的關(guān)系對通風(fēng)也是重要的，因此，對于單元型在盤內(nèi)、掛在墻上的都取縱向位，盡可能垂直安裝。23、不采用軟起動，將電機直接投入到某固定頻率的變頻器時是否可以？在很低的頻率下是可以的，但如果給定頻率高則同工

27、頻電源直接起動的條件相近。將流過大的起動電流（67倍額定電流），由于變頻器切斷過電流，電機不能起動。24、電機超過60Hz運轉(zhuǎn)時應(yīng)注意什么問題？超過60Hz運轉(zhuǎn)時應(yīng)注意以下事項：1）機械和裝置在該速下運轉(zhuǎn)要充分可能（機械強度、噪聲、振動等）。2）電機進入恒功率輸出范圍，其輸出轉(zhuǎn)矩要能夠維持工作（風(fēng)機、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加，所以轉(zhuǎn)速少許升高時也要注意）。3）產(chǎn)生軸承的壽命問題，要充分加以考慮。4）對于中容量以上的電機特別是2極電機，在60Hz以上運轉(zhuǎn)時要與廠家仔細商討。根據(jù)減速機的結(jié)構(gòu)和潤滑方式不同，需要注意若干問題。在齒輪的結(jié)構(gòu)上通常可考慮7080Hz為最大極限，采用油潤滑時，

28、在低速下連續(xù)運轉(zhuǎn)關(guān)系到齒輪的損壞等。26、變頻器能用來驅(qū)動單相電機嗎？可以使用單相電源嗎？基本上不能用。對于調(diào)速器開關(guān)起動式的單相電機，在工作點以下的調(diào)速范圍時將燒毀輔助繞組；對于電容起動或電容運轉(zhuǎn)方式的，將誘發(fā)電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相，但對于小容量的，也有用單相電源運轉(zhuǎn)的機種。27、變頻器本身消耗的功率有多少？它與變頻器的機種、運行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān)，但要回答很困難。不過在60Hz以下的變頻器效率大約為94%96%，據(jù)此可推算損耗，但內(nèi)藏再生制動式（FR-K）變頻器，如果把制動時的損耗也考慮進去，功率消耗將變大，對于操作盤設(shè)計等必須注意。28、為什么不能在660Hz全區(qū)域連續(xù)運轉(zhuǎn)

29、使用？一般電機利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)上的葉片進行冷卻，若速度降低則冷卻效果下降，因而不能承受與高速運轉(zhuǎn)相同的發(fā)熱，必須降低在低速下的負載轉(zhuǎn)矩，或采用容量大的變頻器與電機組合，或采用專用電機。29、使用帶制動器的電機時應(yīng)注意什么？制動器勵磁回路電源應(yīng)取自變頻器的輸入側(cè)。如果變頻器正在輸出功率時制動器動作，將造成過電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動器動作。30、想用變頻器傳動帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機，電機卻不動，請說明原因？變頻器的電流流入改善功率因數(shù)用的電容器，由于其充電電流造成變頻器過電流(OCT),所以不能起動，作為對策，請將電容器拆除后運轉(zhuǎn)，至于改善功率因數(shù)，在變頻器的

30、輸入側(cè)接入AC電抗器是有效的。31、變頻器的壽命有多久？變頻器雖為靜止裝置，但也有像濾波電容器、冷卻風(fēng)扇那樣的消耗器件，如果對它們進行定期的維護，可望有10年以上的壽命。32、變頻器內(nèi)藏有冷卻風(fēng)扇，風(fēng)的方向如何？風(fēng)扇若是壞了會怎樣？對于小容量也有無冷卻風(fēng)扇的機種。有風(fēng)扇的機種，風(fēng)的方向是從下向上，所以裝設(shè)變頻器的地方，上、下部不要放置妨礙吸、排氣的機械器材。還有，變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風(fēng)扇發(fā)生故障時，由電扇停止檢測或冷卻風(fēng)扇上的過熱檢測進行保護33、濾波電容器為消耗品，那么怎樣判斷它的壽命？作為濾波電容器使用的電容器，其靜電容量隨著時間的推移而緩緩減少，定期地測量靜電容量，以達到產(chǎn)品

31、額定容量的85%時為基準來判斷壽命。34、裝設(shè)變頻器時安裝方向是否有限制。應(yīng)基本收藏在盤內(nèi)，問題是采用全封閉結(jié)構(gòu)的盤外形尺寸大，占用空間大，成本比較高。其措施有：1）盤的設(shè)計要針對實際裝置所需要的散熱；2）利用鋁散熱片、翼片冷卻劑等增加冷卻面積。35、變頻器直流電抗器的作用是什么？減小輸入電流的高次諧波干擾，提高輸入電源的功率因數(shù)。36、變頻器附件正弦濾波器有什么作用？正弦濾波器允許變頻器使用較長的電機電纜運行，也適用于在變頻器與電機之間有中間變壓器的回路。37、變頻器的給定電位器的電阻值多大？變頻器的給定電位器的阻值一般為1K10K。38、為什么變頻器不能用作變頻電源？變頻電源的整個電路由交

32、流一直流一交流一濾波等部分構(gòu)成，因此它輸出的電壓和電流波形均為純正的正弦波,非常接近理想的交流供電電源。可以輸出世界任何國家的電網(wǎng)電壓和頻率。而變頻器是由交流一直流一交流（調(diào)制波）等電路構(gòu)成的,變頻器標準叫法應(yīng)為變頻調(diào)速器。其輸出電壓的波形為脈沖方波,且諧波成分多,電壓和頻率同時按比例變化,不可分別調(diào)整,不符合交流電源的要求。原則上不能做供電電源的使用,一般僅用于三相異步電機的調(diào)速。39、變頻器有哪些干擾方式及一般如何處理？1）傳播方式：（1）輻射干擾；（2）傳導(dǎo)干擾；2）抗干擾措施：對于通過輻射方式傳播的干擾信號，主要通過布線以及對放射源和對被干擾的線路進行屏蔽的方式來削弱。對于通過線路傳播

33、的干擾信號，主要通過在變頻器輸入輸出側(cè)加裝濾波器，電抗器或磁環(huán)等方式來處理。具體方法及注意事項如下：（1）信號線與動力線要垂直交叉或分槽布線。（2）不要采用不同金屬的導(dǎo)線相互連接。（3）屏蔽管（層）應(yīng)可靠接地，并保證整個長度上連續(xù)可靠接地。（4）信號電路中要使用雙絞線屏蔽電纜。（5）屏蔽層接地點盡量遠離變頻器，并與變頻器接地點分開。（6）磁環(huán)可以在變頻器輸入電源線和輸出線上使用，具體方法為：輸入線一起朝同一方向繞4圈，而輸出線朝同一方向繞3圈即可。繞線時需注意，盡量將磁環(huán)靠近變頻器。（7）一般對被干擾設(shè)備儀器，均可采取屏蔽及其它抗干擾措施。40、想提高原有輸送帶的速度，以80Hz運轉(zhuǎn)，變頻器的

34、容量該怎樣選擇？輸送帶消耗的功率與轉(zhuǎn)速成正比，因此若想以80HZ運行，變頻器和電機的功率都要按照比例增加為80HZ/50HZ,即提高60%容量。41、采用PWM和VVC+的區(qū)別是什么？在VVC中，控制電路用一個數(shù)學(xué)模型來計算電機負載變化時的最佳的電機勵磁，并對負載加以補償。此外集成于ASIC電路上的同步60°PWM方法決定了逆變器半導(dǎo)體器件（IGBTS）的最佳開關(guān)時間。決定開關(guān)時間要遵循以下原則：1.數(shù)值上最大的一相在1/6個周期（60°）內(nèi)保持它的正電位或負電位不變。2.其它兩相按比例變化，使輸出線電壓保持正弦并達到所需的幅值。與正弦控制PWM不同，VVC是依據(jù)所需輸出電

35、壓的數(shù)字量來工作的。這能保證變頻器的輸出達到電壓的額定值，電機電流為正弦波，電機的運行與電機直接接電時一樣。由于在變頻器計算最佳的輸出電壓時考慮了電機的常數(shù)（定子電阻和電感），所以可得到最佳的電機勵磁。因為變頻器連續(xù)地檢測負載電流，變頻器就能調(diào)節(jié)輸出電壓與負載相匹配，所以電機電壓可適應(yīng)電機的類型，跟隨負載的變化。八、變頻器的選用選用變頻器的類型，按照生產(chǎn)機械的類型、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度、起動轉(zhuǎn)矩的要求，決定選用那種控制方式的變頻器最合適。所謂合適是既要好用，又要經(jīng)濟，以滿足工藝和生產(chǎn)的基本條件和要求。1、需要控制的電機及變頻器自身1）電機的極數(shù)。一般電機極數(shù)以不多于(極為宜，否則變頻器容量就

36、要適當加大。2）轉(zhuǎn)矩特性、臨界轉(zhuǎn)矩、加速轉(zhuǎn)矩。在同等電機功率情況下，相對于高過載轉(zhuǎn)矩模式，變頻器規(guī)格可以降額選取。3）電磁兼容性。為減少主電源干擾，使用時可在中間電路或變頻器輸入電路中增加電抗器，或安裝前置隔離變壓器。一般當電機與變頻器距離超過50m時，應(yīng)在它們中間串入電抗器、濾波器或采用屏蔽防護電纜。2、變頻器功率的選用系統(tǒng)效率等于變頻器效率與電動機效率的乘積，只有兩者都處在較高的效率下工作時，則系統(tǒng)效率才較高。從效率角度出發(fā)，在選用變頻器功率時，要注意以下幾點：1）變頻器功率值與電動機功率值相當時最合適，以利變頻器在高的效率值下運轉(zhuǎn)。2）在變頻器的功率分級與電動機功率分級不相同時，則變頻器

37、的功率要盡可能接近電動機的功率，但應(yīng)略大于電動機的功率。3）當電動機屬頻繁起動、制動工作或處于重載起動且較頻繁工作時，可選取大一級的變頻器，以利用變頻器長期、安全地運行。4）經(jīng)測試，電動機實際功率確實有富余，可以考慮選用功率小于電動機功率的變頻器，但要注意瞬時峰值電流是否會造成過電流保護動作。5）當變頻器與電動機功率不相同時，則必須相應(yīng)調(diào)整節(jié)能程序的設(shè)置，以利達到較高的節(jié)能效果。3、變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選用變頻器的箱體結(jié)構(gòu)要與環(huán)境條件相適應(yīng)，即必須考慮溫度、濕度、粉塵、酸堿度、腐蝕性氣體等因素。常見有下列幾種結(jié)構(gòu)類型可供用戶選用：1）敞開型IPOO型本身無機箱，適用裝在電控箱內(nèi)或電氣室內(nèi)的屏、盤、

38、架上，尤其是多臺變頻器集中使用時，選用這種型式較好，但環(huán)境條件要求較高；2）封閉型IP20型適用一般用途，可有少量粉塵或少許溫度、濕度的場合；3）密封型IP45型適用工業(yè)現(xiàn)場條件較差的環(huán)境；4）密閉型IP65型適用環(huán)境條件差，有水、塵及一定腐蝕性氣體的場合  。4、變頻器容量的確定合理的容量選擇本身就是一種節(jié)能降耗措施。根據(jù)現(xiàn)有資料和經(jīng)驗，比較簡便的方法有三種：1）電機實際功率確定發(fā)。首先測定電機的實際功率，以此來選用變頻器的容量。2）公式法。當一臺變頻器用于多臺電機時，應(yīng)滿足：至少要考慮一臺電動機啟動電流的影響，以避免變頻器過流跳閘。3）電機額定電流法變頻器。變頻器容量選

39、定過程，實際上是一個變頻器與電機的最佳匹配過程，最常見、也較安全的是使變頻器的容量大于或等于電機的額定功率，但實際匹配中要考慮電機的實際功率與額定功率相差多少，通常都是設(shè)備所選能力偏大，而實際需要的能力小，因此按電機的實際功率選擇變頻器是合理的，避免選用的變頻器過大，使投資增大。對于輕負載類，變頻器電流一般應(yīng)按1.1N（N為電動機額定電流）來選擇，或按廠家在產(chǎn)品中標明的與變頻器的輸出功率額定值相配套的最大電機功率來選擇。5、主電源1）電源電壓及波動。應(yīng)特別注意與變頻器低電壓保護整定值相適應(yīng)，因為在實際使用中，電網(wǎng)電壓偏低的可能性較大。2）主電源頻率波動和諧波干擾。這方面的干擾會增加變頻器系統(tǒng)的

40、熱損耗，導(dǎo)致噪聲增加，輸出降低。3）變頻器和電機在工作時，自身的功率消耗。在進行系統(tǒng)主電源供電設(shè)計時，兩者的功率消耗因素都應(yīng)考慮進去。九、發(fā)展方向整個高壓變頻器市場沒有出現(xiàn)持續(xù)的爆發(fā)式的增長，但我國變頻器品牌已經(jīng)涵蓋了幾乎所有領(lǐng)域，而且相對國際品牌有性價比優(yōu)勢。內(nèi)資高壓變頻器的市場占比已經(jīng)超過55%.從企業(yè)排名看，合康變頻增長13.2%，市場占比13%，已經(jīng)躋身行業(yè)首位的位置；利德華福市場占比12%、西門子占比11%、ABB占比9%、東方日立占比5%.國電四維發(fā)展速度較快，2012年增長44%，行業(yè)占比接近5%.中國中高壓變頻器市場具有廣闊的發(fā)展空間，隨著市場的擴大和用戶端需求的多樣化，國內(nèi)變

41、頻器產(chǎn)品的功能在不斷完善和增加，集成度和系統(tǒng)化越來越高。第二章 變頻器使用一、面板認知與參數(shù)設(shè)置注意： 端子旁邊有撥位開關(guān) 模擬輸入AIN1 ON為接受電流   OFF為接受電壓模擬輸入AIN2 ON 為接受電流   OFF為接受電壓鍵盤認知與操作圖2.1 左AOP面板（高級操作面板）、右BOP面板（普通操作面板）圖2.2 啟動、停止、反轉(zhuǎn)、點動、跳轉(zhuǎn)、訪問參數(shù)、增值、減值Ø 按“P”鍵顯示參數(shù)號；Ø 按“”鍵找到要改變的參數(shù)號，例如：P700； Ø 按“P”鍵顯示

42、參數(shù)下標，例如：rn000（按“”或“”改變參數(shù)下標）；Ø 按“P”鍵顯示參數(shù)值； Ø 按“”或“”改變參數(shù)值 按“P”鍵確認；Ø 參數(shù)設(shè)置完成后按“Fn”鍵跳轉(zhuǎn)到“r000” 按“P”鍵退出。注：變頻器、電機停止時有效，在顯示任何一個參數(shù)時，短時間按下此鍵將立即跳轉(zhuǎn)到r0000。調(diào)試步驟 通常一臺新的MM440變頻器一般需要經(jīng)過“參數(shù)復(fù)位快速調(diào)試功能調(diào)試”三個步驟調(diào)試。 參數(shù)復(fù)位，是將變頻器參數(shù)恢復(fù)到出廠狀態(tài)下的默認值的操作。一般在變頻器出廠和參數(shù)出現(xiàn)混亂的時候進行此操作。 快速調(diào)試狀態(tài)，需要用戶輸入電

43、機相關(guān)的參數(shù)和一些基本驅(qū)動控制參數(shù)，使變頻器可以良好的驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)。一般在復(fù)位操作后，或者更換電機后需要進行此操作。 功能調(diào)試，指用戶按照具體生產(chǎn)工藝的需要進行的設(shè)置操作。這一部分的調(diào)試工作比較復(fù)雜，常常需要在現(xiàn)場多次調(diào)試。1、參數(shù)復(fù)位參數(shù)復(fù)位，將變頻器的參數(shù)恢復(fù)到出廠時的參數(shù)默認值。在變頻器初次調(diào)試，或者參數(shù)設(shè)置混亂時，需要執(zhí)行該操作，以便于將變頻器的參數(shù)值恢復(fù)到一個確定的默認狀態(tài)。在參數(shù)復(fù)位完成后，需要進行快速調(diào)試的過程。根據(jù)電機和負載具體特性，以及變頻器的控制方式等信息進行必要的設(shè)置之后，變頻器就可以驅(qū)動電機工作了。2、快速調(diào)試指通過設(shè)置電機參數(shù)和變頻器的命令源及頻率給定源，從

44、而達到簡單快速運轉(zhuǎn)電機的一種操作模式。 表2-1  快速調(diào)試參數(shù)設(shè)置參數(shù)號參數(shù)描述推薦設(shè)置P0003設(shè)置參數(shù)訪問等級： 1 標準級（只需設(shè)置最基本的參數(shù)），2 擴展級，3 專家級3P0010=1 開始快速調(diào)試。注意：只有在P0010=1的情況下，電機的主要參數(shù)才能被修改，如：P0304，P0305等；只有在P0010=0的情況下，變頻器才能運行1P0100選擇電機的功率單位和電網(wǎng)頻率。=0單位kW，頻率50Hz，=1單位HP，頻率60Hz，=2單位kW，頻率60Hz0P205變頻器應(yīng)用對象：=0 恒轉(zhuǎn)矩（壓縮機，傳

45、送帶等），=1變轉(zhuǎn)矩（風(fēng)機，泵類等）0或1P03000選擇電機類型：=1異步電機，=2同步電機1P03040電動機額定電壓（V）：注意電機實際接線（Y/）根據(jù)電機銘牌設(shè)置P03050電動機額定電流（A）：注意電機實際接線（Y/），如果驅(qū)動多臺電機，P0305的值要大于電流總和P03070電動機額定功率：若P0100=0或2，單位kW，若P0100=1，單位hpP03080電動機功率因數(shù)cosP03090電機的額定效率：注意如果P0309設(shè)置為0，則變頻器自動計算電機效率，如果P0100設(shè)置為0，看不到此參數(shù)P03100電動機額定頻率（Hz）：通常為50/60，非標準電機，可以根據(jù)電機銘牌修改P

46、03110電動機額定轉(zhuǎn)速（r/min）：矢量控制方式下，必須準確設(shè)置此參數(shù)P03200電機的磁化電流：通常取默認值0P03350電機冷卻方式：=0利用電機軸上風(fēng)扇自冷卻，=1利用獨立的風(fēng)扇進行強制冷卻0P06400電機過載因子：以電機額定電流的百分比來限制電機的過載電流150P07000選擇命令給定源（啟動/停止）：=1 BOP（操作面板），=2 I/O 端子控制，=4經(jīng)過BOP鏈路（RS232）的USS控制，=5通過COM鏈路（端子29，30），=6 Probus（CB通訊板）。注意：改變P0700設(shè)置，將復(fù)位所有的數(shù)字輸入輸出至出廠設(shè)定2P10000設(shè)置頻率給

47、定源：=1 BOP電動電位計給定（面板），=2模擬輸入1通道（端子3，4），=3固定頻率，=4 BOP鏈路的USS控制，=5 COM鏈路的USS（端子29，30），=6 Probus（CB通訊板），=7模擬輸入2通道（端子10，11）2P10800限制電機運行的最小頻率0P10820限制電機運行的最大頻率50P11200電機從靜止狀態(tài)加速到最大頻率所需時間10P11210電機從最大頻率降速到靜止狀態(tài)所需時間10P13000控制方式選擇：=0線性V/F，要求電機的壓頻比準確，=2平方曲線的V/F控制，=20無傳感器矢量控制，=21帶傳感器的矢量控制0P3900結(jié)束快

48、速調(diào)試：=1電機數(shù)據(jù)計算，并將除快速調(diào)試以外的參數(shù)恢復(fù)到工廠設(shè)定，=2電機數(shù)據(jù)計算，并將I/O設(shè)定恢復(fù)到工廠設(shè)定，=3電機數(shù)據(jù)計算，其它參數(shù)不進行工廠復(fù)位3P1910=1使能電機識別，出現(xiàn)A0541報警，馬上啟動變頻器1在完成快速調(diào)試后，變頻器就可以正常的驅(qū)動電機了。下面就可以根據(jù)需要設(shè)置控制的方式和各種工藝參數(shù)。2、電流電壓校準參數(shù) 1）P0756  模擬量的類型：0單極性電壓0+10v，1帶監(jiān)控單極性電壓0+10v， 2電流0-20mA，3帶監(jiān)控電流0-20mA，4雙極性電壓-10+10v 2）P0757 模擬量低端值4mA

49、60;3）P0758模擬量低端值百分數(shù)0% 4）P0759模擬量高端值20mA 5）P0760模擬量高端值百分數(shù)100% 6）P0761（0）0、P0761（1）4    死區(qū) 7）P0304  電機額定電壓8）P0305  電機額定電流9）P0307  電機額定功率 3、輸出參數(shù)  P7313數(shù)字輸出1的功能P7323數(shù)字輸出2的功能P7333數(shù)字輸出3的功能 表2-2  數(shù)字輸出功能可選值數(shù)值功能數(shù)值功

50、能52.0變頻器準備52.5OFF3停車命令有效52.1變頻器運行準備就緒52.6禁止合閘52.2變頻器正在運行52.7變頻器報警52.3變頻器故障52.8設(shè)定值/實際值偏差太大52.4OFF2停車命令有效4、模擬輸入（AIN1為010電壓輸入、AIN2為420mA）DIP 1off  DIP 2 on 參數(shù)設(shè)置如下： P0003=3  P0004=0P700.0=2     命令數(shù)據(jù)組(CDS1)P700.1=2     命令數(shù)據(jù)組(CDS2)P1000.0=2    命令數(shù)據(jù)組(CDS1)P1000.1=7    命令數(shù)據(jù)組(CDS2)P0756.0=0  P0756.1=2   （因為模擬輸入2用電流輸入）P0759.0=10   命令數(shù)據(jù)組(CDS1) P0759.1=20   命令數(shù)據(jù)組(CDS2) P0703.0=99   第一命令數(shù)據(jù)組利用數(shù)字