變頻器的使用及維修

共31頁(yè)第30頁(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書課題名稱變頻器的使用及維修系/專業(yè)機(jī)械工程系／機(jī)電一體化班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師：變頻器的使用及維修摘要變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。變頻調(diào)速是通過(guò)改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的需要而誕生的。20世紀(jì)60年代以后，電力電子器件經(jīng)歷了SCR(晶閘管)、GTO(門極可關(guān)斷晶閘管)、BJT(雙極型功率晶體管)、MOSFET(金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管)、SIT(靜電感應(yīng)晶體管)、SITH(靜電感應(yīng)晶閘管)、MGT(MOS控制晶體管)、MCT(MOS控制晶閘管)、IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、HVIGBT(耐高壓絕緣柵雙極型晶閘管)的發(fā)展過(guò)程，器件的更新促進(jìn)了電力電子變換技術(shù)的不斷發(fā)展。20世紀(jì)70年代開(kāi)始，脈寬調(diào)制變壓變頻(PWM－VVVF)調(diào)速研究引起了人們的高度重視。20世紀(jì)80年代，作為變頻技術(shù)核心的PWM模式優(yōu)化問(wèn)題吸引著人們的濃厚興趣，并得出諸多優(yōu)化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世紀(jì)80年代后半期開(kāi)始，美、日、德、英等發(fā)達(dá)國(guó)家的VVVF變頻器已投入市場(chǎng)并獲得了廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞：變頻器；調(diào)速傳動(dòng)；逆變器；電動(dòng)機(jī)原理Frequencychanger'suseandservicesAbstractJidian0613NanjingIndustryProfessionalTechnologyInstituteThefrequencychangeris(50Hzor60Hz)transformsthepowerfrequencypowersourceChengGetoplantthefrequencythealternatingcurrentsupply,realizeselectricalmachinery'sspeedchangemovementequipment,thecontrolcircuitcompletestothemaincircuitthecontrol,thelevelingcircuittransformsthealternatingcurrentthedirectcurrent,thedirect-currentintermediatecircuitcarriesontolevelingcircuit'soutputthesmoothfilter,invertedtheelectriccircuitthedirectcurrentagaincounterdealdischarge.Thefrequencyconversionvelocitymodulationisachievesthevelocitymodulationthroughthechangeelectricalmachinerystatorwindingpowersupplyfrequencythegoal.Thefrequencyconversiontechnologyisshouldthealternatingcurrentmachinesteplessspeedregulationneedtobeborn.Afterthe1960s,theelectricpowerelectronicdeviceexperiencedSCR(thyristor),GTO(gatetobepossibletoshutoffthyristor,BJT(doublepolepowertransistor),MOSFET(metaloxidecompoundfieldeffecttube),SIT(electrostaticinductiontransistor),SITH(electrostaticinductionthyristor),MGT(MOScontroltransistor),MCT(MOScontrolthyristor),IGBT(insulationgriddoublepoletransistor),HVIGBT(borehigh-pressuredinsulationgriddoublepolethyristor)thedevelopingprocessextremely),component'srenewalpromotedtheelectricpowerelectronconvertertechniqueunceasingdevelopment.Inthe1970sstarted,thepulse-durationmodulationlivepressurefrequencyconversion(PWM-VVVF)velocitymodulationresearchcausedthepeopletotakeseriously.Inthe1980s,wasattractingpeople'sstronginterestasthefrequencyconversiontechnologycore'sPWMpatternoptimizationquestion,andobtainedmanyoptimizedpatterns,wasbestbythesaddleshapewavePWMpatterneffect.20shiji80niandaihoubanqithestart,USandJapan,Germany,UKandsoondevelopedcountry'sVVVFfrequencychangerputintothemarketandhasobtainedthewidespreadapplication.Keyword:Frequencychanger;Velocitymodulationtransmission;Invertor;Electricmotorprinciple目錄第一章調(diào)速傳動(dòng)的歷史及逆變器的發(fā)展 61-1調(diào)速傳動(dòng)的變遷 61-1-1機(jī)械式調(diào)速傳動(dòng) 61-1-2變速聯(lián)軸節(jié) 61-1-3調(diào)速電動(dòng)機(jī) 71-2逆變器 7第二章變頻器原理 92-1異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行原理 92-2變頻器的基本動(dòng)作原理及特點(diǎn) 102-3逆變器的構(gòu)成與功能 142-3-1主電路 142-3-2控制電路 17第三章使用變頻器的目的和優(yōu)點(diǎn) 213-1變頻器的功能和用途 213-2使用變頻器的優(yōu)點(diǎn) 213-3常見(jiàn)機(jī)械及其負(fù)載特性 25第四章變頻器的選型 264-1變頻器的選型 264-1-1變頻器選型時(shí)要確定以下幾點(diǎn)： 26第五章逆變器的安裝與接線 275-1變頻器的安裝環(huán)境 275-2變頻器和電機(jī)的距離確定電纜和布線方法 275-3變頻器的接地 285-4變頻器接線規(guī)范 28第六章變頻器的維修 296-1日常的維護(hù)與檢查 296-2故障處理與恢復(fù)運(yùn)行(以車載逆變器最常見(jiàn)的故障及處理方法為例) 29第七章變頻器的運(yùn)行和相關(guān)參數(shù)的設(shè)置及常見(jiàn)故障分析 307-1變頻器的運(yùn)行和相關(guān)參數(shù)的設(shè)置： 307-2常見(jiàn)故障分析： 30第八章結(jié)論 32參考文獻(xiàn): 33致謝 34第一章概述動(dòng)力的歷史，始于1766年瓦特的蒸汽機(jī)發(fā)明，經(jīng)過(guò)1871年交流發(fā)電機(jī)的發(fā)明、1885年多相異步電動(dòng)機(jī)的發(fā)明，進(jìn)入以電動(dòng)機(jī)為中心的時(shí)代，電動(dòng)機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)，是一種使用更方便的動(dòng)力。電力可以集中，也可以分散?？梢赃x擇容量與負(fù)載相適應(yīng)的電動(dòng)機(jī)，高效運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備計(jì)劃經(jīng)濟(jì)。維修、操作簡(jiǎn)單，等等。另一方面，隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為了提高生產(chǎn)率和質(zhì)量，調(diào)速傳動(dòng)在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的必要性增大了。調(diào)速傳動(dòng)的歷史也始于機(jī)械式。1960年以后，由于電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)的急速發(fā)展，電動(dòng)機(jī)直接調(diào)速的傳動(dòng)才成為主流。特別是采用逆變器的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng)，由于使用方便，隨著其經(jīng)濟(jì)型的提高逐步推廣起來(lái)。1.1調(diào)速傳動(dòng)的變遷1.1.1機(jī)械式調(diào)速傳動(dòng)調(diào)速傳動(dòng)的分類如表1-1所示。表1-1調(diào)速傳動(dòng)方式的分類調(diào)速傳動(dòng)機(jī)械式調(diào)速傳動(dòng)蒸汽動(dòng)力蒸汽機(jī)蒸汽輪機(jī)內(nèi)燃機(jī)容積式速度式電動(dòng)機(jī)式調(diào)速傳動(dòng)定速電動(dòng)機(jī)+調(diào)速聯(lián)軸節(jié)調(diào)速電動(dòng)機(jī)1.1.2變速聯(lián)軸節(jié)變速聯(lián)軸節(jié)就是在以定速運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)軸上裝設(shè)可調(diào)速的聯(lián)軸節(jié)，用以改變負(fù)載裝置的輸入轉(zhuǎn)速。這種方式的典型代表如表1-2示。表1-2變速聯(lián)軸節(jié)定數(shù)電動(dòng)機(jī)+變速聯(lián)軸節(jié)機(jī)械式變速機(jī)變間距皮帶輪與撓性帶圓錐摩擦輪金屬環(huán)球面摩擦輪行星錐與環(huán)油壓式變速機(jī)液壓聯(lián)軸節(jié)液壓變矩器油壓離合器電氣式變速機(jī)點(diǎn)此轉(zhuǎn)差離合器1.1.3調(diào)速電動(dòng)機(jī)在調(diào)速傳動(dòng)中，常常強(qiáng)烈要求將所用的電動(dòng)機(jī)直接調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)。這種調(diào)速電動(dòng)機(jī)，以前只是一小部分被采用，現(xiàn)在由于電力電子及微電子技術(shù)的進(jìn)步，調(diào)速傳動(dòng)已成為主流。1.2逆變器采用逆變器的調(diào)速傳動(dòng)，從家用空調(diào)到數(shù)MW級(jí)的產(chǎn)業(yè)用設(shè)備被廣泛的采用著。其原因如下：與逆變器配合使用的電動(dòng)機(jī)為通用的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。不需要機(jī)械式的附屬裝置。制造廠家的技術(shù)和價(jià)格同用戶的要求相一致。1.2.1逆變器的發(fā)展（1）電力電子技術(shù)的發(fā)展晶閘管的真正開(kāi)始生產(chǎn)是在晶閘管供電的直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)被采用之后。1970年晶閘管被用作逆變器主回路中的高速開(kāi)關(guān)元件。1972年電壓型逆變器被紡織廠實(shí)際采用，其后電流型逆變器、多重電壓型逆變器、多重電流型逆變器等晶閘管逆變器依次實(shí)用化。另外，1975年電力晶體管、1980年電力晶體管模塊及真正的GTO（可關(guān)斷晶閘管）的生產(chǎn)開(kāi)始，1981年取得了急速的發(fā)展，使實(shí)際通用型逆變器得以完成。現(xiàn)在1200V、300A以下的晶體管已模塊化，GTO元件最大達(dá)4500V、3000A。（2）微電子技術(shù)的發(fā)展電子學(xué)近幾十年的歷史可以看作是逐漸小型化的歷史，推動(dòng)電子產(chǎn)品朝小型化過(guò)渡的主要?jiǎng)恿κ窃骷图呻娐稩C的微型化。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，器件的速度和延遲時(shí)間等性能對(duì)器件之間的互連提出了更高的要求，由于互連信號(hào)延遲、串?dāng)_噪聲、電感電容耦合以及電磁輻射等影響越來(lái)越大，由高密度封裝的IC和其他電路元件構(gòu)成的功能電路已不能滿足高性能的要求。人們已深刻認(rèn)識(shí)到，無(wú)論是分立元件還是IC，封裝已成為限制其性能提高的主要因素之一。目前電子封裝的趨勢(shì)正朝著小尺寸、高性能、高可靠性和低成本方面發(fā)展。（3）控制技術(shù)的發(fā)展逆變器的控制始于電壓與頻率成比例改變的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng)。這種控制在電動(dòng)機(jī)的解析技術(shù)、仿真技術(shù)及控制理論等控制技術(shù)方面也取得了很大的進(jìn)步。這種進(jìn)步同電力電子與微電子技術(shù)的發(fā)展相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了矢量控制等快速響應(yīng)和高功能。上述技術(shù)進(jìn)步同用戶的下述社會(huì)要求相結(jié)合構(gòu)筑了逆變器時(shí)代。要求節(jié)能。要求用精密、快速響應(yīng)手段提高產(chǎn)品質(zhì)量。要求自動(dòng)化。要求改善維修性。第二章變頻器原理2-1異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行原理由轉(zhuǎn)速n二60f(1一、）/p可知，異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速有以下幾個(gè)方法。（1)改變磁極對(duì)數(shù)p（變極調(diào)速）定子磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)取決于定子繞組的結(jié)構(gòu)。所以，要改變p，必須將定子繞組制為可以換接成兩種磁極對(duì)數(shù)的特殊形式。通常，一套繞組只能換接成兩種磁極對(duì)數(shù)。變極調(diào)速的主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、機(jī)械特性較硬、效率高，既適用于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，又適用于恒功率調(diào)速；缺點(diǎn)是有極調(diào)速，且極數(shù)有限，因而只適用于不需平滑調(diào)速的場(chǎng)合。（2)改變轉(zhuǎn)差率：（變轉(zhuǎn)差率調(diào)速）以改變轉(zhuǎn)差率為目的的調(diào)速方法有定子調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子變電阻調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速及串極調(diào)速等。①定子調(diào)壓調(diào)速。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩一定時(shí)，隨著電動(dòng)機(jī)定子電壓的降低，主磁通減少，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減少，轉(zhuǎn)子電流減少，轉(zhuǎn)子受到的電磁力減少，轉(zhuǎn)差率，增大，轉(zhuǎn)速減小，從而達(dá)到速度調(diào)節(jié)的目的；同理，定子電壓升高，轉(zhuǎn)速增加。調(diào)壓調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑，采用閉環(huán)系統(tǒng)時(shí)，機(jī)械特性較硬，調(diào)速范圍較寬；缺點(diǎn)是低速時(shí)，轉(zhuǎn)差功率損耗較大，功率因素低，電流大，效率低。調(diào)壓調(diào)速既非恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，也非恒功率調(diào)速，比較適合于風(fēng)機(jī)泵類特性的負(fù)載。分體機(jī)上的室內(nèi)風(fēng)機(jī)就是利用定子電壓調(diào)速的方法進(jìn)行調(diào)速的。根據(jù)風(fēng)機(jī)速度的反饋信號(hào)，控制晶閘管SCR導(dǎo)通的相角，從而控制風(fēng)機(jī)定子的輸人電壓，以控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)速。在空間位置上互差27r/3rad電度角的三相繞組通以在時(shí)間上互差27c/3rad相位角（或1/3周期）的三相交變電流可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。同樣，在空間位置上互差二/2rad電度角的兩相繞組通以在時(shí)間上互差7c/2rad相位角（或1/2周期）的兩相交變電流也可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電容C的作用就是把一相電流移相，以產(chǎn)生兩相在時(shí)間上互差二/2rad相位角（或112周期）的交變電流。在空間位置上互差n/2rad電度角的兩相繞組是由風(fēng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)保證的。②轉(zhuǎn)子變電阻調(diào)速。當(dāng)定子電壓一定時(shí)，電動(dòng)機(jī)主磁通不變，若減小定子電阻，則轉(zhuǎn)子電流增大，轉(zhuǎn)子受到的電磁力增大，轉(zhuǎn)差率減小，轉(zhuǎn)速降低；同理，增大定子電阻，轉(zhuǎn)速增加。轉(zhuǎn)子變電阻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備和線路簡(jiǎn)單，但其機(jī)械特性較軟，調(diào)速范圍受到一定的限制，且低速時(shí)轉(zhuǎn)差功率損耗較大，效率低，經(jīng)濟(jì)效益差。目前，轉(zhuǎn)子變電阻調(diào)速只在一些調(diào)速要求不高的場(chǎng)合采用。③電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速。異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)以恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)的異步電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)，通過(guò)改變電磁轉(zhuǎn)差離合器的勵(lì)磁電流進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。電磁轉(zhuǎn)差離合器由電樞和磁極兩部分組成，二者之間沒(méi)有機(jī)械的聯(lián)系，均可自由旋轉(zhuǎn)。離合器的電樞與異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸相連并以恒速旋轉(zhuǎn)，磁極與工作機(jī)械相連。電磁轉(zhuǎn)差離合器的工作原理是：如果磁極內(nèi)勵(lì)磁電流為零，則電樞與磁極之間沒(méi)有任何電磁聯(lián)系，磁極與工作機(jī)械靜止不動(dòng)，相當(dāng)于負(fù)載被“脫離”；如果磁極內(nèi)通人直流勵(lì)磁電流，磁極即產(chǎn)生磁場(chǎng)，電樞由于被異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)，因而電樞與磁極之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而在電樞繞組中產(chǎn)生電流，并產(chǎn)生力矩，磁極將沿著電樞的運(yùn)動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)負(fù)載相當(dāng)于被“合上”，調(diào)節(jié)磁極內(nèi)通人的直流勵(lì)磁電流就可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，能平滑調(diào)速，采用閉環(huán)控制后可擴(kuò)大調(diào)速范圍，適用于通風(fēng)類或恒轉(zhuǎn)矩類負(fù)載；缺點(diǎn)是低速時(shí)損耗大，效率低。④串極調(diào)速。前面介紹的定子調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子變電阻調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速均存在著轉(zhuǎn)差功率損耗較大、效率低的問(wèn)題，串極調(diào)速能夠?qū)⑾挠谵D(zhuǎn)子電阻上的功率利用起來(lái)，同時(shí)又能提高調(diào)速性能。串極調(diào)速將轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)差功率通過(guò)變換裝置加以利用，提高設(shè)備的效率。串極調(diào)速的工作原理實(shí)際上是在轉(zhuǎn)子回路中引入了一個(gè)與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率相同的可控的附加電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)控制這個(gè)附加電動(dòng)勢(shì)的大小來(lái)改變轉(zhuǎn)子電流的大小，從而改變轉(zhuǎn)速。串極調(diào)速具有機(jī)械特性比較硬、調(diào)速平滑、損耗小、效率高等優(yōu)點(diǎn)，便于向大容量發(fā)展，但它也存在著功率因素較低的缺點(diǎn)。（3)改變頻率f(高頻調(diào)速）當(dāng)極對(duì)數(shù)p不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子電源頻率成正比，因此連續(xù)的改變供電電源的頻率，就可以連續(xù)平滑地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍廣、平滑性能好、機(jī)械特性較硬的優(yōu)點(diǎn)，可以方便地實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩或恒功率調(diào)速。整個(gè)調(diào)速特性與直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓調(diào)速和弱磁調(diào)速十分相似，并可與直流調(diào)速相比美。2.2變頻器的基本工作原理及特點(diǎn)作為變頻器，通常采用三相逆變器。但這里為了簡(jiǎn)化電路，采用單相逆變器來(lái)說(shuō)明電壓型、電流型、電壓控制、電流控制等逆變器的基本工作原理。作為主電路方式有電壓型變頻器和電流型變頻器。電壓型是將電壓源的直流電變換成交流電的變頻器，電流型是指將電流源的直流電變換為交流電的方式。下面用機(jī)械開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)明其基本動(dòng)作。負(fù)載是異步電動(dòng)機(jī)，采用圖2(b)的等效電路（忽略IM、r1、r2），并為滯后功率因數(shù)負(fù)載。(一)電壓型電壓型逆變器的原理圖及其動(dòng)作如圖3所示。其中圖a為單相橋式電壓型逆變器，如果使開(kāi)關(guān)S1~S4像圖d那樣導(dǎo)通、關(guān)斷，那么負(fù)載電壓u就成為矩形波交流電壓，其大小等于直流電壓源電壓Ed，如圖b中實(shí)線所示。這里假定負(fù)載電流i由于負(fù)載電感的平滑作用為正弦波交流電流，如圖b中虛線所示。a)電路構(gòu)成b)電壓/電流波形

c)直流電流波形（瞬時(shí)功率）

d)開(kāi)關(guān)動(dòng)作狀態(tài)現(xiàn)在，使開(kāi)關(guān)S1、S2導(dǎo)通，由直流電壓源Ed沿圖a中①路線供給負(fù)載電流i。在時(shí)刻t1使這兩個(gè)開(kāi)關(guān)關(guān)斷，同時(shí)使開(kāi)關(guān)S3、S4導(dǎo)通，于是負(fù)載的無(wú)功功率就沿②路線反饋給直流電壓源Ed?？紤]負(fù)載電流i和開(kāi)關(guān)的動(dòng)作狀態(tài)，直流電流Id的波形如圖c所示。另外，負(fù)載電壓u與負(fù)載電流i的積為瞬時(shí)功率P，它與直流電流Id的波形相同。瞬時(shí)功率P的平均值Pa為向負(fù)載提供的有功功率。時(shí)刻t1～t2的滯后角相當(dāng)于異步電動(dòng)機(jī)的滯后功率因數(shù)角，時(shí)有功功率為正（電動(dòng)狀態(tài)），時(shí)為負(fù)（再生狀態(tài)）。滯后角與瞬時(shí)功率P及有功功率Pa的關(guān)系。當(dāng)開(kāi)關(guān)采用單方向?qū)ǖ陌雽?dǎo)體開(kāi)關(guān)器件時(shí)，以晶體管為例，為了向電源反饋（路線②），要同晶體管反并聯(lián)續(xù)流二極管。電壓型變頻器的主電路構(gòu)成見(jiàn)表1中項(xiàng)1～3所列，由晶閘管或二極管、晶體管構(gòu)成的整流器、平波電容（用作電壓源）以及逆變器組成。(二)電流型電流型變頻器的原理及其動(dòng)作如圖5所示。其中圖a為單相橋式電流型逆變器。如果使開(kāi)關(guān)S1～S4像圖d那樣導(dǎo)通、關(guān)斷，則負(fù)載電流i就變?yōu)榫匦尾ń涣麟?，大小等于直流電源電流Id，如圖b中實(shí)線所示。負(fù)載電壓u由負(fù)載的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e決定，為正弦波形.a)電路構(gòu)成

b)輸出電壓電流波形

c)直流電壓波形（瞬時(shí)功率）d)S1、S2動(dòng)作、S3、S4動(dòng)作現(xiàn)在，使開(kāi)關(guān)S1，S2導(dǎo)通，負(fù)載電流i從電流源經(jīng)圖示的路線①流出。在時(shí)刻t1關(guān)斷這兩個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)，因?yàn)槭请娏髟矗?fù)載電流必須急速地反向，但是電感負(fù)載的電流不可能瞬時(shí)反向，在負(fù)載兩端需要有吸收電感儲(chǔ)存能量的電路。在吸收此能量期間，負(fù)載兩端將產(chǎn)生di/dt的尖峰電壓。由于能量吸收回路的作用，負(fù)載電流反向后，功率從負(fù)載向電源反饋，在時(shí)刻t2負(fù)載電壓反向。此后，在S1，S2再次導(dǎo)通時(shí)刻t3之間的期間，為功率從電源流向負(fù)載的電動(dòng)狀態(tài)?？紤]負(fù)載電壓u和開(kāi)關(guān)的動(dòng)作狀態(tài)，直流電壓波形Ed為圖c的波形。另外瞬時(shí)功率P與直流電壓波形相同。此瞬時(shí)功率P的平均值為有功功率Pa，如圖c中虛線所示。異步電動(dòng)機(jī)的滯后功率因數(shù)角與瞬時(shí)功率P和有功功率Pa的關(guān)系，同圖4中的電壓型逆變器波形一樣。采用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)時(shí)，對(duì)于電流型逆變器通常采用晶閘管，它雖然需要換相電路，但可以兼用作能量吸收回路。電流型逆變器的主電路構(gòu)成見(jiàn)表1中的項(xiàng)4及5所列，變流器部分采用晶閘管，時(shí)采用變流器與平波電抗器使它具有電流源作用。二、電壓控制與電流控制、主電路方式分為電壓型及電流型兩類，控制方式也分為電壓控制及電流控制兩種。這兩種方式，不管主電路方式是電壓型還是電流型都可以適用。通用變頻器等采用電壓控制方式，與輸出頻率成比例地控制輸出電壓。對(duì)于需要快速響應(yīng)的用途則必須控制輸出電流，可采用電流控制方式。1.電壓控制

通用變頻器適用電壓型的電壓控制。表1中項(xiàng)1IGBT變頻器和GTO晶閘管變頻器，是在逆變器側(cè)控制輸出的電壓和頻率。輸出電壓的大小，可以利用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通率將輸出電壓控制成為正弦波。表1中項(xiàng)2及4的晶閘管變頻器，是在整流器側(cè)控制輸出電壓，在逆變器側(cè)控制頻率。2.電流控制

對(duì)于要求類似直流電動(dòng)機(jī)快速響應(yīng)性的應(yīng)用場(chǎng)合，為了快速控制異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，適用電流控制。表1中項(xiàng)5的電流型晶閘管變頻器，在逆變器側(cè)控制頻率，在整流器側(cè)控制電流。該表中項(xiàng)3，用晶體管和GTO晶閘管構(gòu)成的電壓型變頻器則適用這樣的電流控制方式，利用逆變器側(cè)的導(dǎo)通率將輸出電流控制成為正弦波。三、PAM與PWM輸出電壓或輸出電流的控制，可以在整流器側(cè)或逆變器側(cè)進(jìn)行。作為這種輸出的控制手段有PAM和PWM兩種方式。(一)PAM(PulseAmplitudeModulation)PAM是一種改變電壓源的電壓Ed（見(jiàn)圖3）或電流源的電流Id（見(jiàn)圖5）的幅值，進(jìn)行輸出控制的方式。因此，在逆變器只控制頻率，在整流器側(cè)控制輸出的電壓或電流。采用PAM調(diào)節(jié)電壓時(shí)，高電壓及低電壓時(shí)的輸出電壓波形如圖6所示。a)高電壓時(shí)

b)低電壓時(shí)表1中項(xiàng)2、4、5的晶閘管逆變器，其換相時(shí)間需要100～數(shù)百µs，所以，難以做到用晶閘管來(lái)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)PWM控制，要采用在逆變器只控制頻率的PAM方式。(二)PWM(PulseWidthModulation)在異步電動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)矩的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，隨著變頻器輸出頻率的變化，必須相應(yīng)地調(diào)節(jié)其輸出電壓。另外，在變頻器輸出頻率不變的情況下，為了補(bǔ)償電網(wǎng)電壓和負(fù)載變化所引起的輸出電壓波動(dòng)，也應(yīng)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)其輸出電壓。具體實(shí)現(xiàn)調(diào)壓和調(diào)頻的方法有很多種，但總的來(lái)說(shuō)，從變頻器的輸出電壓和頻率的控制方法來(lái)看，基本上按前所述分為PAM和PWM（PAM前已介紹，此處討論P(yáng)WM）。PWM型變頻器靠改變脈沖寬度來(lái)控制輸出電壓，通過(guò)改變調(diào)制周期來(lái)控制其輸出頻率，所以脈沖調(diào)制方法對(duì)PWM型變頻器的性能具有根本性的影響。脈寬調(diào)制的方法很多，從調(diào)制脈沖的極性上看，可以分為單極性和雙極性調(diào)制兩種；從載頻信號(hào)和參考信號(hào)（基準(zhǔn)信號(hào)）頻率之間的關(guān)系來(lái)看，又可以分為同步式和非同步式兩種。2-3逆變器的構(gòu)成與功能2-3-1主電路給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，稱為主電路。圖1示出了典型的電壓逆變器的例子。其主電路由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。另外，異步電動(dòng)機(jī)需要制動(dòng)時(shí)，有時(shí)要附加“制動(dòng)回路”。圖1典型的電壓型逆變器一例1.整流器最近大量使用的是二極管的變流器，如圖1所示，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(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。2.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(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。為了抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓（電流）。裝置容量小時(shí)，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡(jiǎn)單的平波回路。3.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(shí)間使6個(gè)開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。圖2以電壓型PWM逆變器為例示出開(kāi)關(guān)時(shí)間和電壓波形。圖2電壓型逆變器的輸出電壓{{分頁(yè)}}4.制動(dòng)回路

異步電動(dòng)機(jī)在再生制動(dòng)區(qū)域使用時(shí)（轉(zhuǎn)差率為負(fù)），再生能量?jī)?chǔ)存于平波回路電容器中，使直流電壓升高。一般說(shuō)來(lái)，由機(jī)械系統(tǒng)（含電動(dòng)機(jī)）慣量積蓄的能量比電容能儲(chǔ)存的能量大，需要快速制動(dòng)時(shí)，可用可逆變流器向電源反饋或設(shè)置制動(dòng)回路（開(kāi)關(guān)和電阻）把再生功率消耗掉，以免直流電路電壓上升。5.異步電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行

根據(jù)負(fù)載種類，所需要的異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)矩方向是不同的，必須根據(jù)負(fù)載構(gòu)成適當(dāng)?shù)闹麟娐?。圖3所示，為采用電壓型逆變器傳動(dòng)的異步機(jī)四象限運(yùn)轉(zhuǎn)與主電路構(gòu)成的關(guān)系。在Ⅰ、Ⅲ象限異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩方向與旋轉(zhuǎn)方向一致，為電動(dòng)狀態(tài)。Ⅰ象限是正轉(zhuǎn)的電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，Ⅲ象限是反轉(zhuǎn)的電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。在Ⅱ、Ⅳ象限其轉(zhuǎn)矩方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，為再生狀態(tài)。Ⅱ象限為正轉(zhuǎn)的再生運(yùn)轉(zhuǎn)，Ⅳ象限為反轉(zhuǎn)的再生運(yùn)轉(zhuǎn)。只需要圖a的電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，則只需由電源向異步電動(dòng)機(jī)供給功率，可使用不可逆變流器。像圖b那樣，對(duì)于減速時(shí)需要制動(dòng)力的負(fù)載，功率就必須從異步電動(dòng)機(jī)向逆變器流傳，可附加制動(dòng)回路以便能在Ⅱ、Ⅳ象限使用。另外，對(duì)于需要急加減速并且加減速頻繁的場(chǎng)合（例如電梯），或者對(duì)于制動(dòng)為主要目的的場(chǎng)合，可以采用可逆變流器，實(shí)現(xiàn)Ⅰ～Ⅳ的四象限運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)，能量向電源反饋而節(jié)能。圖3采用電壓型逆變器的四象限運(yùn)轉(zhuǎn)a)為不可逆變流器時(shí)

b)帶制動(dòng)回路時(shí)

c)為可逆變流器時(shí)以上，以電壓型逆變器為例說(shuō)明了主電路的構(gòu)成。對(duì)于電流型逆變器，如前章所述，用不可逆整流器也能實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)轉(zhuǎn)。6.變頻器的簡(jiǎn)單原理圖如圖：黑圈eq\o\ac(○,1)部分為整流部分；黑圈eq\o\ac(○,2)部分為電源部分；黑圈eq\o\ac(○,3)部分為模塊部分。【注】：紅圈部分為：電解電容；籃圈部分為：均壓電阻；左邊三個(gè)端子是輸入端子RST；右邊三個(gè)端子是輸出端子UVW；N代表接地（零線接地）。2-3-2控制電路給異步電動(dòng)機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號(hào)的回路，稱為控制電路。如圖4所示，控制電路由以下電路組成，頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”。圖4變頻器的構(gòu)成{{分頁(yè)}}在圖4點(diǎn)劃線內(nèi)，僅以控制電路A部分構(gòu)成控制電路時(shí)，無(wú)速度檢測(cè)電路，為開(kāi)環(huán)控制。在控制電路B部分增加了速度檢測(cè)電路，即增加了速度指令，可以對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行更精確的閉環(huán)控制。(1)運(yùn)算電路

將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。(2)電壓、電流檢測(cè)電路

與主回路電位隔離檢測(cè)電壓、電流等。(3)驅(qū)動(dòng)電路

為驅(qū)動(dòng)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(cè)電路

以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸機(jī)上的速度檢測(cè)器(TG、PLG等)的信號(hào)為速度信號(hào)，送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。(5)保護(hù)電路

檢測(cè)主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過(guò)載或過(guò)電壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。逆變器控制電路中的保護(hù)電路，可分為逆變器保護(hù)和異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)兩種，表1為保護(hù)功能一覽。表1保護(hù)功能一覽1.逆變器保護(hù)(1)瞬時(shí)過(guò)電流保護(hù)

由于逆變器負(fù)載側(cè)短路等，流過(guò)逆變器器件的電流達(dá)到異常值（超過(guò)容許值）時(shí)，瞬時(shí)停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)，切斷電流。變流器的輸出電流達(dá)到異常值，也同樣停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。(2)過(guò)載保護(hù)

逆變器輸出電流超過(guò)額定值，且持續(xù)流通達(dá)規(guī)定的時(shí)間以上，為了防止逆變器器件、電線等損壞要停止運(yùn)轉(zhuǎn)。恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)需要反時(shí)限特性，采用特繼電器或者電子熱保護(hù)（使用電子電路）。過(guò)負(fù)載是由于負(fù)載的GD2（慣性）過(guò)大或因負(fù)載過(guò)大使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生。{{分頁(yè)}}(3)再生過(guò)電壓保護(hù)

采用逆變器使電動(dòng)機(jī)快速減速時(shí)，由于再生功率直流電路電壓將升高，有時(shí)超過(guò)容許值?？梢圆扇⊥Ｖ鼓孀兤鬟\(yùn)轉(zhuǎn)或停止快速減速的辦法，防止過(guò)電壓。(4)瞬時(shí)停電保護(hù)

對(duì)于數(shù)毫秒以內(nèi)的瞬時(shí)停電，控制電路工作正常。但瞬時(shí)停電如果達(dá)數(shù)10ms以上時(shí)，通常不僅控制電路誤動(dòng)作，主電路也不能供電，所以檢出后使逆變器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。(5)接地過(guò)電流保護(hù)

逆變器負(fù)載側(cè)接地時(shí)，為了保護(hù)逆變器有時(shí)要有接地過(guò)電流保護(hù)功能。但為了確保人身安全，需要裝設(shè)漏電斷路器。(6)冷卻風(fēng)機(jī)異常

有冷卻風(fēng)機(jī)的裝置，當(dāng)風(fēng)機(jī)異常時(shí)裝置內(nèi)溫度將上升，因此采用風(fēng)機(jī)熱繼電器或器件散熱片溫度傳感器，檢出異常后停止逆變器。在溫度上升很小對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)防礙的場(chǎng)合，可以省略。2.異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)(1)過(guò)載保護(hù)

過(guò)載檢出裝置與逆變器保護(hù)共用，但考慮低速運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)熱時(shí)，在異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)埋入溫度檢出器，或者利用裝在逆變器內(nèi)的電子熱保護(hù)來(lái)檢出過(guò)熱。動(dòng)作頻繁時(shí)，可以考慮減輕電動(dòng)機(jī)負(fù)載、增加電動(dòng)機(jī)及逆變器容量等。(2)超頻（超速）保護(hù)

逆變器的輸出頻率或者異步電動(dòng)機(jī)的速度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。3.其他保護(hù)(1)防止失速過(guò)電流

急加速時(shí)，如果異步電動(dòng)機(jī)跟蹤遲緩，則過(guò)電流保護(hù)電路動(dòng)作，運(yùn)轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進(jìn)行（失速）。所以，在負(fù)載電流減小之前要進(jìn)行控制，抑制頻率上升或頻率下降。對(duì)于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)中的過(guò)電流，有時(shí)也進(jìn)行同樣的控制。(2)防止失速再生過(guò)電壓

減速時(shí)產(chǎn)生的再生能量使主電路直流電壓上升，為了防止再生過(guò)電壓保護(hù)電路動(dòng)作，在直流電壓下降之前要進(jìn)行控制，抑制頻率下降，防止不能運(yùn)轉(zhuǎn)（失速）。第三章使用變頻器的目的和優(yōu)點(diǎn)變頻調(diào)速已被公認(rèn)為是最理想、最有發(fā)展前途的調(diào)速方式之一，采用通用變頻器構(gòu)成變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的主要目的，一是為了滿足提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)備自動(dòng)化程度、提高生活質(zhì)量及改善生活環(huán)境等要求；二是為了節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本。用戶根據(jù)自己的實(shí)際工藝要求和運(yùn)用場(chǎng)合選擇不同類型的變頻器。正確選擇通用型變頻器對(duì)于傳動(dòng)控制系統(tǒng)能夠的正常運(yùn)行是非常關(guān)鍵的，首先要明確使用通用變頻器的目的，按照生產(chǎn)機(jī)械的類型、調(diào)速范圍、速度響應(yīng)和控制精度、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等要求，充分了解變頻器所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載特性，決定采用什么功能的通用變頻器構(gòu)成控制系統(tǒng)，然后決定選用哪種控制方式最合適。所選用的通用變頻器應(yīng)是既要滿足生產(chǎn)工藝的要求，又要在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上合理。若對(duì)通用變頻器選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及使用不當(dāng)，往往會(huì)使同用變頻器不能正常運(yùn)行、達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，甚至引發(fā)設(shè)備故障，造成不必要的損失。另外，為了確保通用變頻器長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行，變頻器地線的連接也是非常重要的。3-1

變頻器的功能和用途變頻器和交流電機(jī)構(gòu)成的可調(diào)速傳動(dòng)稱為變頻器傳動(dòng)，其功能用途如下。其中可能互為關(guān)聯(lián)，實(shí)際上無(wú)明確分類，見(jiàn)下表，僅供參考。序號(hào)功能用途關(guān)鍵技術(shù)適用變頻器1節(jié)能風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、泵提高運(yùn)行可靠性多臺(tái)控制和調(diào)速通用變頻器2提高生產(chǎn)率起重機(jī)、自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)注塑機(jī)傳送帶調(diào)速提高可靠性運(yùn)行平穩(wěn)，防止滑落通用變頻器專用變頻器專用軟件3提高產(chǎn)品質(zhì)量機(jī)床紙、膜、鋼板加工印刷板開(kāi)孔機(jī)平滑加減速調(diào)速力矩控制定位控制通用變頻器工程型變頻器4設(shè)備合理化節(jié)省維護(hù)工廠自動(dòng)化纖維機(jī)械紙、膜、鋼板加工現(xiàn)有設(shè)備增速運(yùn)行力矩控制多電機(jī)一體控制多電機(jī)級(jí)聯(lián)控制提高可靠性通用變頻器工程型變頻器5改善環(huán)境耐惡劣環(huán)境空調(diào)機(jī)電梯減小噪音平滑加減速防爆安全性通用變頻器工程型變頻器專用變頻器3-2

使用變頻器的優(yōu)點(diǎn)（1）

變頻調(diào)速的節(jié)能由于采用變頻調(diào)速后，風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的節(jié)能效果最明顯，節(jié)電率可達(dá)到20%～60%，這是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)水泵的耗用功率與轉(zhuǎn)速的三次方成比例，當(dāng)用戶需要的平均流量較小時(shí)，風(fēng)機(jī)、水泵的轉(zhuǎn)速較低，其節(jié)能效果也是十分可觀的。而傳統(tǒng)的擋板和法門進(jìn)行流量調(diào)節(jié)時(shí)，耗用功率變化不大。由于這類負(fù)載很多，約占交流電動(dòng)機(jī)總?cè)萘康?0%～30%，它們的節(jié)能就具有非常重要的意義。對(duì)于一些在低速運(yùn)行的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如傳送帶等，變頻調(diào)速也可節(jié)能。除此之外，原有調(diào)速方式耗能較大者（如繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)等），原有調(diào)速方式比較龐雜，效率較低者（如龍門刨床等），采用了變頻調(diào)速后，節(jié)能效果也很明顯。（2）變頻調(diào)速在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方面的優(yōu)勢(shì)變頻調(diào)速很容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。只需要改變變頻器內(nèi)部逆變管的開(kāi)關(guān)順序，即可實(shí)現(xiàn)輸出換相，也不存在因換相不當(dāng)而燒毀電動(dòng)機(jī)的問(wèn)題。變頻調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)大都是從低速開(kāi)始，頻率較低。加、減速時(shí)間可以任意設(shè)定，故加、減速時(shí)間比較平緩，起動(dòng)電流較小，可以進(jìn)行較高頻率的起停。變頻調(diào)速系統(tǒng)制動(dòng)時(shí)，變頻器可以利用自己的制動(dòng)回路，將機(jī)械負(fù)載的能量消耗在制動(dòng)電阻上，也可回饋給供電電網(wǎng)，但回饋給電網(wǎng)需增加專用附件，投資較大。除此之外，變頻器還具有直流制動(dòng)功能，需要制動(dòng)時(shí)，變頻器給電動(dòng)機(jī)加上一個(gè)直流電壓，進(jìn)行制動(dòng)，則無(wú)需另加制動(dòng)控制電路。（3）以提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量為目的的應(yīng)用變頻調(diào)速除了在風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載上的應(yīng)用以外，還可以廣泛應(yīng)用于傳送、卷繞、起重、擠壓、機(jī)床等各種機(jī)械設(shè)備控制領(lǐng)域。它可以提高奇特的產(chǎn)成品率，延長(zhǎng)設(shè)備的正常工作周期和使用壽命，使操作和控制系統(tǒng)得以簡(jiǎn)化，有的甚至可以改變?cè)械墓に囈?guī)范，從而提高了整個(gè)設(shè)備控制水平。使用變頻器的優(yōu)點(diǎn)3-3常見(jiàn)機(jī)械及其負(fù)載特性第四章變頻器的選型4-1變頻器的選型4-1-1變頻器選型時(shí)要確定以下幾點(diǎn)：1)采用變頻的目的；恒壓控制或恒流控制等。2)變頻器的負(fù)載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時(shí)的方式方法。3)變頻器與負(fù)載的匹配問(wèn)題：（I）.電壓匹配；變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。（II）.電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。對(duì)于特殊的負(fù)載如深水泵等則需要參考電機(jī)性能參數(shù)，以最大電流確定變頻器電流和過(guò)載能力。（III）.轉(zhuǎn)矩匹配；這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時(shí)有可能發(fā)生。4)在使用變頻器驅(qū)動(dòng)高速電機(jī)時(shí)，由于高速電機(jī)的電抗小，高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。5)變頻器如果要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí)，此時(shí)要采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足，所以在這樣情況下，變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。6)對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如高溫，高海拔，此時(shí)會(huì)引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。第五章逆變器的安裝與接線5-1變頻器的安裝環(huán)境（I）.工作溫度。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)品一般要求為0～55℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時(shí)應(yīng)考慮留有余地，最好控制在40℃（II）.環(huán)境溫度。溫度太高且溫度變化較大時(shí)，變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會(huì)大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。必要時(shí)，必須在箱中增加干燥劑和加熱器。在水處理間，一般水汽都比較重，如果溫度變化大的話，這個(gè)問(wèn)題會(huì)比較突出。（III）.腐蝕性氣體。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大，不僅會(huì)腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會(huì)加速塑料器件的老化，降低絕緣性能。（IV）.振動(dòng)和沖擊。裝有變頻器的控制柜受到機(jī)械振動(dòng)和沖擊時(shí)，會(huì)引起電氣接觸不良?；窗矡犭娋统霈F(xiàn)這樣的問(wèn)題。這時(shí)除了提高控制柜的機(jī)械強(qiáng)度、遠(yuǎn)離振動(dòng)源和沖擊源外，還應(yīng)使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開(kāi)關(guān)之類產(chǎn)生振動(dòng)的元器件。設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢查和維護(hù)。（V）.電磁波干擾。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(duì)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(duì)儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地，除此之外，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(wú)法工作，導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。5-2變頻器和電機(jī)的距離確定電纜和布線方法（I）.變頻器和電機(jī)的距離應(yīng)該盡量的短。這樣減小了電纜的對(duì)地電容，減少干擾的發(fā)射源。（II）.控制電纜選用屏蔽電纜，動(dòng)力電纜選用屏蔽電纜或者從變頻器到電機(jī)全部用穿線管屏蔽。（III）.電機(jī)電纜應(yīng)獨(dú)立于其它電纜走線，其最小距離為500mm。同時(shí)應(yīng)避免電機(jī)電纜與其它電纜長(zhǎng)距離平行走線，這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產(chǎn)生的電磁干擾。如果控制電纜和電源電纜交叉，應(yīng)盡可能使它們按90度角交叉。與變頻器有關(guān)的模擬量信號(hào)線與主回路線分開(kāi)走線，即使在控制柜中也要如此。（IV）.與變頻器有關(guān)的模擬信號(hào)線最好選用屏蔽雙絞線，動(dòng)力電纜選用屏蔽的三芯電纜（其規(guī)格要比普通電機(jī)的電纜大檔）或遵從變頻器的用戶手冊(cè)。5-3變頻器的接地變頻器正確接地是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，抑制噪聲能力的重要手段。變頻器的接地端子的接地電阻越小越好，接地導(dǎo)線的截面不小于4mm，長(zhǎng)度不超過(guò)5m。變頻器的接地應(yīng)和動(dòng)力設(shè)備的接地點(diǎn)分開(kāi)，不能共地。信號(hào)線的屏蔽層一端接到變頻器的接地端，另一端浮空。變頻器與控制柜之間電氣相通。5-4變頻器接線規(guī)范信號(hào)線與動(dòng)力線必須分開(kāi)走線：使用模擬量信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制變頻器時(shí)，為了減少模擬量受來(lái)自變頻器和其它設(shè)備的干擾，請(qǐng)將控制變頻器的信號(hào)線與強(qiáng)電回路（主回路及順控回路）分開(kāi)走線。距離應(yīng)在30cm以上。即使在控制柜內(nèi)，同樣要保持這樣的接線規(guī)范。該信號(hào)與變頻器之間的控制回路線最長(zhǎng)不得超過(guò)50m。信號(hào)線與動(dòng)力線必須分別放置在不同的金屬管道或者金屬軟管內(nèi)部：連接PLC和變頻器的信號(hào)線如果不放置在金屬管道內(nèi)，極易受到變頻器和外部設(shè)備的干擾；同時(shí)由于變頻器無(wú)內(nèi)置的電抗器，所以變頻器的輸入和輸出級(jí)動(dòng)力線對(duì)外部會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的干擾，因此放置信號(hào)線的金屬管或金屬軟管一直要延伸到變頻器的控制端子處，以保證信號(hào)線與動(dòng)力線的徹底分開(kāi)。1)模擬量控制信號(hào)線應(yīng)使用雙股絞合屏蔽線，電線規(guī)格為0.75mm2。在接線時(shí)一定要注意，電纜剝線要盡可能的短（5-7mm左右），同時(shí)對(duì)剝線以后的屏蔽層要用絕緣膠布包起來(lái)，以防止屏蔽線與其它設(shè)備接觸引入干擾。2)為了提高接線的簡(jiǎn)易性和可靠性，推薦信號(hào)線上使用壓線棒端子。第六章變頻器的維修6-1日常的維護(hù)與檢查1)逆變器應(yīng)定期清潔保養(yǎng)，勿沾染灰塵，確保機(jī)器壽命。

(2)清潔時(shí)最好將逆變器關(guān)閉，并關(guān)閉所有電力開(kāi)關(guān)。

(3)清潔時(shí)請(qǐng)用軟布輕試，切勿使用磨砂作為清潔劑。

(4)應(yīng)定期檢查各連接線，并防止碰撞或松動(dòng)、潮濕。

(5)逆變器散熱通風(fēng)孔，請(qǐng)保持通暢，應(yīng)定期檢查進(jìn)出風(fēng)口是否有異物堵塞。

(6)請(qǐng)不要自行打開(kāi)機(jī)蓋檢修。6-2故障處理與恢復(fù)運(yùn)行(以車載逆變器最常見(jiàn)的故障及處理方法為例)1.逆變器綠色指示燈不亮，外接電器不工作。原因a:電瓶輸出不正常，檢查電瓶輸出電壓，不在正常范圍時(shí)充電或更換電瓶。b:正負(fù)極接反，接反時(shí)逆變器有可能損壞，需維修。c:輸入端接觸不良，可重接連接。2.逆變器紅色指示亮，外接電器不工作。原因1.過(guò)載，不要外接功率大于逆變器標(biāo)示功率的電器。2.輸入電壓太低，還伴有報(bào)警聲，為電瓶充電、發(fā)動(dòng)汽車或是更換大空量電瓶。3.輸入電壓太高，檢測(cè)輸入電壓，不可高于15V，正常應(yīng)為12V。4.溫度太高，還伴有報(bào)警聲，關(guān)閉逆變器，冷卻20分鐘，將逆變器放于通風(fēng)處，避免陽(yáng)光直射。3.逆變器輸出電壓過(guò)高或過(guò)低。原因1.普通電表誤差，應(yīng)該用具有“真有效值”檔的萬(wàn)用表測(cè)量非正弦波逆變器輸出電壓，其它電表測(cè)的數(shù)值會(huì)偏差很大。第七章變頻器