通用變頻器的使用與維護(hù)

通用變頻器的使用與維護(hù)第1頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月通用變頻器的參數(shù)設(shè)定及功能選擇一.通過操作面板設(shè)定和選擇變頻器的參數(shù)與功能1.給定頻率的設(shè)定方法(一）通用變頻器運(yùn)行頻率的設(shè)定方法（1）面板給定：數(shù)字增加鍵或少鍵操作（內(nèi)控）（2）預(yù)置給定：RUN（3）外接給定：電流4-20mA或0-10V(0-5V)（4）通訊給定：2.變頻器的外接給定配置（1）外接電壓給定信號(hào)控制端圖1ACS600給定信號(hào)控制端子選應(yīng)用宏P(guān)I或PFC,AI2為反饋輸入；選手動(dòng)/自動(dòng)，即可本地/遠(yuǎn)方操作。第2頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月頻率設(shè)定電流輸入端圖2G11給定信號(hào)控制端子圖3SB61給定信號(hào)控制端子H20-H25設(shè)定PID控制功能：H20:0(NO),1(正）,2（反）；H21:0(12正0-10V),1(C1正4-20mA),2(12反10-0V)，3(C反20-4mA)；H22:P增益（P大響應(yīng)快）；H23:積分時(shí)間；H24:微分時(shí)間;H25:反饋增益。X1-X9,E17,E18.F001頻率給定模式：0上下鍵；1電動(dòng)電位器，存儲(chǔ)；2電動(dòng)電位器，不存儲(chǔ)；3上下鍵和電動(dòng)電位器，停電不存儲(chǔ)。ACS400D13U,4D;D13U,4D(R).停電復(fù)位到零。第3頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）電流給定信號(hào)控制端：4-20mA(0-20mA)（3）外接輔助給定信號(hào)3.電位器的選擇：二、通用變頻器運(yùn)行頻率范圍的設(shè)定及有關(guān)的功能：1、基本頻率與最高頻率：電機(jī)的額定頻率--基本頻率；當(dāng)頻率給定值信號(hào)為最大時(shí)，變頻器的給定頻率--最高頻率。2、上限頻率與下限頻率：調(diào)速系統(tǒng)所要求的工作范圍。3、載波頻率設(shè)定：

圖4各種頻率的關(guān)系輸出頻率(HZ)最高輸出頻率上限頻率下限頻率偏置頻率起動(dòng)頻率設(shè)定頻率(HZ)

第4頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月4、變頻器自處理功能變頻器的保護(hù)功能是比較準(zhǔn)確而靈敏的，但過多的跳閘，也會(huì)使用戶感到不方便。為此，變頻器對(duì)于某些持續(xù)時(shí)間不長、電流或電壓在上升時(shí)的變化率（和）不高的“故障”，設(shè)置了避免跳閘的自處理功能，也叫失速防止功能。例如，在升、降速過程中的過電流和過電壓，以及偶發(fā)性的短時(shí)間過載等。

（1）加速過程中的過電流

加速時(shí)間預(yù)置得太短，會(huì)產(chǎn)生過電流。

在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，加速時(shí)間的長短是一個(gè)相對(duì)的概念。它是和拖動(dòng)系統(tǒng)的慣性大?。ㄓ蒅D2表示）有關(guān)的。如果拖動(dòng)系統(tǒng)的慣性很大，預(yù)置的加、減速時(shí)間并不短，只要出現(xiàn)拖動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速跟不上頻率的變化，導(dǎo)致過電流者，就是加速時(shí)間預(yù)置得太短所形成的。第5頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月在加速過程中，如果加速電流超過了某一設(shè)定值Iset（即起動(dòng)電流的最大允許值），變頻器的輸出頻率將暫停增加，待拖動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速跟了上來，電流下降到設(shè)定值Iset以下后再繼續(xù)升速，如圖所示。（挖土機(jī)功能）（2）運(yùn)行過電流的自處理功能

變頻器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)過電流時(shí)，其自處理方法是：當(dāng)電流超過設(shè)定值Iset時(shí)，變頻器首先將工作頻率適當(dāng)降低，到電流低于設(shè)定值Iset時(shí)，工作頻率再逐漸恢復(fù)，如圖所示。（電流限幅功能、電流限幅動(dòng)作水平）運(yùn)行過電流的自處理功能加速過電流的自處理功能第6頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）減速過電壓的自處理功能降速過快會(huì)引起的過電壓。和升速過程相仿，對(duì)于慣性較大的負(fù)載，如果降速時(shí)間預(yù)置得過短，會(huì)因拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能釋放得太快而引起直流回路的過電壓。如果在降速過程中，直流電壓超過了某一設(shè)定值Uset，變頻器的輸出頻率將不再下降，電動(dòng)機(jī)暫緩降速，待直流電壓下降到設(shè)定值以下后再繼續(xù)降速，如所示。

降速自處理功能第7頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月

5、給定方式中的特殊功能

模擬量給定的正、反轉(zhuǎn)控制，不少變頻器具有用模擬量給定信號(hào)直接進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)控制的功能，主要有兩種方式：

（a）由給定信號(hào)的正、負(fù)值來控制正、反轉(zhuǎn)。例如，給定信號(hào)可以預(yù)置為（-10~+10）V，其中（-10~0）V為反轉(zhuǎn)信號(hào)，（0~+10）V為正轉(zhuǎn)信號(hào)。

（b）由給定信號(hào)的中間值作為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的分界點(diǎn)。例如，給定信號(hào)為（0~+10）V時(shí)，可以預(yù)置成（0~5）V為反轉(zhuǎn)信號(hào)，（5~10）V為正轉(zhuǎn)信號(hào)。

針對(duì)這種正、反轉(zhuǎn)控制方式，有的變頻器設(shè)置了如下的功能：

（1）死區(qū)功能用模擬量給定信號(hào)進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)控制時(shí)，“0”速控制很難穩(wěn)定，常常出現(xiàn)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的“蠕動(dòng)”現(xiàn)象。為了防止這種“蠕動(dòng)”現(xiàn)象，需第8頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月要在“0”速附近設(shè)定一個(gè)死區(qū)。具體方法是：在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)方向分別預(yù)置一個(gè)最低頻“”率和“-”，死區(qū)范圍即為“~-”。例如，在森蘭SB70系列變頻器（中國）和VaconCX系列變頻器中，采用上述的第(1)種方式，其死區(qū)呈回線狀，如圖(a)所示；而在ABB-ACS800變頻器中，則采用上述的第(2)種方式，其死區(qū)如圖(b)所示。

模擬給定的正、反轉(zhuǎn)控制

(a)正、負(fù)信號(hào)控制

(b)正、負(fù)信號(hào)控制第9頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）有效“0”信號(hào)功能

在上述第（2）種控制方式中，存在著一個(gè)特殊的問題。即，萬一給定信號(hào)因電路接觸不良或其他原因而“丟失”，則變頻器的給定輸入端得到的信號(hào)為“0”。按照?qǐng)D(b)所示曲線，其輸出頻率應(yīng)為-50Hz，電動(dòng)機(jī)將處于高速反轉(zhuǎn)狀態(tài)。在實(shí)際工作中，這種情況常常是十分有害的，甚至有可能損壞生產(chǎn)機(jī)械。

對(duì)此，變頻器設(shè)置了一個(gè)有效“0”功能。例如，將有效“0”預(yù)置為0.5V或更高。則當(dāng)給定信號(hào)小于預(yù)置的有效“0”時(shí)，變頻器的輸出頻率將降為0Hz。

6、模擬輸入掉線保護(hù)功能在張力閉環(huán)控制系統(tǒng)中，若張力反饋信號(hào)丟失，卷取設(shè)備以50Hz高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這很危險(xiǎn)。可設(shè)置掉線后不動(dòng)作；報(bào)警并按掉線前10s平均頻率運(yùn)行；報(bào)警第10頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月并按設(shè)置的“掉線強(qiáng)制頻率”運(yùn)行；過障并自由停車。7、比例聯(lián)鎖給定

在實(shí)際生產(chǎn)中，變頻器的基本轉(zhuǎn)速由主給定信號(hào)給定。但在生產(chǎn)過程中，常常還需要根據(jù)其他信號(hào)對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行修正（微調(diào)）。例如，某機(jī)械的冷卻風(fēng)機(jī)，其基本轉(zhuǎn)速由操作工根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，要求轉(zhuǎn)速能自動(dòng)地進(jìn)行微調(diào)。一般的變頻器都能實(shí)現(xiàn)這種控制，而明電VT230S系列變第11頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月頻器（日本）則專門設(shè)置了一個(gè)輔助信號(hào)輸入端，并給出了十分明確的計(jì)算方法，如圖所示。圖(a)為外接給定端子的安排，F(xiàn)SV是主信號(hào)給定端，AUX是輔助信號(hào)給定端。其邏輯關(guān)系如圖(b)所示，圖中各量之間的關(guān)系是：

Y=AX+B+C

式中：Y為綜合給定信號(hào)；X為主給定信號(hào)；A為頻率增益；B為偏置頻率；C為輔助給定信號(hào)。

8、升、降速特殊功能（1）齒隙補(bǔ)償功能

第12頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中有齒輪箱的情況下，電動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)剛開始升速，以及從運(yùn)行狀態(tài)剛開始降速時(shí)，齒輪間將發(fā)生撞擊，影響齒輪的壽命。為此，有的變頻器專門設(shè)置了齒隙補(bǔ)償功能，以三菱FR-A500系列變頻器（日本）為例，其功能設(shè)置如圖所示：當(dāng)電動(dòng)機(jī)從停止?fàn)顟B(tài)開始升速時(shí)，預(yù)置一個(gè)較低的上升頻率和維持時(shí)間，使電動(dòng)機(jī)在極低的頻率下運(yùn)行一個(gè)短時(shí)間，然后再按預(yù)置的升速時(shí)間升速，從而避免了齒輪間的撞擊。反之，當(dāng)電動(dòng)機(jī)從運(yùn)行狀態(tài)開始降速時(shí)，預(yù)置一個(gè)較小的下降頻率和維持時(shí)間，以達(dá)到避免齒輪間撞擊的目的。齒隙補(bǔ)償功能

第13頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月9、斷電后的減速功能

（1）功能的含義大多數(shù)變頻器在斷電后，變頻器將因發(fā)生“欠壓”故障而把逆變電路封鎖，停止輸出。這時(shí)，電動(dòng)機(jī)將處于自由制動(dòng)狀態(tài)。但有的生產(chǎn)機(jī)械不希望出現(xiàn)自由制動(dòng)的狀態(tài)，例如，水泵在變頻器停止輸出時(shí)，將會(huì)迅速停住，產(chǎn)生“水錘現(xiàn)象”，對(duì)水泵、閥門和管路等具有破壞作用。為此，有的變頻器在停電或低電壓的情況下，也可以在一段時(shí)間內(nèi)按預(yù)置的降速時(shí)間進(jìn)行降速，如圖所示。

斷電后的減速功能第14頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）功能的設(shè)置

以三菱FR-A500系列變頻器（日本）為例，其預(yù)置功能的步驟如下：

①

選擇斷電后的“降速停機(jī)”方式；

②

預(yù)置剛開始斷電時(shí)的初始頻率降；

③

預(yù)置斷電后的降速時(shí)間和；

④

預(yù)置改變降速時(shí)間的切換頻率。

10、PDA界面：個(gè)人數(shù)字助理，掌上電腦（電子記事﹑無線接收及上網(wǎng)）。Rockwell公司將上市的一種變頻器采用PDA界面，在變頻器本體上加裝了Rockwell公司特制的無線端口器件，利用PDA的無線接收技術(shù)，可直接與最新型PowerFlex變頻器或者安裝由SCANport的1336﹑1305老型號(hào)變頻器直接進(jìn)行通信。第15頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月采用PDA界面的變頻器，通過藍(lán)牙技術(shù)和WIFI網(wǎng)絡(luò)可直接在PDA界面進(jìn)行參數(shù)編程﹑故障診斷和數(shù)據(jù)監(jiān)視，這樣可以不打開柜門而能在較遠(yuǎn)距離操作一臺(tái)或多臺(tái)變頻器。不僅可省去變頻器與計(jì)算機(jī)之間的布線，還可以像以前的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控一樣，對(duì)掛在WIFI網(wǎng)絡(luò)上的所有變頻器進(jìn)行管理和操作。施耐德ATV71變頻器也支持無線藍(lán)牙技術(shù)的PDA方式進(jìn)行編程和控制。第16頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月三、制動(dòng)1、直流制動(dòng)：變頻器的輸出頻率為零，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低到一定數(shù)值時(shí)，變頻器向電機(jī)定子繞組通入直流，轉(zhuǎn)子切割靜止磁場(chǎng)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩.幾種變頻器的設(shè)定如下表:

第17頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月不適用于永磁同步電機(jī)，更不適合位能負(fù)載。2.能耗制動(dòng)：適合位能負(fù)載和需快速停車的大慣性負(fù)載。第18頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月圖4制動(dòng)單元原理圖對(duì)于非四象限運(yùn)行的變頻器，當(dāng)需要進(jìn)行頻繁的制動(dòng)或高轉(zhuǎn)矩制動(dòng)時(shí)，就應(yīng)選擇制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。（1）制動(dòng)單元：制動(dòng)的頻繁程度；制動(dòng)能量的大小。（2）制動(dòng)電阻：阻值；功率。（3）設(shè)定很簡單：減速停車3.回饋制動(dòng)：（1）電流源型變頻器可四象限運(yùn)行圖5電流源型變頻器原理圖電流源供電時(shí)異步電機(jī)的工作特性：第19頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月圖6異步電機(jī)在恒流源供電時(shí)的等值電路由戴維南定理，開路電勢(shì)和等效內(nèi)阻：由此求出I2:電磁轉(zhuǎn)矩：（1）第20頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓源供電轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)-速特性電流源供電轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)-速特性圖7-電流源供電機(jī)轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性由（1）式畫出其轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性如圖7。并求出最大轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)差率：電壓源供電的情況下，最大轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)在的地方。由于，所以在恒流源供電時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)在轉(zhuǎn)差率小得多的地方。電機(jī)轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性成尖峰狀，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩很小，穩(wěn)定運(yùn)行的范圍很窄。第21頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）電壓型變頻器：雙pwm（3）實(shí)現(xiàn)回饋的條件：

四.變頻器的控制方式和開閉環(huán)的選擇（一）矢量控制變頻器的選擇與設(shè)定：調(diào)速精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求較高：高速紙機(jī)，電纜成型機(jī)，拉幅定型機(jī)，圓網(wǎng)印花機(jī)等。1.矢量控制的技術(shù)指標(biāo)和應(yīng)用范圍：2.使用矢量控制變頻器的注意事項(xiàng)：多臺(tái)電機(jī)并聯(lián)；轉(zhuǎn)速精度要求較高，或動(dòng)態(tài)指標(biāo)要求較高時(shí)，采用閉環(huán)。3.設(shè)定方法：參數(shù)辨識(shí)。第22頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月五.基于RS485網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)變頻器的多機(jī)控制：（一）VFD-A1.變頻器設(shè)置：Pr00=d0002主頻輸入來源選擇；Pr01=d0003運(yùn)轉(zhuǎn)指令來源Pr78=d0000(d000-d0031);地址Pr77=d0002(4800)(d0000:1000;d0001:2400)傳輸速率2.PLC設(shè)置:CQM1HCQM1H的通訊方式：上位機(jī)通訊方式和無協(xié)議通訊方式適配器RS232/RS485轉(zhuǎn)換器CQM1H-SB41,ADAM45208位數(shù)據(jù)位，1位停止位，奇校驗(yàn)DM6654=1001,DM6646=07023.指令格式C，S，A，UU，MM，F(xiàn)FFF第23頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月C-43H控制命令字串字頭S-03H和檢查A-02H命令認(rèn)可（01H單臺(tái)）UU-30H30H-33H31H(00-31)位址MM-58H30H-38H(X無定義）運(yùn)轉(zhuǎn)命令X0-停止；X1-正轉(zhuǎn)；X2-停止；X3–反轉(zhuǎn)；X4,X5-寸動(dòng)正轉(zhuǎn)；X6,X7-寸動(dòng)反轉(zhuǎn)；X8-RESETFFFF-30H30H30H30H頻率指令設(shè)03號(hào)變頻器正轉(zhuǎn)在25.3HZ43030230325831303235334.PLC的串口指令：TXD(-)發(fā)送指令；RXD(-)接收，第24頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月S-發(fā)送信息的首字地址，D-放置接收信息的首字地址，C-控制字，N-發(fā)送和接收信息字節(jié)數(shù)。例：通過PLC控制地址為03的變頻器以25.3HZ正轉(zhuǎn)，PLC從RS232口發(fā)出的控制碼為4303023032583130323533，TXD命令S=DM0000,C=#0000,N=#0011其中DM0000=4303,DM0001=0230,DM0002=3258，DM0003=3130,DM0004=3235,DM0005=3300.DM的內(nèi)容用MOV指令傳送。第25頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月六變頻器設(shè)定實(shí)例：1.湖南大源渡水電站200T門式起重機(jī)：主起升，電機(jī)90KW繞線式，機(jī)械抱閘，能耗制動(dòng)，調(diào)速范圍0.272m/min-2.272m/min上升，下降各五檔。大車：電機(jī)13KWx4=52KW,機(jī)械抱閘，調(diào)速范圍前，后各五檔。小車：電機(jī)7.5KWx2=15KW,機(jī)械抱閘，調(diào)速范圍左，右各五檔。變頻器：ACS500-170-3;ACS500-100-2;ACS500-025-3各一臺(tái)。主起升變頻器設(shè)定：（1）起動(dòng)數(shù)據(jù)：A語言:英語；B應(yīng)用:順序控制；C應(yīng)用恢復(fù):是；D電源電壓:400V；E電機(jī)極數(shù):6；F電機(jī)額定電流:186A；G電機(jī)額定功率:90KW；H功率因數(shù):0.83。（2）主菜單10：控制連接組11：11.1允許運(yùn)行:Yes；11.2外部控制區(qū)選擇:鍵盤：11.3外部第26頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月制動(dòng)單元圖8200T門機(jī)主起升電路圖上升下降速度選擇電磁抱閘第27頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月1I/O選擇:DI1.2：11.4外部2I/O控制選擇:不選擇：11.5外部給定1選擇:AI1；11.6外部給定2選擇:鍵盤；11.7多段速度選擇:DI3.4.5；11.8:方向:可逆；11.9；11.10；11.10按缺省值。組14：輸出信號(hào)；14.3頻率1極限；其余按缺省值。（3）主菜單20：傳動(dòng)組21:加速/減速：21.1加速/減速積分類型:線性：21.2加速時(shí)間1:10S；21.3減速時(shí)間1:10S；21.4-21.7按缺省值。組24:恒速:24.1恒速1:5HZ：24.2恒速1:15HZ：24.3恒速1:28HZ：24.4恒速1:40HZ：24.5恒速1:50HZ。第28頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月組26起動(dòng)/停止：26.1起動(dòng)功能:TORQBOOST；26.2轉(zhuǎn)矩提升電流選擇1.5IN；26.3電機(jī)減速條件:積分減速；26.4制動(dòng)斬波器:是；26.5-26.7無選擇。（4）主菜單30：保護(hù)組31:監(jiān)視；31.1輸出頻率1監(jiān)視:低限；31.2輸出頻率1監(jiān)視:0.5HZ;其余按缺省值。大車和小車的變頻器設(shè)置：26.4制動(dòng)斬波器:否；組31:監(jiān)視不設(shè)定，其余與主起升變頻器設(shè)定相同。2.綿陽游仙自來水廠恒壓供水：2臺(tái)160KW水泵，2臺(tái)75KW水泵，采用循環(huán)投切方案，系統(tǒng)框圖如下：變頻器ACS604-170-3一臺(tái)，采用PLC控制過程。切換過程中要求先關(guān)閥后切換，然后再開閥。

為適應(yīng)恒壓供水，變頻器接口按下圖聯(lián)結(jié)第29頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月圖9變頻器恒壓供水系統(tǒng)圖第30頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月選PFC應(yīng)用宏組10：起動(dòng)/停機(jī)/方向：10.01外部控制地1選擇:DI1：10.2外部控制地2選擇:DI1：10.3旋轉(zhuǎn)方向:正或反。99組：啟動(dòng)參數(shù)：9901語言:英語；9902應(yīng)用宏:PFC；9903應(yīng)用恢復(fù):是；9904電機(jī)控制模式:標(biāo)量：9905電機(jī)銘牌電壓:400V；9906電機(jī)額定電流:297.5A；9907電機(jī)額定頻率:50HZ；9908電機(jī)銘牌額定速度:1440rpm：9909電機(jī)銘牌額定功率:160KW：9910選擇電機(jī)辨識(shí)運(yùn)行的類型:NO。組11：給定選擇：11.02外部控制地選擇輸入:DI1；11.03外部給定1的給定源:AI1;11.04,11.05外給定的最大值和最小值；11.06外部給定1的給定源；11.07，11.09外給定的最大值和最小值。組12：恒速：組13模擬輸入；13.01:AI1的最小值對(duì)應(yīng)的最小給定，0V；13.02的最大值，對(duì)應(yīng)的最大給定10V；13.06AI2的最小值對(duì)應(yīng)第31頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月最小給定:0mA；13.09AI2濾波時(shí)間常數(shù):5S；其余按缺省值。組14繼電器輸出：14.01繼電器輸出1的內(nèi)容:PFC控制；1402繼電器輸出1的內(nèi)容:PFC控制；14.03故障。組15：模擬輸出；組16：系統(tǒng)控制輸入：16.01允許運(yùn)行:Yes：組22：加速/減速：22.02/22.03加速/減速時(shí)間10s。組81水泵風(fēng)機(jī)控制：81.01水泵風(fēng)機(jī)控制的信號(hào)來源，過程給定從參數(shù)11.06定義，控制盤必須使遠(yuǎn)程控制模式；81.09，81.10設(shè)置起動(dòng)頻率52HZ；81.12，81.13設(shè)置下限停機(jī)頻率；81.20電機(jī)互鎖功能:NO.第32頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.金堂自來水廠：成都野生動(dòng)物園供水站,30KW,18.5KW,11KW水泵各一臺(tái)，采用循環(huán)投切方案，系統(tǒng)框圖如下：自耦減壓啟動(dòng)器繼電器擴(kuò)展板圖10變頻器恒壓供水系統(tǒng)圖

第33頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月第二部分變頻器故障分析與維護(hù)

一?變頻器結(jié)構(gòu)變頻器結(jié)構(gòu)大多采用模塊化設(shè)計(jì)，整體結(jié)構(gòu)由主電路，控制回路，保護(hù)回路，驅(qū)動(dòng)回路等組成。各部分又有更多的的組成，如下圖為主電路圖1主電路原理圖第35頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月1、主電路整流橋，充電限流電路，逆變橋，浪涌吸收電路（1）二極管整流橋，雙PWM（2）充電限流電路有幾種形式：a).用可控硅代替交流接觸器：如圖2b).整流橋?yàn)榘肟貥颍喝鐖D3第36頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月第37頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月線路板吸收電容第38頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖2可控硅開關(guān)圖3單相二極管充電電路第39頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月C).整流橋?yàn)槿卣鳂颍喝鐖D4

圖4輔助整流橋充電電路第40頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月d).整流橋的測(cè)量：二極管的測(cè)量方法，比較幾個(gè)二極管的正向電阻值，二極管反向耐壓較高（1600V）。一般幾個(gè)二極管的正向電阻值接近，整流橋基本都是好的。e).與此有關(guān)的故障：整流橋個(gè)別二極管損壞：負(fù)載輕，正常負(fù)載充電電阻損壞交流接觸器故障均壓電阻故障整流橋的代換：額定電流值，耐壓值注意事項(xiàng)：維修變頻器充電燈必須熄滅

第41頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）逆變橋：IGBT,IPMa).概述：變頻技術(shù)是建立在電力電子技術(shù)基礎(chǔ)之上的。在低壓交流電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)控制中，應(yīng)用最多的功率器件有GTO、GTR、IGBT以及智能模塊IPM，后面二種集GTR的低飽和電壓特性和MOSFET的高頻開關(guān)特性于一體是目前通用變頻器中最廣泛使用的主流功率器件。IGBT集射電壓Vces可＜3V,頻率可達(dá)到20KHZ,內(nèi)含的集射極間超高速二極管Trr可達(dá)150ns,1992年前后開始在通用變頻器中得到廣泛應(yīng)用。其發(fā)展的方向是損耗更低,開關(guān)速度更快、電壓更高,容量更大(3.3KV、1200A),目前，采用溝道型柵極技術(shù)、非穿通NPT技術(shù)等方法大幅度降低了集電極一發(fā)射極之間的飽和電壓[VCE（sat）]的第四代IGBT也已問世。第四代IGBT的應(yīng)用使變頻器的性能有了很大的提高。其一是ICBT第42頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月開關(guān)器件發(fā)熱減少，將曾占主回路發(fā)熱50－70％的器件發(fā)熱降低了30％。其二是高載波控制，使輸出電流波形有明顯改善；其三是開關(guān)頻率提高，使之超過人耳的感受范圍，即實(shí)現(xiàn)了電機(jī)運(yùn)行的靜音化；其四是驅(qū)動(dòng)功率減少，體積趨于更小。而IPM的投入應(yīng)用比IGBT約晚二年，由于IPM包含了1GBT芯片及外圍的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路．甚至還有的把光耦也集成于一體，因此是種更為好用的集成型功率器件，目前，在模塊額定電流10－600A范圍內(nèi)，通用變頻器均有采用IPM的趨問，其優(yōu)點(diǎn)是：（l）開關(guān)速度快，驅(qū)動(dòng)電流小，控制驅(qū)動(dòng)更為簡單。（2）內(nèi)含電流傳感器，可以高效迅速地檢測(cè)出過電流和短路電流，能對(duì)功率芯片給予足夠的保護(hù)，故障率大大降低。（3）由于在器件內(nèi)部電源電路和第43頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月驅(qū)動(dòng)電路的配線設(shè)計(jì)上做到優(yōu)化，所以浪涌電壓，門極振蕩，噪聲引起的干擾等問題能有效得到控制。（4）保護(hù)功能較為豐富，如電流保護(hù)、電壓保護(hù)、溫度保護(hù)一應(yīng)俱全，隨著技術(shù)的進(jìn)步，保護(hù)功能將進(jìn)一步日臻完善.（5）IPM的售價(jià)已逐漸接近IGBT．而計(jì)入采用IPM后的開關(guān)電源容量、驅(qū)動(dòng)功率容量的減小和器件的節(jié)省以及綜合性能提高等因素后在許多場(chǎng)合其性價(jià)比已高過IGBT，有很好的經(jīng)濟(jì)性。為此IPM除了在工業(yè)變頻器中被大量采用之后，經(jīng)濟(jì)型的IPM在近年內(nèi)也開始在一些民用品如家用空調(diào)變頻器，冰箱變頻器、洗衣機(jī)變頻器中得到應(yīng)用。IPM也在向更高的水平發(fā)展，日本三菱電機(jī)最近開發(fā)的專用智能模塊ASIPM將不需要外接光耦;通過內(nèi)部自舉電路可單電源供電并采用了低電感的封裝技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)小型化，專用化，高性能，低成本方面又推進(jìn)了一步。第44頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月C）.IPM的自保護(hù)功能：欠電壓鎖定：內(nèi)部控制電壓由一個(gè)15V的直流電源供電，若某種原因是這一電源低于規(guī)定的欠電壓動(dòng)作數(shù)值，則功率器件關(guān)斷并輸出故障信號(hào)，小毛刺部動(dòng)作。過熱保護(hù)：在靠近芯片的絕緣基板上安裝一溫度傳感器，若基板溫度超過過熱動(dòng)作數(shù)值，IPM截止并輸出故障信號(hào)。圖6IGBT六單元結(jié)構(gòu)圖5IGBT二單元結(jié)構(gòu)b).電路圖第45頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月控制電源圖72單元IPM外部接線圖控制電源過流保護(hù)：若流過IPM的電流超過動(dòng)作數(shù)值的時(shí)間大于toff(oc),則IPM將被軟關(guān)斷，并輸出故障信號(hào)，第3代IPM的toff(oc)=10。短路保護(hù)：若負(fù)載短路或控制器故障引起上下橋臂短路，則IPM將被軟關(guān)斷，并輸出故障信號(hào)，響應(yīng)時(shí)間不足100ns.第46頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月d).命名與編號(hào)：三菱系列（1）器件CM=IGBT模塊(4)對(duì)IPMPM=IPM模塊H=一單元（2）電流額定值IC(安培)D=二單元（3）對(duì)IGBTC=六合一H=一單元R=七合一D=二單元（5）外型或局部變化T=六合一（6）耐壓值（IGBT)乘50E=制動(dòng)或斬波（7）耐壓值（IPM)乘10（8）H=H系列模塊（IGBT)第47頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月例：CM100DY-24HPM600H-SA120東芝系列MG150M2YL1（1）（2）（4）（5）（6）（8）（1）（2）（3）（5）（7）東芝電流額定值耐壓等級(jí)單元數(shù)接線方式產(chǎn)品系列G—600VM—1000VN—1100VQ—1200VS—1400Ve).IGBT好壞的簡單判別：耐壓值：搖表或兆歐表，能產(chǎn)生1000V直流電源，測(cè)量電路如圖8所示：注意事項(xiàng)：G即必須與E相連圖8IGBT耐壓測(cè)量電路第48頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月第49頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月第50頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月第51頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月第52頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月導(dǎo)通和截止的測(cè)量：對(duì)GE充正電測(cè)量導(dǎo)通，對(duì)GE充負(fù)電測(cè)量截止。續(xù)流二極管正向電阻的測(cè)量：容量相同的模塊其續(xù)流二極管正向電阻值基本相近，一般位數(shù)百歐。f).與此有關(guān)的故障過流：加速過流，減速過流，運(yùn)行過流IGBT故障導(dǎo)熱硅脂干涸注意事項(xiàng)：主回路通電前，IGBT的G極嚴(yán)禁開路。換IGBT的底板要均勻地涂一層導(dǎo)熱硅脂，固定螺釘需擰緊。換IGBT后通電之前在直流回路中串入限流電阻,接法如圖9。如圖中R4,一定要接在電容與逆變橋之間。第53頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月IGBT的代換：同型號(hào)，考慮不同代產(chǎn)品的損耗不同。不同型號(hào)，ICVCE滿足的前提下考慮體積，安裝位置，接線方式，不同代產(chǎn)品的損耗等。（4）電解電容：壽命5年，容量下降發(fā)熱膨脹漏液，用電容測(cè)試儀測(cè)量。電解電容的誤差為標(biāo)稱值的20%。（5）浪涌吸收電路：目前變頻器普遍使用的吸收回路如圖所示的三種電路。

：第54頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月2、控制電路：變頻器的控制電路有主控電路，保護(hù)電路和操作，顯示電路構(gòu)成?？刂齐娐返暮诵氖荂PU,V/F控制型變頻器使用8XC196MC/MH,PD78366,M37705或TMS320C24X/28X等。矢量控制變頻器采用雙CPU或DSP.從維修角度講，修主板的難度較大。判定主板的好壞，最常用的方法就是代換法。板上明顯故障可修理，隱藏故障的修理比較復(fù)雜，利用示波器，加上經(jīng)驗(yàn)，再分析判斷。第55頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月第56頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月第57頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月3、驅(qū)動(dòng)回路：驅(qū)動(dòng)電路作為逆變電路的一部分，對(duì)變頻器的三相輸出有著巨大的影響。驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)一般有這樣幾種方式(1)分立插腳式元件組成的驅(qū)動(dòng)電路;(2)光耦驅(qū)動(dòng)電路;(3)厚膜驅(qū)動(dòng)電路;(4)專用集成塊驅(qū)動(dòng)電路等幾種。第58頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)分立插腳式元件的驅(qū)動(dòng)電路分立插腳式元件組成的驅(qū)動(dòng)電路在80年代的日本和臺(tái)灣變頻器上被廣泛使用,主要包括日本(富士:G2,G5.三肯:SVS,SVF,MF.,春日,三菱Z系列K系列等)臺(tái)灣(歐林,普傳,臺(tái)安.)等一系列變頻器。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展及貼片工藝的出現(xiàn),這類設(shè)計(jì)電路復(fù)雜，集成化程度低的驅(qū)動(dòng)電路已逐漸被淘汰。(2)光耦驅(qū)動(dòng)電路光耦驅(qū)動(dòng)電路是現(xiàn)代變頻器設(shè)計(jì)時(shí)被廣泛采用的一種驅(qū)動(dòng)電路，由于線路簡單，可靠性高，開關(guān)性能好，被歐美及日本的多家變頻器廠商采用。由于驅(qū)動(dòng)光耦的型號(hào)很多，所以選用的余地也很大。驅(qū)動(dòng)光耦選用較多的主要由東芝的TLP系列，夏普的PC系列,惠普的HCPL系列等。以東芝TLP系列光耦為例。驅(qū)動(dòng)IGBT模塊主要采用的是TLP250，TLP251兩個(gè)型號(hào)的驅(qū)動(dòng)光耦。對(duì)于小電流,15A第59頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月左右的模塊一般采用TLP251。外圍再輔佐以驅(qū)動(dòng)電源和限流電阻等就構(gòu)成了最簡單的驅(qū)動(dòng)電路。而對(duì)于中等電流(50A)左右的模塊一般采用TLP250型號(hào)的光耦。而對(duì)于更大電流的模塊，在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路時(shí)一般采取在光耦驅(qū)動(dòng)后面再增加一級(jí)放大電路，達(dá)到安全驅(qū)動(dòng)IGBT模塊的目的。(c)厚膜驅(qū)動(dòng)電路厚膜驅(qū)動(dòng)電路是在阻容元件和半導(dǎo)體技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種混合集成電路。它是利用厚膜技術(shù)在陶瓷基片上制作模式元件和連接導(dǎo)線，將驅(qū)動(dòng)電路的各元件集成在一塊陶瓷基片上，使之成為一個(gè)整體部件。使用驅(qū)動(dòng)厚膜對(duì)于設(shè)計(jì)布線帶來了很大的方便,提高了整機(jī)的可靠性和批量生產(chǎn)的一致性，同時(shí)也加強(qiáng)了技術(shù)的保密性?，F(xiàn)在的驅(qū)動(dòng)厚膜往往也集成了很多保護(hù)電路，檢測(cè)電路。應(yīng)該說驅(qū)動(dòng)厚膜的技術(shù)含量也越來越高。第60頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月第61頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月第62頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月第63頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月圖12部分光耦電路圖第64頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)在普遍使用的厚膜驅(qū)動(dòng)電路主要有美國國際整流器公司的IR2110/2125/2132/2155等，富士EXB840/841，EXB850/851系列驅(qū)動(dòng)厚膜。三菱的M57956L，M57959L等驅(qū)動(dòng)厚膜。EXB841和EXB851用于驅(qū)動(dòng)600V/400A和1200V/300A以下IGBT模塊。EXB840/841最大開關(guān)頻率40KHz，信號(hào)延遲最大1EXB850/851最大開關(guān)頻率10KHz，信號(hào)延遲最大4.使用EXB系列厚膜驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，與IGBT的連接線用雙絞線，長度不要超過1米。柵極電阻300A3.3,200A5,150A8.2200A12。

第65頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月圖11EXB841膜驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部電路原理圖工作原理：a).正常開通過程：當(dāng)光耦二極管導(dǎo)通時(shí)，T2截止，D點(diǎn)高電平，T4導(dǎo)通，T5截止。T1截止，電源經(jīng)R3向C2充電，充電時(shí)間常數(shù)過電流保護(hù)第66頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月B點(diǎn)電位上升，由零升到13V的時(shí)間為由于IGBT已在1導(dǎo)通，6腳電位箝制在8V，即C點(diǎn)電位8V。b).正常關(guān)斷過程：光耦截止，T2導(dǎo)通，T4截止，T5導(dǎo)通，IGBT柵極電荷經(jīng)T5迅速放電，IGBT截止，加負(fù)5V使IGBT可靠截止。c).保護(hù)動(dòng)作：正常導(dǎo)通時(shí)，C點(diǎn)電位8V，W2不被擊穿，T3不導(dǎo)通，E點(diǎn)電位保持20V，二極管D1截止。若發(fā)生短路，二極管D2截止，C點(diǎn)電位開始上升；至13V時(shí)，W2擊穿，T3導(dǎo)通，C4通過R7放電，E點(diǎn)電位逐漸下降，二極管D1導(dǎo)通，D點(diǎn)電位也逐漸下降，緩慢關(guān)斷IGBT。發(fā)生過流后的動(dòng)作時(shí)間：第67頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月C點(diǎn)電位由8V上升至13V的時(shí)間E點(diǎn)由20V下降到3.6V的時(shí)間式中:這種狀態(tài)直到控制信號(hào)使光耦截止，IGBT截止。T1導(dǎo)通使C2迅速放電，T3截止，20V電源通過R8對(duì)C4充電，時(shí)間常數(shù)為第68頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月則E點(diǎn)由3.6V充至19V的時(shí)間保護(hù)動(dòng)作后需，EXB841完全恢復(fù)的正常狀態(tài)。第69頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月

4、保護(hù)電路（1）過流：保護(hù)變頻器，主要依據(jù)是變頻器的電流額定值。（2）過載過載保護(hù)功能是保護(hù)電動(dòng)機(jī)過載的，同樣也保護(hù)變頻器。從根本上說，對(duì)電動(dòng)機(jī)和變頻器進(jìn)行過載保護(hù)的目的，是使電動(dòng)機(jī)和變頻器不因過熱而燒壞。因此，進(jìn)行保護(hù)的主要依據(jù)便是電動(dòng)機(jī)和變頻器的溫升不應(yīng)超過其額定值。

(a)發(fā)熱保護(hù)的反時(shí)限特性

電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)功能具有反時(shí)限特性。即電動(dòng)機(jī)的過載電流越大，允許過載的時(shí)間越短，保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間也越短。

例如，當(dāng)運(yùn)行電流為額定電流的105%時(shí)，可維持5.8min后才進(jìn)行保護(hù)跳閘；當(dāng)運(yùn)行電流為額定電流的150%時(shí)，運(yùn)行1min就需進(jìn)行保護(hù)跳閘；而當(dāng)運(yùn)行電流為額定電流的180%時(shí)，允許的持續(xù)運(yùn)行時(shí)間只有36s（0.6min），如圖1所示。

第70頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月圖1

過載保護(hù)的反時(shí)限特性第71頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月(b)溫升與頻率的關(guān)系

電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與頻率的關(guān)系

電動(dòng)機(jī)在低頻運(yùn)行時(shí)，由于散熱情況變差，故發(fā)熱比較嚴(yán)重。即使在IM=100%IMN的情況下，其穩(wěn)定溫升也會(huì)超過電動(dòng)機(jī)的允許溫升。

圖2

低頻時(shí)的發(fā)熱曲線第72頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月

溫升曲線

例如，在圖2中，當(dāng)頻率fX=50Hz、IM=100%IMN時(shí)，其溫升曲線為曲線①；而當(dāng)頻率fX=20Hz、IM=100%IMN時(shí)，其溫升曲線為曲線②。允許運(yùn)行的時(shí)間將縮短為t’。

變頻器的電子熱保護(hù)功能

電子熱保護(hù)的特點(diǎn)：

根據(jù)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的上述規(guī)律，所有的變頻器都配置了電子熱保護(hù)功能，其熱保護(hù)曲線如圖3所示。主要特點(diǎn)有：

①

具有反時(shí)限特性；

②

在不同的運(yùn)行頻率下有不同的保護(hù)曲線，如圖3所示：當(dāng)頻率為50Hz、運(yùn)行電流為150%IMN時(shí)，允許連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間較長，為t1；當(dāng)頻率為20Hz時(shí)，允許連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間縮當(dāng)頻率為20Hz時(shí)，允許連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間縮短為t2；而當(dāng)頻率為10Hz時(shí)，允許連續(xù)運(yùn)行的第73頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月時(shí)間進(jìn)一步縮短為t3?？梢姡l率越低，允許連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間越短。

圖3

電子熱保護(hù)曲線

電子熱保護(hù)功能的預(yù)置

在實(shí)際應(yīng)用中，變頻器的容量和電動(dòng)機(jī)容量之間的配用情況不是固定的。例如，對(duì)于長期不變的負(fù)載，一臺(tái)55kVA的變頻器配用的電動(dòng)機(jī)應(yīng)該是37kW。但對(duì)于變動(dòng)負(fù)載、斷續(xù)負(fù)載和短時(shí)負(fù)載，由第74頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月于電動(dòng)機(jī)是允許短時(shí)間過載的，而變頻器則不能。因此，也可能配用22kW甚至15kW的電動(dòng)機(jī)。

針對(duì)這種情況，在預(yù)置電子熱保護(hù)功能時(shí)，必須預(yù)置“電流取用比”：式中：變頻器將根據(jù)用戶所預(yù)置的電流取用比，來決定進(jìn)行保護(hù)跳閘的時(shí)間。過載次數(shù)：每小時(shí)6次，間隔時(shí)間為10分鐘。（3）過壓和欠壓VD＝(380/1.732)2.34=513VVD1＝(418/1.732)2.34=565VVD2＝(323/1.732)2.34=436V制動(dòng)開啟電壓690~720V。為電動(dòng)機(jī)的額定電流為變頻器的額定電流第75頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月PN去光耦隔離電路或CPU去光耦隔離電路或CPU工作原理：保護(hù)電路的取樣電壓均來自輸入濾波后的電壓。取樣電壓分為兩路，一路經(jīng)R1、R2、R3、R4分壓后輸入比較器3腳，如取樣電壓高于2腳基準(zhǔn)電壓，比較器1腳輸出過壓高電平信號(hào)去光耦隔離電路或CPU。另一路經(jīng)R7、R8、R9、R10分壓后輸入比較器6腳，如取樣電壓低于5腳基準(zhǔn)電壓，比較器7腳輸出欠壓高電平信號(hào)去光耦隔離電路或CPU。v1v2第76頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）過熱：溫度繼電器：居里效應(yīng)熱敏電阻：可連續(xù)測(cè)溫顯示。（5）接地零序電流互感器在直流側(cè)安裝霍爾器件第77頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月第78頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月二、變頻器故障分析（一）變頻器的生產(chǎn)流程硬件高度集成化，功能軟件化，為提高可靠性，元器件老化。電路板的檢測(cè)：成品板進(jìn)行X射線分層法?二維圖像?三位激光厚度測(cè)量或三位激光成像測(cè)量等工藝檢測(cè)。還需檢查所有的焊點(diǎn)和接頭等。元器件的布局和上焊料的位置是由二維圖像檢查，也有通過電視攝像機(jī)?掃描儀進(jìn)行圖像自動(dòng)跟蹤分析檢測(cè)。焊點(diǎn)的測(cè)量也采用激光厚度測(cè)量獲三位激光成像完成。變頻器優(yōu)化設(shè)計(jì)和冗余，也不能完全排除一些元器件會(huì)受環(huán)境的影響而導(dǎo)致性能降低引發(fā)故障。（二）典型失效率曲線規(guī)定失效率偶發(fā)故障期初期故障磨損故障使用年限2?變頻器的生產(chǎn)流程

3?典型失效率曲線第79頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月

（三）變頻器故障的主要類型大致分為參數(shù)設(shè)置故障?過電流和過載類故障?過電壓和欠電壓類過障?綜合故障等。1、參數(shù)設(shè)置故障：（1）電機(jī)參數(shù)矢量控制變頻器需設(shè)置電機(jī)參數(shù)：電機(jī)功率?電流?電壓?轉(zhuǎn)速?功率因數(shù)。這些參數(shù)應(yīng)與電機(jī)銘牌參數(shù)一致，否則就會(huì)使控制精度降低或變頻器工作不正常。（2）控制參數(shù)控制方式有頻率(速度)控制?轉(zhuǎn)矩控制?PID控制方式。每一種控制方式都對(duì)應(yīng)一組參數(shù)設(shè)定，如果設(shè)定不正確，變頻器工作不正常。（3）變頻器的頻率給定方式和起動(dòng)方式二?變頻器的主要類型

1?參數(shù)設(shè)置故障：第80頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月面板給定?端子給定或計(jì)算機(jī)通信給定。2、過電流和過載類故障：過電流和過載故障是變頻器的常見故障，其原因是各種各樣的。故障類型可分為加速過電流?減速過電流?恒速過電流，過載包括變頻器過載和電機(jī)過載。（1）外部原因a、由于電機(jī)的負(fù)載突變引起大的沖擊電流使過電流動(dòng)作[一般變頻器的過電流定額為2IN(3.75IN)];b、變頻器輸出缺相；c、電機(jī)和電纜絕緣損壞，造成相間、匝間短路或接地；d、受電磁干擾的影響，過電流保護(hù)誤動(dòng)作；e、電機(jī)線圈和外殼之間，電機(jī)電纜和大地之間存在較大的寄生電容，通過寄生電容會(huì)有高頻漏電流流向大地；2?過電流和過載類故障：第81頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月f、變頻器輸出側(cè)接有功率因數(shù)校正電容；g、變頻器容量選擇不當(dāng)與負(fù)載不匹配等。h、產(chǎn)生轉(zhuǎn)子軸電流和轉(zhuǎn)子軸電壓等（2）變頻器內(nèi)部原因：a、參數(shù)設(shè)置不當(dāng)：加、減速時(shí)間過短、轉(zhuǎn)矩提升過大；b、變頻器內(nèi)部故障：二極管、IGBT或其它元件損壞；c、電流檢測(cè)霍爾器件故障；3?過電壓和欠電壓類過障：欠電壓(323VAC)436VDC、過電壓(418VAC)564VDC，加速過電壓690V~720VDC(511VAC~533VAV)。4?綜合性故障:涉及多方面的因素的故障，主要涉及控制板上的問題，其原因比較復(fù)雜。實(shí)際上主回路在高電壓?大電流工作，溫度也比較高，故3?過電壓和欠電壓類過障：

4?綜合性故障:第82頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月障的概率最高，據(jù)統(tǒng)計(jì)變頻器主回路的故障，占整個(gè)故障的70%以上。對(duì)于控制板上的故障，一般用換件的方式解決。5?其他故障：（1）過熱保護(hù)（2）漏電斷路器：電機(jī)和機(jī)械設(shè)備已經(jīng)可靠接地，漏電斷路器的設(shè)定值是按工頻漏電流的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的。在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，會(huì)產(chǎn)生高頻漏電流和工頻漏電流兩部分，造成不平衡分量加大，在變頻器電源側(cè)安裝的漏電斷路器會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。變頻器回路中應(yīng)選用中靈敏度（30~1000mA），延時(shí)型（動(dòng)作時(shí)間在0.1~2s之間）的漏電斷路器。必要時(shí)，加裝隔離變壓器?輸入電抗器抑制諧波干擾，或降低變頻器的載波頻率，減小分布電容造成的干擾。（3）變頻器的載波頻率：5?其他故障：第83頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月變頻器的載波頻率是可調(diào)的，實(shí)際調(diào)整時(shí)，若載波頻率設(shè)定不當(dāng)造成變頻器異常，損壞變頻器。載波頻率越高，變頻器損耗越大，如果環(huán)境溫度也高，變頻器可能過熱保護(hù)，嚴(yán)重時(shí)損壞變頻器。載波頻率較高時(shí)，變頻器的輸出波形好，但輸出電壓的變化率增大，當(dāng)變頻器和電機(jī)之間的電纜較長時(shí)，對(duì)地寄生電容以相應(yīng)增大，對(duì)電機(jī)絕緣造成威脅。載波頻率過低時(shí)，電機(jī)損耗增大，溫度增高。不論載波頻率過高或過低，都會(huì)有利有弊，在實(shí)際應(yīng)用終于以綜合考慮。第84頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月三、變頻器的日常維護(hù)變頻器在長期運(yùn)行中，由于溫度、濕度、灰塵、振動(dòng)等使用環(huán)境的影響內(nèi)部元件會(huì)發(fā)生變化或老化。1、使用環(huán)境對(duì)變頻器的影響：溫度-10度40度，濕度90%無結(jié)露，影響爬電距離電源電壓323~418V電壓低（436VDC）電流增大，IGBT易過流；電壓高（564VDC）脈沖尖峰高，IGBT易擊穿?；覊m沉積在變頻器內(nèi)空氣潮濕時(shí)可能短路。震動(dòng)對(duì)一些重量比較大而重心又比較高的元件使其松動(dòng)脫焊，特別是均壓電阻脫焊后，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。2、元件的老化對(duì)變頻器的影響影響有好、有壞，對(duì)半導(dǎo)體器件，老化后參數(shù)更穩(wěn)定；但也可能第85頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月使一些元件的參數(shù)劣化，如有缺陷的元件，將失效；電容容量降低，噪聲增大、風(fēng)機(jī)散熱變差等。3、變頻器日常維護(hù)的內(nèi)容（1）運(yùn)行參數(shù)是否在規(guī)定范圍內(nèi)，電源電壓是否正常？（2）變頻器操作面板顯示是否正常，儀表指示是否正確，是否有振動(dòng)、震蕩現(xiàn)象？（3）冷卻風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，有無異常聲響？（4）變頻器和電動(dòng)機(jī)是否有異常噪聲，異常震動(dòng)及過熱現(xiàn)象？（5）變頻器及引出電纜是否過熱、變色、變形、異味、噪聲等？（6）變頻器的周圍環(huán)境是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，溫度和濕度是否正常？4、定期檢查用戶根據(jù)環(huán)境情況，每3~6個(gè)月對(duì)變頻器進(jìn)行一次定期檢查，操第86頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月作注意安全。檢查和處理內(nèi)容：（1）輸入、輸出端子和銅排是否過熱變色、變形、螺釘是否松動(dòng)？（2）控制回路端子螺釘是否松動(dòng)？（3）主回路的絕緣是否滿足要求？500V搖表對(duì)R、S、T、P、N、DB、U、V、W和PE之間的絕緣在5以上，控制電路不測(cè)試。（4）電解電容是否膨脹、漏液？（5）用干燥的壓縮空氣吹去電路板、散熱器風(fēng)道上的粉塵。（6）長期不用的變頻器，進(jìn)行充電老化。方法是用調(diào)壓器慢慢升壓至額定電壓，時(shí)間2小時(shí)以上。無需帶負(fù)載，每年至少一次。5、零部件更換（1）冷卻風(fēng)機(jī)3年更換。第87頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月

（2）直流側(cè)電解電容5年更換。（3）電路板上的電容7年更換。

四?變頻器維修（一）資料準(zhǔn)備及注意事項(xiàng)：

1?工具與資料萬用表，雙蹤示波器（20M），耐壓測(cè)試儀（搖表1000V/500V），材料：導(dǎo)熱硅脂，資料：說明書，有關(guān)材料手冊(cè)，電路圖等。2?安全問題充電燈熄滅，主電路換件后通電時(shí)注意限流保護(hù)。3?電源及運(yùn)行條件：

第88頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）變頻器輸入/輸出三相電流不平衡輸入：三相整流橋三項(xiàng)參數(shù)不一致；電源回路接觸電阻或線徑一致；負(fù)載較輕。除負(fù)載較輕外不平衡控制在10%以內(nèi)。輸出：電機(jī)故障；逆變橋功率器件或驅(qū)動(dòng)故障，不平衡控制在5%以內(nèi)。（2）電機(jī)過熱損壞變頻器輸出含有諧波；長期低速運(yùn)行；電機(jī)絕緣降低。加裝輸出電抗器；若變頻器容量允許適當(dāng)調(diào)高載頻；加裝恒速風(fēng)機(jī)；電機(jī)絕緣提高到F級(jí)。（二）維修實(shí)例根據(jù)故障現(xiàn)象分析可能出現(xiàn)的因素，采用逐步排除法進(jìn)行操作。1、過電壓故障：第89頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）過電壓的原因：a、來自電源輸入側(cè)的過電壓

一般電源電壓不會(huì)使變頻器因過電壓跳閘。電源輸入側(cè)的過電壓主要是指電源側(cè)的沖擊過電壓，如雷電引起的過電壓、補(bǔ)償電容在合閘或斷開時(shí)形成的過電壓等。b、來自負(fù)載側(cè)的過電壓：

由于某種原因使電動(dòng)機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)，負(fù)載的傳動(dòng)系統(tǒng)中所儲(chǔ)存的機(jī)械能經(jīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，這些能量將會(huì)導(dǎo)致中間直流回路的電容器的電壓上升產(chǎn)生過電壓。其主要因素如下：（a）變頻器減速時(shí)間參數(shù)設(shè)定相對(duì)較小及未使用變頻器減速過電壓自處理功能。（b）當(dāng)電動(dòng)機(jī)所傳動(dòng)的位能負(fù)載下放時(shí)，電動(dòng)機(jī)將處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。

（c）變頻器負(fù)載突降。第90頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月（d）多個(gè)電機(jī)拖動(dòng)同一個(gè)負(fù)載。（e）變頻器中間直流回路電容容量下降

。（2）過電壓處理對(duì)策：對(duì)于過電壓故障的處理，關(guān)鍵一是中間直流回路多余能量如何及時(shí)處理;二是如何避免或減少多余能量向中間直流回路饋送，使其過電壓的程度限定在允許的限值之內(nèi)。下面是主要的對(duì)策:

a、在電源輸入側(cè)增加吸收裝置，減少過電壓因素：

對(duì)于電源輸入側(cè)有沖擊過電壓、雷電引起的過電壓、補(bǔ)償電容在合閘或斷開時(shí)形成的過電壓可能發(fā)生的情況下，可以采用在輸入側(cè)安裝并聯(lián)浪涌吸收裝置或串聯(lián)電抗器等方法加以解決。

b、從變頻器已設(shè)定的參數(shù)中尋找解決辦法：

第91頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月變頻器減速時(shí)間參數(shù)的設(shè)定不要太短；如果工藝流程對(duì)負(fù)載減速時(shí)間有限制，就要設(shè)定變頻器失速自整定功能或先設(shè)定變頻器不過壓情況下可減至的頻率值，暫緩后減速至零，減緩頻率減少的速度。c、增加制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻或回饋裝置。

D、采用在中間直流回路上增加適當(dāng)電容的方法（超容電容制動(dòng)）

e、多臺(tái)變頻器共用直流母線的方法。

第92頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月4?過電壓過電壓過電壓加速時(shí)過電壓OU1減速過電壓OU2恒速時(shí)過電壓OU3電源電壓是否在規(guī)定范圍內(nèi)？OU1?OU2或OU3是否在突卸負(fù)載時(shí)動(dòng)作?動(dòng)作時(shí)主電路直流電壓是否等于或大于保護(hù)動(dòng)作值?是否增加設(shè)定減速時(shí)間?增加設(shè)定時(shí)間減小電源電壓至規(guī)定的上限范圍內(nèi)可能變頻器故障或干擾造成變頻器誤動(dòng)作是否OU1加速時(shí)停止動(dòng)作？是否增加加速時(shí)間？減小慣量矩能否減小負(fù)載的慣量矩？是否使用制動(dòng)單元或直流制動(dòng)功能？必須檢查制動(dòng)方法使用制動(dòng)單元或直流制動(dòng)功能是是是是是是是是是是是是是是否否否否否否否否否否否否否第93頁，課件共103頁，創(chuàng)作于2023年2月2、過流現(xiàn)象：上電跳閘或熔斷器熔斷、起動(dòng)過流過障。

限流電阻的接法與位置圖（1）上電跳閘或熔斷器熔斷：a、整流橋短路第一次會(huì)炸。b、壓敏電阻（浪涌吸收小電容短路）第一次會(huì)冒煙。第94頁，課件共103頁，