變頻器詳細(xì)教程

變頻器知識(shí)問答

2021/6/271第一章變頻器的選型、安裝與測(cè)量1.1變頻器的選型1.2變頻器的安裝1.3變頻器的內(nèi)部主電路1.4變頻器的外接主電路1.5改善功率因數(shù)的配件1.6抗干擾的配件1.7變頻器的測(cè)量2021/6/272問題1選擇變頻器時(shí)，應(yīng)注意些什么？

大體上說，有以下幾個(gè)方面：

1.變頻器容量的選擇變頻器說明書中，有“配用電動(dòng)機(jī)容量”一欄，但并不能作為唯一依據(jù)。在許多場(chǎng)合，是需要另作考慮的，詳見問題4。2.變頻器類型的選擇目前市場(chǎng)上的變頻器，大致可分為三類：（1）通用型變頻器通常指沒有矢量控制功能的變頻器，也稱簡(jiǎn)易變頻器；（2）高性能變頻器通常指配備矢量控制功能的變頻器；

（3）專用變頻器專門針對(duì)某種類型的機(jī)械而設(shè)計(jì)的變頻器，如水泵、風(fēng)機(jī)用變頻器、電梯專用變頻器、起重機(jī)械專用變頻器、張力控制專用變頻器等。用戶應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的具體情況進(jìn)行選擇。

3.性能價(jià)格比這里所說的性能價(jià)格比，實(shí)際上有兩個(gè)方面：（1）功能與價(jià)格之間的評(píng)估主要是在選擇通用變頻器或高性能變頻器之間的評(píng)估；（2）品質(zhì)與價(jià)格之間的評(píng)估例如，對(duì)于一些十分重要，不允許停機(jī)的場(chǎng)合，即使價(jià)格貴一些，也應(yīng)選擇品質(zhì)較好，不容易發(fā)生故障的變頻器。2021/6/273問題2變頻器有哪些額定數(shù)據(jù)？

主要的額定數(shù)據(jù)有：

1.輸入側(cè)數(shù)據(jù)

（1）額定電壓我國(guó)中小容量變頻器的額定電壓多為交流380V，三相；（2）額定頻率我國(guó)為50Hz。2.輸出側(cè)數(shù)據(jù)

（1）額定輸出電壓因?yàn)樽冾l器的輸出電壓是隨頻率而變的，所以，其額定輸出電壓只能規(guī)定為輸出電壓中的最大值。一般情況下，它總是和輸入側(cè)的額定電壓相等的；（2）額定輸出電流允許長(zhǎng)時(shí)間通過的最大電流，是用戶在選擇變頻器容量時(shí)的主要依據(jù)；（3）額定輸出容量由額定輸出電壓和額定輸出電流的乘積決定。（4）配用電動(dòng)機(jī)容量指在帶動(dòng)連續(xù)不變負(fù)載的情況下，

能夠配用的最大電動(dòng)機(jī)容量。與額定輸出容量之間的關(guān)系如下：PN=SNηMcosφM（1-2）2021/6/274式中PN———配用電動(dòng)機(jī)容量，kW；ηM———電動(dòng)機(jī)的額定效率；cosφM———電動(dòng)機(jī)的額定功率因數(shù)。（5）輸出頻率范圍即輸出頻率的最大調(diào)節(jié)范圍，通常以最大輸出頻率和最小輸出頻率來表示。2021/6/275問題3頻率精度和分辨率有什么區(qū)別？1.頻率精度指變頻器輸出頻率的準(zhǔn)確程度，即變頻器的實(shí)際輸出頻率與給定頻率之間的誤差。通常用最高頻率（由用戶設(shè)定）的百分?jǐn)?shù)來表示。例如，頻率精度為0.01%，用戶設(shè)定的最高頻率是50Hz。

則：

輸出頻率的誤差Δf為：Δf=50×0.01%=0.005Hz

假設(shè)給定頻率為40Hz，則實(shí)際輸出頻率在39.995～40.005Hz之間。2.頻率分辨率指輸出頻率的最小調(diào)節(jié)量，即每相鄰兩擋輸出頻率之間的最小差值。例如，頻率分辨率為0.01Hz，則當(dāng)輸出頻率為45Hz時(shí)，有：上一檔的最小頻率為45.01Hz；而下一擋的最大頻率為44.99Hz。2021/6/276問題4變頻器中的配用電動(dòng)機(jī)容量能否作為選擇依據(jù)？簡(jiǎn)單地把配用電動(dòng)機(jī)容量作為選擇變頻器容量的依據(jù)是不恰當(dāng)?shù)摹＿x用時(shí)，須注意以下情況：1.注意對(duì)照變頻器和電動(dòng)機(jī)的額定電流我國(guó)通用的Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)常用規(guī)格的額定電流與幾種較為典型的變頻器額定電流。

p是磁極對(duì)數(shù)，2p是磁極個(gè)數(shù)。可以看出：（1）在15kW擋，幾種變頻器的額定電流都小于8極電動(dòng)機(jī)的額定電流；（2）艾默生TD3000系列變頻器各擋的額定電流都小于8極電動(dòng)機(jī)的額定電流，個(gè)別擋（如18.5kW和55kW擋）也小于6極電動(dòng)機(jī)的額定電流。（3）瓦薩VACON-CX系列變頻器37kW以上各擋的額定電流也都小于8極電動(dòng)機(jī)的額定電流。上述情況說明，在決定變頻器的容量時(shí)，不能盲目地按變頻器說明書中的配用電動(dòng)機(jī)容量來選擇，而必須認(rèn)真對(duì)照變頻器和電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)，以及對(duì)負(fù)載的輕重進(jìn)行估計(jì)后再行選擇。2021/6/2772.注意測(cè)量電動(dòng)機(jī)的最大運(yùn)行電流生產(chǎn)機(jī)械在決定電動(dòng)機(jī)容量時(shí)，是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱情況來進(jìn)行選擇的。就是說，只要電動(dòng)機(jī)的溫升不超過額定溫升，短時(shí)間的過載是允許的。但變頻器的過載能力卻很弱。所以，對(duì)于一些負(fù)載經(jīng)常變化的負(fù)載，應(yīng)注意測(cè)量電動(dòng)機(jī)的最大運(yùn)行電流。在選擇變頻器的容量時(shí)，變頻器的額定電流必須大于電動(dòng)機(jī)的最大運(yùn)行電流。2021/6/278問題5在哪些情況下，可以按說明書中的配用電動(dòng)機(jī)容量來選擇變頻器？大體上說，在下列情況下，變頻器的容量可以按說明書中的配用電動(dòng)機(jī)容量來選擇。即，配用電動(dòng)機(jī)容量與實(shí)際電動(dòng)機(jī)的容量相同。1.連續(xù)不變負(fù)載即負(fù)載是連續(xù)運(yùn)行的，并且在運(yùn)行過程中，其工作電流基本不變。2.電動(dòng)機(jī)的裕量較大即雖然負(fù)載是變動(dòng)的，但由于電動(dòng)機(jī)的裕量較大，負(fù)載的最大電流不超過變頻器的額定電流。3.電動(dòng)機(jī)的沖擊電流時(shí)間甚短者負(fù)載的慣性不大，偶而產(chǎn)生沖擊電流，但維持時(shí)間不超過1min者。2021/6/279問題6在哪些情況下，有必要考慮加大變頻器的容量？這里所說的“加大變頻器容量”，是相對(duì)于變頻器的配用電動(dòng)機(jī)容量等于實(shí)際電動(dòng)機(jī)容量而言的。大體上說，可歸納如下：1.變頻器的額定電流偏低者如上述，部分變頻器的額定電流小于同容量電動(dòng)機(jī)的額定電流時(shí)，應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載情況考慮選擇大一擋的變頻器。2.電動(dòng)機(jī)可能短時(shí)間過載者因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)所謂的“短時(shí)間”，是相對(duì)于發(fā)熱時(shí)間常數(shù)而言的。少則幾分鐘，多則幾十分鐘。而變頻器的過載能力，通常是150min，1min。與電動(dòng)機(jī)相比，等于沒有過載能力。所以，如果電動(dòng)機(jī)可能在短時(shí)間內(nèi)過載運(yùn)行的話，變頻器的容量應(yīng)加大。3.對(duì)加、減速時(shí)間有特殊要求者電動(dòng)機(jī)加速時(shí)間的長(zhǎng)短是一個(gè)與慣性大小有關(guān)的相對(duì)概念。例如，加速時(shí)間為5s，相對(duì)于慣性較大（GD2大）的負(fù)載來說，可能太短；但相對(duì)于慣性較小（GD2?。┑呢?fù)載來說，又可能太長(zhǎng)。2021/6/2710一般說來，對(duì)于需要在重載情況下起動(dòng)和停機(jī)的負(fù)載，在下列情況下，應(yīng)考慮加大變頻器的容量：（1）要求能夠快速起動(dòng)和停機(jī)者；

（2）點(diǎn)動(dòng)比較頻繁者。4.有沖擊負(fù)載者例如，電動(dòng)機(jī)與負(fù)載之間是通過離合器相結(jié)合的，通常是在電動(dòng)機(jī)已經(jīng)旋轉(zhuǎn)起來狀態(tài)下，由于離合器的結(jié)合，使負(fù)載也旋轉(zhuǎn)起來。顯然，在離合器剛結(jié)合的瞬間，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將下降，轉(zhuǎn)差增大，電流也增大，可能導(dǎo)致過電流保護(hù)動(dòng)作。針對(duì)這種情況，應(yīng)加大變頻器的容量。2021/6/2711問題7電動(dòng)機(jī)為132kW，實(shí)際使用功率約為50kW，能否配用較小的變頻器？

原則上是可以的，但應(yīng)注意以下問題：圖1-2接入輸出電抗器2021/6/27121.選擇原則應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的最大運(yùn)行電流來選擇，并適當(dāng)留有余量。2.注意限制起動(dòng)電流容量大的電動(dòng)機(jī)，每相繞組的匝數(shù)較少，電感量較小。故電流的脈動(dòng)幅度和起動(dòng)瞬間的沖擊電流較大，起動(dòng)過程中的加速電流也較大。因此，有必要采取如下對(duì)策：（1）在變頻器和電動(dòng)機(jī)之間接入輸出電抗器，如圖1-2中之LO所示，LO主要是對(duì)沖擊電流起緩沖作用，以保護(hù)變頻器。（2）起動(dòng)時(shí)的Uf比應(yīng)預(yù)置得小一些。

（3）加速時(shí)間和減速時(shí)間應(yīng)預(yù)置得長(zhǎng)一些，如果設(shè)備要求快速起動(dòng)和停機(jī)，則變頻器的容量不宜選得太小。2021/6/2713問題8負(fù)載的最大工作頻率為40Hz，能否選用容量較小的變頻器？

這要根據(jù)負(fù)載特點(diǎn)來決定：1.恒功率負(fù)載因?yàn)樵谵D(zhuǎn)速下降時(shí)，負(fù)載功率并不減小，所以變頻器的容量不能減小。2.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)速下降時(shí)，負(fù)載的轉(zhuǎn)矩不變，則電動(dòng)機(jī)的工作電流并不減小，故變頻器的容量也不能減小。3.二次方律負(fù)載轉(zhuǎn)速下降時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩減小，電動(dòng)機(jī)的工作電流也減小，變頻器的容量可以考慮減小，但應(yīng)注意采用問題7中的幾項(xiàng)對(duì)策。2021/6/2714問題9變頻調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的容量需要比直流電動(dòng)機(jī)加大一擋嗎？一般情況下，是不需要加大的。有時(shí)甚至還可以適當(dāng)減小電動(dòng)機(jī)的容量，如龍門刨床的刨臺(tái)電動(dòng)機(jī)。

但在下列情況下，應(yīng)注意考慮：

1.需要加大電動(dòng)機(jī)容量者由于通常異步電動(dòng)機(jī)是依靠?jī)?nèi)部的扇葉來散熱的，低速運(yùn)行時(shí)，散熱條件變差，不宜長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。所以，如果原來的直流電動(dòng)機(jī)是在較低轉(zhuǎn)速下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的話，改用變頻調(diào)速時(shí)，在無(wú)特殊散熱措施的情況下，應(yīng)考慮加大電動(dòng)機(jī)的容量。2.需要加大變頻器容量者直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓調(diào)速裝置的過載能力較強(qiáng)，短時(shí)間的過載運(yùn)行是允許的，但變頻器則不允許。所以，如果原來的直流電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中有短時(shí)間過載現(xiàn)象的話，應(yīng)考慮加大變頻器的容量。2021/6/2715問題10潛水泵在選用變頻器時(shí)，應(yīng)注意些什么？1.潛水泵的運(yùn)行特點(diǎn)因?yàn)樵谒走\(yùn)行時(shí)，容易進(jìn)入雜物。所以：（1）考慮到進(jìn)入雜物后，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載將加重。所以，潛水泵電動(dòng)機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力；（2）在雜物剛進(jìn)入潛水泵時(shí)，有可能產(chǎn)生較大的沖擊電流。2.主要對(duì)策

（1）加大變頻器的容量；

（2）在變頻器和電動(dòng)機(jī)之間串入一個(gè)電抗器。2021/6/2716問題11一臺(tái)變頻器帶動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)怎樣選擇變頻器容量？還是按最大電流原則進(jìn)行選擇。根據(jù)運(yùn)行情況的不同，有以下兩種情形：1.多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)和運(yùn)行只需按變頻器的額定電流大于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流之和：IN>1.05～1.1×ΣIMN（1-3）

式中ΣIMN———同時(shí)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的額定電流之和，A。2.多臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別起動(dòng)必須考慮后起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)電流：IN>（1.05～1.1×ΣIMN+K1+ΣIST）/K2（1-4）

式中IST———電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流（為額定電流的5～7倍），A；ΣIST———同時(shí)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的總起動(dòng)電流，A；K1———安全系數(shù)。如后起動(dòng)電動(dòng)機(jī)都從停止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)時(shí)，K1=1.2；如后起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)有可能從自由制動(dòng)狀態(tài)下重新起動(dòng)時(shí)，K1=1.5～2；K2———變頻器的過載能力，K2=1.5。2021/6/2717問題12變頻器的幾種控制方式有哪些主要特點(diǎn)？

主要特點(diǎn)見表1-3。表1-3變頻器幾種控制方式的比較V/F無(wú)反饋矢量有反饋矢量

VF控制方式無(wú)反饋矢量有反饋矢量調(diào)速范圍1∶10～1∶201∶20～1∶801∶100以上

最低運(yùn)行頻率Hz31（部分為5Hz）0.1以下

最高運(yùn)行頻率Hz80100100最小加減速時(shí)間s0.20.1數(shù)十ms轉(zhuǎn)矩控制不能部分可能可能額定負(fù)載時(shí)

的轉(zhuǎn)速變化率（%）3～50.5～10.05～0.5注：上述指標(biāo)因變頻器的類別和電動(dòng)機(jī)的特性而異，故表中數(shù)據(jù)僅供參考。2021/6/2718問題13變頻器對(duì)周圍環(huán)境有些什么要求？變頻器是一臺(tái)全晶體管設(shè)備，所以，對(duì)周圍環(huán)境的要求和其他晶體管設(shè)備大致相同。1．環(huán)境溫度-10～40℃時(shí)，測(cè)試環(huán)境溫度的點(diǎn)應(yīng)在距變頻器約5cm處，如圖1-3所示。在環(huán)境溫度大于40℃的情況下，每增加5℃，其運(yùn)行功率應(yīng)下降30%。2．環(huán)境濕度相對(duì)濕度應(yīng)不超過90%，無(wú)結(jié)露現(xiàn)象。圖1-3環(huán)境溫度的測(cè)試點(diǎn)2021/6/27193.其他條件在變頻器安裝的位置應(yīng)無(wú)直射陽(yáng)光、無(wú)腐蝕性氣體

及易燃?xì)怏w、塵埃少、海拔低于1000m等。圖1-4電解電容器的壽命2021/6/2720問題14變頻器長(zhǎng)期不用會(huì)發(fā)生什么問題？

長(zhǎng)期不用可能發(fā)生的問題大致如下：1.高壓濾波電容器如長(zhǎng)期不用，可能發(fā)生電容器蓋“鼓包”，甚至內(nèi)部的電解液溢出等現(xiàn)象；2.低壓電解電容器也可能發(fā)生電解液溢出，甚至使印制電路板受到腐蝕；3.冷卻風(fēng)機(jī)如長(zhǎng)期不用，軸承的潤(rùn)滑油可能干涸，將影響其使用壽命。所以，對(duì)于長(zhǎng)期不用的變頻器，每隔半年或一年，應(yīng)通電運(yùn)行（空轉(zhuǎn)）一天。2021/6/2721問題15電解電容器的壽命有多長(zhǎng)？

電解電容器的使用壽命與環(huán)境溫度有關(guān)，據(jù)日本安川公司提供的資料，電解電容器的壽命與環(huán)境溫度之間的關(guān)系如圖1-4所示。由圖知，如果周圍溫度在30℃以下，電解電容器的使用壽命可長(zhǎng)達(dá)10年以上；而當(dāng)周圍溫度為50℃時(shí)，使用壽命只有2.5年。2021/6/2722問題16安裝變頻器時(shí)應(yīng)注意哪些問題？

和任何設(shè)備一樣，變頻器在運(yùn)行過程中也一定會(huì)有功率損耗，并轉(zhuǎn)換成熱能，使自身的溫度升高。粗略地說，每kVA的變頻器容量，其損耗功率約為40～50W。因此，安裝變頻器時(shí)

必須考慮的最主要問題便是如何把變頻器所產(chǎn)生的熱量充分地散發(fā)出去。壁掛式安裝的散熱處理由于變頻器本身具有較好的外殼，故一般情況下，允許直接靠墻安裝，稱為壁掛式。2021/6/2723圖1-5單臺(tái)安裝

a）掛壁式b）柜式外冷c）柜式內(nèi)冷2021/6/2724為了保證良好的通風(fēng)，所有變頻器都必須垂直安裝，且變頻器與周圍阻擋物之間的距離應(yīng)符合如圖1-5a所示的要求。即：兩側(cè)：≥100mm；上下方：≥150mm。

為了防止異物掉在變頻器的出風(fēng)口而阻塞風(fēng)道，最好在變頻器出風(fēng)口的上方加裝保護(hù)網(wǎng)罩。2.單臺(tái)柜式安裝的散熱處理當(dāng)周圍的塵埃較多，或和變頻器配用的其他控制電器較多，需要和變頻器安裝在一起時(shí)，可采用柜式安裝。如周圍環(huán)境比較潔凈、塵埃較少時(shí)，應(yīng)盡量采用柜外冷卻方式，如圖1-5b所示；如必須采用柜內(nèi)冷卻方式時(shí)，則應(yīng)在柜頂加裝抽風(fēng)式冷卻風(fēng)扇。冷卻風(fēng)扇的位置應(yīng)盡量在變頻器的正上方，如圖1-5c所示。3.多臺(tái)柜式安裝的散熱處理當(dāng)一個(gè)控制柜內(nèi)裝有兩臺(tái)或兩臺(tái)以上變頻器時(shí)，應(yīng)盡量并排安裝（橫向排列），如圖1-6a所示。如必須采用縱向方式排列時(shí)，則應(yīng)在兩臺(tái)變頻器之間加一隔板，以避免下面變頻器排出的熱風(fēng)進(jìn)入到上面的變頻器中去，如圖1-6b所示。戶外安裝的散熱處理一般說來，變頻調(diào)速控制柜應(yīng)安裝在室內(nèi)。如必須安裝在戶外（例如油田的抽油機(jī)用變頻器）時(shí)，則控制柜必須采用雙層結(jié)構(gòu)方式，如圖1-7所示。2021/6/2725圖1-6兩臺(tái)變頻器的柜式安裝橫向排列b）縱向排列2021/6/2726圖1-7戶外控制柜所用控制柜必須既能防止太陽(yáng)的直接照射，又能防止雨水的浸入。如有可能，在隔層之間，最好能采用強(qiáng)制風(fēng)冷方式。除此以外，戶外安裝時(shí)，還必須注意當(dāng)?shù)氐亩咀畹蜏囟?。如果低?0℃的話，應(yīng)在柜內(nèi)安裝加熱裝置。并且，應(yīng)能進(jìn)行溫度的自動(dòng)控制。2021/6/2727問題17變頻器壁掛式安裝和柜式安裝哪個(gè)好？

一般說來，壁掛式安裝的主要優(yōu)點(diǎn)是散熱較好，但對(duì)周圍環(huán)境的要求較高。另一方面，變頻器往往還有許多外圍器件，如空氣斷路器、接觸器、快速熔斷器、電抗器、濾波器等等。因此，在周圍環(huán)境比較潔凈，進(jìn)出人員較少的場(chǎng)合，如水泵房、中央空調(diào)的控制室等處，在外圍器件不多的情況下，可以考慮采用壁掛式安裝。反之，對(duì)于周圍環(huán)境不很潔凈，來往人員較多，外圍器件也較多的場(chǎng)合，最好采用柜式安裝。2021/6/2728問題18在溫度較高的控制室內(nèi)是否一定要裝空調(diào)？

有條件的話，安裝空調(diào)無(wú)疑是最好的解決辦法。如無(wú)條件，則在夏季氣溫較高時(shí)，應(yīng)將控制柜門打開，并用風(fēng)扇對(duì)著變頻器鼓風(fēng)，也可以起到較好的散熱效果。2021/6/2729問題19在灰塵較多的場(chǎng)合使用變頻器時(shí)，怎么辦？

最好單獨(dú)砌一個(gè)控制室，并保持室內(nèi)的通風(fēng)和潔凈。如無(wú)條件，則應(yīng)加強(qiáng)控制柜內(nèi)的通風(fēng)，在進(jìn)風(fēng)口加過濾網(wǎng)，并經(jīng)常注意進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的除塵。2021/6/2730問題20交-直-交是什么意思？

中、小容量的低壓變頻器基本上都采用“交-直-交”變頻方式，其主電路的框圖如圖1-8所示。變頻器在R、S、T端輸入頻率固定的三相交流電，首先經(jīng)全波整流電路整流成直流電。然后又經(jīng)逆變電路“逆變”成頻率和電壓任意可調(diào)的三相交流電，從U、V、W端輸出，作為三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻電源?？梢?，在變頻器的輸入和輸出之間，經(jīng)歷了“交流-直流-交流”的過程，故稱為“交-直-交”變頻。2021/6/2731問題21電壓型和電流型變頻器的主要特點(diǎn)是什么？

變頻器根據(jù)直流電路中濾波方式的不同，分為電壓型和電流型兩種。1.電壓型直流電路采用電容器濾波。在波峰（電壓較高）時(shí)，由電容器儲(chǔ)存電場(chǎng)能，在波谷（電壓較低）時(shí)，電容器將釋放電場(chǎng)能來進(jìn)行補(bǔ)充，從而使直流電壓保持平穩(wěn)。直流電路

是一個(gè)電壓源，故稱為電壓型，如圖1-9a所示。2.電流型直流電路采用電抗器濾波。在波峰（電流較大）時(shí)，由電抗器儲(chǔ)存磁場(chǎng)能，在波谷（電流較小）時(shí)，電抗器將釋放磁場(chǎng)能來進(jìn)行補(bǔ)充，從而使直流電流保持平穩(wěn)。直流電路

是一個(gè)電流源，故稱為電流型，如圖1-9b）所示。2021/6/2732圖1-9電壓型和電流型變頻器2021/6/2733問題22變頻器的內(nèi)部主電路是怎樣構(gòu)成的？基本結(jié)構(gòu)“交-直-交”變頻器的基本電路由整流和逆變兩大部分組成，如圖1-10所示。圖1-10“交-直-交”的主電路

2021/6/27342.整流和濾波從R、S、T端輸入頻率固定的三相交變電源，經(jīng)三相整流橋（由二極管VD1～VD6構(gòu)成）全波整流成直流電，電壓為UD。電容器CF1和CF2為濾波電容器，減小直流回路的電壓紋波。3.逆變6個(gè)IGBT管（絕緣柵晶體管）V1～V6構(gòu)成三相逆變橋，把直流電“逆變”成頻率和電壓任意可調(diào)的三相交流電。2021/6/2735問題23和濾波電容器并聯(lián)的電阻起什么作用？

迄今為止，電解電容器的耐壓只能做到450V。而三相380V的電源電壓經(jīng)全波整流后，直流電壓的峰值為537V，平均值也有513V。因此，濾波電容器只能由兩個(gè)（或兩組）電解電容器串聯(lián)而成。為了增大電容量，改善濾波效果，變頻器內(nèi)總是先將若干個(gè)電解電容器并聯(lián)成一組，然后再將兩組電容器（CF1和CF2）串聯(lián)起來，如圖1-11所示。但由于每個(gè)電容器的電容量不可能絕對(duì)相同，尤其是電解電容器，其電容量的離散性較大，若干個(gè)并聯(lián)以后，兩組電容器的電容量之間的差異是比較明顯的。串聯(lián)以后，兩個(gè)電容器組上的電壓分配必將是不均衡的。這將導(dǎo)致兩組電容器壽命的不一致。2021/6/2736圖1-11變頻器的濾波電路2021/6/2737解決電壓不均衡的方法便是在兩個(gè)電容器組的兩端分別并聯(lián)電阻值相等的均壓電阻RC1和RC2，如圖1-11所示。均壓的原理如下：假設(shè)：CF1<CF2則：UD1>UD2這將導(dǎo)致：IC2>IC1就是說，CF2上的充電電流較大，從而使UD2有所提高，使UD1和UD2趨于均衡。以上各式中：CF1、CF2———分別是兩個(gè)電容器組的電容量，μF；UD1、UD2———分別是兩個(gè)電容器組兩端的電壓，V；IC1、IC2———分別是兩個(gè)電容器組的充電電流，A。由于電阻的阻值容易做得比較準(zhǔn)確，從而保證了均壓效果。2021/6/2738問題24均壓電阻燒壞的原因是什么？

均壓電阻燒壞的原因大多是由于濾波電容器組中，有個(gè)別電容器變質(zhì)所致，說明如下：如圖1-12所示，假設(shè)C1電容器組中有一個(gè)電容器已經(jīng)損壞，則C1電容器組的電容量C1必小于C2電容器組的電容量C2：C1<C2這將使兩個(gè)電容器組的電壓分配不均衡：UC1>UC22021/6/2739圖1-12均壓電阻的損壞原因2021/6/2740結(jié)果是導(dǎo)致均壓電阻RC1和RC2中的電流不相等：IR1>IR2如果RC1和RC2容量的裕量不夠大，或者電容器組C1中損壞的電容器較多的話，RC1極易首先燒壞。因?yàn)殡娮锜龎臅r(shí)，電阻值常常銳減，另一個(gè)均壓電阻也隨之燒壞。2021/6/2741問題25整流橋和濾波電容器之間為什么要接一個(gè)電阻和接觸器（或晶閘管）？1.接通電源時(shí)存在的問題當(dāng)變頻器剛接通電源（接觸器KM1動(dòng)作）時(shí)，濾波電容器上的電壓為0V。而電源電壓為380V，振幅值為537V，且為了提高濾波效果，濾波電容器的電

容量又很大。所以，在剛接通電源的瞬間，必將：（1）產(chǎn)生很大的沖擊電流，有可能損壞整流二極管；

（2）使電源電壓瞬間下降為0V，形成了對(duì)網(wǎng)絡(luò)的干擾，如圖1-13a所示。2.解決辦法在三相整流橋和濾波電容器之間，接入限流電阻RL，將濾波電容器的充電電流限制在一個(gè)允許范圍內(nèi)。但RL如長(zhǎng)期接在電路內(nèi)，將影響直流電壓和變頻器輸出電壓的大小。因此，當(dāng)濾波電容器已經(jīng)充電完畢后，由接觸器KM2將電阻RL短接，如圖1-13b所示。2021/6/2742圖1-13限流電阻的作用

a）無(wú)限流電阻時(shí)b）有限流電阻時(shí)2021/6/2743問題26限流電阻燒壞了怎么配？1．限流電阻的阻值原則上可根據(jù)變頻器的額定電流來選擇。例如，變頻器的額定電流為10A，則限流電阻的阻值應(yīng)為：RL≥537/10=53.7Ω實(shí)際上常并不計(jì)算，常見的有：容量較小者：取RL=50～100Ω；容量較大者：取RL=10～40Ω。2021/6/2744圖1-14限流電阻中的充電電流2021/6/27452．限流電阻的容量限流電阻中的充電電流是衰減得很快的，如圖1-14所示。并且，很快被開關(guān)器件所短路，通電的時(shí)間很短。因此，限流電阻的容量不必太大。通常，?。篜RL≥50～100W即已足夠。電阻值大者取小值；電阻值小者取大值。2021/6/2746問題27直流回路的電源指示為什么不裝在面板上？變頻器的電源指示由顯示屏進(jìn)行顯示，直流回路的電源指示如圖1-15所示，其作用并不在于顯示變頻器是否通電，而是指示濾波電容器上是否有電。圖1-15直流回路的電源指示

2021/6/2747當(dāng)變頻器切斷電源后，由于逆變橋已經(jīng)停止工作，濾波電容器的放電過程將十分緩慢。因此，當(dāng)維修人員打開變頻器的蓋子后，濾波電容器上往往還有較高的直流電壓，有可能影響維修人員的人身安全。所以，直流回路電源指示的作用是，向維修人員警示：濾波電容器尚未放電完畢，不能觸摸帶電部分。2021/6/2748問題28每個(gè)逆變管旁邊，為什么都要反并聯(lián)二極管？逆變橋中，每個(gè)逆變管旁邊，都要反并聯(lián)一個(gè)二極管，如圖1-16a中之VD7～VD12所示。它們的作用如下：異步電動(dòng)機(jī)的定子電路是感性電路，其電流的變化將滯后于電壓，如圖1-16c所示。圖中：0～t1段：電流i與電壓u的方向相反，是繞組的自感電動(dòng)勢(shì)（即反電動(dòng)勢(shì)）克服電源電壓在作功（磁場(chǎng)作功）。這時(shí)的電流將通過反并聯(lián)二極管流向直流回路；t1～t2：電流i與電壓u的方向相同，是電源電壓克服繞組的自感電動(dòng)勢(shì)在作功（電源作功）。這時(shí)的電流是從直流電源通過逆變管流向電動(dòng)機(jī)的。2021/6/2749圖1-16逆變橋的反并聯(lián)二極管及其作用a）逆變橋b）電流路徑c）電流波形2021/6/2750如果沒有反并聯(lián)二極管，則因?yàn)槟孀児苤荒軉畏较驅(qū)?，繞組的磁場(chǎng)無(wú)法與電源（變頻器中為直流電路）交換能量，電路的工作將發(fā)生畸變。2021/6/2751問題29變頻器的主電路有哪些接線端子？

主電路接線端子的排列大致如圖1-17a所示。說明如下：

（1）R、S、T為變頻器的輸入端子，接至電源；

（2）U、V、W為變頻器的輸出端子，接至電動(dòng)機(jī)；

（3）P、N為濾波后直流電路的+、-端子；

（4）P+為整流橋輸出的+端，出廠時(shí)P+端與P端之間用一銅片短接。在需要接入直流電抗器DL時(shí)，拆去銅片，將DL接在P+和P之間。（5）PE為接地端。圖1-17b）所示，是接入直流電抗器和制動(dòng)單元、制動(dòng)電阻的情形。2021/6/2752圖1-17主電路的端子安排

a）主電路的接線端子b）與原理圖的對(duì)照2021/6/2753問題30為什么變頻器的輸入和輸出端絕對(duì)不允許接反？變頻器的輸入端和輸出端之間是絕對(duì)不允許接錯(cuò)的。萬(wàn)一將電源進(jìn)線錯(cuò)誤地接到了變頻器的輸出（U、V、W）端，則不管哪個(gè)逆變管導(dǎo)通，都將引起兩相間的短路而將逆變管迅速燒壞。圖1-18電源接錯(cuò)的后果2021/6/2754如圖1-18所示，假設(shè)在某一瞬間，電源的R端為“+”，而S端為“-”，則在逆變管V3導(dǎo)通的瞬間，電流將經(jīng)VD1和V3而短路。V3將立即燒壞。由于六個(gè)逆變管以極高的頻率（載波頻率）不斷地交替導(dǎo)通著，而變頻器從跳閘到切斷電源是需要時(shí)間的。所以，六個(gè)逆變管將很快地全部損壞。2021/6/2755問題31變頻器各部分電流之間的關(guān)系怎樣？

圖1-19是變頻調(diào)速系統(tǒng)的示意圖。由圖可知：圖1-19變頻器各部分的電流2021/6/27561.各部分的功率（1）變頻器的輸入功率PS=1.732uiλ

（1-5）

式中PS———變頻器的輸入功率，W；u———電源線電壓，V；i———電源線電流，A；λ———輸入電路功率因數(shù)，其含義詳見45問。

（2）直流回路功率PD=UI（1-6）

式中PD———直流回路的功率，W；U———直流回路電壓，V；I———直流回路電流，A。（3）變頻器的輸出功率也是電動(dòng)機(jī)的輸入功率，計(jì)算如

下：PM1=1.732UMIMcosφ1（1-7）式中PM1———變頻器的輸出功率，W；2021/6/2757UM———變頻器的輸出線電壓，也是電動(dòng)機(jī)的輸入線電壓，V；

IM———變頻器的輸出線電流，也是電動(dòng)機(jī)的輸入線電流，A；

cosφ1———電動(dòng)機(jī)定子側(cè)的功率因數(shù)。

（4）電動(dòng)機(jī)軸上的輸出功率PM2=TMnM/9550式中PM2———電動(dòng)機(jī)軸上的輸出功率，kW；TM———電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，N·m；nM———電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min。2.頻率下降后各部分的功率（1）電動(dòng)機(jī)的輸出功率電動(dòng)機(jī)是用來拖動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)的。在等速運(yùn)行的情況下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩必與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡：TM≈TL式中TL———負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩（包括損耗轉(zhuǎn)矩），N·m。假設(shè)：負(fù)載是恒轉(zhuǎn)矩的，即負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)速大小無(wú)關(guān)：TL=const則，由式（1-8）知：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速因頻率下降而下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率也必下降：PM2=TMnM（↓）/9550↓（2）其他各部分的功率根據(jù)能量守恒的原理，在各部分的功率損失忽略不計(jì)的情況下，有：PS≈PD≈PM1≈PM2（1-9）式（1-9）是分析各部分電流大小的理論基礎(chǔ)。當(dāng)頻率下降時(shí)：2021/6/2758PM2↓→PM1↓→PD↓→PS↓3.頻率下降后各部分電流

（1）電動(dòng)機(jī)的電流（即變頻器的輸出電流）異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)子電流和磁通的乘積成正比：TM=KTI2′cosφ2（1-10）

式中KT———比例常數(shù)；I2′———轉(zhuǎn)子電流的折算值，A；cosφ2———轉(zhuǎn)子側(cè)的功率因數(shù)。

當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)子電流也都不變，從而：

變頻器的輸出電流（即電動(dòng)機(jī)的定子電流）基本不變：IM≈const在這里，PM1的下降是因?yàn)樽冾l器的輸出電壓UM是隨頻率而下降的結(jié)果：PM1=［1.732UM（↓）IMcosφ1］↓

（2）直流電流在直流回路里，電壓UD是不變的，但功率PD減小了，所以，頻率下降時(shí)，電流ID將減?。篒D=PD（↓）UD↓2021/6/2759（3）輸入電流變頻器輸入側(cè)的電源電壓US也是不變的，但輸入功率PS減小了，所以，頻率下降時(shí)，電流IS也將減?。篒S[=PS（↓）/1.732UScosφ]1↓4.歸納

（1）變頻器的輸出電流（電動(dòng)機(jī)電流）IM決定于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的前提下，IM的大小與頻率無(wú)關(guān)；（2）直流回路的電流將隨頻率的下降而減小；

（3）變頻器的輸入電流也將隨頻率的下降而減小。2021/6/2760問題32在變頻器內(nèi)進(jìn)行電流采樣時(shí)，應(yīng)采樣輸出電流還是輸入電流或直流電流？

根據(jù)采樣的目的而不同，說明如下：

1.用于測(cè)定電動(dòng)機(jī)工況如上述，變頻器內(nèi)，進(jìn)線電流和直流電流的大小都和頻率有關(guān)。因此，應(yīng)采樣輸出電流。2.用于進(jìn)行變頻器的過電流保護(hù)因?yàn)檫^電流的原因是包括整流電路和濾波電路擊穿故障的，所以，應(yīng)采樣輸入電流。2021/6/2761問題33變頻器的三相輸入電流不平衡是正常現(xiàn)象嗎？

變頻器在輕載時(shí)，三相輸入電流容易不平衡，這是正常的。變頻器輸入的三相電壓經(jīng)全波整流后的電壓波形如圖1-20a所示。圖1-20變頻器的輸入側(cè)

a）全波整流后的電壓波形b）第1個(gè)

波的輸入電流c）第2個(gè)波的輸入電流2021/6/2762輕載時(shí)，由于濾波電容器的放電電流較小，故電容器上的電壓波形比較平緩。負(fù)載較重時(shí)，放電電流較大，電壓波形的起伏也較大。故電壓波形的變化規(guī)律和負(fù)載電流的大小有關(guān)，和輸入電壓并不完全一致。直流電壓和輸入電壓變化規(guī)律的不一致，使每相電壓在每半個(gè)周期中充電電流的波形不相同，如圖b和圖c所示。故各相充電電流的有效值也不相等。通常，當(dāng)三相輸入電流不平衡時(shí)，哪相電流大，哪相電流小，是并不固定的。反之，如果某相電流一直偏大，某相一直偏小，則需要檢查，是否有發(fā)生故障的地方。2021/6/2763問題34多個(gè)逆變電路共直流母線時(shí)，如何選擇各連接線路中的接觸器和熔斷器？當(dāng)同一臺(tái)機(jī)器中有多臺(tái)變頻器時(shí)，最好采用共直流母線的方案，如圖1-21所示。圖1-21多個(gè)逆變器共母線2021/6/2764在這種情況下，首先須根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定功率求出直流電流。∵PDN=PMN∴IDN=PDN/UDD=PMN/UDD（1-11）

式中PDN———當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在額定狀態(tài)下的直流電路功率，kW；PMN———電動(dòng)機(jī)的額定功率，kW；IDN———在額定狀態(tài)下，由公共直流母線流入逆變電路的電流，A；UDD———直流母線的電壓，V。各連接線路中接觸器和熔斷器的電流只需大于或等于額定電流IDN即可：IQN≥IDN式中IQN———空氣斷路器和熔斷器的額定電流，A。2021/6/2765問題35將多個(gè)變頻器的直流電路并聯(lián)在一起時(shí)，如何選擇各連接線路中的接觸器和熔斷器？1.整流電路的外特性整流濾波電路相當(dāng)于直流電源。當(dāng)負(fù)載電流等于0A時(shí)，濾波電容器上的電壓等于電源電壓的峰值，如電源電壓為380V，則峰值等于537V；而當(dāng)負(fù)載電流等于額定值時(shí)，濾波電容器上的電壓將下降為平均值，當(dāng)電源電壓等于380V時(shí)，其平均值等于513V。圖1-22整流電路的外特性2021/6/2766所以，整流濾波電路的外特性如圖1-22b所示。2.多臺(tái)變頻器的直流電路并聯(lián)多臺(tái)變頻器的直流電路并聯(lián)相當(dāng)于多個(gè)直流電源并聯(lián)供電，如圖1-23a所示。在這種情況下，各直流電源提供的電流大小將按照各自的外特性進(jìn)行分配，

根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，主要有以下兩種情形：圖1-23多臺(tái)變頻器直流電路的并聯(lián)a)電路接法b)電動(dòng)狀態(tài)時(shí)電流分配c)發(fā)電狀態(tài)時(shí)電流分配2021/6/2767（1）電動(dòng)機(jī)為電動(dòng)狀態(tài)這時(shí)是變頻器自身的整流電路和直流母線共同向電動(dòng)機(jī)供電。兩個(gè)直流電源的外特性如圖b所示。圖中，曲線①是變頻器自身整流電路的外特性；曲線②是圖1-22整流電路的外特性直流母線的外特性。在多數(shù)情況下，直流母線提供的電流IDD大于變頻器自身整流電路提供的電流ID1，兩者之和等于電動(dòng)機(jī)的電流：IM1=ID1+IDD（1-12）這種情況下，在決定空氣斷路器和熔斷器的額定電流時(shí)，可考慮作適當(dāng)修正：IQN≥KDIDN（1-13）

式中KD———修正系數(shù)，KD≤1。（2）電動(dòng)機(jī)為發(fā)電狀態(tài)這時(shí)，是變頻器自身的整流電路和電動(dòng)機(jī)發(fā)出的電能經(jīng)與逆變管反并聯(lián)的整流電路共同向直流母線供電，并通過直流母線向其他電動(dòng)機(jī)供電。兩個(gè)直流電源

的外特性如圖c所示。圖中，曲線③是變頻器自身整流電路的外特性，曲線④是發(fā)電整流電路的外特性。兩個(gè)整流電路提供的電流分別是ID2和IM2，而流向直流母線的電流IDD是兩者之和：2021/6/2768IDD=ID1+IM1（1-14）這種情況下，空氣斷路器和熔斷器的額定電流仍可按式（1-13）進(jìn)行選擇，但對(duì)于工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，系數(shù)KD≤1；而對(duì)于工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，如果只有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)在發(fā)電，而多臺(tái)電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)，則應(yīng)考慮系數(shù)KD≥1。2021/6/2769問題36空氣斷路器的作用是什么？怎樣選擇？1.空氣斷路器的作用

（1）隔離作用當(dāng)變頻器長(zhǎng)時(shí)間不用，或需要進(jìn)行維修時(shí)，可通過空氣斷路器的切斷，使變頻器與電源隔離；（2）保護(hù)作用空氣斷路器具有過電流和欠電壓等保護(hù)功能，可以對(duì)變頻器的主電路起一定的保護(hù)作用。2.選擇時(shí)必須考慮的因素因?yàn)榭諝鈹嗦菲骶哂羞^電流保護(hù)功能，為了避免變頻器接通電源時(shí)引起空氣斷路器的誤動(dòng)作，在進(jìn)行選擇時(shí)，必須考慮以下因素（圖1-24）：2021/6/2770圖1-24接通電源時(shí)影響斷路器誤動(dòng)作的因素a）各種因素示意圖b）變頻器的外接主電路

2021/6/2771（1）變頻器在剛接通電源的瞬間，對(duì)于小容量變頻器來說，電容器的充電電流可高達(dá)額定電流的（2～3）倍；（2）變頻器的進(jìn)線電流是脈沖電流，高次諧波成分極多。當(dāng)基波電流達(dá)到額定值時(shí)，實(shí)際電流的有效值要比額定電流大得多；（3）變頻器本身具有一定的過載能力，通常為150%，1min。2.選擇方法為了避免誤動(dòng)作，斷路器的額定電流IQN應(yīng)選：IQN≥（1.3～1.4）IN（1-15）2021/6/2772問題37變頻器前面一定要加接觸器嗎？怎樣選擇？1.輸入側(cè)接觸器的作用一般說來，在斷路器和變頻器之間，應(yīng)該有接觸器。其主要作用如圖1-25所示：圖1-25輸入接觸器的作用2021/6/2773（1）控制方便可通過按鈕開關(guān)方便地控制變頻器的通電與斷電；（2）發(fā)生故障時(shí)可自動(dòng)切斷變頻器電源這包括兩個(gè)方面：1）變頻器自身發(fā)生故障，報(bào)警輸出端子動(dòng)作（圖中之B-C端之間斷開）時(shí)，可使接觸器KM迅速斷電，從而使變頻器立即脫離電源；2）當(dāng)控制系統(tǒng)中有其他故障信號(hào)（如圖中之AL觸點(diǎn)斷開）時(shí)，也可迅速切斷變頻器電源。2.選擇要點(diǎn)因?yàn)榻佑|器本身沒有保護(hù)功能，不存在誤動(dòng)作問題。選擇時(shí)，只需其主觸點(diǎn)的額定電流IKM不小于變頻器的額定電流就IN可以了：IKM≥IN2021/6/2774問題38變頻器前端是否需要加快速熔斷器？

就保護(hù)功能而言，快速熔斷器的作用和斷路器類似。一般說來，可以接熔斷器，也可以不接。但也有的認(rèn)為，快速熔斷器的保護(hù)動(dòng)作比斷路器快，所以應(yīng)該接。

如接入，其選擇方法與斷路器相同。2021/6/2775問題39變頻器與電動(dòng)機(jī)之間要不要接輸出接觸器？1.一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)且不需要切換當(dāng)一臺(tái)變頻器只控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，且并不要求和工頻進(jìn)行切換時(shí)，變頻器與電動(dòng)機(jī)之間不要接輸出接觸器。主要原因是：如果接入了輸出接觸器，則有可能在變頻器的輸出頻率較高的情況下起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生較大的起動(dòng)電流，導(dǎo)致變頻器跳閘。2021/6/2776圖1-26必須接輸出接觸器的場(chǎng)合a)一臺(tái)變頻器接多臺(tái)電動(dòng)機(jī)b)變頻和工頻切換2021/6/27772.必須接輸出接觸器的場(chǎng)合必須接輸出接觸器的情況有兩種，如圖1-26所示。（1）一臺(tái)變頻器接多臺(tái)電動(dòng)機(jī)這時(shí)，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)必須有單獨(dú)控制的接觸器（2）變頻和工頻需要切換這種情況下，當(dāng)電動(dòng)機(jī)接至工頻電源時(shí)，必須切斷和變頻器之間的聯(lián)系。因此，電動(dòng)機(jī)和變頻器之間的接觸器是必須接的。2021/6/2778問題40變頻器與電動(dòng)機(jī)之間是否需要加熱繼電器？和輸出接觸器類似，當(dāng)一臺(tái)變頻器只控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，且并不要求和工頻進(jìn)行切換時(shí)，由于變頻器本身具有熱保護(hù)功能，所以沒有必要接熱繼電器；當(dāng)一臺(tái)變頻器接多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，由于每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的容量比變頻器小得多，變頻器不可能對(duì)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱保護(hù)。則每臺(tái)電動(dòng)機(jī)只能分別由各自的熱繼電器進(jìn)行保護(hù)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要在變頻和工頻之間進(jìn)行切換控制的情況下，因?yàn)樵诠ゎl運(yùn)行時(shí)，變頻器不可能對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱保護(hù)，故熱繼電器是必需的。2021/6/2779問題41熱繼電器在變頻器輸出電路內(nèi)容易誤動(dòng)作，何故？變頻器的輸出電流盡管已經(jīng)和正弦波十分地接近了，但它畢竟還有和載波頻率相同的高次諧波成分。因此，在電動(dòng)機(jī)的輸出功率相同的情況下，其每相電流的有效值大于工頻運(yùn)行時(shí)的相電流。這就是當(dāng)電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，熱繼電器容易誤動(dòng)作的原因。解決的方法有：1.加大熱繼電器的擋次一般說來，熱繼電器的動(dòng)作電流應(yīng)增加10%左右。2.接入旁路電容在熱繼電器的發(fā)熱元件旁邊，并聯(lián)一個(gè)旁路電容器，使高次諧波電流不流經(jīng)熱繼電器的發(fā)熱元件。2021/6/2780問題42為什么變頻器的輸出線有時(shí)需要加粗？因?yàn)樽冾l器的輸出電壓是和輸出頻率一起變化的（詳見后述），當(dāng)輸出頻率很低時(shí)，輸出電壓也很低。因此，低頻運(yùn)行時(shí)線路上的電壓降所占的比例將增大，使電動(dòng)機(jī)實(shí)際得到的電壓減小，嚴(yán)重時(shí)將不能正常運(yùn)行。所以，當(dāng)電動(dòng)機(jī)和變頻器之間的距離較遠(yuǎn)的情況下，應(yīng)考

慮適當(dāng)加粗變頻器的輸出線。一般要求，線路電壓降：ΔU≤2%～3%UPHN（1-16）

式中ΔU———線路電壓降，V；UPHN———變頻器的額定相電壓，V。2021/6/2781問題43變頻器與電動(dòng)機(jī)之間的距離最多允許多長(zhǎng)？由于變頻器的輸出電壓是高壓脈沖系列，其頻率等于載波頻率，峰值等于直流回路電壓（513V），當(dāng)變頻器和電動(dòng)機(jī)之間的連接線很長(zhǎng)時(shí)，導(dǎo)線的分布電感和線間分布電容的作用將不可忽視。當(dāng)電動(dòng)機(jī)和變頻器之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，線間的分布電容和電動(dòng)機(jī)的漏磁電感之間有可能因接近于諧振點(diǎn)而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的輸入電壓偏高，從而使電動(dòng)機(jī)容易損壞，或運(yùn)行時(shí)發(fā)生振動(dòng)。由于不同變頻器內(nèi)部的處理方法不同（例如當(dāng)上下兩管交替導(dǎo)通時(shí)死區(qū)時(shí)間的設(shè)置等），規(guī)定距離也各不相同。不同變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)距離的有不同的規(guī)定，詳見說明書。2021/6/2782問題44電動(dòng)機(jī)和變頻器之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)應(yīng)采取哪些措施？當(dāng)電動(dòng)機(jī)和變頻器之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，為了避免電動(dòng)機(jī)的不正常運(yùn)行，可以采取在變頻器的輸出側(cè)接入輸出電抗器的方法，如圖1-28所示。圖1-28接入輸出電抗器2021/6/2783如電動(dòng)機(jī)的容量較小，與變頻器的距離又并不很遠(yuǎn)時(shí)，則將變頻器的三根輸出線按同方向一起繞制在高頻磁心上就可以了。2021/6/2784問題45采用了變頻器后功率因數(shù)究竟是高還是低？

變頻器輸入側(cè)的功率因數(shù)是較低的，但并不是由于cosφ的原因。說明如下：變頻器輸入電流波形如前述，“交-直-交、電壓型”變頻器的輸入側(cè)是整流和濾波電路。顯然，只有當(dāng)電源線電壓的瞬時(shí)值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)的脈沖形狀，如圖1-29a、b和c所示。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

波分量是很大的，其諧波分析如圖1-26d所示。2021/6/2785圖1-29輸入電流的波形及其諧波分析

a）電路b）電壓波c）電流波d）諧波分析2021/6/27862.功率因數(shù)的定義與分析（1）功率因數(shù)的定義電路所消耗的平均功率和視在功率之比稱為功率因數(shù)：λ=P/S（1-17）式中λ———功率因數(shù)；P———平均功率，kW；

S———視在功率，kVA。

功率因數(shù)小于1的根本原因，是出現(xiàn)了無(wú)功功率的緣故。

（2）電流與電壓頻率相同時(shí)的平均功率當(dāng)電流和電壓的頻率相同時(shí)，功率因數(shù)的大小取決于電流與電壓之間的相位關(guān)系。如圖1-30a，假設(shè)電流比電壓滯后φ角：

φ=2πft=ωt（1-18）

式中φ———功率因數(shù)角，即電流比電壓滯后的電角度；

f———電流的頻率，Hz；

t———時(shí)間，s；

ω———角頻率。

功率的瞬時(shí)值p等于電壓u和電流i瞬時(shí)值的乘積：2021/6/2787p=ui（1-19）

由圖知：在0～t1段：u為“+”，i為“-”。所以，p為“-”值；在t1～t2段：u和i都為“+”。所以，p為“+”值。下半周也一樣。

可見，平均功率被滯后時(shí)段內(nèi)的負(fù)功率抵消掉一部分。正、負(fù)抵消的功率稱為無(wú)功功率。滯后角越大，無(wú)功功率也越大，平均功率越小。滯后角的余弦cosφ稱為位移因數(shù)。

（3）高次諧波電流的平均功率以5次諧波電流為例，它所消耗的功率瞬時(shí)值的大小等于5次諧波電流瞬時(shí)值和電壓瞬時(shí)值的乘積：p5=ui5式中p5———5次諧波電流的功率瞬時(shí)值，kW；i5———5次諧波電流的瞬時(shí)值，A。

由上式算得的功率曲線如圖1-30b所示。由圖知，瞬時(shí)功率的一部分為“+”，另一部分為“-”?？梢宰C明，在一個(gè)周期內(nèi)，正功率的總和與負(fù)功率的總和正好相等，平均功率等于0。2021/6/2788圖1-30電路消耗的瞬時(shí)功率

a）電流滯后的特點(diǎn)b）諧波電流的特點(diǎn)2021/6/2789所以，所有高次諧波電流的平均功率都等于0，都是無(wú)功功率。非正弦電流中，高次諧波電流所占的比例，稱為畸變因數(shù)，等于電流基波分量的有效值與總有效值之比：（4）完整的功率因數(shù)定義λ=P/S=P/UI=ν·cosφ（2-21）式中λ———功率因數(shù)；cosφ———位移因數(shù)。

3.變頻器輸入側(cè)的功率因數(shù)變頻器中，輸入電流的基波分量基本上與電壓同相，故cosφ≈1；但電流的畸變因數(shù)較低。

所以，變頻調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)較低，約為0.7～0.75。因此，用功率因數(shù)表來測(cè)量變頻器輸入側(cè)的功率因數(shù)是不正確的。因?yàn)?，功率因?shù)表是根據(jù)電動(dòng)式偶衡表的原理制作的，其偏轉(zhuǎn)角與同頻率電壓和電流間的相位差有關(guān)。但對(duì)于高次諧

波電流，則由于它在一個(gè)周期內(nèi)所產(chǎn)生的電磁力將互相抵消，對(duì)指針的偏轉(zhuǎn)角不起作用。所以，功率因數(shù)表的讀數(shù)將反映不了畸變因數(shù)的問題2021/6/2790問題46為什么不用電容器而用電抗器來改善功率因數(shù)？過去，在正弦電流的網(wǎng)絡(luò)里，人們習(xí)慣于通過并聯(lián)電容器來改善功率因數(shù)。這是因?yàn)?，在正弦電流網(wǎng)絡(luò)里，功率因數(shù)低的原因只有位移因數(shù)這一個(gè)方面，不存在畸變因數(shù)的問題（ν=

1）。所以，通過并聯(lián)電容器，可以減小合成電流的滯后角（φ角），從而提高了cosφ。2021/6/2791圖1-31接入交流電抗器

a）在電路中的接法b）外形c）電流波形2021/6/2792但在變頻器的輸入側(cè)，功率因數(shù)低并不是因?yàn)殡娏鳒笮纬傻?，而是高次諧波電流形成的。所以，要改善功率因數(shù)，必須對(duì)癥下藥，削弱高次諧波電流。具體方法有：1.接入交流電抗器交流電抗器AL接在電源和整流橋之間，如圖1-31a所示，其外形如圖b所示。接入交流電抗器后的電流波形如圖c所示，功率因數(shù)可提高到0.85以上。2.接入直流電抗器直流電抗器DL接在整流橋和濾波電容器之間，如圖1-32a所示。其外形如圖b所示。2021/6/2793圖1-32接入直流電抗器

a）在電路中的接法b）外形c）電流波形2021/6/2794接入直流電抗器DL后的電流波形如圖c所示，功率因數(shù)可提高到0.9以上。由于其體積較小，故不少變頻器已將直流電抗器直接裝在變頻器內(nèi)。直流電抗器除了提高功率因數(shù)外，還可削弱在電源剛接通瞬間的沖擊電流。如果同時(shí)配用交流電抗器和直流電抗器，則可將變頻調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)提高至0.95以上。2021/6/2795問題47在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)是否無(wú)關(guān)緊要？

這個(gè)問題要從兩個(gè)方面來說明：1.調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)不受電動(dòng)機(jī)影響因?yàn)樽冾l器內(nèi)部，有一個(gè)直流環(huán)節(jié)，把輸入側(cè)和輸出側(cè)隔開了。所以，電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)的好壞，對(duì)輸入側(cè)是毫無(wú)影響的。2.電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)影響自身效率由于電動(dòng)機(jī)電流基本上是正弦波，故可以仍按照正弦波的方法進(jìn)行分析。如圖1-33所示，在電流的有功分量I1a相等的前提下，cosφ越低（φ角越大），則定子電流越大，定子的銅損也必增大，效率也越低。具體分析如下：當(dāng)功率因數(shù)角為φ1（功率因數(shù)為cosφ1）時(shí)，所需電流是I1；而當(dāng)功率因數(shù)角為φ1’（功率因數(shù)為cosφ1’）時(shí)，所需電流是I1’。由圖知：φ1’>φ1→cosφ1’<cosφ1→I1’>I1→I’21r1>I21r1→η’<η式中I21r1———定子銅損，kW； η———電動(dòng)機(jī)的效率。

尤其是在變頻調(diào)速的情況下，電壓與頻率之比是可以任意設(shè)定的。如設(shè)定不當(dāng)，或在運(yùn)行過程中負(fù)載的波動(dòng)較大，容易發(fā)生電動(dòng)機(jī)磁路飽和，勵(lì)磁電流增大的現(xiàn)象。結(jié)果是電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)下降，效率降低。應(yīng)注意改善電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，但不是通過并聯(lián)電容器來解決的。2021/6/2796問題48能不能通過在變頻器的輸出端加電容器來改善功率因數(shù)？

不能，原因如下：圖1-34輸出側(cè)不允許接電容器2021/6/27971.變頻器輸出側(cè)不允許接電容器由于變頻器在運(yùn)行過程中，各橋臂的兩個(gè)逆變管處于不斷地交替導(dǎo)通的狀態(tài)。因此，如果在輸出端接入了電容器，如圖1-34所示。則逆變管在交替導(dǎo)通過程中，電容器將不斷地充電和放電。使逆變管在向電動(dòng)機(jī)提供電流的同時(shí)，又增加了電容器的充電電流和放電電流，導(dǎo)致?lián)p壞逆變管。所以，在變頻器的輸出側(cè)是不允許接入電容器的。2.并聯(lián)電容器無(wú)作用這也有兩方面的原因：

（1）并聯(lián)電容器不能改善輸入側(cè)的功率因數(shù)因?yàn)樽冾l器內(nèi)部的直流環(huán)節(jié)，把輸入側(cè)和輸出側(cè)隔開了，故輸出側(cè)功率因數(shù)的好壞，對(duì)輸入側(cè)并無(wú)影響。（2）并聯(lián)電容器也不能提高電動(dòng)機(jī)的效率并聯(lián)電容器的意義是：由電容器向電動(dòng)機(jī)提供一部分無(wú)功電流，從而減小了電動(dòng)機(jī)向電源取用的無(wú)功電流。但并聯(lián)電容器并不能減小電動(dòng)機(jī)本身的無(wú)功電流。所以，對(duì)提高電動(dòng)機(jī)的效率也無(wú)作用。2021/6/2798問題49增加補(bǔ)償電容為什么不能改善功率因數(shù)？

所謂補(bǔ)償電容，是指在變電所內(nèi)與變壓器直接相接的電容器。如上述，因?yàn)樽冾l調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)低，主要是因高次諧波電流造成的。因此，增加補(bǔ)償電容是不起作用的。在網(wǎng)絡(luò)容量不夠大的情況下，變頻器輸入側(cè)的高次諧波電流將使網(wǎng)絡(luò)電壓增加了高頻脈動(dòng)的成分。電容器在高頻脈動(dòng)電壓的作用下，壽命有可能縮短。2021/6/2799問題50加裝交流電抗器和直流電抗器時(shí)哪個(gè)效果好？

單就改善功率因數(shù)的效果而言，直流電抗器的效果優(yōu)于交流電抗器。但交流電抗器除了改善功率因數(shù)外，還有其他獨(dú)特的功能，如：（1）削弱沖擊電流電源側(cè)短暫的尖峰電壓可能引起較大的沖擊電流。交流電抗器將能起到緩沖作用。例如，在電源側(cè)投入補(bǔ)償電容（用于改善功率因數(shù)）的過渡過程中，可能出現(xiàn)較高的尖峰電壓等；（2）削弱三相電源電壓不平衡的影響。2021/6/27100問題51還有哪些情況需要接入交流電抗器？

除了改善功率因數(shù)外，需要接入交流電抗器的場(chǎng)合如圖1-35所示，說明如下：圖1-35需要接入交流電抗器的場(chǎng)合

a）同一電路中有多臺(tái)變頻器b）變壓器容量很大

c）同一電路中有晶閘管設(shè)備d）對(duì)抗干擾要求較高2021/6/271011.同一電路中有多臺(tái)變頻器當(dāng)同一電路中有多臺(tái)變頻器運(yùn)行時(shí)，電路的電壓波形將發(fā)生畸變，有可能導(dǎo)致其他設(shè)備運(yùn)行不正常，以及變頻器的不規(guī)則跳閘。故每臺(tái)變頻器的輸入側(cè)都應(yīng)接入交流電抗器，如圖1-35a所示。2.變壓器的容量很大如果變壓器和變頻器容量接近，變壓器本身的繞組電感可以部分地起到交流電抗器的作用。但當(dāng)變壓器容量超過變頻器容量10倍以上時(shí)，變壓器本身的繞組電感相對(duì)很小。所以，變頻器輸入側(cè)應(yīng)接入交流電抗器如圖b所示。3.同一電路中有容量較大的晶閘管設(shè)備因?yàn)榫чl管設(shè)備也容易使電網(wǎng)的電壓波形發(fā)生畸變，和變頻器互相影響。所以，變頻器輸入側(cè)和晶閘管設(shè)備的輸入側(cè)都應(yīng)接入交流電抗器，如

圖c所示。4.變頻器對(duì)其他設(shè)備干擾較嚴(yán)重如果變頻器的容量較大，或同一網(wǎng)絡(luò)中電子設(shè)備較多，要求變頻器減小高次諧波電流時(shí)，1-35所示，說明如下：2021/6/27102圖1-35需要接入交流電抗器的場(chǎng)合

a）同一電路中有多臺(tái)變頻器b）變壓器容量很大

c）同一電路中有晶閘管設(shè)備d）對(duì)抗干擾要求較高2021/6/271031.同一電路中有多臺(tái)變頻器當(dāng)同一電路中有多臺(tái)變頻器運(yùn)行時(shí)，電路的電壓波形將發(fā)生畸變，有可能導(dǎo)致其他設(shè)備運(yùn)行不正常，以及變頻器的不規(guī)則跳閘。故每臺(tái)變頻器的輸入側(cè)都應(yīng)接入交流電抗器，如圖1-35a所示。2.變壓器的容量很大如果變壓器和變頻器容量接近，變壓器本身的繞組電感可以部分地起到交流電抗器的作用。但當(dāng)變壓器容量超過變頻器容量10倍以上時(shí)，變壓器本身的繞組電感相對(duì)很小。所以，變頻器輸入側(cè)應(yīng)接入交流電抗器，如圖b所示。3.同一電路中有容量較大的晶閘管設(shè)備因?yàn)榫чl管設(shè)備也容易使電網(wǎng)的電壓波形發(fā)生畸變，和變頻器互相影響。所以，變頻器輸入側(cè)和晶閘管設(shè)備的輸入側(cè)都應(yīng)接入交流電抗器，如圖c所示。4.變頻器對(duì)其他設(shè)備干擾較嚴(yán)重如果變頻器的容量較大，或同一網(wǎng)絡(luò)中電子設(shè)備較多，要求變頻器減小高次諧波電流時(shí)，應(yīng)在變頻器輸入側(cè)接入交流電抗器和電容器進(jìn)行濾波，如圖d所示。電容器可按0.1～0.22μF、1000V選擇。

5.線路電壓不平衡變頻器三相整流橋在運(yùn)行過程中，由于每相電壓接近振幅值時(shí)，濾波電容器上的電壓并不恒定，因此，三相充電電流的大小常常是不平衡的。線路電壓的不平衡，將導(dǎo)致變頻器三相輸入電流的更加不平衡。所以，當(dāng)三相電壓的不平衡度>3%時(shí)，應(yīng)考慮接入交流電抗器。2021/6/27104問題52怎樣選擇電抗器？1.交流電抗器的選擇原則

（1）基本原則當(dāng)輸入電流等于額定值時(shí)，交流電抗器上的電壓降應(yīng)不超過額定電壓的2～5%。（2）計(jì)算公式L=（2～5）%UN/2πfIN（1-22）

式中L———交流電抗器的電感量，H；UN———變頻器的額定電壓，V；IN———變頻器的額定電流，A；f———電源頻率，Hz。

2.常用電抗器的規(guī)格

（1）交流電抗器的規(guī)格（見表1-5）2021/6/27105電動(dòng)機(jī)容量kW303745557590110132160200允許電流A607590110150170210250300380電感量mH0.320.260.210.180.130.110.090.080.060.05（2）直流電抗器的規(guī)格（見表1-6）表1-6常用直流電抗器的規(guī)格

電動(dòng)機(jī)容量kW3037～5575～90110～132160～200220允許電流A75150220280370560

電感量μH600300200140110702021/6/27106問題53怎樣自制小容量交流電抗器？容量較小的交流電抗器，是可以自行制作的。制作時(shí)，需注意以下事項(xiàng)：（1）只削弱高次諧波電流，三相的基波電流應(yīng)不受影響；

（2）交流電抗器每相繞組的電壓降不超過額定電壓的2%～5%；

（3）三相繞組的結(jié)構(gòu)應(yīng)該完全相同；

（4）各相繞組之間必須可靠絕緣。今以1.5kW變頻器為例，說明如下：找一個(gè)廢舊鐵心，將三個(gè)繞組按同方向繞在同一個(gè)鐵心柱上，如圖1-36所示。這樣，三相基波電流的磁通將互相抵消，所以對(duì)基波電流并無(wú)阻礙作用。2021/6/27107圖1-36自制交流電抗器

a）三柱鐵心b）單柱鐵心c）允許壓降2021/6/27108導(dǎo)線的粗細(xì)：以康沃CVF-G2變頻器為例，1.5kW變頻器的額定電流是3.7A，則安全載流量可按5～10A計(jì)，選0.75～1mm2的絕緣線即可。線圈的匝數(shù)：難以準(zhǔn)確估算，可以適當(dāng)多繞一些，必要時(shí)可多加幾個(gè)中心抽頭，以每相電壓降不超過額定電壓的2%～5%為原則進(jìn)行調(diào)整。粗略地說，如果進(jìn)線端的線電壓為380V，則電抗器出線端的線電壓只要不低于370V即可。鐵心大小：因?yàn)槊肯嘣试S的電壓降為220×0.03=6.6V；故鐵心功率約為PFE≈3×6.6×3.7=73VA由于鐵心內(nèi)的基波磁通已經(jīng)抵消，故可以適當(dāng)選小一些，選50VA照明變壓器的鐵心即可。2021/6/27109問題54變頻器有哪些干擾源？

如圖1-37所示，變頻器的干擾源主要有：圖1-37變頻器的干擾源2021/6/271101.輸入電流輸入電流為非正弦波，如圖1-37中之①所示。它具有十分豐富的高次諧波成分。它的干擾方式主要有兩種：（1）使網(wǎng)絡(luò)電壓發(fā)生畸變；（2）頻率較高的諧波電流具有電磁幅射的能力。2.輸出電壓輸出電壓的波形是經(jīng)過正弦脈寬調(diào)制的高頻脈沖序列，如圖1-37中之②所示。它主要是通過線路的分布電容“竄入”其他設(shè)備產(chǎn)生干擾。3.輸出電流輸出電流中具有頻率很高（等于載波頻率）的高次諧波成分，如圖1-34中之③所示，故電磁幅射的能量較大。2021/6/27111問題55變頻器通過哪些途徑干擾其他設(shè)備？

干擾信號(hào)的主要傳播途徑有以下幾種：

1.線路傳播

（1）通過電源線路傳播由于變頻器的輸入電流中有很強(qiáng)的高次諧波成分，使網(wǎng)絡(luò)電壓產(chǎn)生相應(yīng)的脈動(dòng)，從而傳播到同一網(wǎng)絡(luò)上的其他電子設(shè)備，如圖1-38a）中之途徑①所示；（2）通過地線傳播如果若干設(shè)備的地線聯(lián)接在一起的話，則變頻器輸出電流中的高頻信號(hào)將通過地線傳播到其他設(shè)備，如圖1-38a中之途徑②所示。2.電磁波傳播因?yàn)樽冾l器的輸入電流和輸出電流中都有頻率較高的高次諧波成分，高次諧波電流所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)具有幅射功能。使其他設(shè)備（尤其是通訊設(shè)備）因接收到電磁波信號(hào)而受到干擾，如圖1-38b所示。諧波電流的頻率越高，則幅射能越強(qiáng)，但傳播的距離則越短。反之，諧波電流中的頻率較低者，產(chǎn)生的幅射能較弱，但傳播的距離則較遠(yuǎn)。3.電磁感應(yīng)傳播當(dāng)其他設(shè)備的控制線接近變頻器的主電路（輸入或輸出）時(shí)，將切割主電路所產(chǎn)生的高頻電磁場(chǎng)而產(chǎn)生干擾信號(hào)，如圖1-38c所示。4.靜電感應(yīng)傳播當(dāng)其他設(shè)備的控制線接近變頻器的輸出主電路時(shí)，變頻器輸出的高頻電壓信號(hào)，將通過線間的分布電容，傳播到其他設(shè)備中去，如圖1-38d所示。2021/6/27112圖1-38干擾的途徑

a）線路傳播b）電磁波傳播c）電磁感應(yīng)d）靜電感應(yīng)2021/6/27113問題56怎樣防止線路傳播引起的干擾？線路傳播常常是比較主要的干擾途徑，防止的方法主要有：

1.受干擾設(shè)備為大容量電子設(shè)備在變頻器的輸入側(cè)接入交流電抗器。2.受干擾設(shè)備為小容量電子儀器圖1-39濾波和隔離2021/6/27114（1）加入濾波電路如圖1-39中之①所示。圖中，電容器的容量視干擾程度而定。一般情況下，可選（0.47～2）μF，耐壓應(yīng)≥1000V。（2）加入隔離變壓器如圖1-39中之②所示，這是效果較好的一種解決辦法。3.正確接地如果把各種電子設(shè)備的地線連接到一起后再接地，則地線為相互間傳播干擾信號(hào)提供了路徑，如圖1-40a所示，這是錯(cuò)誤的。

正確的接地方法應(yīng)該是每個(gè)設(shè)備都單獨(dú)接地，如圖1-40b所示。

2021/6/27115圖1-40設(shè)備的接地

a）錯(cuò)誤接地b）正確接地2021/6/27116問題57買不到隔離變壓器，怎么辦？

可以購(gòu)買兩臺(tái)降壓變壓器，高壓側(cè)的額定電壓應(yīng)與受干擾設(shè)備控制電路所要求的電壓相符；低壓側(cè)的電壓不限，但兩臺(tái)變壓器必須相同。如圖1-41所示，將兩臺(tái)變壓器T1、T2的低壓側(cè)對(duì)接，則變壓器的輸出側(cè)和輸入側(cè)之間便被隔離了。圖1-41自制隔離變壓器2021/6/27117為了增強(qiáng)隔離效果，可在變壓器的輸入和輸出側(cè)接入濾波電容器。電容器的容量通?？扇。?.1～1）μF；當(dāng)高壓側(cè)的電壓為220V時(shí)，C1和C3的耐壓應(yīng)大于或等于1000V；低壓側(cè)的電壓如為36V，則C2的耐壓應(yīng)大于或等于150V。2021/6/27118問題58怎樣防止電磁幅射引起的干擾？1.加強(qiáng)屏蔽

（1）加強(qiáng)變頻器的屏蔽變頻器的外殼本身也具有屏蔽作用。此外，如有條件，最好把變頻器放在控制柜內(nèi)，可以加強(qiáng)屏蔽；（2）加強(qiáng)主電路的屏蔽因?yàn)楦叽沃C波電流要通過主電路，所以，主電路也是幅射源。應(yīng)該把主電路的導(dǎo)線穿在金屬管內(nèi)，進(jìn)行屏蔽；（3）加強(qiáng)受干擾設(shè)備的屏蔽盡量把受干擾的設(shè)備放置在金屬箱（或金屬柜）內(nèi)，以削弱進(jìn)入受干擾設(shè)備的電磁波強(qiáng)度。2021/6/27119圖1-42濾波器及接法2021/6/271202.降低載波頻率由于變頻器的輸出電流中高次諧波的頻率與載波頻率相同，頻率高，幅射能力強(qiáng)。故變頻器的幅射干擾多數(shù)是由輸出電流引起的。適當(dāng)降低載波頻率，可以降低變頻器輸出電流的幅射強(qiáng)度。3.屏蔽層良好接地所有的金屬外殼，主電路的金屬管等，都必須良好接地。4.接濾波器濾波器主要用于抑制具有輻射能力的頻率很高的諧波電流，串聯(lián)在變頻器的輸入和輸出電路中，如圖1-42所示。濾波器主要由線圈和電容器組成，必須注意的是：變頻器輸出側(cè)的濾波器中，其電容器只能接在電動(dòng)機(jī)側(cè)，且應(yīng)串入電阻，以防止逆變管因電容器的充、放電而受到?jīng)_擊。濾波器內(nèi)線圈的結(jié)構(gòu)如圖中虛線框內(nèi)所示，由各相的連接線在同一個(gè)高頻磁心上按相同方向繞4圈（輸入側(cè)）或3圈（輸出側(cè)）構(gòu)成。要點(diǎn)如下：（1）三相的連接線必須按相同方向繞在同一個(gè)磁心上，使基波電流的合成磁場(chǎng)為0，因而對(duì)基波電流毫無(wú)影響；（2）在一個(gè)磁心上繞4圈和在四個(gè)磁心上繞1圈是等效的。從而，可根據(jù)聯(lián)接線的粗細(xì)靈活地決定其加工方法。2021/6/27121問題59輸入和輸出濾波器有什么區(qū)別？

主要區(qū)別有二：

1.線圈的匝數(shù)不同變頻器輸入電流中，高次諧波分量的頻率并不很高，故輸入濾波器線圈的匝數(shù)稍多；而輸出電流中高次諧波分量的頻率較高，等于載波頻率，故輸出濾波器線圈的匝數(shù)可略少。2.附加電路不同為了提高濾波效果，各生產(chǎn)廠家往往在線圈兩端加接電容器。但輸出濾波器中，靠近變頻器側(cè)是不允許接電容器的。在電動(dòng)機(jī)側(cè)，即使接入電容器時(shí)，也應(yīng)串入限流電阻，如圖1-42所示。所以，輸出濾波器在接線時(shí)，必須注意不能把變頻器側(cè)和電動(dòng)機(jī)側(cè)接反。2021/6/27122問題60輸入濾波器與噪聲濾波器有什么異同？

兩者都用于削弱頻率較高的諧波電流，防止通過電磁幅射干擾附近設(shè)備的工作。區(qū)別在于：1.結(jié)構(gòu)上的區(qū)別輸入濾波器的電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，如圖1-43中的NF所示（不同生產(chǎn)廠家的線路結(jié)構(gòu)也不一樣）；噪聲濾波器則通常由三個(gè)電容器構(gòu)成，如圖1-43中之ZF所示。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故也稱為簡(jiǎn)易形濾波器。2.功能上的區(qū)別輸入濾波器針對(duì)的頻帶較寬，通常為：

從無(wú)線電的調(diào)幅頻率到10MHz；噪聲濾波器針對(duì)的頻帶較窄，通常為1MHz左右。2021/6/27123圖1-43輸入濾波器和噪聲濾波器2021/6/27124問題61怎樣防止因感應(yīng)引起的干擾？

感應(yīng)干擾主要發(fā)生在各種設(shè)備的控制線路中，防止的方法有以下幾種：1.正確布線

（1）遠(yuǎn)離所有的控制線都應(yīng)該遠(yuǎn)離變頻器的主電路，使它們不受主線路電磁場(chǎng)的影響；（2）不平行各種設(shè)備的控制線不要和變頻器的主電路平行。2.濾波和隔離模擬量控制信號(hào)大多是直流信號(hào)，故可以通過濾波和隔離的方法把由感應(yīng)引起的附加高頻信號(hào)削弱或消除。由于濾波電路很難完全消除高頻信號(hào)，加以電感線圈的電阻壓降有可能削弱原來的信號(hào)，故必要時(shí)可用線性光電耦合管進(jìn)行隔離和放大，如圖1-44a）所示。3.信號(hào)線相絞因?yàn)楦袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)都呈回路狀，信號(hào)線相絞后，可使相鄰兩個(gè)“絞圈”內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)互相抵消，如圖1-4b）所示。4.采用屏蔽線屏蔽線內(nèi)的金屬屏蔽層，可以阻隔電磁信號(hào)的進(jìn)入。一般情況下，金屬屏蔽層只應(yīng)一端接地，其正確處理方法如圖1-41c）所示。2021/6/27125問題62變頻器相互間是否干擾？

多臺(tái)變頻器之間也可能互相干擾，一般說來，大致有兩種情況：多臺(tái)變頻器在同一控制柜中同一控制柜內(nèi)多臺(tái)變頻器相互干擾的結(jié)果往往是各臺(tái)變頻器都不能正常工作。