变频器原理及其应用

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1、变频器的原理及其应用变频器的原理及其应用一、变频器的结构及原理一、变频器的结构及原理二、变频器的控制方法二、变频器的控制方法三、变频器在风机负载和泵类负载中的应用三、变频器在风机负载和泵类负载中的应用四、变频调速系统接电抗器的作用四、变频调速系统接电抗器的作用五、变频器的抗干扰五、变频器的抗干扰六、变频器的功能六、变频器的功能七、变频器的选择七、变频器的选择八、变频器的运行八、变频器的运行九、变频器的调试与维护九、变频器的调试与维护提纲提纲一、变频器的结构一、变频器的结构及原理及原理变频器的调速原理变频器的调速原理 改变输入频率 （无级调速）变频器变频器N=60F/P P：极对数 F：频率N：

2、转速改变极对数 （有级调速）调速原理：调速原理：调速方法：调速方法：交交-直直-交变频器的主要结构框图交变频器的主要结构框图整流器逆变器中间电路电动机控制电路交交-直直-交变频器原理图交变频器原理图M交交直变频器主电路图变频器主电路图7整流和滤波电路整流和滤波电路8充电过程的限流电路充电过程的限流电路合上电源时的充电过程合上电源时的充电过程9变频器制动方式变频器制动方式能耗制动能耗制动1.能耗制动能耗制动M 当泵升电压超过一定值时，。导通，从而把负载反馈的能量消耗在R。上。20Hz时用能耗制动 。R。 在一些惯性较大、且需急降速或刹车的场合均可使用能耗制动，例如离心机、工业洗衣机、行车、电梯

3、等。变频器制动方式变频器制动方式能量回馈制动能量回馈制动2.能量回馈制动能量回馈制动M当负载回馈能量时,可控变流器工作于有源逆变状态,将能量回馈电网适用100kW，调速比D10，高低速交替或正反转交替，周期时间亦短。最常见应用是油田磕头机。 对于大大容容量量的的传传动动系系统统来说，希望能把这部分再再生生回回馈馈电电能能进进行行回回收收，因此多采用交流回馈制动，如大型轧钢生产线传动系统。最常见应用是油油田田磕磕头头机机。 逆变电路的基本结构逆变电路的基本结构a a） 逆变电路逆变电路 b b）输出电压波形输出电压波形 c c）输出电压等效输出电压等效波形波形12三相逆变桥示意图三相逆变桥示意图

4、13PWM脉脉 宽宽 调调 制制 PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。 14正弦脉宽调制（正弦脉宽调制（SPWM）15二、变频器的控制二、变频器的控制方法方法 通常的电机是按50Hz电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (磁通不变) 变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降，要防止电机输出转矩的不足。举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。因此在额定频率之上的

5、调速称为恒功率调速 (P=Ue*Ie) 。 因为P=wT (w:角速度, T:转矩). 因为P不变, w增加了, 所以转矩会相应减小。 18 低频电压补偿低频电压补偿图图 电压补偿原理电压补偿原理19 负载变动时不能始终工作在最佳状态，即轻载时磁路易饱和负载变动时不能始终工作在最佳状态，即轻载时磁路易饱和，电，电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足，而使电机足，而使电机不能获得足够的旋转力不能获得足够的旋转力。为了补偿这个不足，变频器。为了补偿这个不足，变频器中需要通过中需要通过提高电压提高电压，来补偿电机速度降

6、低而引起的电压降。这个，来补偿电机速度降低而引起的电压降。这个功能即为功能即为转矩提升转矩提升。转矩提升功能提高变频器的输出电压转矩提升功能提高变频器的输出电压。然而即。然而即使提高很多输出电压，电机转矩并不能和其电流相对应的提高使提高很多输出电压，电机转矩并不能和其电流相对应的提高。电压补偿的特性电压补偿的特性20变频器的控制方法变频器的控制方法矢量控制矢量控制2.矢量控制矢量控制(基于转子磁链定向基于转子磁链定向)控制思想控制思想: 交流电机等效为直流电机来控制，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制 ，使用矢量控制，可以使电机在低速,如（无速度传感器时）1Hz（对4极电机，其转速大约为30

7、r/min）时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩（最大约为额定转矩的150）。 变频器的控制方法变频器的控制方法矢量控制矢量控制矢量变换（数学运算）矢量变换（数学运算）两相固定两相固定坐标系坐标系三相三相旋旋转转坐标系坐标系两相旋转两相旋转坐标系坐标系旋转变频器变频器转矩电流iT励磁电流iM 此功能对改善电机低速时温升也有效。由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。三、变频器在风机三、变频器在风机负载和泵类负载中负载和泵类负载中的应用的应用直流传动和交流传动的比较直流传动

8、和交流传动的比较电机电机直流电机直流电机结构复杂有电刷,维护困难转子粗短，转矩惯量大交流电机交流电机结构简单无电刷,维护简单转子细长，转矩惯量小无电刷，适用环境较广变流装置较贵因为有电刷，所以在环境恶劣的不适用变流装置较便宜功率注入转子，散热所需通风机功率较大功率注入定子，散热所需通风机功率较小效率.效率.直流传动和交流传动的比较直流传动和交流传动的比较应用应用传动按应用领域的分类：传动按应用领域的分类： 1、 通用机械的节能调速：通用机械的节能调速： 指风机，泵等机械，它们的用电量占全国发电总量的1/3，此类机械在不调速交流电机调速时， 风量和流量使用挡板和阀门调节，调速后可节电30 40，

9、而且优化了工艺过程，减少了管道和阀门的压力，提高了设备的寿命，减少了维修。 2、工艺调速：工艺调速： 由于工艺的要求需要调速运行的机械，如金属加工，造纸等需要稳态精度很高的领域，目前该领域正在向交流调速过渡。 直流传动和交流传动的比较直流传动和交流传动的比较-应用应用 3、牵引调速：牵引调速： 运输机械的电驱动，此类机械对设备的尺寸，重量和防护等级有有严格的要求，所以交流调速比较占优势。如火车，轮船等系统。 4、 特殊调速：特殊调速： 对调速有特殊要求的调速系统，如调速范围达到1：500001：100000的场合，只能由特殊的永磁交流电动机实现。如高精度磨床，车床等 风机负载和泵类负载的负载特

10、性由此可知二次方律负载遵循如下规律(n: 转速):流量Q n 扬程H n2 功率P n3风机和泵类负载属于二次方律负载特性(除罗茨风机):功率公式:PL=P0+KPnL3转矩(扬程)公式:TL=T0+KTnL2流量公式:QL=Q0+KQnL也可以转化为:PL=KFP0+KF3PN空载转矩转矩系数工作与额定F的比值用三台变频器控制三台风机，其中两用一备，电机的功率P=55KW，设计风量为Q。空载损耗为10%，转速1250转/分。若风机正常在970转/分以下连续可调，每天所需的供风量为1.5Q。（1）一台工频运行，一台变频运行；则全速 P0=55*10%=5.5KW P1=55KW 由PL=P0+

11、KPnL3得: KP=55-5.5=49.5KW P2=5.5+49.5*（50%）3=11.7KW总消耗的功率为55+11.7=67KW风机的节电率统计举例风机的节电率统计举例（2）两台变频运行时每台的平均供风量为75%Q P1=P2=5.5+49.5（75%）3=26.4KW 总消耗的功率为P1+P2=52.8KW（3）三台变频运行时，每台的平均供风量为50%Q P1=P2=P3=5.5+49.5 (50%)3=11.7KW总消耗的功率为P1+P2+P3=35.1KW可见三台风机全投入变频运行时效果最好。假定每月工作30天，每天工作24小时，按每度0.7元计，则方案三可以比其他两个方案多节

12、省电费8000元左右。 两台工作时最多可节能30*24*0.7*(111-52.8)=29332.8元三台工作时最多可节能30*24*0.7*(111-35.4)=38102.4元潜水泵起动时的水锤现象往往容易造成管道松动或破裂甚至损坏； 电机起动/停止时需开启/关闭阀门来减小水锤的影响，如此操作一方面工作强度大，且难以满足工艺的需要。在潜水泵安装变频调速器以后，可以根据工艺的需要，使电机软启/软停，从而使急扭及水锤现象得到解决。而且在流量不大的情况下，可以降低泵的转速，一方面可以避免水泵长期工作在满负荷状态，造成电机过早的老化，而且变频的软启动大大的减小水泵启动时对机械的冲击。并且具有明显的

13、节电效果。变频器在潜水泵上的应用泵类负载和风机负载都属于二次方律，所以节能效果相同系统应用效果使用了变频器以后，不但免去了许多繁琐的人工操作，消除了许多不安全隐患因素，并使系统始终处于一种节能状态下运行，合理地轮换使用电机延长了设备的使用寿命，更好的适应了生产需要。而且变频器丰富的内部控制功能可以很方便地与其他控制系统或设备实现闭环自动控制。这在实现自动控制的同时，提高了控制精度，从而提高了产品质量。在污水处理厂或相似的系统中使用变频器应具有很好的推广价值。四. 变频调速系统 接电抗器的作用321. 变频器输出端接入电抗器的场合变频器输出端接入电抗器的场合图图 需要接入电抗器的场合需要接入电抗

14、器的场合a a）电机与变频器距离远电机与变频器距离远 b b）小变频器带小变频器带轻载轻载大大电机电机33输出电抗器作用输出电抗器作用： 抑制变频器电磁幅射干扰抑制变频器电磁幅射干扰 抑制电动机电压谐振抑制电动机电压谐振342. 输入交流电抗器输入交流电抗器作用：作用：1 1）提高功率因数提高功率因数 2 2）抑制高次谐波抑制高次谐波 3 3）削弱电流浪涌削弱电流浪涌353. 接入交流电抗器的场合接入交流电抗器的场合图图6-36-3 接入交流电抗器的场合接入交流电抗器的场合a a）多台变频器接同一电源多台变频器接同一电源 b b）同一电源上接有大容量同一电源上接有大容量晶闸管晶闸管设备设备 c

15、 c）变压器容量超过变频器容量十倍以上变压器容量超过变频器容量十倍以上 d d）电源电压不平衡度电源电压不平衡度3 3%364. 直流电抗器直流电抗器(安装在变频器整流电路后安装在变频器整流电路后 )做用做用： 1 1）提高功率因数提高功率因数 2 2）拟制电流尖峰拟制电流尖峰37五. 变频器的抗干扰381 1. . 变频器的干扰源变频器的干扰源图图7-17-1 变频器的电压、电流波形变频器的电压、电流波形392. 电路耦合干扰电路耦合干扰 电路传播：电路传播：1 1）电源线电源线 2 2）地线地线措施措施 ： 1 1）隔离变压器隔离变压器 2 2）光耦隔离光耦隔离 3 3）正确接正确接地地4

16、03.3.感应耦合干扰感应耦合干扰电磁感应电磁感应 静电感应静电感应1 1） 电磁感应是电流干扰传播方式电磁感应是电流干扰传播方式 2 2）静电感应是电压干扰传播方式静电感应是电压干扰传播方式 414. 抗干扰措施抗干扰措施远离、相绞、屏蔽、不平行远离、相绞、屏蔽、不平行图图7-47-4 绞线抗干扰绞线抗干扰425. 空中幅射干扰空中幅射干扰图图7-57-5 空中幅射与接地空中幅射与接地 电磁幅射电磁幅射436. 抗干扰措施抗干扰措施 1 1）准确接地准确接地 2 2）接入滤波接入滤波器器图图7-6 7-6 接入滤波器抑制电磁幅射接入滤波器抑制电磁幅射44六.变频器的功能45CVFG3V+VI

17、1VI2I1X7V-U FGNDCM脉冲信号脉冲信号R S 4 8 5RPRP1020mA1.1.外接给定端外接给定端1）电压信号给定端电压信号给定端2）电流信号给定端电流信号给定端3）脉冲给定脉冲给定AB462.2.外接输入控制端子外接输入控制端子图图 外控输入电路外控输入电路473.3.外接输出控制端子外接输出控制端子图图 外接输出控制端外接输出控制端1）故障输出端故障输出端2 2）模拟量输出端模拟量输出端3 3）通讯接口通讯接口4 4）状态信号输出端状态信号输出端TaTbTcOC1OC2CMAMAOAM-484 .V/F4 .V/F控制设定功能控制设定功能图图 基本频率基本频率F Fb

18、b电机额定频率电机额定频率F FN N基本频率基本频率最大频率最大频率特点：特点： U/FU/F增大，磁通量增大，磁通量增大，磁路饱和，转矩增大增大，磁路饱和，转矩增大495. 5. 基本频率基本频率电机额定频率电机额定频率特点特点：电机带载的能力减小电机带载的能力减小506. 6. 基本频率与最大频率基本频率与最大频率图图9-69-6 基本频率与最大频率基本频率与最大频率380V380V 最高频率是变频器-电动机系统可以运行的最高频率。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电定电压设定。 517. 上限频率和下限频率上限频率和下限频率频率限制是为防止误操

19、作或外接频率频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障，而引起输出频率的过高或过低，以防损坏设备的一种设定信号源出故障，而引起输出频率的过高或过低，以防损坏设备的一种保护保护功能功能。此功能还可作。此功能还可作限速限速使用使用 。 图图9-79-7 上限频率和下限频率上限频率和下限频率a a）搅拌机搅拌机 b b）上、下限频率上、下限频率528. 8. 跳跃频率跳跃频率特点：变频器所带负载，在某一频率点发生特点：变频器所带负载，在某一频率点发生机械共振机械共振， 使用跳跃频率使用跳跃频率回避共振点回避共振点539. 加速时间与电流加速时间与电流加速时间就是输出频率从加速时间就是输出频率从

20、0上升到最大频率上升到最大频率所需时间所需时间 特点：加速时间过短易出现过电流特点：加速时间过短易出现过电流54 启动频率配合转矩提升启动频率配合转矩提升功能，最佳调整功能，最佳调整 启启动转矩特性，设定值过大，会出现过电流故障。动转矩特性，设定值过大，会出现过电流故障。 加速时间设定要求加速时间设定要求：将加速电流限制在变：将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器跳闸。频器跳闸。 起动特性起动特性：5510. 升速方式升速方式通常大多选择通常大多选择线性曲线线性曲线；非线性非线性曲线适用于变转矩曲线适用于变转矩负载，如负载，如风机

21、风机等；等；S曲线适用于恒转矩负载曲线适用于恒转矩负载，其加减速变化较为缓慢。，其加减速变化较为缓慢。 图图9-19 9-19 升速方式升速方式5611. . 降速时间与直流电压降速时间与直流电压减速时间是指从最大频率下降到减速时间是指从最大频率下降到0所所需时间需时间 特点：减速时间过短，直流电压升高特点：减速时间过短，直流电压升高57加减速时间加减速时间 减速时间设定要点是：防止平滑电路电压过大，不使再生过压失速而使变频器跳闸。 加减速时间可根据负载计算出来，但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中

22、不发生报警为原则，重复操作几次，便可确定出最佳加减速时间。 5812. 直流制动直流制动图图9-229-22 直流制动的原理直流制动的原理a a）刨床示图刨床示图 b)b)直流制动原理直流制动原理 c)c)直流制动直流制动功能功能刨 台床 身59 直流制动的特性：直流制动的特性：1）准确停车准确停车2)变频器给电动机输入直流电，在电机变频器给电动机输入直流电，在电机定子上产生静止恒定磁场，使电机快定子上产生静止恒定磁场，使电机快速停止。速停止。3)可与能耗制动联合使用，一般可与能耗制动联合使用，一般20Hz时时用直流制动用直流制动 。6013. 停机功能停机功能图图9-239-23 停机方式停

23、机方式a a）预置时间减速停机预置时间减速停机 b b）自由停机自由停机 c c）直流制动停机直流制动停机6114. 控制电路控制电路图图9-24 正转控制电路正转控制电路a）变频器电路变频器电路 b）控制电控制电路路6215. 脉冲启动脉冲启动图图9-259-25 脉冲启动电路脉冲启动电路a a）三线控制接线三线控制接线 b b）电源控制电路电源控制电路 63A AMMA AM M- -16. 两地控制两地控制图图9-26 9-26 两地升降速控制两地升降速控制6417. 频率到达与频率检测频率到达与频率检测图图9-279-27 频率到达与频率检测频率到达与频率检测a a）频率到达频率到达

24、b b）频率检测频率检测6518. 过流保护过流保护由于逆变器的过载能力很差，大多数变频器的过载能力由于逆变器的过载能力很差，大多数变频器的过载能力都只有都只有150，允许迟续时间为，允许迟续时间为1min。图图9-29 9-29 变频器过流保护变频器过流保护6619. 过流故障的原因过流故障的原因图图9-30 9-30 过流故障原因过流故障原因a a）负载堵转负载堵转 b b）输出短路输出短路 c c）内部直流短内部直流短路路6720. 其他原因引起的过流其他原因引起的过流a a）加速过快加速过快 b b）电动机磁饱和电动机磁饱和 c c）内部采样误内部采样误差差6821. 过电压原因过电压

25、原因电动机处于再生制动状态，若减速时间设置得太短，电动机处于再生制动状态，若减速时间设置得太短，或是由于电源系统的浪涌电压都可以引起的过电压。或是由于电源系统的浪涌电压都可以引起的过电压。a)a)电源电压过高电源电压过高 b b）减速过快减速过快 c c）电容补偿器引起电容补偿器引起6922. 欠电压原因欠电压原因当电网电压过低时，会引起变频器中间直流电路的电当电网电压过低时，会引起变频器中间直流电路的电压下降，从而使变频器的输出电压过低并造成电动机输出压下降，从而使变频器的输出电压过低并造成电动机输出转矩不足和过热转矩不足和过热现象。现象。a a）线流电路断路线流电路断路 b)b)电源缺相电

26、源缺相 c c）大功率晶闸管设大功率晶闸管设备干扰备干扰70储储 气气 罐罐压力传感器压力传感器23. PIDPID自动闭环调节自动闭环调节图图9-349-34 PID PID自动闭环控制自动闭环控制VI1V+71储储 气气 罐罐压力传感器压力传感器24.24.外界外界PIDPID调节器调节器图图9-35 9-35 外界外界PID闭环控制闭环控制IIGND72七、变频器的选择七、变频器的选择73变频器的选择 变频器的拖动对象是电动机，变频器的选择与电动机的结构形式及量有关，还与电动机所带负载的类型特性相关。 笼型电动机 1依据负载电流选择变频器 2考虑低速转矩特性 3考虑短时最大转矩 4考虑容

27、许最高频率范围 绕线式异步电动机 绕线式异步电动机采用变频器控制运行，大多是对老设备进行改造，利用已有的电机。改用变频器调速时，可将绕线式异步机的转子短路，去掉电刷和起动器。考虑电机输出时的温度上升的问题，所以要降低容量的10以上。应选择比通常容量稍大的变频器。74变频调速系统的主电路及电器选择 变频调速系统的主电路是指从交流电源到负载之间的电路变频调速系统的主电路是指从交流电源到负载之间的电路 。751、 断路器 变频调速系统的主电路是指从交流电源到负载之间的电路变频调速系统的主电路是指从交流电源到负载之间的电路 。1. 断路器的功能断路器的功能 1) 隔离作用隔离作用; 2) 保护作用保护

28、作用2. 2. 断路器的选择断路器的选择 低压断路器的额定电流低压断路器的额定电流IQN应选：应选： IQN （1.3 1.41.4）IN式中式中 IN 变频器的额定电流。变频器的额定电流。 在电动机要求实现工频和变频的切换控制的电路中，断路器应按电动机在在电动机要求实现工频和变频的切换控制的电路中，断路器应按电动机在工频下的起动电流来进行选择：工频下的起动电流来进行选择： IQN 2.5 IMN 式中式中 IMN 电动机的额定电流。电动机的额定电流。762 、电磁接触器 电磁接触器的功能是在变频器出现电磁接触器的功能是在变频器出现故障时切断主电源故障时切断主电源，并，并防止掉电防止掉电及故障

29、及故障后的再起动。后的再起动。 1) 1) 输入侧接触器的选择输入侧接触器的选择 I IKNKN I IN N 2) 2) 输出侧接触器的选择输出侧接触器的选择 I IKNKN 1.1 1.1 I IMNMN 3 3）工频接触器的选择工频接触器的选择 工频接触器的选择应考虑到电动机在工频下的起动情况，其触点电流通常工频接触器的选择应考虑到电动机在工频下的起动情况，其触点电流通常可按电动机的额定电流再加大一个挡次来选择。可按电动机的额定电流再加大一个挡次来选择。 773、 输入交流电抗器 输入交流电抗器可抑制变频器输入电流的输入交流电抗器可抑制变频器输入电流的高次谐高次谐波，明显改善功率因数波，

30、明显改善功率因数。输入交流电抗器为另购。输入交流电抗器为另购件，在以下情况下应考虑接入交流电抗器：件，在以下情况下应考虑接入交流电抗器：变变频器所用之处的电源容量与变频器容量之比为频器所用之处的电源容量与变频器容量之比为101101以上；以上； 同一电源上接有晶闸管变流器负同一电源上接有晶闸管变流器负载或在电源端带有开关控制调整功率因数的电容载或在电源端带有开关控制调整功率因数的电容器；器； 三相电源的电压不平衡度较大（三相电源的电压不平衡度较大（3%3%）；变频器的输入电流中含有许多高次谐波成分，变频器的输入电流中含有许多高次谐波成分，这这些些高高次次谐谐波波电电流流都都是是无无功功电电流流

31、，使使变变频频调调速速系系统统的的功功率率因因数数降降低低到到0.750.75以以下下变变频频器器的的功率功率30kW30kW。784、 无线电噪声滤波器 滤波器就是用来削弱这些滤波器就是用来削弱这些较高频率的谐波电流较高频率的谐波电流，以防止变频器对其他设备，以防止变频器对其他设备的干扰。滤波器主要由滤波电抗器和电容器组成的干扰。滤波器主要由滤波电抗器和电容器组成 。 a) a) 输入侧滤波器输入侧滤波器 b) b) 输出侧滤波器输出侧滤波器 c) c) 滤波电抗器的结构滤波电抗器的结构 图图8-30 8-30 无线电噪声滤波器无线电噪声滤波器 各相的连接线在同一个磁心上按相同方向绕各相的连

32、接线在同一个磁心上按相同方向绕4圈圈(输入侧输入侧)或或3圈圈(输出侧输出侧)构构成。需要说明的是：三相的连接线必须按相同方向绕在同一个磁心上，这成。需要说明的是：三相的连接线必须按相同方向绕在同一个磁心上，这样，其基波电流的合成磁场为样，其基波电流的合成磁场为0，因而对基波电流没有影响。，因而对基波电流没有影响。795、 制动电阻及制动单元 制动电阻及制动单元的功能是当电动机因频率下降或重物下降(如重机械)而处于再生制动状态时，避免在直流回路中产生过高的泵生电压。1 1、制动电阻计算方法、制动电阻计算方法: :制动力矩制动力矩 制动电阻制动电阻92% R=780/电动机KW100% R=70

33、0/电动机KW110% R=650/电动机KW120% R=600/电动机KW注：电阻值越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流越大;不可以使制动单元的工作电流大于其允许最大电流，否则要损坏器件;制动时间可人为选择;小容量变频器(7.5KW)一般是内接制动单元和制动电阻的;当在快速制动出现过电压时,说明电阻值过大来不及放电，应减少电阻值.805、 制动电阻及制动单元 2、电阻功率计算方法:制动性质制动性质 电阻功率电阻功率一般负荷 W(Kw)=电阻KW10频繁制动（1分钟5次以上） W(Kw)=电阻KW15长时间制动（每次4分钟以上） W(Kw)=电阻KW20816 、 直流电抗器 直流电抗器除

34、了提高直流电抗器除了提高功率因数功率因数外，还可削弱在电源刚接通瞬间的外，还可削弱在电源刚接通瞬间的冲击电流冲击电流。如果同时配用交流电抗器和直流电抗器，则可将变频调速系统的功率因数提高如果同时配用交流电抗器和直流电抗器，则可将变频调速系统的功率因数提高至至0.95以上。以上。 图图 直流电抗器的外形直流电抗器的外形82八、变频器的运行83变频器的程序控制 变频器的程序控制方式主要有两种：1用变频器的编程功能进行程序控制 (1) 基本要求的预置 以森兰SB60系列变频器为例，有：1) 程控功能选择(F700)“0”程控功能无效； “1”循环N个周期后停止； “2”循环N个周期后，以第15挡频率

35、运行； “3”连续循环运行； “4”程序控制优先；2) 计时单位选择(F701)“0”计时单位为s； “1”计时单位为min。(2)各程序段的预置1) 运行时间 功能码如F703、F705、F707等。2) 运行频率 第一程序的频率为多挡转速的第一挡运行频率(F616)、第二程序的频率为多挡转速的第二挡运行频率(F617)，以此类推。3）运行方向及加减速时间 功能码如F704、F706、F708等。2. 多挡转速控制电路几乎所有的变频器都具有多挡转速的功能，各挡转速间的转换是由外接开关的通断组合来实现的。三个输入端子可切换8挡转速(包括0速)。 841、变频器的操作与运行 变频器的操作面板及显

36、示变频器的操作面板及显示 图图 森兰森兰SB60SB60系列变频器的操作面板系列变频器的操作面板 1. 1. 变频器操作面板显示状态变频器操作面板显示状态1）停机状态）停机状态 2）运行状态）运行状态 3）故障状态）故障状态852. 按键功能说明 863. 操作面板的使用 1 1）变频器运行时显示内容切换）变频器运行时显示内容切换(F800=0)(F800=0)，如图所示。如图所示。 图图 变频器运行时显示内容切换变频器运行时显示内容切换(F800=0)(F800=0)873. 操作面板的使用 2）变频器运行时显示内容切换）变频器运行时显示内容切换(F800=1)，如图所示。如图所示。 图图

37、变频器运行时显示内容切换变频器运行时显示内容切换(F800=1)883. 操作面板的使用 3）变频器参数设定操作变频器参数设定操作(将将F009第一加速时间设定为第一加速时间设定为20S)，如图所示。如图所示。 图图 变频器参数设定操作变频器参数设定操作 893. 操作面板的使用 3）变频器运行操作，如图所示。变频器运行操作，如图所示。 图图 变频器运行操作变频器运行操作90九、变频器的调试与维护919.1 变频器系统的调试 9.1.1 9.1.1 通电前的检查通电前的检查 （1) 外观、构造检查外观、构造检查 （2) 绝缘电阻的检查绝缘电阻的检查1 1）主电路：用万用表检查，必须用兆欧表时，

38、应按图连接。）主电路：用万用表检查，必须用兆欧表时，应按图连接。 图图 用兆欧表测试主电路的绝缘电阻用兆欧表测试主电路的绝缘电阻 2）控制电路）控制电路不能用兆欧表对控制电路进行测试，只能用不能用兆欧表对控制电路进行测试，只能用高阻量程万用表高阻量程万用表。 全部全部卸开控制电路端子的外部连接。卸开控制电路端子的外部连接。 进行对地之间电路测试，测量值若在进行对地之间电路测试，测量值若在1M1M以上，就属正常。以上，就属正常。 用万用表测试接触器、继电器等控制电路的连接是否正确。用万用表测试接触器、继电器等控制电路的连接是否正确。 929.1.2 通电检查 （1 1）观察显示情况）观察显示情况

39、 （2 2）观察风机）观察风机 （3 3）测量进线电压）测量进线电压 （4 4）进行功能预置）进行功能预置 （5 5）观察显示内容）观察显示内容 939.1.3 空载试验 将将变变频频器器的的输输出出端端与与电电动动机机相相接接，电电动动机机不不带带负负载载，主主要要测测试以下项目：试以下项目：（1 1）测试电动机的运转）测试电动机的运转 对对照照说说明明书书在在操操作作面面板板上上进进行行一一些些简简单单的的操操作作，如如启启动动、升升速速、降降速速、停停止止、点点动动等等。观观察察电电动动机机的的旋旋转转方方向向是是否否与与所所要要求求的的一一致致？控控制制电电路路工工作作是是否否正正常常

40、？通通过过逐逐渐渐升升高高运运行行频频率率，观观察察电电动动机机在在运运行行过过程程中中是是否否运运转转灵灵活活，有有无无杂杂音音？运运转转时时有有无振动现象，是否平稳等。无振动现象，是否平稳等。（2 2）电动机参数的自动检测）电动机参数的自动检测 对对于于应应用用矢矢量量控控制制功功能能的的变变频频器器，应应根根据据说说明明书书的的指指导导，在在电电动动机机的的空空转转状状态态下下测测定定电电动动机机的的参参数数。有有的的新新型型系系列列变变频频器器也可以在静止状态下进行自动检测。也可以在静止状态下进行自动检测。949.1.4 带负载测试 将电动机与负载连接起来进行试车。测试的内容如下：将电

41、动机与负载连接起来进行试车。测试的内容如下：1 1低速运行试验低速运行试验 低低速速运运行行是是指指该该生生产产机机械械所所要要求求的的最最低低转转速速。电电动动机机应应在在该该转转速速下下运行运行1 12 2小时。小时。测试内容：测试内容：(1) (1) 生产机械的运转是否正常生产机械的运转是否正常? ?(2) (2) 电动机在满负荷运行时，温升是否超过额定值电动机在满负荷运行时，温升是否超过额定值? ?2 2全速启动试验全速启动试验 将将给给定定频频率率设设定定在在最最大大值值，按按“启启动动按按钮钮”，使使电电动动机机的的转转速速上上升升至生产机械所要求的最大转速，测试内容：至生产机械所

42、要求的最大转速，测试内容：(1) (1) 启启动动是是否否顺顺利利？ (2) (2) 启启动动电电流流是是否否过过大大？(3) (3) 观观察察整整个个启启动动过过程程是是否平稳？否平稳？ (4) (4) 停机状态下是否旋转停机状态下是否旋转 ？3 3全速停机试验：全速停机试验：(1) (1) 直流电压是否过高？直流电压是否过高？(2)(2)拖动系统能否停住？拖动系统能否停住？4 4高速运行试验：高速运行试验：(1) (1) 电动机的带载能力？电动机的带载能力？ (2) (2) 机械运转是否平稳？机械运转是否平稳？959.2 变频器的维护与检查 9.2.1 9.2.1 维护注意事项维护注意事项

43、（1 1）只有受过专业训练的人才能拆卸变频器并进行维修和器件更换。）只有受过专业训练的人才能拆卸变频器并进行维修和器件更换。（2 2）维维修修变变频频器器后后不不要要将将金金属属等等导导电电物物遗遗漏漏在在变变频频器器内内，否否则则有有可可能能造成变频器损坏。造成变频器损坏。（3 3）进进行行维维修修检检查查前前，为为防防止止触触电电危危险险，请请首首先先确确认认以以下下几几项项： 变变频频器器已已切切断断电电源源； 主主控控制制板板充充电电指指示示灯灯熄熄灭灭； 用用万万用用表表等等确确认直流母线间的电压已降到安全电压认直流母线间的电压已降到安全电压(DC36V(DC36V以下以下) )。（

44、4 4）对对长长期期不不使使用用的的变变频频器器，通通电电时时应应使使用用调调压压器器慢慢慢慢升升高高变变频频器器的的输入电压直至额定电压，否则有触电和爆炸危险。输入电压直至额定电压，否则有触电和爆炸危险。969.2.2 日常检查与维护 在变频器的日常维护项目：在变频器的日常维护项目：1) 1) 变频器的运行参数是否在规定范围内，电源电压是否正常。变频器的运行参数是否在规定范围内，电源电压是否正常。2) 2) 变变频频器器的的操操作作面面板板显显示示是是否否正正常常，仪仪表表指指示示是是否否正正确确，是是否否有有振动、震荡等现象。振动、震荡等现象。3 3）冷却风扇部分是否运转正常，有无异常声音

45、。）冷却风扇部分是否运转正常，有无异常声音。4) 4) 变频器和电机是否有异常噪音、异常振动及过热的迹象。变频器和电机是否有异常噪音、异常振动及过热的迹象。5 5）变变频频器器及及引引出出电电缆缆是是否否有有过过热热、变变色色、变变形形、异异味味、噪噪声声等等异异常情况。常情况。6 6）变频器的周围环境是否符合标准规范，温度和湿度是否正常。）变频器的周围环境是否符合标准规范，温度和湿度是否正常。979.2.3 定期检查 定期检查项目有：定期检查项目有： 1 1）输入、输出端子和铜排是否过热变色，变形。）输入、输出端子和铜排是否过热变色，变形。 2 2）控制回路端子螺钉是否松动，用螺丝刀拧紧。）

46、控制回路端子螺钉是否松动，用螺丝刀拧紧。 3 3）输入）输入R R、S S，T T与输出与输出U U、V V，W W端子座是否有损伤。端子座是否有损伤。 4 4）R R，S S、T T和和U U、V V、W W与铜排连接牢固否，用扳手拧紧。与铜排连接牢固否，用扳手拧紧。 5 5）主回路和控制回路端子绝缘是否满足要求。）主回路和控制回路端子绝缘是否满足要求。 6 6）电力电缆和控制电缆有无损伤和老化变色。）电力电缆和控制电缆有无损伤和老化变色。 7 7）污污损损的的地地方方，用用抹抹布布沾沾上上中中性性化化学学剂剂擦擦，除除粉粉尘尘，保保持持变变频器散热性能良好。频器散热性能良好。 9 9）对长

47、期不使用的变频器，应进行定期充电试验。）对长期不使用的变频器，应进行定期充电试验。 9 9）变频器的绝缘测试。）变频器的绝缘测试。 989.2.4 零部件更换 冷却风扇使用冷却风扇使用3 3年应更换。年应更换。直流滤波电容器使用直流滤波电容器使用5 5年应更换。年应更换。电路板上的电解电容器使用电路板上的电解电容器使用7 7年应更换。年应更换。其化零部件根据情况适时进行更换。其化零部件根据情况适时进行更换。999.2.5 变频器基本检测和测量方法 由由于于变变频频器器输输入入、输输出出电电压压或或电电流流中中均均含含有有不不同同程程度度的的谐谐波波分分量量，用用不不同同类类别别的的测测量量仪仪

48、器器仪仪表表会会测测量量出出不不同同的的结结果果，并并有有很很大大差差别别，甚甚至至是是错错误误的的。因因此此，在在选选择择测测量量仪仪表表时时应应区区分分不不同同的的测测量量项项目目和和测测试试点点，选选择择不不同同的的测测试试仪仪表表，如如表所示。表所示。1009.2.6 变频器主电路的测量 变频器主电路的测量电路如图所示。变频器主电路的测量电路如图所示。 图图 变频器主电路的测量变频器主电路的测量 1019.3 变频器的常见故障与处理 9.3.1 9.3.1 变频器常见故障诊断变频器常见故障诊断 1.1.过过电电流流故故障障：故故障障诊诊断断：可可能能是是短短路路、接接地地、过过负负载载

49、、负负载载突突变变、加加减减速速时时间间设设定定太太短短、转转矩矩提提升升量量设设定定不不合合理理、变变频频器器内内部部故故障障或或谐谐波波干干扰扰大大等。等。2.2.过过电电压压故故障障：故故障障诊诊断断：电电源源电电压压过过高高、制制动动力力矩矩不不足足、中中间间回回路路直直流流电电压压过过高高、加加减减速速时时间间设设定定的的太太短短、电电动动机机突突然然甩甩负负载载、负负载载惯惯性性大大、载载波频率设定不合适等。波频率设定不合适等。3.3.欠欠电电压压故故障障：故故障障诊诊断断：电电源源电电压压偏偏低低、电电源源断断相相、在在同同一一电电源源系系统统中中有有大起动电流的负载起动、变频器

50、内部故障等。大起动电流的负载起动、变频器内部故障等。4.4.变变频频器器过过热热故故障障：故故障障诊诊断断：负负载载过过大大、环环境境温温度度高高、散散热热片片吸吸附附灰灰尘尘太太多、冷却风扇工作不正常或散热片堵塞、变频器内部故障等。多、冷却风扇工作不正常或散热片堵塞、变频器内部故障等。5.5.变变频频器器过过载载、电电动动机机过过载载故故障障：故故障障诊诊断断：负负载载过过大大或或变变频频器器容容量量过过小小、电子热继电器保护设定值太小、变频器内部故障等。电子热继电器保护设定值太小、变频器内部故障等。1029.3.2 变频器的事故处理 变频器在运行中出现跳闸事故，处理有以下几种方法：变频器在

51、运行中出现跳闸事故，处理有以下几种方法： 1. 1. 电源故障处理电源故障处理 “欠电压欠电压”和和“过电压过电压”显示，待电源恢复正常后即可重新起动。显示，待电源恢复正常后即可重新起动。 2. 2. 外部故障处理外部故障处理 如如输输入入信信号号断断路路，输输出出线线路路开开路路、断断相相、短短路路、接接地地或或绝绝缘缘电电阻阻很很低低，电动机故障或过载等，经排除故障后，即可重新启用。电动机故障或过载等，经排除故障后，即可重新启用。 3.3. 内部故障处理内部故障处理 如如内内部部风风扇扇断断路路或或过过热热，熔熔断断器器断断路路，器器件件过过热热，存存储储器器错错误误，CPUCPU故故障障

52、等等，可可切切换换至至工工频频运运行行，不不致致影影响响生生产产；待待内内部部故故障障排排除除后后，即即可可恢恢复复变变频运行。频运行。 4. 4. 功能参数设置不当的处理功能参数设置不当的处理 修改功能参数，重新起动便可解决。修改功能参数，重新起动便可解决。1039.3.3 变频器的事故处理 为什么用离合器连续负载时，变频器的保护功能就动作？ 用离合器连接负载时，在连接的瞬间，电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化，流过的大电流导致变频器过电流跳闸，不能运转。 在同一工厂内大型电机一起动，运转中变频器就停止，这是为什么？ 电机起动时将流过和容量相对应的起动电流，电机定子侧的变压器产生电压降，电机容量大时此压降影响也大，连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断，因而有时保护功能（IPE）动作，造成停止运转。104