變頻器結(jié)構(gòu)與原理

1、1變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理結(jié)構(gòu)與原理結(jié)構(gòu)與原理結(jié)構(gòu)與原理結(jié)構(gòu)與原理結(jié)構(gòu)與原理2 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)具有良好的啟動(dòng)、制動(dòng)性能及在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)，因此在過(guò)去很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，在需要進(jìn)行調(diào)速控制的拖動(dòng)系統(tǒng)中一直占有主導(dǎo)地位。但是直流電動(dòng)機(jī)采用機(jī)械換向器換向，其單機(jī)容量、最高電壓、最大轉(zhuǎn)速等方面受到限制，而且維護(hù)、維修復(fù)雜。20世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)理論、電力電子技術(shù)、以微處理器為核心的全數(shù)字化控制等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)逐步成熟。目前，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)擴(kuò)展到了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的所有普通交流異步電

2、動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制，并且在空調(diào)、洗衣機(jī)、電冰箱等家電產(chǎn)品中也得到了廣泛的應(yīng)用31、定義： 變頻器是一種利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用，將工頻交流電換成頻率、電壓連續(xù)可調(diào)的交流電的電能控制裝置。 4分類方式種類分類方式種類按供電電壓分低壓變頻器(110V 220V 380V)中壓變頻器(500V 660V 1140V)高壓變頻器(3kV 3.3kV 6kV 6.6kv 10kV)按控制方式分U/f控制變頻器轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器矢量控制變頻器按輸出功率分小功率變頻器中功率變頻器大功率變頻器按用途分通用變頻器高性能專用變頻器高頻變頻器按直流電源性質(zhì)分電流型變頻器電壓型變頻器按供電電源相數(shù)分單相輸入變頻器三相

3、輸入變頻器按輸出電壓調(diào)制方式分PAM （脈幅調(diào)制）控制變頻器PWM（脈寬調(diào)制）控制變頻器按變換環(huán)節(jié)分交直交變頻器交交變頻器5 目前，變頻器的變換環(huán)節(jié)大多采用交直交變頻變壓方式。交直交變頻器是先把工頻交流電通過(guò)整流器變成直流電，然后再把直流電逆變成頻率、電壓可調(diào)的交流電。通用變頻器主要由主電路和控制電路組成，而主電路又包括整流電路、直流中間電路和逆變電路三部分，其基本構(gòu)成框圖如圖所示。 61、變頻器的主電路：下圖所示為通用變頻器的主電路，各部分的作用見(jiàn)表7整流電路部分：將頻率固定的三個(gè)交流電變換成直流電元件三相整流橋?yàn)V波電容器CF限流電阻RL與開(kāi)關(guān)S電源指示燈HL作用將交流電變換成脈動(dòng)直流電。若

4、電源線電壓為UL,則整流后的平均電壓UD=1.35UL濾平橋式整流后的電壓紋波，保持直流電壓平穩(wěn)接通電源時(shí)，將電容器CF的充電沖擊電流限制在允許范圍內(nèi)，以保護(hù)整流橋。而當(dāng)CF充電到一定程度時(shí)，令開(kāi)關(guān)S接通，將RL短路。在有些變頻器里，S由晶閘管代替HL除了表示電源是否接通外，另一個(gè)功能是變頻器切斷電源后，指示電容器CF上的電荷是否已經(jīng)釋放完畢。在維修變頻器時(shí)，必須等HL完全熄滅后才能接觸變頻器的內(nèi)部帶電部分，以保證安全逆變電路部分：將直流電逆變成頻率、幅值都可調(diào)的交流電元件三相逆變橋V1V6續(xù)流二極管VD7VD12緩沖電路R01R06、VD01VD06、C01C06制動(dòng)電阻RB和制動(dòng)三極管VB

5、作用通過(guò)逆變管V1V6按一定規(guī)律輪流導(dǎo)通和截止，將直流電逆變成頻率、幅值都可調(diào)的三相交流電在換相過(guò)程中為電流提供通路限制過(guò)高的電流和電壓，保護(hù)逆變管免遭損壞當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速、變頻器輸出頻率下降過(guò)快時(shí)，消耗因電動(dòng)機(jī)處于再發(fā)生電制動(dòng)狀態(tài)而回饋到直流電路中的能量，以避免變頻器本身的過(guò)電壓保護(hù)電路動(dòng)作而切斷變頻器的正常輸出82 2、變頻器的控制電路：、變頻器的控制電路： 變頻器的控制電路為主電路提供控制信號(hào)，其主要任務(wù)是變頻器的控制電路為主電路提供控制信號(hào)，其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)控制和提供多種保護(hù)功能。控完成對(duì)逆變器開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)控制和提供多種保護(hù)功能。控制方式有模擬控制和數(shù)字控制兩種。通

6、用變頻器控制電路的制方式有模擬控制和數(shù)字控制兩種。通用變頻器控制電路的控制框圖如下圖所示，主要由主控板、鍵盤(pán)與顯示板、電源控制框圖如下圖所示，主要由主控板、鍵盤(pán)與顯示板、電源板與驅(qū)動(dòng)板、外接控制電路等構(gòu)成。各部分的功能見(jiàn)表。板與驅(qū)動(dòng)板、外接控制電路等構(gòu)成。各部分的功能見(jiàn)表。9部件功 能主控板主控板是變頻器運(yùn)行的控制中心，其核心器件是控制器（單片微機(jī)）或數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），其主要功能有：(1)接受并處理從鍵盤(pán)、外部控制電路輸入的各種信號(hào)，如修改參數(shù)、正反轉(zhuǎn)指令等(2)接受并處理內(nèi)部的各種采樣信號(hào)，如主電路中電壓與電流的采樣信號(hào)、各部分溫度的采樣信號(hào)、各逆變管工作狀態(tài)的采樣信號(hào)等(3)向外電

7、路發(fā)出控制信號(hào)及顯示信號(hào)，如正常運(yùn)行信號(hào)、頻率到達(dá)信號(hào)等，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，立刻發(fā)出保護(hù)指令進(jìn)行保護(hù)或停車，并輸出故障信號(hào)(4)完成SPWM調(diào)制，將接受的各種信號(hào)進(jìn)行判斷和綜合運(yùn)算，產(chǎn)生相應(yīng)的SPWM調(diào)制指令，并分配給各逆變管的驅(qū)動(dòng)電路(5)向顯示板和顯示屏發(fā)出各種顯示信號(hào)鍵盤(pán)與顯示板鍵盤(pán)與顯示板總是組合在一起。鍵盤(pán)向主控板發(fā)出各種信號(hào)或指令，主要用于向變頻器發(fā)出運(yùn)行控制指令或修改運(yùn)行數(shù)據(jù)等顯示板將主控板提供的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，大部分變頻器配置了液晶或數(shù)碼管顯示屏，還有指示燈，還有RUN（運(yùn)行）、STOP（停止）、FWD（正轉(zhuǎn)）、REV（反轉(zhuǎn)）、FLT（故障）等狀態(tài)指示燈和單位指示燈，如HZ、

8、A、V等。可以完成以下指示功能：(1)在運(yùn)行監(jiān)視模式下，顯示各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，如頻率、電壓、電流等(2)在參數(shù)模式下，顯示功能碼和數(shù)據(jù)碼(3)在故障狀態(tài)下，顯示故障原因代碼電源板與驅(qū)動(dòng)板變頻器的內(nèi)容電源普遍使用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，電源板主要提供以下直流電源：(1)主控板電源 具有極好穩(wěn)定性和抗干擾能力的一組直流電源(2)驅(qū)動(dòng)電源 逆變電路中上橋臂的三只逆變管驅(qū)動(dòng)電路的電源是相互隔離的三組獨(dú)立電源，下橋臂三只逆變管驅(qū)動(dòng)電源則可共“地”。但驅(qū)動(dòng)電源與主控板電源必須可靠絕緣(3)外控電源 為變頻器外電路提供的穩(wěn)恒直流電源中小功率變頻器驅(qū)動(dòng)電路往往與電源電路在同一塊電路板上，驅(qū)動(dòng)電路接受主控板發(fā)來(lái)的SPWM調(diào)制

9、信號(hào)，在進(jìn)行光電隔離、放大后驅(qū)動(dòng)逆變管的開(kāi)關(guān)工作外接控制電路外接電路可實(shí)現(xiàn)由電位器、主令電器、繼電器及其他自控設(shè)備對(duì)變頻器的運(yùn)行控制，并輸出其運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、運(yùn)行數(shù)據(jù)信號(hào)等。一般包括：外部給定電路、外接輸入控制電路、外接輸出電路、報(bào)警輸出電路等大多數(shù)中小容量通用變頻器中，外接控制電路往往與主控電路設(shè)計(jì)在同一電路板上，以減小其整機(jī)的體積，提高電路可靠性，降低生產(chǎn)成本的全稱是Pulse （脈沖所謂SPWM，PWM的基礎(chǔ)上改10 目前，通用變頻器逆變電路使用的電力半導(dǎo)體器件主要有電力晶體管GTR、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET、絕緣柵雙極晶體管IGBT、門極可關(guān)斷晶體管GTO和智能功率模塊IPM等

10、。主要介紹GTR 、 MOSFET和IGBT。111、大功率晶體管（、大功率晶體管（BJT或或GTR） （1）特點(diǎn)：是一種雙極結(jié)型晶體管，實(shí)際上是）特點(diǎn)：是一種雙極結(jié)型晶體管，實(shí)際上是復(fù)合晶體管（達(dá)林頓管）。其基本結(jié)構(gòu)與晶體管復(fù)合晶體管（達(dá)林頓管）。其基本結(jié)構(gòu)與晶體管相同，由集電極相同，由集電極C，放射極，放射極e和基極和基極b，集電極電，集電極電流流ic的大小受基極電流的大小受基極電流IB的控制，屬電流控制型的控制，屬電流控制型器件。如圖所示。器件。如圖所示。（ 2）優(yōu)缺點(diǎn)：）優(yōu)缺點(diǎn)：（優(yōu)）擊穿電壓和集電極最大飽和電流都較大。（優(yōu)）擊穿電壓和集電極最大飽和電流都較大。（缺）開(kāi)關(guān)頻率較低，最高

11、（缺）開(kāi)關(guān)頻率較低，最高HZ，因而以大功率晶體管為，因而以大功率晶體管為逆變器件的變頻器負(fù)載波頻率也很低，電動(dòng)機(jī)電磁噪聲大。逆變器件的變頻器負(fù)載波頻率也很低，電動(dòng)機(jī)電磁噪聲大。此外，控制電路的驅(qū)動(dòng)功率也較大此外，控制電路的驅(qū)動(dòng)功率也較大。122、功率場(chǎng)效應(yīng)管（、功率場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET） （1）特點(diǎn)：與場(chǎng)效應(yīng)管相同，由漏極）特點(diǎn)：與場(chǎng)效應(yīng)管相同，由漏極d，源，源極極s和控制極和控制極g構(gòu)成。漏極電流構(gòu)成。漏極電流id的大小受控的大小受控制極與源極間的電壓制極與源極間的電壓 的控制，屬電壓的控制，屬電壓控制。如圖所示?？刂啤Ｈ鐖D所示。（2）優(yōu)缺點(diǎn)：）優(yōu)缺點(diǎn)：（優(yōu)）（優(yōu)）MOSFET的開(kāi)關(guān)頻率較

12、高，最高達(dá)的開(kāi)關(guān)頻率較高，最高達(dá)20kHZ，設(shè)，設(shè)MOSFET為逆變管的變頻器的載波頻率也較高，降低電機(jī)為逆變管的變頻器的載波頻率也較高，降低電機(jī)電磁噪聲?？刂齐娐匪栩?qū)動(dòng)功率較小。電磁噪聲?？刂齐娐匪栩?qū)動(dòng)功率較小。（缺）（缺）MOSFET的擊穿電壓和漏極最大飽和電流較小，難的擊穿電壓和漏極最大飽和電流較小，難以滿足多數(shù)變頻器的要求。以滿足多數(shù)變頻器的要求。133、絕緣柵雙極性晶體管（、絕緣柵雙極性晶體管（IGBT管）管） （1）特點(diǎn)：是）特點(diǎn)：是MOSFET和和BJT結(jié)合產(chǎn)物，其主體部結(jié)合產(chǎn)物，其主體部分與晶體管相同，也是集電極分與晶體管相同，也是集電極c和發(fā)射極和發(fā)射極e；但驅(qū)動(dòng)部；但驅(qū)

13、動(dòng)部分卻和場(chǎng)效應(yīng)管相同，是絕緣柵結(jié)構(gòu)。集電極電流分卻和場(chǎng)效應(yīng)管相同，是絕緣柵結(jié)構(gòu)。集電極電流ic的大小受控制極與放射極間的電壓的大小受控制極與放射極間的電壓 的控制，也的控制，也屬于電壓控制型器件。應(yīng)用時(shí)常在屬于電壓控制型器件。應(yīng)用時(shí)常在 管旁并聯(lián)一個(gè)反向管旁并聯(lián)一個(gè)反向續(xù)流二極管，且做成雙管或六管模塊。如圖所示。續(xù)流二極管，且做成雙管或六管模塊。如圖所示。（2）優(yōu)缺點(diǎn)：）優(yōu)缺點(diǎn)：（優(yōu)）兼有（優(yōu)）兼有BTT和和MOSFET管道優(yōu)點(diǎn)，一方面擊穿電壓和集電極管道優(yōu)點(diǎn)，一方面擊穿電壓和集電極最大飽和電流較大，最大飽和電流較大，IGBT的擊穿電壓已達(dá)的擊穿電壓已達(dá)1200V，集電極最大飽，集電極最大飽

14、和電流已超過(guò)和電流已超過(guò)1500A，以，以IGBT為逆變器件的變頻器容量已達(dá)為逆變器件的變頻器容量已達(dá)250KVA以上。另一方面，開(kāi)關(guān)頻率已達(dá)以上。另一方面，開(kāi)關(guān)頻率已達(dá)20KHZ，使變頻器的載，使變頻器的載波頻率在波頻率在10KHZ以上，故電動(dòng)機(jī)電波波形比較平滑，無(wú)電噪聲。以上，故電動(dòng)機(jī)電波波形比較平滑，無(wú)電噪聲。故在絕大多數(shù)大、中、小容量變頻器的逆變模塊都采用故在絕大多數(shù)大、中、小容量變頻器的逆變模塊都采用IGBT管。管。14（3）用萬(wàn)用表檢測(cè)）用萬(wàn)用表檢測(cè)IGBT模塊好壞的簡(jiǎn)單測(cè)量方法：模塊好壞的簡(jiǎn)單測(cè)量方法： （1）分清被測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)）分清被測(cè)模塊的結(jié)構(gòu) 如內(nèi)含幾個(gè)單元，是否含有制動(dòng)如

15、內(nèi)含幾個(gè)單元，是否含有制動(dòng)管等，明確內(nèi)部各單元引腳與外部引腳編號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，畫(huà)出管等，明確內(nèi)部各單元引腳與外部引腳編號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，畫(huà)出補(bǔ)測(cè)模塊的內(nèi)部電源簡(jiǎn)圖。這里以六單元補(bǔ)測(cè)模塊的內(nèi)部電源簡(jiǎn)圖。這里以六單元IGBT模塊模塊MG50Q6ES41為例介紹測(cè)量方法。內(nèi)部電路如圖所示。為例介紹測(cè)量方法。內(nèi)部電路如圖所示。15（3）用萬(wàn)用表檢測(cè)）用萬(wàn)用表檢測(cè)IGBT模塊好壞的簡(jiǎn)單測(cè)量方法：模塊好壞的簡(jiǎn)單測(cè)量方法：2）明確測(cè)量?jī)?nèi)容）明確測(cè)量?jī)?nèi)容 對(duì)圖對(duì)圖9所示六單元所示六單元IGBT模塊，應(yīng)測(cè)量其模塊，應(yīng)測(cè)量其“+”“-”兩引腳間是否短路、各兩引腳間是否短路、各IGBT的續(xù)流二極管是否有擊穿的續(xù)流二極管是

16、否有擊穿現(xiàn)象六只現(xiàn)象六只IGBT的觸發(fā)導(dǎo)通及關(guān)斷功能是否正常。的觸發(fā)導(dǎo)通及關(guān)斷功能是否正常。3）用萬(wàn)用表）用萬(wàn)用表RX10k擋進(jìn)行測(cè)量擋進(jìn)行測(cè)量 測(cè)量步驟如下：測(cè)量步驟如下：用十個(gè)手指同時(shí)觸及用十個(gè)手指同時(shí)觸及BU和和U、BV和和V、BW和和W有有BX、BY、BZ和和“-”，以釋放柵極上感應(yīng)存儲(chǔ)的電荷，避免對(duì)后續(xù)測(cè)量結(jié)，以釋放柵極上感應(yīng)存儲(chǔ)的電荷，避免對(duì)后續(xù)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。用黑表筆接觸模塊的果產(chǎn)生影響。用黑表筆接觸模塊的“+”，紅表筆接觸，紅表筆接觸“-”，這，這時(shí)表針應(yīng)指在接近無(wú)窮大的位置；交換表針再測(cè)量，表針應(yīng)指時(shí)表針應(yīng)指在接近無(wú)窮大的位置；交換表針再測(cè)量，表針應(yīng)指在在10K附近。表明附

17、近。表明“+”“-”兩引腳間無(wú)擊穿短路現(xiàn)象。兩引腳間無(wú)擊穿短路現(xiàn)象。 用用的方法釋放柵極上感應(yīng)存儲(chǔ)折電荷后，測(cè)量的方法釋放柵極上感應(yīng)存儲(chǔ)折電荷后，測(cè)量U、V、W三引腳間三引腳間的正反向電阻。測(cè)量時(shí)兩兩相測(cè)，交換紅黑表筆后再兩兩相測(cè)，的正反向電阻。測(cè)量時(shí)兩兩相測(cè)，交換紅黑表筆后再兩兩相測(cè)，共測(cè)量六次。六次測(cè)量中萬(wàn)用表表針均應(yīng)指在接近無(wú)窮大的位共測(cè)量六次。六次測(cè)量中萬(wàn)用表表針均應(yīng)指在接近無(wú)窮大的位置。表明六只置。表明六只IGBT續(xù)流二極管無(wú)擊穿現(xiàn)象。續(xù)流二極管無(wú)擊穿現(xiàn)象。16（3）用萬(wàn)用表檢測(cè)）用萬(wàn)用表檢測(cè)IGBT模塊好壞的簡(jiǎn)單測(cè)量方法：模塊好壞的簡(jiǎn)單測(cè)量方法：分別測(cè)量六只分別測(cè)量六只IGBT的觸

18、發(fā)導(dǎo)通關(guān)斷特性，以柵極為的觸發(fā)導(dǎo)通關(guān)斷特性，以柵極為BW的一的一只只IGBT的測(cè)量為例。萬(wàn)用表黑表筆接觸的測(cè)量為例。萬(wàn)用表黑表筆接觸“+” 即被測(cè)即被測(cè)IGBT的的集電極（集電極（C）、紅表筆接觸）、紅表筆接觸W即被測(cè)即被測(cè)IGBT的發(fā)射極（的發(fā)射極（E）用手）用手指同時(shí)觸及一下指同時(shí)觸及一下BW即被測(cè)即被測(cè)IGBT的柵極（的柵極（G）和集電極（）和集電極（C），），這時(shí)這時(shí)IGBT被觸發(fā)導(dǎo)通，萬(wàn)用表的指針擺向阻值較小的方向，被觸發(fā)導(dǎo)通，萬(wàn)用表的指針擺向阻值較小的方向，手指離開(kāi)后表針緩慢向阻值變大方向擺動(dòng)；然后再用手指同時(shí)手指離開(kāi)后表針緩慢向阻值變大方向擺動(dòng)；然后再用手指同時(shí)觸及一下柵極（觸及

19、一下柵極（G）和發(fā)射極（）和發(fā)射極（E），這時(shí)），這時(shí)IIGBT被阻斷，萬(wàn)被阻斷，萬(wàn)表表的指針應(yīng)指在接近無(wú)窮大的位置。這說(shuō)明被測(cè)表表的指針應(yīng)指在接近無(wú)窮大的位置。這說(shuō)明被測(cè)IGBT管的管的觸發(fā)導(dǎo)通及關(guān)斷功能正常。觸發(fā)導(dǎo)通及關(guān)斷功能正常。用上述同樣的方法測(cè)量其余的用上述同樣的方法測(cè)量其余的IGBT管。管。能夠通過(guò)上述全部測(cè)量即可判斷此能夠通過(guò)上述全部測(cè)量即可判斷此IGBT模塊是好的，否則可模塊是好的，否則可能已損壞。以上方法也可以用于檢測(cè)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管能已損壞。以上方法也可以用于檢測(cè)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）的好壞。）的好壞。17（3）用萬(wàn)用表檢測(cè)）用萬(wàn)用表檢測(cè)IGBT模塊好壞的簡(jiǎn)單測(cè)量

20、方法：模塊好壞的簡(jiǎn)單測(cè)量方法：4）注意事項(xiàng)）注意事項(xiàng)多數(shù)指針式萬(wàn)用表皆可用于檢測(cè)多數(shù)指針式萬(wàn)用表皆可用于檢測(cè)IGBT，但判斷，但判斷IGBT好壞時(shí)，好壞時(shí)，一定要將萬(wàn)用表的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于電阻一定要將萬(wàn)用表的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于電阻RX10K擋位上，因該擋擋位上，因該擋位使用的電池電壓較高，其他各擋位的電池電壓大低，檢測(cè)時(shí)位使用的電池電壓較高，其他各擋位的電池電壓大低，檢測(cè)時(shí)可能無(wú)法使可能無(wú)法使IGBT觸發(fā)導(dǎo)通。觸發(fā)導(dǎo)通。由于由于IGBT的輸入級(jí)為場(chǎng)效應(yīng)器件，其輸入電阻很大且極易的輸入級(jí)為場(chǎng)效應(yīng)器件，其輸入電阻很大且極易感應(yīng)電荷，測(cè)量中應(yīng)注意及時(shí)釋放柵極上的感應(yīng)存儲(chǔ)的電荷，感應(yīng)電荷，測(cè)量中應(yīng)注意及時(shí)釋放柵

21、極上的感應(yīng)存儲(chǔ)的電荷，以免以免 造成誤判。造成誤判。關(guān)于關(guān)于GTR模塊的測(cè)試方法可參照上述方法和一般三極管好壞模塊的測(cè)試方法可參照上述方法和一般三極管好壞的測(cè)量方法進(jìn)行。測(cè)量呂要注意對(duì)模塊中的所有的測(cè)量方法進(jìn)行。測(cè)量呂要注意對(duì)模塊中的所有GTR和續(xù)流和續(xù)流二極管均應(yīng)一一測(cè)量，防止因漏測(cè)造成誤判。二極管均應(yīng)一一測(cè)量，防止因漏測(cè)造成誤判。18 1、變頻器的工作原理（1）三相交流異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速方程式： 式中電動(dòng)機(jī)電源的頻率（Hz） 電動(dòng)機(jī)定子繞組的磁極對(duì)數(shù) 轉(zhuǎn)差率 )1 (60)1 (00sPfsnnnns19 可見(jiàn)，在定子磁極對(duì)數(shù)不變、轉(zhuǎn)差率變化不大的情況下，可以認(rèn)為調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)定子電源頻率時(shí)，電動(dòng)

22、機(jī)的轉(zhuǎn)速也大致隨頻率成正比變化。若均勻調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電源頻率，則可以平滑的改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。逆變的基本工作原理：將直流電變換為交流電的過(guò)程稱為逆變，完成逆變的功能的裝置叫逆變器，它是變頻器的重要組成部分。電壓型逆變器的動(dòng)作原理可用右圖所示的機(jī)械開(kāi)關(guān)的動(dòng)作來(lái)說(shuō)明。20 當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、與S3、S4輪流閉合和打開(kāi)時(shí)，在負(fù)載上即可得到波形圖的交流電壓，完成直流到交流的逆變過(guò)程。用具有相同功能的電力半導(dǎo)體器件取代機(jī)械開(kāi)關(guān)，即得到單相逆變電路，電路結(jié)構(gòu)和輸出電壓波形如圖所示，改變逆變器開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通與截止時(shí)間，就可改變輸出電壓的頻率，即完成變頻。21 生產(chǎn)中常用的變頻器采用三相逆變電路，按照一定的規(guī)律來(lái)控

23、制6個(gè)逆變器開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通和截止，就可把直流電逆變成三相交流電。在與變頻器輸出相連接的三相交流電動(dòng)機(jī)定子繞組上得到三相交流電22 （2）U/f控制原理：U/f控制是在改變變頻器輸出頻率的同時(shí)改變輸出電壓的幅值，以維持電動(dòng)機(jī)磁通基本恒定，從而在較寬的調(diào)速范圍內(nèi)，使電動(dòng)機(jī)的效率、功率因數(shù)不下降。U/f控制是目前通用變頻器中基本控制方式。 三相交流異步電動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中，鐵心磁通接近飽和狀態(tài)，使得鐵心材料得到利用。在變頻調(diào)速的過(guò)程中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)電源的頻率變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)的阻抗隨之變化，從而引起勵(lì)磁電流的變化，使電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)勵(lì)磁不足或勵(lì)磁過(guò)強(qiáng)的情況。 在勵(lì)磁不足時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低，而勵(lì)磁過(guò)強(qiáng)時(shí)，又會(huì)

24、使鐵心中的磁通處于處于飽和狀態(tài)，使電動(dòng)機(jī)中流過(guò)很大的勵(lì)磁電流，增加電動(dòng)機(jī)的鐵耗，降低其效率和功率因數(shù)，并易使電動(dòng)機(jī)溫升過(guò)高。因此在改變頻率進(jìn)行調(diào)速時(shí)，必須采取措施保持磁通恒定并為額定值。23 由異步電動(dòng)機(jī)定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值近似等于定子繞組外加電壓1mmfCkfEU111111144. 4 顯然，要使電動(dòng)機(jī)的磁通在整個(gè)調(diào)速過(guò)程中保持不變，只要在改變電源頻率f1的同時(shí)改變電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，使其滿足E/f為常數(shù)即可。但在電動(dòng)機(jī)的實(shí)際調(diào)速控制過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的檢測(cè)和控制較困難，考慮到正常運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的電源電壓與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)近似相等，只要控制電源U和頻率f，使U/f等于常數(shù)，即可使電動(dòng)

25、機(jī)的磁通基本保持不變，采用這種控制方式的變頻器稱為U/f控制變頻器。24 由于電動(dòng)機(jī)實(shí)際電路中定子阻抗上存在壓降，尤其是當(dāng)電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較低，定子阻抗上的壓降不能忽略，采用U/f控制的調(diào)速系統(tǒng)中工作頻率較低時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將下降。為了改善低頻時(shí)轉(zhuǎn)矩特性，可采用補(bǔ)償電源電壓的方法，即低頻時(shí)適當(dāng)提升電壓U來(lái)補(bǔ)償電子阻抗上的壓降，以保證電動(dòng)機(jī)在低速區(qū)域運(yùn)行時(shí)仍能得到極大的輸出轉(zhuǎn)矩，這種補(bǔ)償功能稱為變頻器的轉(zhuǎn)矩提升功能。 綜上所述，對(duì)電動(dòng)機(jī)供電的變頻器一般要求兼有調(diào)壓和調(diào)頻功能，通常將這種變頻器稱為變頻變壓（VVVF）型變頻器。25 （3）脈沖寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)： 實(shí)現(xiàn)變頻變壓的

26、方法有多種，目前應(yīng)用較多的是脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，簡(jiǎn)稱PWM技術(shù)。PWM技術(shù)是指在保持整流得到的直流電壓大小不變的條件下，在改變輸出頻率的同時(shí)，通過(guò)改變輸出脈沖的寬度（或用占比表示），達(dá)到改變等效輸出電壓的一種方法。 PWM的輸出電壓基本波形如圖所示。在半個(gè)周期內(nèi)，輸出電壓平均值的大小由半周中輸出脈沖的總寬度決定。在半周中保持脈沖個(gè)數(shù)不變而改變脈沖寬度，可改變半周內(nèi)輸出電壓的平均值，從而達(dá)到改變輸出電壓有效值的目的。26 PWM輸出電壓的波形是非正弦波，用于驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)性能較差。如果使整個(gè)半周內(nèi)脈沖寬度按正弦規(guī)律變化，即使脈沖寬度先逐步增大，然后再逐漸減小，則輸出電壓也會(huì)按正弦規(guī)律變化

27、。這就是目前工程實(shí)際中應(yīng)用最多的正弦PWM法，簡(jiǎn)稱SPWM。其波形產(chǎn)生的方法是：在變頻器的控制電路中，由調(diào)制波信號(hào)發(fā)生器提供的一組三相對(duì)稱正弦波調(diào)制信號(hào)作為變頻器輸出的基波，與三角波振蕩器提供的三角波載波信號(hào)相疊加，如圖。 27 通過(guò)其交點(diǎn)時(shí)刻控制主電路半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件V1V6的通斷，從而得到一組等幅而不等寬且兩側(cè)窄、中間寬的脈沖電壓波形，其大小和頻率通過(guò)調(diào)節(jié)正弦波調(diào)制信號(hào)的幅值和頻率而改變，即按正弦規(guī)律變化，如圖所示。28 1）在基頻fin以下調(diào)速 在基頻fin（一般為電動(dòng)機(jī)的額定頻率）以下調(diào)速時(shí)，采用的是U/f恒定控制方式。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性基本上是平行下移的，如圖所示。在頻率較低時(shí)最大

28、轉(zhuǎn)矩將減?。ù藭r(shí)定子阻抗上的壓降不能忽略，電動(dòng)機(jī)主磁通有較大削弱），采用轉(zhuǎn)矩提升后的特性曲線如圖中的虛線所示。由于采用U/f恒定控制時(shí)電動(dòng)機(jī)主磁通基本恒定，所以在基頻以下調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 （4）三相異步電動(dòng)機(jī)變頻器調(diào)速后的機(jī)械特性：29 2）在基頻fin以上調(diào)速 在基頻以上調(diào)速時(shí)頻率可以從fin往上增高，但電壓U1卻不能超過(guò)額定電壓UIN,最多只能保持U1UIN。在基頻fin以上變頻調(diào)速時(shí)，由于電壓U1UIN不變，當(dāng)頻率提高時(shí)，同步轉(zhuǎn)速隨之提高，最大轉(zhuǎn)矩減小，機(jī)械特性上移，如圖16所示。由于頻率提高而電壓不變，氣隙磁動(dòng)勢(shì)必然減弱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩減小。但由于轉(zhuǎn)速升高了，可以認(rèn)為輸出功率基本不變。所以

29、在基頻以上變頻調(diào)速屬于弱磁恒功率調(diào)速。30 把基頻以上調(diào)速和基頻以下調(diào)速兩種情況結(jié)合起來(lái)，可得如圖所示的異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制特性。31 2、變頻器的功能： 隨著變頻器調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，變頻器尤其是高性能通用變頻器的功能越來(lái)越豐富，下面按用途對(duì)通用變頻器的主要功能進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。系統(tǒng)所具有的功能。1）全范圍轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能 由于電動(dòng)機(jī)繞組中阻抗的作用，采用U/f控制的變頻器在電動(dòng)機(jī)的低速運(yùn)行區(qū)域會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩不足的情況。為提高系統(tǒng)的性能，具有全范圍轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器在電動(dòng)機(jī)的加速、減速和正常運(yùn)行的所有區(qū)域中可以根據(jù)負(fù)載情況自動(dòng)調(diào)節(jié)U/f值，對(duì)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)償。 32 2）防失速功能 變頻

30、器的防失速功能包括加速過(guò)程的防失速功能、恒速運(yùn)行過(guò)程的防失速功能和減速過(guò)程的防失速功能三種。 加速過(guò)程和恒速運(yùn)行過(guò)程中的防失速功能的基本作用是：當(dāng)電動(dòng)機(jī)由于加速過(guò)快或負(fù)載過(guò)大等原因出現(xiàn)過(guò)電流現(xiàn)象時(shí)，變頻器將自動(dòng)降低輸出頻率，以避免出現(xiàn)變頻器因過(guò)電流保護(hù)電路動(dòng)作而停止工作。 對(duì)于電壓型變頻器，在電動(dòng)機(jī)的減速過(guò)程中回饋能量將使變頻器的直流中間電路的電壓上升，可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓保護(hù)電路動(dòng)作而使變頻器停止工作的情況。減速過(guò)程的防失速功能的基本作用是：在過(guò)電壓保護(hù)電路動(dòng)作之前暫停降低變頻器的輸出頻率或減小輸出頻率的降低速率，達(dá)到防止失速的目的。33 3）過(guò)轉(zhuǎn)矩限定運(yùn)行功能 這種功能的作用是對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行保

31、護(hù)并保證運(yùn)行的連續(xù)性。利用該功能可以對(duì)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩極限值進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩達(dá)到該設(shè)定值時(shí)，變頻器停止工作并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。4）運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)顯示功能 該功能主要用于檢測(cè)變頻器的工作狀態(tài)并及時(shí)顯示。5）自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行功能 該功能的作用是使變頻器能自動(dòng)選擇工作參數(shù)，使電動(dòng)機(jī)在滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩要求的情況下以最小電流運(yùn)行。6）自動(dòng)電壓調(diào)整功能 當(dāng)電源電壓下降時(shí)，使用自動(dòng)電壓調(diào)整功能可以維護(hù)電動(dòng)機(jī)的高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。7）通過(guò)外部信號(hào)對(duì)變頻器進(jìn)行啟?？刂频墓δ?變頻器通常都具有通過(guò)外部信號(hào)控制變頻器啟停的功能。 34 設(shè)定方法說(shuō) 明面板給定利用操作面板上的數(shù)字增加鍵和數(shù)字減小鍵進(jìn)行頻率的數(shù)字量給定或調(diào)整預(yù)置

32、給定通過(guò)程序預(yù)置的方法預(yù)置給定頻率。啟動(dòng)時(shí)，按運(yùn)行鍵，變頻器即自行升速到預(yù)置的給定頻率為止。外接給定從控制接線端上，引入外部的電壓信號(hào)或電流信號(hào)進(jìn)行頻率給定，這種方法常用于遠(yuǎn)程控制的情況。所有的變頻器都為用戶提供了可以外接給定控制信號(hào)的輸入端。（2）頻率設(shè)定功能1）給定頻率的設(shè)定方法 與給定信號(hào)對(duì)應(yīng)的變頻器的工作頻率稱為給定頻率，通用變頻器給定頻率的設(shè)定通常采用三種方法，見(jiàn)表435 2）基本頻率fb和最高頻率fmax 電動(dòng)機(jī)的額定頻率稱為變頻器的基本頻率。當(dāng)頻率給定信號(hào)為最大時(shí)，變頻器的給定頻率稱為最高頻率。3）上限頻率fH和下限頻率fL 上限頻率與下限頻率是調(diào)速系統(tǒng)所要求變頻器的工作范圍，根

33、據(jù)調(diào)速系統(tǒng)的工作需要進(jìn)行設(shè)定。設(shè)與fH、fL對(duì)應(yīng)的給定信號(hào)分別是XHXL，則上限頻率的定義是：當(dāng)XXH時(shí)fXfH;下限頻率的定義是：當(dāng)XXL時(shí)，fXfL。如圖所示。36 4）載波頻率 采用PWM技術(shù)的變頻器的輸出電壓是一系列脈沖，輸出脈沖的頻率稱為變頻器的載波頻率。在電動(dòng)機(jī)的電流中，具有較強(qiáng)的載波頻率的諧波分量，它將引起電動(dòng)機(jī)鐵心振動(dòng)而發(fā)出噪聲，或?qū)ν豢刂乒駜?nèi)的其他設(shè)備造成干擾。為降低噪聲或干擾，用戶可在一定范圍內(nèi)調(diào)整載波頻率，但改變載波頻率往往會(huì)影響變頻器的特性。5）點(diǎn)動(dòng)頻率 生產(chǎn)機(jī)械在調(diào)試的過(guò)程中，以及每次新的加工過(guò)程開(kāi)始前，常需要點(diǎn)動(dòng)控制。變頻器可根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)和要求，預(yù)先一次性地

34、設(shè)定一個(gè)點(diǎn)動(dòng)頻率，每次點(diǎn)動(dòng)時(shí)都在該頻率下運(yùn)行，而不必變動(dòng)已經(jīng)設(shè)定好的給定頻率。37 1）升速時(shí)間的設(shè)定 異步電動(dòng)機(jī)在額定頻率和電壓下直接啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流很大。使用變頻器后，由于其輸出頻率可以從很低時(shí)開(kāi)始，頻率上升的快慢可以任意設(shè)定，從而可以有效地將啟動(dòng)電流限制在一定范圍內(nèi)。 不同的變頻器對(duì)升速時(shí)間的定義不太一致，一般分兩種情況：一種是工作頻率從0HZ上升到基本頻率所需時(shí)間；另一種是工作頻率從0HZ上升到最高頻率所需的時(shí)間。各種變頻器都為用戶提供了可在一定范圍內(nèi)任意設(shè)定升速時(shí)間的功能，所規(guī)定的設(shè)定范圍各不相同，最短的為0120s，最長(zhǎng)的可達(dá)06000s。 從減小電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的角度來(lái)說(shuō)，升速時(shí)間

35、應(yīng)設(shè)定得長(zhǎng)一些，但升速時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響系統(tǒng)的工作效率，因此其設(shè)定的基本原則是：在電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流不超過(guò)允許值的前提下，盡可能地縮短升速時(shí)間。38 2）降速時(shí)間的設(shè)定 變頻器降速時(shí)間的定義也有兩種：其一，工作頻率從基本頻率降至0HZ所需的時(shí)間；其二，工作頻率從最高頻率降低到0HZ所需的時(shí)間。所有變頻器中，降速時(shí)間的設(shè)定范圍都和升速時(shí)間相同。 設(shè)定降速時(shí)間時(shí)考慮的主要因素是拖動(dòng)系統(tǒng)的慣性。一般情況下，慣性越大，設(shè)定的降速時(shí)間應(yīng)越長(zhǎng)。39 1）過(guò)電流保護(hù)功能 當(dāng)變頻器由于負(fù)載突變、輸出側(cè)短路等原因出現(xiàn)過(guò)大的電流峰值時(shí)，有可能超過(guò)主電路電力半導(dǎo)體器件的允許值，此時(shí)變頻器可采取保護(hù)措施限制電流值，或切斷主

36、電路的逆變橋，停止變頻器的工作，俗稱為“跳閘”在實(shí)際的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，大部分負(fù)載是經(jīng)常變動(dòng)的，短時(shí)間過(guò)電流也就難以避免。變頻器處理過(guò)電流的原則是盡量不跳閘，為此設(shè)置了防跳閘功能（即防失速功能），只有沖擊電流太大或防跳閘功能不能解決問(wèn)題時(shí)，才迅速跳閘（4）變頻器的保護(hù)功能40 2）過(guò)載保護(hù)功能 此功能主要用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。變頻器的輸出電流超過(guò)額定值，且持續(xù)時(shí)間達(dá)到規(guī)定時(shí)間時(shí)，為了防止變頻器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)被燒毀，變頻器應(yīng)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。過(guò)載保護(hù)需要反時(shí)限特性，由于在變頻器內(nèi)能方便而準(zhǔn)確地檢測(cè)到電動(dòng)機(jī)的工作電流值，并可通過(guò)其內(nèi)部微處理器的運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)反時(shí)限保護(hù)特性，從而大大提高了保護(hù)的正確性與可靠性

37、，可較好地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載預(yù)報(bào)警和過(guò)載保護(hù)。41 3）電壓保護(hù)功能 當(dāng)變頻器由于快速加減速、電源電壓波動(dòng)、電源缺相等原因，出現(xiàn)中間直流電路的電壓值超過(guò)或低于允許值時(shí)，變頻器可采取保護(hù)措施限制電壓值的波動(dòng)或跳閘。由于降速過(guò)快而發(fā)生再生過(guò)電壓時(shí)，變頻器將自動(dòng)延長(zhǎng)降速時(shí)間或自動(dòng)暫停降速，減緩降速過(guò)程，直到電壓回到正常范圍后再恢復(fù)到原設(shè)定的降速狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)欠電壓現(xiàn)象且持續(xù)一段時(shí)間時(shí)，變頻器將停止運(yùn)轉(zhuǎn)。新系列的變頻器在停電時(shí)間極短時(shí)，允許電源自動(dòng)重合閘，變頻器可不必因欠電壓而跳閘。 另外變頻器還具有接地保護(hù)、冷卻風(fēng)扇異常保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)和短路保護(hù)等保護(hù)功能。42 （5）變頻器U/f控制方式的選擇功能 實(shí)際

38、電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，通用變頻器可能拖動(dòng)不同性質(zhì)的機(jī)械負(fù)載，負(fù)載的機(jī)械特性、對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求等各不相同。此時(shí)改變U/f控制方式可使變頻器處于較理想的工作狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能、工作電流小、不易跳閘等目的。1）基本U/f線 基本U/f線給出了與額定電壓UN對(duì)應(yīng)的基本頻率fb的大小，是對(duì)U/f的比值進(jìn)行調(diào)整時(shí)的基準(zhǔn)線，如圖所示。43 2）任選U/f線功能 在U/f控制方式中，變頻器為用戶提供了許多不同補(bǔ)償程度的U/f線，供用戶選定，如圖所示，圖中曲線2和曲線3低于基本U/f線，主要用于風(fēng)機(jī)和水泵一類低速時(shí)阻抗轉(zhuǎn)矩很小的負(fù)載。441、變頻器的主要技術(shù)參數(shù)：變頻器的主要技術(shù)參數(shù)有輸出容量、額定輸出頻率與輸出頻率調(diào)節(jié)

39、范圍等。（1）輸出容量：GB12688-1990中規(guī)定輸出容量為視在功率，以kVA為單位； 行業(yè)協(xié)議：變頻器的型號(hào)規(guī)定中均標(biāo)以所適用的電動(dòng)機(jī)功率（kW）數(shù)。（2）額定輸出電壓等級(jí)：變頻器輸出額定電壓，最大不超過(guò)輸入線電壓值。（3）額定輸出頻率與輸出頻率調(diào)節(jié)范圍：在我國(guó)，一般工業(yè)用電設(shè)備的額定頻率為50Hz。至于頻率的調(diào)節(jié)范圍，不同型號(hào)的通用變頻器給出的可調(diào)頻率范圍不同，一般是0.5400Hz以上已屬中頻。452、環(huán)境條件與基本要求： （1）環(huán)境條件： GB126681990把環(huán)境條件分為正常工作條件與非正常工作條件兩類。正常工作條件包括環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、氣體污染、振動(dòng)、海拔、輸入電源情況（波

40、動(dòng)、對(duì)稱度）等。非正常工作條件包括非正常的沖擊、振動(dòng)、高溫、高濕等。（2）基本要求：對(duì)變頻器的基本要求，包括對(duì)部件及附件的一般要求、過(guò)載能力、額定輸出電壓、輸出電壓的不對(duì)稱度、額定輸出頻率、頻率調(diào)節(jié)范圍、頻率穩(wěn)定精度、壓頻比、效率、頻率等共25項(xiàng)。達(dá)到這些要求，對(duì)保證變頻器具有良好的技術(shù)參數(shù)、運(yùn)行可靠是十分重要的。463、通用變頻器的技術(shù)規(guī)范： 技術(shù)規(guī)范通常包括變頻器型號(hào)、容量、電流、調(diào)頻范圍、頻率精度、過(guò)載容量、控制方式、保護(hù)功能、顯示功能，適用電動(dòng)機(jī)種類、容量、工作電源額定電壓、額定頻率、冷卻和安裝方式、使用環(huán)境要求等。（1）變頻器的額定參數(shù)： 1）輸入側(cè)的額定數(shù)據(jù)：電壓與相數(shù)：在我國(guó)，中

41、小容量變頻器主要有以下幾種： A） 三相380V，絕大多數(shù)是這樣。 B）三相220V，主要用于某些進(jìn)口設(shè)備中。 C）單相220V，主要用于家用電器中。頻率：常見(jiàn)的有50HZ和60HZ 兩種。472）輸出側(cè)的額定數(shù)據(jù)：輸出電壓UN：變頻器輸出電壓的額定值是指輸出電壓中的最大值。在大多數(shù)情況下，就是輸出頻率等于電動(dòng)機(jī)額定頻率時(shí)的輸出電壓值。通常，輸出電壓的額定值總是和電動(dòng)機(jī)額定電壓相等。輸出電流IN：指允許長(zhǎng)時(shí)間輸出的最大電流，是用戶組選擇變頻器時(shí)的主要依據(jù)。輸出容量SN：SN的大小取決于UN和IN的乘積，即配用電動(dòng)機(jī)容量PN：作為變頻器與電動(dòng)機(jī)之間適配依據(jù)的一個(gè)數(shù)據(jù)，這種適配關(guān)系只是對(duì)連續(xù)不負(fù)載

42、才是完全適用的。對(duì)于變動(dòng)負(fù)載、斷續(xù)負(fù)載或短時(shí)負(fù)載來(lái)說(shuō)，必須注意電動(dòng)機(jī)所允許的短時(shí)間過(guò)載電流與變頻器額定電流之間矛盾配合問(wèn)題。過(guò)載能力：指變頻器的輸出電流超過(guò)額定電流的允許范圍和時(shí)間。483）變頻器的頻率指標(biāo)：頻率范圍：即變頻器輸出的最高頻率fmax和最低頻率fmin。頻率精度：即變頻器輸出頻率的準(zhǔn)確程度。頻率分辨率：指輸出頻率的最小改變量，即每相鄰兩檔輸出頻率之間的最小差值。49（2）變頻器各部分的電流： 1）變頻器的輸入電流：2）變頻器的直流電流：在變頻器內(nèi)，由于中間有直流電流，其感性電流并不是真正和電源交換而是和直流電路內(nèi)的濾波電容進(jìn)行交換。電流的大小與頻率成正比。 3）變頻器的輸出電流：

43、變頻器的輸出電流就是電動(dòng)機(jī)電流。 變頻器的輸出電流取決于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，而輸入電流則取決于其輸出功率。50 變頻器的選擇包括類型的選擇、容量的選擇和外圍設(shè)備的選擇三方面。（1）變頻器類型的選擇 根據(jù)控制功能可將通用變頻器分為三種類型：普通功能型U/f控制變頻器、具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能型U/f控制變頻器和矢量控制高性能型變頻器，變頻器類型的選擇，要根據(jù)負(fù)載的要求來(lái)進(jìn)行。 1） 風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載，低速下負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小（為平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載），通?？梢赃x擇普通功能型。4、變頻器的選擇：512）恒轉(zhuǎn)矩類負(fù)載，例如擠壓機(jī)、攪拌機(jī)、傳送帶、起重機(jī)的平移機(jī)構(gòu)、起重機(jī)的提升機(jī)構(gòu)和提升機(jī)等，有以下兩種情況：采用普通功能型變頻

44、器。為了保證低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩調(diào)速，常需要采用加大電動(dòng)機(jī)的變頻器容量的辦法。，以提高低速轉(zhuǎn)矩。采用比較理想的具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能型U/f控制變頻器，實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的恒速運(yùn)行。這種變頻器的低速轉(zhuǎn)矩大，靜態(tài)機(jī)械特性硬度大，不怕沖擊負(fù)載，具有挖土機(jī)的特性，且性能價(jià)格比較高。52（2）變頻器容量的選擇 變頻器的容量通常采用額定輸出電流（A）,輸出容量（kVA）適用電動(dòng)機(jī)功率（kW）表示。 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)4級(jí)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)到連續(xù)恒定負(fù)載，變頻器的容量可根據(jù)適用電動(dòng)機(jī)的功率選擇。對(duì)于其他級(jí)數(shù)的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載、斷續(xù)負(fù)載和短時(shí)負(fù)載，因其額定電流比標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)大，不能根據(jù)適用電動(dòng)機(jī)的功率選擇變頻器容量。變頻器的容量應(yīng)按運(yùn)行

45、過(guò)程中可能出現(xiàn)的最大工作電流來(lái)選擇，即 IN =Immax式中 IN 變頻器額定電流，A； IMmax 電動(dòng)機(jī)的最大工作電流。53（3）變頻器外圍設(shè)備及其選擇 在選定了變頻器后，下一步的工作就是根據(jù)需要選擇與變頻器配合工作的各種周邊設(shè)備。正確選擇變頻器周邊設(shè)備可以達(dá)到保證變頻器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠正常工作、提供對(duì)變頻器和電動(dòng)機(jī)的保護(hù)、減少對(duì)其他設(shè)備的影響等目的。外圍設(shè)備通常是指配件，分為常規(guī)配件和專用配件。圖21中斷路器和接觸器是常規(guī)設(shè)備；交流電抗器、濾波器、制動(dòng)電阻、直流電抗器和輸出交流電抗器是專用配件。541）常用常規(guī)配件的選擇 由于變頻器調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流可控制在較小范圍內(nèi)，因此電源側(cè)

46、斷路器的額定電流可按變頻器的額定電流來(lái)選用。 接觸器選用方法與斷路器相同。使用時(shí)應(yīng)注意：不要用交流接觸器進(jìn)行頻繁地啟動(dòng)或停止（變頻器輸入回路的開(kāi)關(guān)壽命大約為10萬(wàn)次）；不能用電源側(cè)的交流接觸器停止變頻器。 變頻器內(nèi)部、電動(dòng)機(jī)內(nèi)部及輸入輸出引線均存在對(duì)地靜電電容，且變頻器所使用的載波頻率較高，因此變頻器的對(duì)地漏電流較大，有時(shí)甚至?xí)?dǎo)致保護(hù)電路誤動(dòng)作。若需要使用漏電保護(hù)器時(shí)，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：一是漏電保護(hù)器應(yīng)設(shè)于變頻器的輸入側(cè)，置于斷路器之后；二是漏電保護(hù)器的動(dòng)作電流應(yīng)大于該線在工頻電源下不使用變頻器時(shí)漏電流的10倍。552）專用配件的選擇 專用配件的選擇應(yīng)以變頻器廠家提供的變頻器使用手冊(cè)中的要求為

47、依據(jù)，不可盲目選取。565、變頻器的安裝和拆卸常識(shí)：（1）安裝場(chǎng)所要求和管理：1）搬運(yùn)時(shí)，請(qǐng)托住機(jī)體的底部。只拿住面板，有主體下落砸腳受傷的危險(xiǎn)。2）請(qǐng)安裝在金屬等不易燃燒的材料上，安裝在易燃材料上，有火災(zāi)的危險(xiǎn)。3）兩臺(tái)以上的變頻器安裝在同一控制柜內(nèi)時(shí)，請(qǐng)?jiān)O(shè)置冷卻冷風(fēng)扇，并使進(jìn)風(fēng)口的空氣溫度保持在40以下，由于過(guò)熱，會(huì)引起火災(zāi)及其他事故。57（58（3）安裝防范措施： 安裝作業(yè)時(shí)，請(qǐng)將變頻器蓋上防塵罩。鉆孔等產(chǎn)生的金屬碎片切勿落入變頻器內(nèi)部。安裝結(jié)束后，請(qǐng)撤去防塵罩。（4）安裝方向和空間： 1）整體安裝 為使冷卻循環(huán)效果良好，必須將變頻器安裝在垂直方向，其上下左右與相鄰的物品或擋板（墻）必須

48、保持足夠的空間，請(qǐng)參考變頻器安裝說(shuō)明書(shū)。 2）遠(yuǎn)控鍵盤(pán)和端子等安裝及拆卸 59 當(dāng)變頻器的安裝場(chǎng)所與操作場(chǎng)所不在一起時(shí)，可采用遠(yuǎn)控鍵盤(pán)及其延長(zhǎng)電纜實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)控鍵盤(pán)和端子連線的步驟如下：取下端子外罩，用螺絲刀取下外罩的固定螺絲，按照箭頭所示的方向抬起端子外罩，取下端子外罩。連接遠(yuǎn)控鍵盤(pán)、延長(zhǎng)電纜和端子，將遠(yuǎn)控鍵盤(pán)延長(zhǎng)電纜、控制回路電纜和主回路電纜分別從橡膠套圈的出線孔引出，當(dāng)遠(yuǎn)控鍵盤(pán)延長(zhǎng)電纜超過(guò)10m時(shí)，外接遠(yuǎn)控鍵盤(pán)+5V/500mA的輔助電源。遠(yuǎn)控鍵盤(pán)、延長(zhǎng)電纜和端子連接。安裝端子外罩。遠(yuǎn)控鍵盤(pán)和端子接線作業(yè)結(jié)束時(shí)，按取下端子外罩的逆順序安裝好。即將端子外罩的卡口嵌入箱體的卡槽內(nèi)，并用力壓端子外罩的底部，直聽(tīng)到“卡嚓”一聲，然后，用螺絲刀緊固端子外罩的螺釘。606、變頻器的故障診斷： 當(dāng)變頻器發(fā)生異常時(shí)，LED數(shù)碼管和LCD液晶顯示器將顯示對(duì)應(yīng)故障的功能代碼及其內(nèi)容、故障繼電器動(dòng)作、變頻器停止輸出，發(fā)生故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)若在旋轉(zhuǎn)，將會(huì)自由停車，直至停止旋轉(zhuǎn)。 一般變頻器故障及措施：見(jiàn)下表。61故 障措 施驅(qū)動(dòng)電路故障（SC）1.變頻器三相輸出相間或?qū)Φ囟搪?.通常原因，實(shí)施相應(yīng)對(duì)策后復(fù)位2.功率模塊同橋臂