變頻技術(shù)講座

變頻器應(yīng)用主講：魏志遠(yuǎn)提綱一、為什么要講變頻器？二、為什么要用變頻器？三、怎么使用變頻器？四、變頻器的原理是什么？五、如何做好變頻器的日常管理及維修？六、對(duì)變頻器諧波的應(yīng)對(duì)？一、為什么要講變頻器？1、實(shí)際生產(chǎn)的需要。2、提高我們電工自身素質(zhì)的需要。3、提高我們企業(yè)用電管理水平的需要。二、為什么要用變頻器？應(yīng)用目的是多方面的：1、滿足生產(chǎn)工藝的要求，優(yōu)化生產(chǎn)工藝。2、節(jié)能3、延長工藝上其他設(shè)備的維修周期和使用壽命。4、節(jié)省配變?nèi)萘俊?、保證安全。1、滿足生產(chǎn)工藝的要求，優(yōu)化生產(chǎn)工藝。水源井清水罐高架罐喂水泵萬方罐生活區(qū)發(fā)電站回水罐注水泵5.5KW水源井萬方罐生活區(qū)發(fā)電站回水罐注水泵出口0.3MPa1、滿足生產(chǎn)工藝的要求，優(yōu)化生產(chǎn)工藝。H壓力閥開小H2A2管阻R1閥開大H1A1H3A3HSOQ2Q1Q流量管阻R22、節(jié)能。三、怎樣使用變頻器？1、了解變頻控制系統(tǒng)：將變頻器視為一個(gè)普通電氣元件，比如說看做一只多功能的接觸器，著重了解他的外設(shè)主回路及控制回路。要做到會(huì)設(shè)計(jì)、會(huì)維修。2、正確選型及安裝。1、了解變頻控制系統(tǒng)1、了解變頻控制系統(tǒng)1、了解變頻控制系統(tǒng)1、了解變頻控制系統(tǒng)1、了解變頻控制系統(tǒng)1、了解變頻控制系統(tǒng)正確的把握變頻器驅(qū)動(dòng)的機(jī)械負(fù)載對(duì)象的轉(zhuǎn)速——轉(zhuǎn)矩特性，是選擇電動(dòng)機(jī)及變頻器容量、決定其控制方式的基礎(chǔ)。機(jī)械負(fù)載包羅萬象，但歸納其轉(zhuǎn)速——轉(zhuǎn)矩特性，主要有以下三大類：

1、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：傳輸帶、攪拌機(jī)、擠壓成形機(jī)、吊車等；

2、平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載：風(fēng)扇、風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載；

3、恒功率負(fù)載：機(jī)床主軸、卷揚(yáng)機(jī)等；正確選用變頻器（1）1、驅(qū)動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載即使轉(zhuǎn)速變化，電動(dòng)機(jī)的電流也基本不變，低速時(shí)由于同軸冷卻效果變差，電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，需考慮加裝冷卻風(fēng)扇或增大電機(jī)容量。驅(qū)動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載設(shè)備，為保證低頻時(shí)也能夠得到足夠大的啟動(dòng)力矩，必須進(jìn)行低頻轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，加大低頻區(qū)域的電壓提升值，但是，在空載或輕載低速穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，如低頻電壓補(bǔ)償過大，則電機(jī)磁路將飽和，勵(lì)磁電流急劇增加，電機(jī)會(huì)發(fā)生過熱、振動(dòng)、噪音等，變頻器過載功能也會(huì)動(dòng)作，因此選擇恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的低頻補(bǔ)償特性需注意。設(shè)置原則：1、在負(fù)載能平穩(wěn)啟動(dòng)的前提下，盡量調(diào)低。2、若啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)過流甚至跳閘，則將該參數(shù)由小至大慢慢提升到滿足要求即可。正確選用變頻器（2）2、驅(qū)動(dòng)平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載 隨著轉(zhuǎn)速的降低，所需轉(zhuǎn)矩以平方的比例下降，低頻時(shí)負(fù)載電流小，電機(jī)過熱現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生；但有些負(fù)載的慣量大，必須設(shè)定長的加速時(shí)間，或再啟動(dòng)時(shí)的大轉(zhuǎn)矩引起的沖擊，因此選型時(shí)需考慮裕量； 另：當(dāng)電機(jī)以超出基頻轉(zhuǎn)速以上的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，負(fù)載所需的動(dòng)力隨轉(zhuǎn)速的提高而急劇增加，易超出電機(jī)與變頻器的容量，將導(dǎo)致運(yùn)行中斷或電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重。3、驅(qū)動(dòng)恒功率負(fù)載 在基頻轉(zhuǎn)速以上的范圍內(nèi)，可通過變頻器控制輸出電壓為定值，使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩為恒功率；在基頻轉(zhuǎn)速以下，由于電機(jī)的輸出功率與轉(zhuǎn)速成正比，電機(jī)轉(zhuǎn)矩正比于磁通與電流，在低頻段，為確保大轉(zhuǎn)矩需求，需要加大磁通與電流的量，因此將加大電機(jī)與變頻器的容量。正確選用變頻器（3）4、驅(qū)動(dòng)四象限運(yùn)行的負(fù)載 驅(qū)動(dòng)四象限的負(fù)載時(shí)，必須考慮能量回饋問題，在回饋制動(dòng)頻繁的場(chǎng)合，需特別注意制動(dòng)電阻容量的選定，同時(shí)，抱閘動(dòng)作時(shí)序及制動(dòng)力矩大小問題值得關(guān)注。外接制動(dòng)組件包括兩個(gè)部分：1、制動(dòng)電阻；2、制動(dòng)單元一般可參考說明書提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，如需加強(qiáng)制動(dòng)效果、縮短制動(dòng)時(shí)間，可自行確定，原則如下：

A、制動(dòng)電流IB不得超過變頻器的額定電流IN，初選時(shí)，應(yīng)按IB≤（1/3～1/2）IN

來確定制動(dòng)電阻；

RB≥UDmax/(1/3～1/2）IN

其中，UDmax是在電源電壓允許波動(dòng)的范圍內(nèi)，當(dāng)再生制動(dòng)開始時(shí)，直流電壓可能出現(xiàn)峰值，在電源電壓為380V時(shí)，UDmax可按710V計(jì)算。

B、在制動(dòng)效果滿足前提下，RB的值應(yīng)盡量選大一些，功率也大些。變頻器的選型（4）5、驅(qū)動(dòng)脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩負(fù)載 往復(fù)式壓縮機(jī)中，利用曲軸將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成往返運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩隨曲軸的角度而變動(dòng)，電機(jī)電流隨負(fù)載的變動(dòng)而產(chǎn)生大的脈動(dòng)，如脈動(dòng)電流的尖峰達(dá)到使變頻器防失速功能動(dòng)作的值，變頻器失速功能動(dòng)作，無法滿足加速等要求，且可能進(jìn)入變頻器保護(hù)。 在這種場(chǎng)合下，可加大飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，平滑脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但此時(shí)要求加減速時(shí)間延長，如用戶要求減速時(shí)間短，則需考慮制動(dòng)單元裝置。6、驅(qū)動(dòng)沖擊負(fù)載 對(duì)于沖壓機(jī)械等利用離合器開合的負(fù)載機(jī)械，重負(fù)載被瞬間加上，電機(jī)轉(zhuǎn)速瞬間下降，電流急劇增加，為避免變頻器過流保護(hù)，應(yīng)增加變頻器容量和加裝大飛輪等措施。變頻器的選型（5）7、驅(qū)動(dòng)大慣性負(fù)載 離心機(jī)等慣性負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，加速時(shí)間應(yīng)設(shè)定長些，如要求加速時(shí)間短，則要增加變頻器容量；在減速過程中存在回饋能量，因此，為減小減速時(shí)間，需加裝制動(dòng)單元裝置。8、驅(qū)動(dòng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備 對(duì)于木工機(jī)械、機(jī)床、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、真空泵等設(shè)備采用高速電機(jī)，通用變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)，電機(jī)波形失真較大，易發(fā)生電機(jī)過熱、變頻器過流、加速失速等保護(hù)，需增大變頻器容量，同時(shí)考慮在輸出側(cè)加電抗器。9、驅(qū)動(dòng)大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩負(fù)載 對(duì)于擠壓成形機(jī)、搬運(yùn)機(jī)械等設(shè)備，要求大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此，考慮低頻電壓補(bǔ)償值的大小是關(guān)鍵，通常設(shè)定值可按前述內(nèi)容處理，我們也可采取以下措施：

A、增加電機(jī)級(jí)對(duì)數(shù)；

B、增大變頻器容量。變頻器的選型（6）變頻器的選型（7）變頻器選型最關(guān)鍵的依據(jù)是所驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定電流。一般應(yīng)保證變頻器的額定電流大于等于電機(jī)的額定電流。一些特殊電機(jī)額定電流要比同容量的普通電機(jī)大，如：

——多極電機(jī)（6極、8極、10極等）

——潛水電動(dòng)機(jī)

——同步電動(dòng)機(jī)

——繞線式異步電動(dòng)機(jī)變頻器的選型（8）——若用一臺(tái)變頻器同時(shí)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電機(jī)，變頻器的額定電流要大于所有電機(jī)額定電流總和的1.1～1.2倍?！獙?duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，要選用G型的變頻器；P型變頻器適用于普通的風(fēng)機(jī)和離心式水泵等負(fù)載。（羅茨風(fēng)機(jī)、螺桿泵、泥漿泵、往復(fù)式柱塞泵等則要用G型）——當(dāng)負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，且有過載需求時(shí)，以及恒功率負(fù)載，變頻器的容量應(yīng)增大一檔。——若要求超靜音運(yùn)行，變頻器處于高載頻運(yùn)行，選擇變頻器時(shí)需考慮降額問題。 載頻超過出廠設(shè)定值，每超過1K，降額5%；變頻器的選型（9）——若環(huán)境溫度較高，超過40℃要求，變頻器要降額使用；溫度每升高1℃，降額5%；——在海拔高度超過1000米的地區(qū)，由于空氣稀薄造成變頻器的散熱效果變差，有必要降額使用。安裝環(huán)境1、環(huán)境溫度：-10~40攝氏度(-20℃～60℃儲(chǔ)存)2、環(huán)境濕度：20~90%RH，無結(jié)露3、振動(dòng)：<5.9m/s2(0.6G)4、氣體雜質(zhì)：無腐蝕性、爆炸性氣體，無金屬粉塵，少塵埃5、海拔高度：<1000m，否則要降額使用變頻器的安裝（1）一、變頻器與電動(dòng)機(jī)的距離

TD系列變頻器在裕量方面已作了充分考慮，基本能滿足100m以內(nèi)的接線距離的要求。如果客觀要求必須長距離運(yùn)行，則要加入抑制高次諧波的交流電抗器。既可防止電機(jī)的損壞，還可吸收電機(jī)的噪音。安裝距離（1）變頻器的安裝（2）安裝距離（2）二、變頻器與控制室的距離1、采用電壓信號(hào)（0~10V）

使用屏蔽電纜，也只能在20~30m；用雙絞線距離更短。2、采用電流信號(hào)（4~20mA）

用屏蔽電纜，可達(dá)80~100m。3、用RS232通訊口距離限制在15~20m以內(nèi)。4、采用RS485通訊口距離可達(dá)1200m（波特率為9600bps）。變頻器的安裝（3）變頻器的接線布線時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：1、動(dòng)力電源線與控制信號(hào)線要分開（最好有

10cm以上的間隔）或垂直交叉。2、對(duì)主回路配線前應(yīng)檢查電纜的線徑是否符合要求。3、信號(hào)線必須用屏蔽線或雙絞線。4、在連線時(shí)特別注意模擬信號(hào)線的極性。5、使用智能輸出端子控制外接繼電器時(shí)，要在繼電器線圈兩端加裝浪涌吸收二極管。變頻器的安裝（4）關(guān)于系統(tǒng)的抗干擾能力為提高系統(tǒng)的抗干擾能力，可采取以下辦法：1、加裝動(dòng)力濾波電抗器或干擾抑制器2、將變頻器、電機(jī)的接地端子牢固接地3、控制線要有可靠屏蔽層，與動(dòng)力線分開4、電機(jī)外殼接地5、變頻器進(jìn)線端加裝改善功率因數(shù)的電抗器6、計(jì)算機(jī)供電和變頻器等動(dòng)力裝置的供電分開，不共用一個(gè)變壓器。變頻器的安裝（5）三、變頻器的原理是什么？以學(xué)習(xí)簡(jiǎn)易原理為主，有興趣，可以拓展知識(shí)面，往深層次學(xué)習(xí)及鉆研。概念：把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC）。再把直流電（DC）變換為交流電（AC）的裝置，其科學(xué)術(shù)語為“inverter”(逆變器)。由于變頻器設(shè)備中產(chǎn)生變化的電壓或頻率的主要裝置叫“inverter”，故該產(chǎn)品本身就被命名為“inverter”，即變頻器。

也有人稱VVVF。是VariableVoltageandVariableFrequency的縮寫，意為改變電壓和改變頻率，也就是人們所說的變壓變頻。還有稱VFD、VSD。主電路部分由整流、濾波、逆變器三部分組成為交變頻器。見左圖整流部分為三相橋式可控硅整流電路，三個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂是二只硅二極管制成的模塊。當(dāng)輸入電壓為380V～480時(shí)，整流后的直流電壓510～650V；當(dāng)輸入電壓為500V～600時(shí)，整流后的直流電壓675～810V；當(dāng)輸入電壓為660V～690時(shí)，整流后的直流電壓890～930V。變頻器是變壓變頻裝置，其特點(diǎn)是保持電壓與頻率比V/F為常數(shù)，即變頻的同時(shí)變壓。交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為：

N=60F（1-S）/P式中N——電機(jī)轉(zhuǎn)速r/minF——定子供電頻率HzP——極對(duì)數(shù)S——轉(zhuǎn)差率由上式可見，交流變頻器的調(diào)速原理為：如均勻的改變電機(jī)的最大供電頻率F，則可平滑的改變電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，在許多場(chǎng)合為了保持調(diào)速時(shí)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩不變，需要保持電樞的磁通量恒定，因此要求定子供電電壓也做相應(yīng)的調(diào)整，變頻器即可實(shí)現(xiàn)此功能。工頻電源通過整流變成固定的直流電壓，然后經(jīng)大功率晶體管逆變成波形是脈寬調(diào)制波，電壓和頻率可以調(diào)節(jié)的交流電源，電源輸出近似于正弦波，故可用于驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)或?qū)Ｓ米冾l電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。濾波器整流后的直流電壓，有6倍于電源電壓的脈動(dòng)，經(jīng)濾波后，使波形平直穩(wěn)定，P7的75kW以下，采取電容濾波，以55kW為例：用六只4700uF450V電解電容，兩只串聯(lián)后再三組并聯(lián)，總電容量為7075uF。95kW以上，再串DC電抗器。因?yàn)V波電容很大，故直流回路電壓基本不受電機(jī)負(fù)載影響，大體保持恒定不變，相當(dāng)于電壓源在工作，故此類變頻器稱電壓源型。R是限流電阻，電壓充到80%左右，接點(diǎn)閉合，將R短路。F—快速熔斷器，當(dāng)GTR意外短路毀壞時(shí)，保護(hù)上級(jí)。制動(dòng)回路，在再生制動(dòng)區(qū)使用，如不停產(chǎn)測(cè)試。逆變器是由大功率晶體管GTR（IGBT）組成的三相橋式全控逆變電路，已制成“達(dá)林頓”功率模塊，在矢量控制式SPWM信號(hào)的控制下，將直流電源變成頻率、電壓都可調(diào)的交流電源，頻率范圍0.5~400Hz，頻率控制精度0.1Hz，額定輸出電壓電源電壓。控制部分采用大型化的多層印刷線路板，全專用大規(guī)模集成電路，新型基極驅(qū)動(dòng)膜電路，2個(gè)16位單片計(jì)算機(jī)，主機(jī)用于轉(zhuǎn)矩計(jì)算，子機(jī)用于數(shù)據(jù)處理?？刂撇糠止卜譃椋河?jì)算機(jī)數(shù)字控制電路：接收到輸入的控制信號(hào)后經(jīng)過運(yùn)算、判斷、完成控制指令，生成矢量控制指令SPWM信號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)電路，控制IGBT的通、斷。保護(hù)電路：通過霍爾效應(yīng)電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器，形成完整可靠的保護(hù)系統(tǒng)，如過壓、欠壓、過流、逆變器過載，電機(jī)過載等。設(shè)定顯示裝置——觸摸面板：主要用于數(shù)據(jù)顯示和參數(shù)設(shè)定及修改。數(shù)字/模擬量輸入/輸出電路：可以采用數(shù)字或者模擬輸入數(shù)據(jù)方式進(jìn)行運(yùn)行操作，也可向提供數(shù)字量或者模擬量的數(shù)據(jù)與指令。變頻器控制信號(hào)的調(diào)制方式基本可以分為兩類：脈沖幅度調(diào)制（PAM），簡(jiǎn)稱脈幅調(diào)制；脈沖寬度調(diào)制（PWM），簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制。參考信號(hào)Vr為正弦波的叫做正弦波寬度調(diào)制，簡(jiǎn)稱SPWM，。產(chǎn)生的調(diào)制波是一系列等幅等距而不等寬的脈沖列，各脈沖之間等距而脈寬和正弦曲線下的積分面積成正比，脈寬基本上成正弦分布，輸出電壓的大小和頻率均由正弦參考電壓Vr來控制。當(dāng)改變Vr的幅值時(shí)，脈寬隨之改變，從而改變輸出電壓的大小，當(dāng)改變Vr的頻率時(shí)，輸出頻率即隨之改變。但要注意正弦波的幅值Vrm必須小于等腰三角形的幅值Vcm，否則就得不到脈寬與其對(duì)應(yīng)正弦波下的積分面積成正比這一關(guān)系。輸出電壓的大小和頻率就將失去所要求的配合關(guān)系。SPWM調(diào)制變頻器輸出的為準(zhǔn)正弦波，比脈幅調(diào)制（PAM）和脈寬調(diào)制（PWM）更接近正弦波，諧波分量大為減少，噪音、振動(dòng)都已壓縮到允許的程度，對(duì)電機(jī)的運(yùn)行影響已經(jīng)很小，但還不夠理想，目前最理想的一種控制方式是矢量（磁通）控制式SPWM，簡(jiǎn)稱矢量控制——就是將異步電機(jī)經(jīng)過坐標(biāo)變換等效成直流電機(jī)，模仿直流電機(jī)的控制方式控制異步電機(jī)，達(dá)到與直流機(jī)相同的控制性能。變頻器調(diào)制信號(hào)在控制上采用對(duì)SPWM電壓進(jìn)行修正計(jì)算加以控制，以得到標(biāo)準(zhǔn)圓的磁通旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這種方法稱電壓矢量控制。右上圖為SPWM旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)圖，可以看出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，是一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)園圖。右下為矢量控制的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)圖，是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)園圖，使電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，噪音小，低頻特性好，且在電源電壓和負(fù)載發(fā)生變動(dòng)時(shí)，仍能使輸出穩(wěn)定具有較高的頻率精度?！?-4V/F曲線U=E=4.44f×N×K×Φ。其中：U是電源電壓

E是定子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

f是電源頻率，N為繞組線圈匝數(shù)

k為繞組分布系數(shù)

Φ為磁通量從這個(gè)公式我們可以看出，如果減小f的話，要保證電源U不變，那么Φ必然變大，因?yàn)殡姍C(jī)的磁路設(shè)計(jì)都是按照一定的磁通量設(shè)計(jì)的，如果Φ增大，那么磁路有可能就進(jìn)入了飽和狀態(tài)，所以必須保證Φ為恒定，所以相應(yīng)的也應(yīng)該減小電源電壓U，同理，f增大，U也要增大，我們必須保證u/f為一個(gè)常量。所謂變頻變壓，是要求輸出電壓大小和輸出頻率有一定的配合關(guān)系。反映這種關(guān)系的曲線稱為V/F曲線，對(duì)應(yīng)不同的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，有不同的V/F曲線，如圖2-5所示（為富士變頻器的V/F曲線圖），共有25種模式可供選擇。模式(0)和①適用于低減轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如風(fēng)機(jī)或泵類使用，這樣可以改善其振動(dòng)，噪音及效率等特性。②的特性為頻率在0～fbase/3之間，電壓V與頻率F的平方成正比關(guān)系。③的特性為所有頻率內(nèi)V/F=常數(shù)。④~(20)的特性為在低頻0～fbase/3之間增大V/F比來提升轉(zhuǎn)矩。變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，可以說是突飛猛進(jìn)，日新月異。1、隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速器的關(guān)鍵元件逆變器的功率管已歷經(jīng)三代由早期的SDR（可控硅），到現(xiàn)在的GTR（巨型晶體管），GTO（門極可關(guān)斷晶閘管）、IGBT（場(chǎng)控晶體管）、MCT（場(chǎng)控晶閘管）、BIT（靜電感應(yīng)晶體管）、SIIH（靜電感應(yīng)晶閘管），直到集功率、邏輯、傳感、測(cè)量、保護(hù)單元于一體的智能功率模塊——斯瑪特功率集成電路。GTR的最大容量已達(dá)到670kW。GTO元件最大已達(dá)4500V，3000A。1200V，300A以下，已經(jīng)模塊化。2、專用單片計(jì)算機(jī)及大規(guī)模集成電路。單片機(jī)由78年的幾位，發(fā)展到82年的16位，使得高性能變頻器（轉(zhuǎn)差閉環(huán)、矢量控制），有了強(qiáng)有力的控制手段。特別是32位數(shù)字信號(hào)處理器的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)（交流伺服系統(tǒng)）的頻率分辨率和快速響應(yīng)性能都有了很大的提高。專用的大規(guī)模集成電路PWM或SPWM調(diào)制發(fā)生器被廣泛應(yīng)用于變頻器上。3、由于專用大規(guī)模集成電路的發(fā)展，使逆變器的調(diào)制技術(shù)也有了很大發(fā)展。由PAM（脈幅調(diào)制）到PWM（脈寬調(diào)制）再到SPWM（正弦波脈寬調(diào)制）直到現(xiàn)在的矢量控制—SPWM，使調(diào)制技術(shù)達(dá)到了完美的程度。4、美、英、法、日、韓等國生產(chǎn)的變頻器品牌很多，一代勝過一代，僅日本的產(chǎn)品，我們選用的就有三肯、日立、富士、東芝、安川，其中富士的就由G5/P5～G7/P7到現(xiàn)在的G11/P11，總的趨勢(shì)是功率越來越大，體積越來越小，控制精度更細(xì)，功率更加完善，新產(chǎn)品中還包容了PID調(diào)節(jié)器，使其適用范圍更加廣泛，更能滿足復(fù)雜的工藝要求。五、如何做好變頻器的日常管理及維修？1、日常管理：日常檢查、定期檢查、簡(jiǎn)易元件更換2、維修：

若不進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)與檢查，就不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常和故障，從而導(dǎo)致事故發(fā)生，在檢查之前請(qǐng)進(jìn)行以下作業(yè)：（1）切斷輸入電源（OFF）；（2）經(jīng)過10分鐘以上時(shí)間后，確認(rèn)CHARE充電燈已熄滅；（3）使用能測(cè)定直流高壓（DC800V以上）的萬用表。日常檢查電子元件怕熱，所以盡可能地使周圍的環(huán)境溫度低一些，保持良好的通風(fēng)狀態(tài)，長久使用也不堆積灰塵的良好環(huán)境是使裝置能夠長久使用的關(guān)鍵。（1）檢查塵埃、溫度、氣體、感覺有不良之處即使進(jìn)行改善；（2）檢查有無水以及其它液體滴漏的痕跡；（3）檢查主機(jī)周圍溫度，不得高于50℃；（4）檢查有無異常的振動(dòng)、噪音發(fā)生，必要時(shí)停止設(shè)備運(yùn)行，打開機(jī)柜門，檢查變壓器、電抗線圈、接觸器、繼電器及冷風(fēng)排風(fēng)扇等；（5）在運(yùn)行中檢查負(fù)載電流是否在額定的指標(biāo)之中，檢查電壓，溫度是否與正常數(shù)據(jù)有較大差別。定期檢查根據(jù)使用情況，每三個(gè)月到六個(gè)月進(jìn)行一次定期檢查。（1）檢查接線端子是否松動(dòng)，使用工具加以緊固；檢查接線鉚接處是否有不良情況，是否有過熱痕跡；檢查電線、電纜是否有損傷；掃除灰塵、垃圾，要用吸塵器將灰塵、垃圾清除。掃除時(shí)，要注意通風(fēng)口，印刷電路板等，如附有灰塵，則可能發(fā)生意想不到的事故，一定重視清潔問題；長時(shí)間停止使用時(shí)，應(yīng)該每兩年進(jìn)行一次通電工作，檢查其動(dòng)作情況，最好是將電機(jī)拆離，通電五小時(shí)以上，工頻電網(wǎng)電源通過滑線變壓器緩緩地提高輸入電壓進(jìn)行通電；非專業(yè)人員對(duì)主機(jī)不要進(jìn)行絕緣試驗(yàn)，一定將U.V.W的連線拆開，對(duì)電機(jī)本身進(jìn)行試驗(yàn)；注意檢查電壓與溫度和日常的電壓與溫度比較。變頻器主機(jī)元器件的更換變頻器半導(dǎo)體元件開始，由很多電子元件構(gòu)成，以下所列元器件、零部件在結(jié)構(gòu)上或物性上會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象，若放置不同，會(huì)使變頻器性能降低。為防止萬一，有必要進(jìn)行定期檢查。元器件的耐用期限與周圍溫度和使用條件有關(guān)，以下所提到元器件的耐用期是在正常的環(huán)境情況下被使用的：冷卻風(fēng)扇冷卻發(fā)熱元件的冷卻風(fēng)扇的壽命約為三萬小時(shí)（連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)2-3年）若有異常聲音或異常振動(dòng)的情況發(fā)生時(shí)，有必要更換。濾波電容器用于主回路的直流部分濾波用的鋁電解電容器，由于脈動(dòng)電流等的影響，特性容易劣化，在通常情況下使用，大約五年左右就有必要更換。檢查事項(xiàng)的外觀判斷標(biāo)準(zhǔn)有無液體漏出。安全閥是否突出或有否膨脹。靜電容量的測(cè)定，絕緣電阻的測(cè)定。日常檢查與維修日常檢查與維修日常檢查與維修五、如何做好變頻器的日常管理及維修？2、維修：變頻器在發(fā)生保護(hù)動(dòng)作時(shí)，作為工程師或技術(shù)人員，首先要參照該變頻器的說明手冊(cè)進(jìn)行判斷和處理，在問題依然不能解決的情況下，和生產(chǎn)廠家聯(lián)系，請(qǐng)求技術(shù)支持。

故障分析1加速過電流保護(hù)(E001)A.變頻器加速失速過流變頻器輸出電流≥變頻器額定電流×失速過流點(diǎn)(F40設(shè)定)且持續(xù)時(shí)間≥1分鐘；輸出的最后時(shí)刻為加速過程。B.變頻器輸出電流≥過流保護(hù)點(diǎn)（1.8—1.9倍額定電流）2減速過電流保護(hù)(E002)減速過程中有因失速引起的過流保護(hù)和純粹電流過大引起的過流保護(hù)。A.變頻器減速失速過流。變頻器輸出電流≥變頻器額定電流×失速過流點(diǎn)(F40設(shè)定)且持續(xù)時(shí)間≥1分鐘；輸出的最后時(shí)刻為減速過程。B.變頻器輸出電流≥過流保護(hù)點(diǎn)3恒速過電流保護(hù)(E003)變頻器輸出電流≥過流保護(hù)點(diǎn)故障分析4變頻器加速過電壓保護(hù)(E004) E004故障的產(chǎn)生有以下幾種情況：

A.F38過壓失速功能選擇允許，直流母線電壓≥537V×失速過壓點(diǎn)(F39)且持續(xù)時(shí)間≥1分鐘；

B.直流母線電壓值≥過壓保護(hù)點(diǎn)（760V，電壓誤差范圍±3%）5變頻器減速過電壓保護(hù)(E005) E005故障的產(chǎn)生有以下幾種情況：

A.F38過壓失速功能選擇允許，直流母線電壓≥537V×失速過壓點(diǎn)(F39)且持續(xù)時(shí)間≥1分鐘；

B.直流母線電壓值≥過壓保護(hù)點(diǎn)（760V，電壓誤差范圍±3%）6變頻器恒速運(yùn)行過電壓(E006)

變頻器恒速運(yùn)行過程中監(jiān)測(cè)直流母線電壓，當(dāng)滿足下面條件時(shí)， 直流母線電壓≥過壓保護(hù)點(diǎn)7控制電源過電壓保護(hù)(E007)

變頻器檢測(cè)輔助電源輸出電壓，當(dāng)該輸出超過設(shè)定值時(shí)，變頻器應(yīng)能實(shí)現(xiàn)保護(hù)并顯示故障代碼E007。

不同的變頻器輔助電源的接法不一樣。22KW（及22KW以下功率等級(jí)）變頻器輔助電源接在直流母線上，所以22KW變頻器實(shí)際上檢測(cè)的仍是母線電壓，從30KW變頻器開始，控制電源由交流輸入經(jīng)整流獲得。

因此，控制電源過電壓的檢測(cè)分兩種情況：（1）大于或等于30KW的變頻器在運(yùn)行過程中，或者停機(jī)狀態(tài)下，都檢測(cè)控制電源過電壓；（2）小于或等于22KW的變頻器，在停機(jī)狀態(tài)下檢測(cè)控制電源過電壓，但在運(yùn)行過程中不檢測(cè)，而且只在停機(jī)1分鐘后才檢測(cè)控制電源過電壓。

變頻器在剛上電時(shí)都檢測(cè)控制電源過電壓，但要在上電1分鐘后才報(bào)警。

故障條件：

控制電源直流母線電壓值

≥

1.49×537V＝800V

CVD、DBVD檢測(cè)對(duì)應(yīng)為1V輸出對(duì)應(yīng)200V實(shí)際電壓值。故障分析8輸入側(cè)缺相(E008)變頻器通過硬件電路檢測(cè)三相輸入電壓，在輸入缺相時(shí)不影響接觸器釋放時(shí)1-2S內(nèi)，給出輸入缺相保護(hù)；如果在輸入缺相時(shí)的重載情況下，20ms內(nèi)的缺相不做保護(hù)，超過20ms并引起接觸器釋放情況時(shí)立即實(shí)施保護(hù)，防止燒壞充電電阻，并顯示故障代碼E008。9輸出側(cè)缺相(E009)

變頻器運(yùn)行中檢測(cè)輸出電流，如果某相輸出電流和其它兩相的差別超過一定值時(shí)，變頻器能實(shí)現(xiàn)保護(hù)并顯示故障代碼E009。變頻器軟件設(shè)定只有輸出電流大于變頻器額定電流的20％時(shí)，才進(jìn)行輸出缺相檢測(cè)，并且經(jīng)過一定時(shí)間的延遲后（約1分鐘），才實(shí)現(xiàn)缺相保護(hù)。10IPM故障保護(hù)(E010)

當(dāng)IPM出現(xiàn)過流、過溫、控制電壓欠壓中任意一種或檢測(cè)到輸出對(duì)地短路或三相輸出嚴(yán)重不平衡時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生FO信號(hào)，顯示E010。

具體保護(hù)點(diǎn)為（若非特殊說明，僅指散熱器溫度為25℃）：①短路或過流：125%×Ic±2%；②過溫：

T=115℃±2%；③控制電壓欠壓：低于19.5V（55KW/75KW);④輸出對(duì)地短路或三相輸出嚴(yán)重不平衡：30%×Ic±2%；故障分析11IPM散熱器過熱(E011)

當(dāng)IPM散熱器溫度過高時(shí)，變頻器應(yīng)能實(shí)現(xiàn)保護(hù)并顯示E011故障。

45KWG型及其以下功率等級(jí)的變頻器，采用熱敏電阻直接檢測(cè)散熱器的溫度，所以IPM散熱器保護(hù)溫度設(shè)定為＋83℃（±5℃）；

55KWG型及其以上功率等級(jí)的變頻器，直接利用模塊內(nèi)部引出的結(jié)溫信號(hào)，因此IPM散熱器保護(hù)溫度設(shè)定為＋90℃。12整流橋散熱器過熱(E012)

整流橋散熱器溫度過高時(shí)，變頻器應(yīng)能實(shí)現(xiàn)保護(hù)并顯示E012故障。整流橋保護(hù)溫度設(shè)定為＋80℃（±5℃）。對(duì)于55KWG型及其以上功率等級(jí)的變頻器才有整流橋散熱器溫度檢測(cè)，45KWG型及其以下功率等級(jí)的變頻器此功能碼無效，

因此只有55KWG型及其以上的變頻器才有整流橋散熱器過熱保護(hù)。故障分析

13變頻器過載保護(hù)(E013)

變頻器在運(yùn)行過程輸出電流大于變頻器額定電流，但不到變頻器過流點(diǎn)，在運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)產(chǎn)生過載保護(hù)。 變頻器過載保護(hù)按反時(shí)限曲線不同分為G型和P型，該曲線在出廠時(shí)由機(jī)型參數(shù)唯一確定，用戶不能更改。14電機(jī)過載保護(hù)(E014)

變頻器在運(yùn)行過程輸出電流大于電機(jī)的額定電流，在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生電機(jī)過載保護(hù)。

F19＝（負(fù)載電機(jī)額定電流/變頻器額定輸出電流）×100％

F18功能碼用來選擇電機(jī)過載保護(hù)方式，

F18=0，電機(jī)過載不保護(hù)；

F18=1，選擇了帶低速補(bǔ)償特性的普通電機(jī)，

f≤30Hz時(shí)： 過載保護(hù)值＝（電機(jī)額定電流×(0.015f+0.55)/變頻器額定輸出電流)×100％

f＞30Hz時(shí)： 過載保護(hù)值＝（電機(jī)額定電流/變頻器額定輸出電流）×100％

F18=2，選擇變頻電機(jī)，不用低速補(bǔ)償。

故障分析電機(jī)過載保護(hù)反時(shí)限特性表：

時(shí)間（0.1S）相對(duì)額定電流的百分?jǐn)?shù)36000116857步進(jìn)量，在此區(qū)間內(nèi)，百分?jǐn)?shù)每變化1，時(shí)間變化857×0.1秒，以下類進(jìn)量6000158142步進(jìn)量3000179114步進(jìn)量6002005步進(jìn)量5002210700立刻過載故障分析15外部設(shè)備故障(E015)

變頻器提供外部設(shè)備故障常開和故障常閉輸入端子，當(dāng)DSP檢測(cè)到外部故障端子輸入時(shí)，變頻器應(yīng)及時(shí)保護(hù)并顯示E015故障。 在非面板控制方式時(shí)，不管運(yùn)行還是停止?fàn)顟B(tài)下，按面板STOP鍵，將作為緊急停車處理，此時(shí)應(yīng)顯示E015。

在失速狀態(tài)下，按面板STOP鍵，將作為緊急停車處理，此時(shí)應(yīng)顯示E015。16EEPROM讀寫故障(E016)

變頻器上電開機(jī)自檢及一切修改功能碼的過程中，DSP將對(duì)EEPROM進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)檢查。通過對(duì)EEPROM寫入和讀出數(shù)據(jù)對(duì)比檢查，如果出現(xiàn)寫入和讀出數(shù)據(jù)不一樣時(shí)，變頻器將保護(hù)并顯示故障代碼E016。17RS232/485通信故障(E017)

此故障代碼在變頻器程序中為內(nèi)部保留，只是在遠(yuǎn)程控制盒上才起作用：當(dāng)遠(yuǎn)程控制盒與變頻器的通信失敗時(shí)，閃爍顯示E017，而變頻器則無顯示。

設(shè)置錯(cuò)誤的通信地址、速率或校驗(yàn)方式，使遠(yuǎn)程控制盒與變頻器通信失敗，