變頻器基礎與技能【項目三】-變頻器的選型課件

【項目三】變頻器的選型任務1電動機與拖動系統(tǒng)一、異步電動機的運轉狀態(tài)與控制（一）異步電動機的調速在變頻調速系統(tǒng)中，執(zhí)行調速控制的對象是交流電動機，交流電動機既可以是異步電動機，也可以是同步電動機，只是同步電動機在高壓傳動系統(tǒng)用得較多。11.改變磁極對數P

定子磁場的磁極對數取決于定子繞組的結構。因此，要改變p，必須將定子繞組繞制為可以換接成兩種磁極對數的特殊形式。通常，一套繞組只能換接成兩種磁極對數。如定子上安置兩套可變磁極對數的繞組，則可得到4種轉速。這種方法的缺點是顯而易見的，主要有：①只能實現(xiàn)有級調速，且級數很少。②由于定子繞組的設計必須照顧到兩種磁極對數的情形，因此，不管工作在哪種情況下，都不可能得到最佳設計，故電動機的效率將降低。22.調節(jié)電流頻率f這就是變頻調速所要完成的任務。至今為止，變頻調速所達到的指標，已經能和直流電動機的調速性能相媲美。其主要優(yōu)點有：①調速范圍廣。通用變頻器的最低工作頻率為0.5Hz，如額定頻率fN=50Hz，則在額定轉速以下，調速范圍可達到an≈50/0.5=100。

②由于定子繞組的設計必須照顧到兩種磁極對數的情形，因此，不管工作在哪種情況下，都不可能得到最佳設計，故電動機的效率將降低。3③在工作特性方面，不管是靜態(tài)特性，還是動態(tài)特性，都能做到與直流調速系統(tǒng)不相上下的程度。

④經濟性方面，變頻調速裝置的價格明顯高于直流調速裝置。但在故障率方面，由于直流電動機本身的弱點，變頻調速系統(tǒng)具有較大優(yōu)勢。這也是為什么變頻調速技術發(fā)展十分迅速的根本原因。

4（二）異步電動機的機械特性1.電磁轉矩公式由電動機學知，異步電動機的電磁轉矩公式以M=f（s）的方式表達為

52.自然機械特性根據式（3-1-1），可作出轉矩-轉差率曲線（M-s曲線），如圖3-1-1所示。但在電力拖動系統(tǒng)中，為便于和負載機械特性相比較，仍希望用n=f（M）曲線來描述電動機中轉矩與轉速的關系。故將M-s曲線順時針旋轉p/2rad，就得到了異步電動機的自然機械特性曲線，如圖3-1-2所示。67（1）理想空載點（MM=0，nM=n0）理想空載點E的位置主要反映了理想空載轉速的大小。在異步電動機中，理想空載轉速就是旋轉磁場的轉速（同步轉速）。這時，Δn=0，s=0。（2）啟動點（MM=MS，nM=0）啟動點S主要說明當電動機剛接通電源，尚未轉動起來時的啟動轉矩MS的大小。異步電動機的啟動轉矩由式（3-1-2）決定。

8（3）臨界點（MM=MK，nM=nK）臨界點K的位置對于評價機械特性來說，是十分重要的，具體說明如下。

9（三）異步電動機的運轉狀態(tài)與控制1.啟動異步電動機在工頻下直接啟動，啟動電流往往為額定電流的3～7倍，而啟動力矩并不大。啟動電流會使電網電壓下降，影響其他電氣設備的正常工作；而啟動轉矩小，常使帶有較重負載的電動機啟動困難甚至不能啟動。

10112.升速和調速電動機啟動之后，要使電動機加速，就必須連續(xù)地提高頻率，其過程如圖3-1-4所示。例如從n1升速到n3，即從f1上升到f3，實際上是從工作點1沿箭頭到2再到3，達到新的穩(wěn)定運行。1213實際上通常所用的加速方式有3種：

（1）限流加速

有轉矩控制功能的變頻器具有快速限制電流的功能，并能用最大轉矩實現(xiàn)盡可能快的啟動時間，實現(xiàn)限流加速。（2）限時加速

沒有轉矩控制功能的變頻系統(tǒng)，常用階躍式轉速設定，在系統(tǒng)內有斜坡積分環(huán)節(jié)，使加速隨時間線性增加，以避免出現(xiàn)沖擊電流，這時通常設有時間限制，以得到最短的加速時間，稱為限時加速。（3）S形加速為了使加速過程減緩，可采用抑制轉矩變化率的方式，稱為S形加速，可使啟動初期和結束時的加速度有一個漸變過程，如電梯系統(tǒng)。143.降速和制動（1）降速需要降速運行時，可將頻率投到與轉速相對應的頻率實現(xiàn)自動降速，也可手動從原有頻率下調到所需頻率。（2）制動制動就是要求電動機迅速停止。電動機運行中，凡電磁轉矩的方向和轉子的實際旋轉方向相反的狀態(tài)，統(tǒng)稱為制動狀態(tài)。在多數場合，制動狀態(tài)都應用于使電動機迅速停止運轉；但也有的場合，如起重機在下放重物時，為了阻止重物的不斷加速，電動機將在制動狀態(tài)下運行。

15①反接制動。就是在正轉切斷電源后，改變相序重新接通電源，使反向轉矩將電動機迅速停下來。反接的時間與電動機的慣量有關，其狀態(tài)特征是：電動機的實際旋轉方向與電磁轉矩的旋轉方向相反，簡言之，nM與MM方向相反。這種運行方式消耗一定能量，而且有沖擊電流。②倒拉式反接制動。起重機在緩慢下放重物時，有時采用這樣的方法：電動機的電磁轉矩力圖使重物上升，但因“帶不動”，結果轉子的實際旋轉方向被重物倒拉成反轉了。1617③再生制動。再生制動的原理是：當異步電動機的轉子轉速nM超過同步轉速n0時，電動機便處于再生制動狀態(tài)。其基本特征是：n0與nM同方向，n0<nM。

181920④DC制動（直流制動）。是指在電動機要停止時，變頻器輸出頻率為零，使逆變器幾個開關器件連續(xù)導通，對電動機定子輸出直流，產生靜止的恒幅磁場。因慣性旋轉著的轉子切割此磁場產生轉矩制動，電動機存儲的動能變成電能消耗于電動機轉子回路中。

214.反轉、四象限運行變頻調速系統(tǒng)要求反轉時，首先將頻率投低，使電動機工作于再生制動狀態(tài)，把動能回饋給電網，待電動機轉速降為零后，再改變相序反向啟動，如此可避免沖擊電流，又可節(jié)能。反轉以后，運行于第三象限，如要正轉，仍按上述程序先再生制動（進入第四象限），再正向啟動，把正反轉運轉過程稱為四象限運行，如圖3-1-10所示。起重機、卷揚機、電梯、抽油機等升降機械設備要求在四象限運行。22二、變頻調速電動機的機械特性（一）恒U/f運行方式的機械特性穩(wěn)態(tài)運行時，轉差率s值較小，可繪出U/f為恒值的機械特性，如圖3-1-11所示?？梢钥闯觯谝欢ㄘ撦d轉矩下，改變定子頻率f<5～10Hz時，轉速降不變，因此不同f時的機械特性為一簇平行曲線，如圖3-1-11中虛線所示。最大轉矩隨f1減小而減小，甚至不能帶負載。（二）恒最大轉矩Mm運行方式的機械特性電動機傳動運行時常需要最大轉矩Mm，例如啟動、加減速、恒轉矩負載等，常用恒Mm運行方式保證負載所需轉矩。這種運行方式因可采用恒磁通來實現(xiàn)，故也稱恒磁通運行。2324從電動機學可得轉矩表達式：252627三、拖動系統(tǒng)與傳動結構（一）拖動系統(tǒng)1.拖動系統(tǒng)的組成由電動機帶動生產機械運行的系統(tǒng)稱為拖動系統(tǒng)；一般由電動機、傳動機構、生產機械、控制系統(tǒng)等部分組成，如圖3-1-15所示。28（1）電動機及控制系統(tǒng)電動機是拖動生產機械的原動力，控制系統(tǒng)主要包括控制電動機的啟動、調速、制動等相關環(huán)節(jié)的設備和電路。（2）傳動機構傳動機構是用來將電動機的轉矩傳遞給工作機械的裝置。大多數傳動機構都具有變速功能，常見的傳動機構有皮帶、齒輪變速箱、渦輪與渦桿、聯(lián)軸器等。（3）生產機械生產機械是拖動系統(tǒng)服務的對象，對拖動系統(tǒng)工作情況的評價，將首先取決于生產機械的要求是否得到了充分滿足。同樣，設計一個拖動系統(tǒng)最原始的數據也是由生產機械提供的。292.系統(tǒng)飛輪力矩旋轉體的慣性常用轉動慣量來度量，在工程上，一般用飛輪力矩GD2來表示。拖動系統(tǒng)的飛輪力矩越大，系統(tǒng)啟動、停止就越困難。可以看出，飛輪力矩是影響拖動系統(tǒng)動態(tài)過程的一個重要參數。適當減小飛輪力矩對拖動系統(tǒng)的運行是有利的。

30（二）傳動機構的作用及系統(tǒng)參數1.傳動比

大多數的傳動機構都具有變速的功能，如圖3-1-16所示。312.拖動系統(tǒng)的參數折算

拖動系統(tǒng)的運行狀態(tài)是對電動機和負載的機械特性進行比較而得到的。傳動機構卻將同一狀態(tài)下的電動機和負載的轉速值變得不一樣了，使它們無法在同一個坐標系里進行比較。為了解決這個問題，需要將電動機的電磁轉矩、負載轉矩、飛輪力矩折算到同一根軸上，一般是折算到電動機的軸上。折算的原則是保證各軸所傳遞的機械功率不變和儲存的動能相同。32若用n′L，M′L來表示負載轉矩、轉矩折算到電動機軸上的值，在數值上應該與nM，MM相等，因此可以得到33一、變頻器的分類變頻器的種類繁多，新的類型不斷涌現(xiàn)，其分類方法也有多種。

（一）按電壓的調制方式分類1.脈幅調制變頻器脈幅調制變頻器（PAM），逆變電路變頻，一般采用整流電路調壓，通過調節(jié)輸出脈沖的幅度來改變輸出電壓的大小。早期的變頻器多采用這種方式，在中小容量變頻器中，這種方式目前幾近絕跡。

任務2變頻器的分類及選擇342.脈寬調制變頻器

脈寬調制變頻器（PWM）是通過調節(jié)輸出脈沖的寬度來改變輸出電壓。普遍應用的是占空比按正弦規(guī)律變化的脈寬調制（SPWM）方法，由逆變電路同時調頻調壓。目前的變頻器多采用這種方式。35（二）按工作原理分類1.U/f控制的變頻器U/f控制的基本特點是對變頻器輸出的電壓和頻率同時進行控制，通過使U/f值保持常數，而得到所需的轉矩特性。采用U/f控制的變頻器，控制電路結構簡單，成本低，多用于對精度要求不高的通用變頻器。2.轉差頻率控制變頻器轉差頻率控制方式是對U/f控制的一種改進，這種控制需要由安裝在電動機上的速度傳感器檢測出電動機的轉速，構成速度閉環(huán)，速度調節(jié)器的輸出為轉差頻率，而變頻器的輸出頻率則由電動機的實際轉速與所需轉差頻率之和決定。與U/f控制方式相比，轉差頻率控制方式加減速特性和限制過電流的能力較提高。363.矢量控制變頻器矢量控制是一種高性能異步電動機控制方式，將異步電動機的定子電流分為產生磁場的電流分量（勵磁電流）和與其垂直的產生轉矩的電流分量（轉矩電流），并分別加以控制。由于這種控制方式中必須同時控制異步電動機定子電流的幅值和相位，即定子電流矢量，因此這種控制方式被稱為矢量控制方式。374.直接轉矩控制變頻器直接轉矩控制變頻器（DTC）是交流傳動中革命性的變頻控制方式，利用空間矢量的分析方法，直接在定子坐標系下計算與控制電動機的轉矩，采用定子磁場定向，借助于離散的兩點式調節(jié)（Band-Band）產生PWM波信號，直接對逆變器的開關狀態(tài)進行最佳控制，能在零速時產生滿載轉矩，無需在電動機的轉軸上安裝脈沖編碼器來反饋轉子的位置。38（三）按用途分類1.通用變頻器通用變頻器具有通用性，可以配接多種特性不同的電動機，其頻率調節(jié)范圍寬，輸出力矩

大，動態(tài)性能好。因此，絕大多數變頻器都可歸于此類。2.風機、水泵用變頻器其主要特點是：過載力較低，具有閉環(huán)控制PID調節(jié)功能，并具有“1控X”的切換功能。3.高性能變頻器

高性能變頻器通常指具有矢量控制、并能進行四象限運行的變頻器，主要用于對機械特性和動態(tài)響應要求較高的場合。394.具有電源再生功能的變頻器當變頻器中直流母線上的再生電壓過高時，能將直流電源逆變成三相交流電反饋給電網，這種變頻器主要用于電動機長時間處于再生狀態(tài)的場合，如起重機械的吊鉤電動機等。

5.其他專業(yè)變頻器

如電梯專業(yè)變頻器、紡織專業(yè)變頻器、張力控制專業(yè)變頻器、中頻變頻器等。40（四）按變換方式分類1.交-直-交變頻器交-直-交變頻器是先將工頻交流電源轉換成直流電源，然后再將直流電源轉換成頻率和電壓可調的交流電源。由于這種變頻器的交-直-交轉換過程容易控制，并且對電動機有很好的調速性能，因此大多數變頻器采用交-直-交變換方式。2.交-交變頻器交-交變頻器是將工頻交流電源直接轉換成另一種頻率和電壓可調的交流電源，由于這種變頻器省去了中間環(huán)節(jié)，故轉換效率較高，但其頻率轉換范圍很窄（一般為額定頻率的1/2以下），主要用在大容量低速調速控制系統(tǒng)中。41（五）按直流環(huán)節(jié)的儲能方式分類1.電壓型變頻器

電壓型變頻器，是指在整流電路后端采用大電容作為濾波元件，在電容上可獲得大小穩(wěn)定的電壓提供給逆變電路，這種變頻器可在容量不超過額定值的情況下同時驅動多臺電動機并聯(lián)運行。2.電流型變頻器電流型變頻器，是指在整流電路后面采用大電感作為濾波元件，可以為逆變電路提供大小穩(wěn)定的電流，這種變頻器適用于頻繁加減速的大容量電動機。42（六）按電壓等級分類

1.低壓變頻器低壓變頻器又稱中小容量變頻器。其電壓等級在1kV以下，單相為220～380V，三相為220～460V，容量為0.2～500kVA。

2.高中壓變頻器

高中壓變頻器其電壓等級在1kV以上，容量多在500kVA

以上。43二、變頻器控制方式的選擇

電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)工作狀況取決于電動機和負載的機械特性。在選用變頻器時，應結合負載的機械特性及工作過程，選擇控制方式與之匹配的變頻器。（一）恒轉矩負載

在工礦企業(yè)中廣泛使用的攪拌機、橋式起重機、卷揚機、傳送帶、機床進給機構、龍門刨、印刷機等均屬于恒轉矩負載類型。

1.恒轉矩負載及其特性

恒轉矩負載的轉矩，不管轉速如何變化均保持轉矩恒定，如起重機的重物，傳送帶上的產品，電梯上的人重（不加減人時），在運行中轉矩是不變的。4445（1）轉矩特點在不同的轉速下，負載的轉矩基本恒定，M=常數，即負載轉矩M的大小與轉速n的高低無關。（2）功率特點負載的功率P（kW）、轉矩M（N·M）與轉速n（r/min）之間的關系是462.變頻器控制方式的選擇在選擇變頻器時，需要考慮的因素有以下幾個方面：（1）調速范圍在調速范圍不大，機械特性硬度要求不高的情況下，可考慮選擇較為簡單的只有U/f控制方式的變頻器，或無反饋的矢量控制方式。當調速范圍較大時，應考慮采用有反饋的矢量控制方式。（2）負載轉矩的變動范圍對于轉矩變動范圍不大的負載，首先考慮選擇較為簡單的只有U/f控制方式的變頻器，對于轉矩變動范圍較大的負載，由于U/f控制方式不能同時滿足重載與輕載時的要求，故不宜采用。應考慮采用無反饋的矢量控制方式。47（3）負載對機械特性的要求

如果負載對機械特性的要求不是很高，則可考慮選擇較為簡單的只有U/f控制方式的變頻器，有較高要求時，則必須采用矢量控制方式。如果負載對動態(tài)響應性能要求很高，就應考慮采用有反饋的矢量控制方式。48（二）恒功率負載1.恒功率負載及其特性一些工作機械如車床、刨床、軋鋼機、機床主動機構、卷取機等，其共同特點是高速時需要轉矩小，低速和啟動時需要轉矩大，稱為恒功率負載，需要恒功率調速運行。492.變頻器控制方式的選擇

對于中、高精度的卷取機，由于動態(tài)性能要求比較高，一般采用有矢量控制功能的變頻器。50（三）二次方轉矩負載

化工用的干燥機、冷凍機、吹塑機用的鼓風機，分離機用的風機；礦山、發(fā)電廠所用的鼓風機、排風機；自來水廠用的水泵、電廠用的循環(huán)水泵等機械負載都屬于典型的二次方轉矩負載（也稱為降轉矩負載或二次方律負載）。511.二次方轉矩負載的特點

二次方轉矩負載的特點是：在低速下負載轉矩非常小，高速時轉矩較大。52532.變頻器的選擇①大部分變頻器廠家都提供了“風機、水泵專用變頻器”，可供選用。②用于風機、水泵的變頻器過載能力都比較低，約為120%，1min（通用變頻器為150%，1min）。因此在進行功能預置時必須注意，由于負載的轉矩與轉速的平方成正比關系，當工作頻率高于額定頻率時，負載的轉矩有可能大大超過變頻器的額定轉矩，使電動機過載。一般其最高工作頻率不超過額定頻率。③對備用水泵，可利用變頻器配置的多臺控制切換功能。④可利用變頻器配置的一些其他專用的控制功能，如“睡眠”與“喚醒”功能、PID調節(jié)功能等。54（四）機床類設備金屬切削機床種類很多，除具有近似的機械特性外，在運動定位方面也有較高的要求?，F(xiàn)以龍門刨床為例，分析它的運動、工作方式、機械特性和對變頻調速的要求。

1.工作方式與機械特性與其他機床一樣，龍門刨床的運動可分為主運動、進給運動及輔助運動。主運動是指工作臺做連續(xù)重復往返運動，進給運動是指刀架的進給，輔助運動是指調整刀架。

55562.變頻控制系統(tǒng)結構鑒于龍門刨床控制較復雜，一般采用可編程序控制器（PLC）配合變頻器使用。變頻器優(yōu)良的調速性能可使龍門刨床電力拖動取得滿意的效果?？刂葡到y(tǒng)采用了再生制動，可以提供給系統(tǒng)快速的制動能力。采用磁通反饋矢量控制，可使變頻器具有低速轉矩大的能力，適應刨床低速工作。57（五）注塑機塑料分熱固性和熱塑性兩種，熱塑性制品大

都用注塑機制造。1.工藝分析不論大、中、小型注塑機，它的工序過程是相

同的，大致是5個工序，如圖3-2-7所示。①送模具，需低壓力，時間較短。②合模具，左右兩個模具相接，直至完全閉合，需略高壓力，時間不長。③保壓，送料至模腔，直到成形，固化完需較高壓力，時間長，占整個工藝時間的40%～60%。58④脫模具，加工成形，開啟模具，到脫模完，取出加工件，時間不長，壓力較高。⑤退模具，加工件取出，模具后退原位，進行輔助工作后，待再次加工，這時需低壓力，時間較短。

592.變頻器的選擇從圖3-2-7注塑機的P=f（t）工序過程中可知，工藝的主要內容是對時間和壓力的控制，同時在不同時間段，它的主液壓泵壓力是變化的，而且起伏較大。采用U/f控制方式的變頻器構成變頻調速系統(tǒng)存在較大潛力的節(jié)能空間，對于動態(tài)特性要求較高的注塑機。應配置帶反饋的矢量控制方式。60（六）軋鋼系統(tǒng)在鋼鐵生產過程中，軋鋼系統(tǒng)占了重要的地位。軋鋼系統(tǒng)中的主要工作機械為各類軋鋼主機，屬于恒功率負載，低速時要求轉矩大，高速時轉矩小，即軋制小件時用高速，軋制大件時用低速，功率保持恒定。同時主傳動要求有很快的動態(tài)響應和相當高的過載能力。早期用直流電動機傳動，20世紀70年代開始逐步為交流同步電動機或異步電動機所取代。1.軋鋼主機分類及運行要求軋鋼主機按運行方式分類有低速可逆、中高速可逆及中高速不可逆等類型。它們的運行特點和要求如下：61（1）低速可逆低速可逆軋鋼主機的軋機型式有開胚初軋機、板胚粗軋機、中厚板軋機，前兩者用于帶鋼熱連軋，中厚板軋機用于精軋，各種軋機的調速范圍均為0～120r/min。（2）中高速可逆常見的中高速可逆軋鋼主機的軋機型式有單機架和森吉米爾軋機兩種，調速范圍為0～1800r/min。這類軋鋼主機對控制傳動系統(tǒng)要求是正反轉（四象限運行）、調速范圍大，負載擾動動態(tài)響應快。（3）中高速不可逆中高速不可逆的軋機型式為帶鋼冷連軋機，轉速范圍為0～1000r/min?？刂埔笳{速范圍廣、控制精度高、負載擾動動態(tài)響應快。622.變頻器選擇及電氣傳動方案目前軋鋼主機的變頻調速傳動方案主要有3種：①采用晶閘管的交-交變頻調速；②高壓交-直-交變頻器；③采用大功率可關斷器件的交-直-交三電平PWM變頻調速。63（七）交流傳動電力機車

1.交流機車牽引特性

隨著大功率全控型電力開關器件（GTO，IGBT）的應用和微機控制技術的發(fā)展，交-直-交傳動（簡稱交流傳動）正在逐步取代交-直傳動，這是機車牽引領域的重大技術進步。機車交流傳動的標志是牽引電動機采用了交流異步電動機，而以GTO，IGBT等全控型電力電子器件組成的變流器成為交流傳動的核心技術，并顯示出其在交流傳動中的卓越性能。6465（1）恒扭矩區(qū)（恒力矩區(qū)，A區(qū)）在恒扭矩區(qū)，為了保持電機電流I和轉差頻率fS

不變，可控制電機端子電壓U和逆變器頻率f，保持了U/f不變，因此，輸出扭矩即可保持恒定。當根據負載條件有必要改變扭矩，而保持U/f不變時，就得改變轉差頻率，以此來改變電機電流I，從而獲得所要求的扭矩。

（2）恒功率區(qū)（B區(qū)）這是在電機端子電壓在不變扭矩區(qū)中達到最大水

平以后，在較寬的范圍內，獲得大牽引力扭矩的區(qū)域。6667（3）特性區(qū)（C區(qū)）在特性區(qū)內，由于轉差頻率使用范圍有一個限制，電機端子電壓處在可控最大位，補償由于增加逆變器頻率而導致磁通量Φ降低的轉差頻率無法再增加，U和f不變。因此，扭矩與速度的平方成反比降682.變流器控制方式的選擇（1）轉差頻率控制的交流傳動系統(tǒng)

機車牽引的交流傳動系統(tǒng)中，由于要滿足恒磁通控制的要求，一些機車和動車組上采用了電壓型逆變器供電，并具有電流反饋和轉差閉環(huán)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖3-2-10所示。（2）三點式逆變器三點式逆變器屬于電壓型逆變的一種，其獨特之處是，一相交流輸出端電壓相對于直流輸入電壓有3種可能的取值，即除了將直流電壓回路的正極或負極送到電動機外，還可以把6970（3）矢量控制的交流傳動系統(tǒng)為了彌補轉差頻率控制方式動態(tài)性能不夠理想的缺陷，矢量控制的交流傳動系統(tǒng)在鐵路干線機車（如西班牙的S252機車、德國的ICE動車）上得到應用，如圖3-2-11所示。（4）直接轉矩控制的交流傳動系統(tǒng)目前直接轉矩控制已成功應用于奧地利的1822型和瑞士的460型電力機車上。國產DFsbj，DF8cj型交流傳動內燃機車也采用了直接轉矩控制方式。圖3-2-12為應用于交流牽引中的直接轉矩控制系統(tǒng)。717273（八）家用電器變頻調速不僅用于工農業(yè)科研等部門，而且已進入尋常百姓家，不少家用電器也采用了變頻調速，最常見的是空調設備。變頻空調的關鍵部分是變頻壓縮機，改變壓縮機的轉速即可調節(jié)室溫。當室溫高出整定值時，加大風速，使室溫降下來，由于采用了變頻技術，速度改變平滑，節(jié)電效果明顯。對家用電器所用變頻器的要求是：尺寸要小，使家用電器體積盡可能小，減小所占空間；價格要低，降低成本；質量要好，可靠性高，使用壽命長等。7475三、變頻器品牌及型號介紹

（一）變頻器型號及含義每個變頻器生產廠家都有各自的通用變頻器產品型號。產品型號標明變頻器的系列、標識碼、主要參數和生產序號等內容，它包含了變頻器產品銘牌的基本數據。例如，富士變頻器，型號的意義如下：7677（二）常用變頻器型號舉例

1.三菱變頻器

三菱變頻器由三菱電動機株式會社生產，世界市場的占有率比較高。該品牌變頻器進入中國市場已有20多年歷史，主要有以下系列：（1）矢量重負載型：FR-A740系列①功率范圍：0.4～500kW。

②閉環(huán)時可進行高精度的轉矩/速度/位置控制。

③無傳感器矢量控制，可實現(xiàn)轉矩/速度控制。④內置PLC功能（特殊型號）。

⑤使用長壽命元器件，內置EMC濾波器。

⑥網絡通信功能，支持DeviceNet，Profibus-DP，Modbus等協(xié)議。78（2）風機水泵型：FR-F740系列①功率范圍：0.75～630kW。②簡易磁通矢量控制方式，實現(xiàn)3Hz時輸出轉矩達120%。③采用最佳勵磁控制方式，實現(xiàn)節(jié)能運行。④內置PID，變頻器/工頻切換和可實現(xiàn)多泵循環(huán)運行功能。⑤內置獨立的RS485通信接口。⑥使用長壽命元器件。⑦內置噪聲濾波器（75kW以上）。⑧帶有節(jié)能監(jiān)控功能。79（3）經濟通用型：FR-E740系列①功率范圍：0.1～15kW。②磁通矢量控制，0.5Hz時200%轉矩輸出。③擴充PID，柔性PWM。④內置Modbus-RTU協(xié)議。⑤可加選多種制式的通信接口電路。80（4）簡易型：FR-D740系列①功率范圍：0.4～7.5kW。②通用磁通矢量控制，1Hz時150%轉矩輸出。③采用長壽命元器件。④內置Modbus-RTU協(xié)議。⑤內置制動晶體管。⑥擴充PID，三角波功能。⑦帶安全停止功能。81（5）型號舉例型號：FR-A540-7.5K-CHT

FR———三菱變頻器。A540———系列號。7.5K———功率：7.5kW。CHT———在中國銷售。822.日本松下變頻器

松下變頻調速器，由松下集團研發(fā)、生產、銷售。

（1）VF0系列①體積小，操作簡單，采用了調頻電位器，使調頻操作簡單輕松。

②可直接接收PLC的PWM信號并可控制電動機頻率，無需模擬I/O單元。

③8段速控制制動功能；根據外部SW調整頻率增減和記憶功能；再生制動功能的充實。

④400V系列型：內置制動電路；200V系列型：內置0.4～1.5kW電阻。83（2）VF-8Z系列

具有工作穩(wěn)定、性能卓越、低噪聲設計等特點。

①安全性：具有事故預防系統(tǒng)、編進密碼、電子熱過載保護。

②可操作性：在操作面板上可編制數字參數，操作十分簡單。

③監(jiān)控特性和節(jié)省空間的設計：獨特的PWM控制，可以獲得優(yōu)良的低速轉矩和控制；可預設15kHz的載波頻率，超低噪聲運行。84④設備功能：寬廣的頻率選擇范圍和跨越特性；完善的加/減速功能；最大輸出電壓設定；點動運行；低頻運行平穩(wěn)；具有過載保護功能、瞬時斷電再啟動性能。⑤系統(tǒng)特征：運行狀態(tài)反饋；加/減速與多速運行聯(lián)動；多種速度控制方式；直流制動范圍和時間調整；主從（比例）運行。

85（3）VF0C系列①通信功能：可與PLC、計算機通信，完成運行、頻率控制、監(jiān)控、參數的設定等；利用RS485通信還可以進行多臺控制（最多31臺）。②PID功能：無需溫度調節(jié)器等外部調節(jié)器，即可簡單地控制運轉溫度、壓力、流量等；利用自動調諧功能，還可自動調整設定值。③其他追加功能：多功能端子；監(jiān)控功能；輸出信號。

④遠程操作：連接遠程操作單元（選件），可將操作單元安裝在盤面等處進行遠程操作。86⑤復制、校對功能：可統(tǒng)一讀取、統(tǒng)一寫入變頻器主機的設定數據。統(tǒng)一讀?。嚎赏瑫r全部讀取變頻器主機的設定數據，保存到操作單元的內部存儲器中；統(tǒng)一寫入：可將操作單元內部存儲器上的內容全部寫入變頻器主機。

⑥校對功能：可比較變頻器主機中的設定數據和遠程操作單元內部存儲器中的設定數據。87（4）VF100①力矩特性：具有簡單矢量控制功能；具有Auto-tuning功能。

②操作特性：拆卸式的操作面板；有復制參數功能的操作面板。

③網絡通信：配備RS-485通信接口。

④保護功能擴充：輸出短路保護（負載短路、接地短路）；具有高速電流限制功能（OC跳閘減少）。⑤使用性提高：裝配緊密；端子接線的施工性提高；散熱風扇可用ON/OFF控制；簡易模式運轉；可通過多段速功能加定時功能（或計數功能）運轉。88（5）型號舉例型號：DV707H7500BC

DV———松下電器變頻器；707H———系列號（還有700T系列）；7500———適應交流電動機功率7.5kW；B———有再生電阻、有操作面板、無遠程控制接口；C———適用于中國規(guī)格。

893.西門子變頻器

西門子股份公司（SIEMENSAGFWB：SIE，NYSE：SI）是世界最大的機電類公司之一，國際總部位于德國慕尼黑。

（1）變頻器的主要型號矢量型MicroMaster440

節(jié)能型MicroMaster430

基本型MicroMaster420

緊湊型MicroMaster410

工程型6SE7090（2）型號舉例說明MicroMaster440為通用矢量型變頻器，是適用于三相電動機速度控制和轉矩控制的變頻器系列。采用高性能的矢量控制技術，提供低速高轉矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備超強的過載能力，以滿足廣泛的應用場合。1）主要特征①電源。200～240V±10%，單相/三相，交流，0.12～45kW；380～480V±10%，三相，

交流，0.37～250kW。②控制方式。矢量控制方式，可構成閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉矩控制；高過載能力，內置制動單元；三組參數切換功能。91③輸入輸出。數字量輸入6個，模擬量輸入2個，模擬量輸出2個，繼電器輸出3個；獨立I/O端子板。采用BiCo技術，實現(xiàn)I/O端口自由連接。④其他。內置PID控制器，參數自整定；集成RS485通信接口，可選PROFIBUS-D/Device-Net通信模塊；具有15個固定頻率，4個跳轉頻率，可編程；可實現(xiàn)主/從控制及力矩控制方式；在電源消失或故障時具有“自動再啟動”功能；靈活的斜坡函數發(fā)生器，帶有起始段和結束段的平滑特性；快速電流限制（FCL），防止運行中不應有的跳閘；有直流制動和復合制動方式提高制動性能。922）保護功能

①過載能力為200%額定負載電流，持續(xù)時間3s和150%額定負載電流，持續(xù)時間60s。

②過電壓、欠電壓保護。

③變頻器、電動機過熱保護。

④接地故障保護，短路保護。

⑤閉鎖電動機保護，防止失速保護。

⑥采用PIN編號實現(xiàn)參數連鎖。934.ABB變頻器ABB集團，由兩個國際性企業(yè)（瑞典的阿西亞公司ASEA和瑞士的布朗勃法瑞公司BBCBrownBoveri）于1988年合并而成。ABB集團是電力和自動化技術領域的著名廠商，位列全球500強企業(yè)。（1）變頻器常用型號系列DCS500，ACS50，DCS800，ACSM1，ACS150，DCS400，ACS1000，ACS800，ACS550，ACS355等。

94（2）型號舉例ACS800-01-0060-3+P901。ACS800-01：通用型中最常使用的一個系列。0060：kW數，無過載應用為55kW。

3：輸入電壓，三相AC380～415V。P901：CDP312R控制盤。955.丹佛斯變頻器丹佛斯變頻器由丹麥丹佛斯集團生產，迄今已有40余年的歷史。

（1）品牌簡介丹佛斯變頻器產品從0.18kW～1.2MW，基本涵蓋了低壓變頻器系列。其中VLT&Reg，成為全球變頻器知名品牌。

96（2）型號舉例VLT2803PS2B20STRODBF00VLT———品牌：丹佛斯變頻器；2803———功率：0.37kW；P———工業(yè)應用；S2———電壓等級：S2：1/3×200～240V；T2：3×200～240V；T4：3×380～480V。B20———外形與密封等級；ST———標準配置無制動（SB：標準型內置制動）；R0———無濾波器（R1：帶內置1A濾波器）；DB———帶內置單元；F00———無現(xiàn)場總線（F10：帶PROFIBUSDP）。976.臺達變頻器臺達集團旗下的變頻器主要有：通用矢量變頻器、風機水泵專用變頻器、通用經濟型變頻

器、高性能磁束向量控制變頻器。（1）常用的變頻器系列CP2000-HVAC———專用型；VFD-M系列———低噪聲迷你系列；VFD-S系列———多功能簡易型；VFD-A系列———低噪聲泛用型；VFD-B系列———無感測向量控制型；VFD-F系列———風機水泵專用型；98VFD-E系列———內置小型PLC，高功能/彈性擴展型；VFD-EL系列———迷你型，無內置剎車電阻；VFD-C2000———磁場導向矢量控制，內置PLC；VFD-VJ系列———油電伺服驅動變頻器（注塑機專用）；VFD-VL系列———電梯專用變頻器；VFD-VE系列———高性能磁束向量變頻器（張力控制）；VFD-B-P系列———高性能平板型，穿墻封閉安裝，適合高粉塵環(huán)境。99（2）型號舉例VFD022S23AVFD———臺達交流電動機變頻器系列；022———適應交流電動機功率2.2kW（004：0.4kW）；S———簡易操作型（P：風機泵類專用）；23———輸入電壓：三相230V（11：單相，115V；21：單相，230V；43：三相，460V）；A———標準版本（A：標準版；H：高速型）。

1007.森蘭變頻器由大陸希望集團旗下的希望森蘭科技股份有限公司自主研發(fā)、生產、銷售的品牌變頻器，屬于較優(yōu)秀的國產變頻器品牌之一。（1）主要變頻器產品SB70，SB60/61，SB60+/61+，SB50，SB40，SB12，SB61Z，SB61Z+，SB100，SB200等系列

變頻器，推出了國內首臺專業(yè)級工程型變頻器SB80。

101（2）型號舉例SB100，高性能空間優(yōu)化矢量變壓變頻算法，效率高、噪聲和電磁干擾小。①重載應用150%/1min；一般應用110%/1min，充分發(fā)揮變頻器的輸出能力；

②全系列內置制動單元，全系列共直流母線設計；

③雙極性帶修正功能的高性能PID，方便用于閉環(huán)控制；

④跟蹤啟動功能，離心機、脫水機等負載可以隨時啟動；

⑤廣泛應用于紡織、印染、洗滌、線纜、包裝、機械、陶瓷或各種OE。

102一、變頻器的額定值

變頻器的額定值主要有輸入側額定值和輸出側額定值。

（一）輸入側額定值

變頻器的輸入側額定值包括輸入電源的相數、電壓和頻率。中小容量變頻器的輸入額定值主要有：三相/380V/50Hz、單相/220V/50Hz和三相/220V/50Hz。任務3變頻器容量選擇及計算103（二）輸出側額定值變頻器的輸出側額定值主要有額定輸出電壓、額定輸出電流和額定輸出容量。1.額定輸出電壓UCN變頻器在工作時除了改變輸出頻率外，還同時改變了輸出電壓。變頻器額定輸出電壓UCN，是指其最大的輸出交流電壓有效值，即變頻器輸出頻率等于電動機額定頻率時的輸出電壓的有效值，V。2.額定輸出電流ICN變頻器額定輸出電流ICN，是指變頻器長時間使用允許輸出的最大交流電流有效值，A。主要反映變頻器內部電力電子器件的過載能力。1043.額定輸出容量SCN變頻器額定輸出容量SCN，是指變頻器的三相視在輸出功率，kVA，一般用式（3-3-1）計算：105二、變頻器容量計算

在選用變頻器時，先確定機械負載的特點及驅動電動機的額定功率，再根據電動機的額定電流（或電動機運行中的最大電流