【正文】 流電動機等效為直流電動機，因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計算；它不需要模仿直流電動機的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機的數(shù)學(xué)模型。其共同缺點是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路需要大的儲能電 容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進行四象限運行。由于矩陣式交 — 交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價格貴的電解電容。該技術(shù)目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。具體方法是： —— 控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器，實現(xiàn)無速度傳感器方式； —— 自動識別（ ID）依靠精確的電機數(shù)學(xué)模型，對電機參數(shù)自動識別； —— 算出實際 值對應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進行實時控制； —— 實現(xiàn) Band— Band 控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的 Band— Band 控制產(chǎn)生 PWM 信號，對逆變器開關(guān)狀態(tài)進行控制。2 ％，無 PG 反饋），高轉(zhuǎn)矩精度（ ＋ 3％）；同時還具有較高的起動轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時（包括 0 速度時），可輸出 150％～ 200％轉(zhuǎn)矩。使用壽命隨溫度升高而成指數(shù)的下 降。若變頻器帶有直流或交流電抗器 , 并且也在柜子里面 , 發(fā)熱量會更大。如果有制動電阻的話，制動電阻的散熱量很大，安裝位置最好和變頻器隔離開，如裝在柜子上面或旁邊等。要使控制柜尺寸減小，就必須使機柜中產(chǎn)生的熱量盡可能地 7 減少。 (2)可以用隔離板把本體 和散熱器隔開 , 使散熱器散熱不影響變頻器本體。建議在控制柜出風(fēng)口安裝冷卻風(fēng)扇，進風(fēng)口加濾網(wǎng)防灰塵進入控制柜。 (5)在海拔高于 1000m 的地方，因為空氣密度降低，因此應(yīng)加大柜子的冷卻風(fēng)量以改善冷卻效果。實際上因為設(shè)計時變頻器的負(fù)載和散熱能力一般比實際使用時要大，所以也要看具體應(yīng)用。 (6)開關(guān)頻率：變頻器的發(fā)熱主要來自 IGBT， IGBT 的發(fā)熱又集中在開關(guān)的瞬間，開關(guān)頻率高時發(fā)熱就大。每個步驟的負(fù)荷是不同的，采用 變頻 器對油泵進行控制，可以對應(yīng)每個步驟輸出相應(yīng)功率，從而顯著節(jié)約電能，節(jié)電率 30~60 下圖為注塑機變頻簡圖 圖 27 注塑機專用變頻圖 8 （ 2） 全自動變頻恒壓供水系統(tǒng) 通過一臺 變頻 器同時控制多臺水泵，實現(xiàn) 自動恒壓供水，并可附設(shè)夜間小泵運行及消防功能。 下圖為 變頻 恒壓供水系統(tǒng) 簡易原理圖： 圖 28 變頻 恒壓供水系統(tǒng) 簡易原理圖 （ 3） 行車電機變頻 調(diào)速控制 行車一般有多臺電機，分別控制大車、小車及吊鉤上下，這幾臺電機都可用 變頻 加以改造。 2） 節(jié)約備件，無需更換接觸器等低壓電器。 （ 4） 風(fēng)機 變頻調(diào)速改造 傳統(tǒng)的風(fēng) 機、水泵是通過風(fēng)門檔板或閥門來調(diào)節(jié)流量，由于流量與轉(zhuǎn)速成正比、功率與轉(zhuǎn)速的 3 次方成正比。鍋爐風(fēng)機 變頻調(diào)速：鍋爐風(fēng)機包括引風(fēng)機及鼓風(fēng)機，一般是通過調(diào)節(jié)風(fēng)門檔板改變送風(fēng)量、采用 變頻 器后，可將風(fēng)門檔板調(diào)節(jié)至最大，通過 變頻 器進行調(diào)速。 （ 6） 空壓機變頻 調(diào)速 通過一臺 變頻 器能同時控制多臺空壓機，避 免電機空轉(zhuǎn)耗能，無需專人值守，自動實現(xiàn)恒壓供氣，高效節(jié)能。同時能實現(xiàn)多點溫、濕度檢測及集中監(jiān)控、達到最佳舒適度控制。 一般都有數(shù)十甚至上百個參數(shù)供用戶選擇。但有些參數(shù)由于和實際使用情況有很大關(guān)系，且有的還相互關(guān)聯(lián)，因此要根據(jù)實際進行設(shè)定和調(diào)試。由于基本參數(shù)是各類型變頻器幾乎都有的，完全可以做到觸類旁通。通 常用頻率設(shè)定信號上升、下降來確定加減速時間。 加速時間設(shè)定要求：將加速電流限制在變頻器過電流容量以下，不使過流失速而引起變頻器跳閘；減速時間設(shè)定要點是：防止平滑電路電壓過大，不使再生過壓失速而使變頻器跳閘。 （ 2） 轉(zhuǎn)矩提升 又叫轉(zhuǎn)矩補償，是為補償因電動機定子繞組電阻所引起的低速時轉(zhuǎn)矩降低，而把低頻率范圍 f/V 增大的方法。如采用手動補償時，根據(jù)負(fù)載特性，尤其是負(fù)載的起動特性，通過試驗可選出較佳曲線。 （ 3） 電子熱過載保護 本功能為保護電動機過熱而設(shè)置 。本功能只適用于“一拖一”場合，而在“一拖多”時，則應(yīng)在各臺電動機上加裝熱繼電器。 （ 4）頻率限制 即變頻器輸出頻率的上、下限幅值。在應(yīng)用中按實際情況設(shè)定即可。 （ 5）偏置頻率 有的又叫偏差頻率或頻率偏差設(shè)定。有的變頻器當(dāng) 10 頻率設(shè)定信號為 0%時，偏差值可作用在 0～ fmax 范圍內(nèi)，有的變頻器 (如明電舍、三墾 )還可對偏置極性進行設(shè)定。 （ 6）頻 率設(shè)定信號增益 此功能僅在用外部模擬信號設(shè)定頻率時才有效。 （ 7）轉(zhuǎn)矩限制 可分為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩限制和制動轉(zhuǎn)矩限制兩種。轉(zhuǎn)矩限制功能可實現(xiàn)自動加速和減速控制。 驅(qū)動轉(zhuǎn)矩功能提供了強大的起動轉(zhuǎn)矩，在穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)矩功能將控制電動機轉(zhuǎn)差，而將電動機轉(zhuǎn)矩限制在最大設(shè)定值內(nèi)，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩突然增大時，甚至在加速時間設(shè)定過短時，也不會引起變頻器跳閘。驅(qū)動轉(zhuǎn)矩大對起動有利，以設(shè)置為 80～ 100%較妥。如制動轉(zhuǎn)矩設(shè)定為 0%，可使加到主電容器的再生總量接近于 0，從而使電動機在減速時，不使用制動電阻也能減速至停轉(zhuǎn)而不會跳閘。 （ 8）加減速模式選擇 又叫加減速曲線選擇。設(shè)定時可根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，選擇相應(yīng) 曲線，但也有例外，筆者在調(diào)試一臺鍋爐引風(fēng)機的變頻器時，先將加減速曲線選擇非線性曲線，一起動運轉(zhuǎn)變頻器就跳閘，調(diào)整改變許多參數(shù)無效果，后改為 S 曲線后就正常了。 （ 9）轉(zhuǎn)矩矢量控制 矢量控制是基于理論上認(rèn)為：異步電動機與直流電動機具有相同的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機理。因此，從原理上可得到與直流電動機相同的控制性能。 現(xiàn)在的變頻器幾乎都采用無反饋矢量控制，由于變頻器能根據(jù)負(fù)載電流大小和相位進行 11 轉(zhuǎn)差補償，使電動機具有很硬的力學(xué)特性，對于多數(shù)場合已能滿足要求，不需在變頻器的外部設(shè)置速度反饋電路。 與之有關(guān)的功能是轉(zhuǎn)差補償控制，其作用是為補償由負(fù)載波動而引起的速度偏差，可 加上對應(yīng)于負(fù)載電流的轉(zhuǎn)差頻率。 （ 10）節(jié)能控制 風(fēng)機、水泵都屬于減轉(zhuǎn)矩負(fù)載，即隨著轉(zhuǎn)速的下降，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成比例減小，而具有節(jié)能控制功能的變頻器設(shè)計有專用 V/f 模式，這種模式可改善電動機和變頻器的效率，其可根據(jù)負(fù)載電流自動降低變頻器輸出電壓，從而達到節(jié)能目的，可根據(jù)具體情況設(shè)置為有效或無效。究其原因有： (1)原用電動機參數(shù)與 變頻器要求配用的電動機參數(shù)相差太大。 (3)啟用了矢量控制方式，但沒有進行電動機參數(shù)的手動設(shè)定和自動讀取工作，或讀取方法不當(dāng)。變頻器的整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)來說是非線性負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波會對同一電網(wǎng)的其他電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。因此，變頻器對系統(tǒng)內(nèi)其他的電子、電氣設(shè)備備、過程控制、電梯、機床等方面的應(yīng)用，保證了調(diào)節(jié)精度，減輕了工人的勞動強度，提高了經(jīng)濟效益，但隨之也帶來了一些干擾問題。變頻器產(chǎn)生的干擾主要有三種：對電子設(shè)備的干擾、對通信設(shè)備的干擾及對無線電等產(chǎn)生的干擾。如果變頻器的干擾問題解決不好，不但系統(tǒng)無法可靠運行，還會影響其他電子、電氣設(shè)備的正常工作。下面主要討論變頻器來說是一個電磁干擾源。電網(wǎng)中存在大量諧波源，如各種整流設(shè)備、交直流互換設(shè)備、電子電壓調(diào)整設(shè)備、非線性負(fù)載及照明設(shè)備等。變頻器的供電電源受到來自被污染的交流電網(wǎng)的干擾后，若不加 以處理，電網(wǎng)噪聲就會通過電網(wǎng)電源電路 12 干擾變頻器。其次，共模干擾通過變頻器的控制信號線也會干擾變頻器的正常工作。其干擾途徑與一般電磁干擾途徑是一致的，主要分電磁輻射、傳導(dǎo)、感應(yīng)耦合。同樣，系統(tǒng)內(nèi)的干擾信號通過相同的途徑干擾變頻器的正常工作。 （ 1）電磁輻射 變頻器如果不是處在一個全封閉的金屬外殼內(nèi)，它就可以通過空間向外輻射電磁波。變頻器的整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)來說是非線性負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波對接入同一電網(wǎng)的其它電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。高載波頻率和場控開關(guān)器件的高速切換（ dv/dt 可達 1kV/μ s 以上）所引起的輻射干擾問題相當(dāng)突出。而輻射場中的金屬物體還可能形成二次輻射。 （ 2）傳導(dǎo) 上述的電磁干擾除了通過與其相連的導(dǎo)線向外部發(fā)射，也可以通過阻抗耦合或接地回路耦合將干擾帶入其它電路。比較 典型的傳播途徑是：接自工業(yè)低壓網(wǎng)絡(luò)的變頻器所產(chǎn)生的干擾信號將沿著配電變壓器進入中壓網(wǎng)絡(luò)，并沿著其它的配電變壓器最終又進入民用低壓配電網(wǎng)絡(luò)，使接自民用配電母線的電氣設(shè)備成為遠程的受害者。當(dāng)干擾源的頻率較低時，干擾的電磁波輻射能力相當(dāng)有限，而該干擾源又不直接與其它導(dǎo)體連接，但此時的電磁干擾能量可以通過變頻器的輸入、輸出導(dǎo)線與其相鄰的其他導(dǎo)線或?qū)w產(chǎn)生感應(yīng)耦合，在鄰近導(dǎo)線或?qū)w內(nèi)感應(yīng)出干擾電流或電壓。 變頻器干擾的危害 變頻器干擾主要有：一是變頻器中普遍使用了晶閘管或者整流二極管等非線性整流器件， 13 其產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)將產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾，引起電網(wǎng)電壓畸變（電壓畸變率用 THDv 表示，變頻器產(chǎn)生諧波引起的 THDv 在 10~40%左右），影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量；二是變頻器的輸出部分一般采用的是 IGBT 等開關(guān)器件，在輸出能量的同時將在輸出線上產(chǎn)生較強的電磁輻射干擾，影響周邊電器的正常工作。 （ 2） 諧波可以通過電網(wǎng)傳導(dǎo)到其它的用電器，影響了許多電氣設(shè)備的正常運行，比如諧波會使變壓器產(chǎn)生機械振動，使其局部過熱，絕緣老化，壽命縮短，以至于損壞；還有傳導(dǎo)來的諧波會干擾電器設(shè)備內(nèi)部軟件或硬件的正常運轉(zhuǎn)。 （ 4） 諧波或電磁輻射干擾會導(dǎo)致繼電器保護