【正文】 矩降低10%，速度為額定速度1/3時，輸出轉(zhuǎn)矩降低20%。晶體管、IGBT的開關(guān)頻率越高，配線越長，產(chǎn)生的浪涌電壓越高，最大時，可產(chǎn)生直流電壓2倍的浪涌電壓。*如果絕緣問題存在的話，會在短期內(nèi)出現(xiàn)問題。這樣，當(dāng)瞬時停電時，會防止因接觸器切換而引起的過電流。 26：關(guān)于單相電機(jī)*電容啟動的單相電機(jī)，會導(dǎo)致電容燒壞，引起過電流保護(hù)。因此，一般單相電機(jī)不采用通用頻率器調(diào)速： 27：關(guān)于同步電機(jī) *負(fù)載變動大時，容易引起失步，從而導(dǎo)致過電流，電機(jī)燒壞。*輕負(fù)載也會引起失步。與工頻電源相比，降低輸出容量10％～20％。 28：關(guān)于高頻電機(jī) *載波頻率低，電流增加。在轉(zhuǎn)動慣量一定情況下，高速電器的調(diào)速范圍寬，加/減速時間設(shè)定也要大些。所以，加減速度時間值設(shè)定大時，轉(zhuǎn)矩提升值要設(shè)定小。所以，加減速時間設(shè)定小時，轉(zhuǎn)矩提升要設(shè)定大一些。②逐步加大轉(zhuǎn)矩提升，電流會逐步減小，直到電流反而增大時，停止轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)奶嵘?30問：出現(xiàn)整流橋損壞如何解決？ 電網(wǎng)與變頻器的不協(xié)調(diào)，可能造成變頻器整流橋的損壞，可以考慮裝輸入交流電抗器選購件對應(yīng)。（2） 同一電源變壓器裝有可控硅負(fù)載或功率因素補(bǔ)償電容器時。（4） 需要改善輸入功率因素時。建議用戶采用如下措施：(1) 在變頻器輸入側(cè)添加電感和電容，構(gòu)成LC濾波網(wǎng)絡(luò)。(3) 在條件許可的情況下，可以采用單獨(dú)的變壓器。當(dāng)控制線路與主回路電源均在地溝中埋設(shè)時，除控制線必須采用屏蔽電纜外，主電路線路必須采用鋼管屏蔽穿線，減小彼此干擾，防止變頻器的誤動作。如果線路較長，現(xiàn)場干擾嚴(yán)重的場合，建議在變頻器側(cè)加裝DC/DC隔離模塊或者采用經(jīng)過V/F轉(zhuǎn)換，采用頻率指令給定模式進(jìn)行控制。對于RS232通信方式，注意控制線路盡量不要超過15m，如果要加長，必須隨之降低通信波特率，在100m左右時，能夠正常通信的波特率小于600bps。對于采用現(xiàn)場總線的高速控制系統(tǒng)，通信電纜必須采用專用電纜，并采用多點(diǎn)接地的方式，才能夠提高可靠性。在一個車間中，有幾百臺變頻器等容性整流負(fù)載在工作時，電網(wǎng)的諧波非常大，對于電網(wǎng)質(zhì)量有很嚴(yán)重的污染，對設(shè)備本身也有相當(dāng)?shù)钠茐淖饔茫p則不能夠連續(xù)正常運(yùn)行，重則造成設(shè)備輸入回路的損壞。(2) 在變頻器比較集中的車間，建議采用集中整流，直流共母線供電方式。優(yōu)點(diǎn)是，諧波小、節(jié)能，特別適用于頻繁起制動、電動運(yùn)行與發(fā)電運(yùn)行同時進(jìn)行的場合。(4) 變頻器輸入側(cè)加裝有源PFC裝置，效果最好，但成本較高。Cb和Zb為軸承油膜的電容和非線性阻抗。34：變頻器的控制電路及幾種常見故障分析1引言 隨著變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中日益廣泛的應(yīng)用，了解變頻器的結(jié)構(gòu)，主要器件的電氣特性和一些常用參數(shù)的作用，及其常見故障越來越顯示出其重要性。控制電路由以下電路組成：頻率、電壓的運(yùn)算電路、主電路的電壓、電流檢測電路、電動機(jī)的速度檢測電路、將運(yùn)算電路的控制信號進(jìn)行放大的驅(qū)動電路，以及逆變器和電動機(jī)的保護(hù)電路。在控制電路增加了速度檢測電路，即增加速度指令，可以對異步電動機(jī)的速度進(jìn)行控制更精確的閉環(huán)控制。 2)電壓、電流檢測電路 與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。 4)I/0輸入輸出電路 為了變頻器更好人機(jī)交互，變頻器具有多種輸入信號的輸入 (比如運(yùn)行、多段速度運(yùn)行等)信號，還有各種內(nèi)部參數(shù)的輸出“比如電流、頻率、保護(hù)動作驅(qū)動等)信號。 6)保護(hù)電路 檢測主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。變流器的輸出電流達(dá)到異常值，也同樣停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)需要反時限特性，采用熱繼電器或者電子熱保護(hù) (使用電子電路)。 ③再生過電壓保護(hù) 采用逆變器是電動機(jī)快速減速時，由于再生功率直流電路電壓將升高，有時超過容許值。 ④瞬時停電保護(hù) 對于數(shù)毫秒以內(nèi)的瞬時停電，控制電路工作正常。 ⑤接地過電流保護(hù) 逆變器負(fù)載接地時，為了保護(hù)逆變器有時要有接地過電流保護(hù)功能。 ⑥冷卻風(fēng)機(jī)異常 有冷卻風(fēng)機(jī)的裝置，當(dāng)風(fēng)機(jī)異常時裝置內(nèi)溫度將上升，因此采用風(fēng)機(jī)熱繼電器或器件散熱片溫度傳感器，檢出異常后停止逆變器。 (2)異步電機(jī)的保護(hù) ①過載保護(hù) 過載檢出裝置與逆變器保護(hù)共用，但考慮低速運(yùn)轉(zhuǎn)的過熱時，在異步電動機(jī)內(nèi)埋入溫度檢出器，或者利用裝在逆變器內(nèi)的電子熱保護(hù)來檢出過熱。 ②超額 (超速)保護(hù) 逆變器的輸出頻率或者異步電動機(jī)的速度超過規(guī)定值時，停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，在負(fù)載電流減小之前要進(jìn)行控制，抑制頻率上升或使頻率下降。 ②防止失速再生過電壓 減速時產(chǎn)生的再生能量使主電路直流電壓上升，為了防止再生過電壓電路保護(hù)動作，在直流電壓下降之前要進(jìn)行控制，抑制頻率下降，防止不能運(yùn)轉(zhuǎn) (失速)。因此，變頻器在安裝使用時，必須對控制回路采取抗干擾措施。 ②開關(guān)信號回路，變頻器的開停指令、正反轉(zhuǎn)指令等 (數(shù)字)。 2)干擾的基本類型及抗干擾措施。 措施：加大與干擾源電纜的距離，達(dá)到導(dǎo)體直徑 40倍以上時，干擾程度就不大明顯。 ②靜電感應(yīng)干擾：指周圍電氣回路產(chǎn)生的磁通變化在電纜中感應(yīng)出的電勢。 措施：一般將控制電纜與主回路電纜或其它動力電纜分離鋪設(shè)，分離距離通常在 30cm以上(最低為10cm)，分離困難時，將控制電纜穿過鐵管鋪設(shè)。 ③電波干擾：指控制電纜成為天線，由外來電波在電纜中產(chǎn)生電勢。必要時將變頻器放入鐵箱內(nèi)進(jìn)行電波屏蔽，屏蔽用的鐵箱要接地。 措施：對繼電器觸點(diǎn)接觸不良，采用并聯(lián)觸點(diǎn)或鍍金觸點(diǎn)繼電器或選用密封式繼電器。 ⑤電源線傳導(dǎo)干擾：指各種電氣設(shè)備從同一電源系統(tǒng)獲得供電時，由其它設(shè)備在電源系統(tǒng)直接產(chǎn)生電勢。 ⑥接地干擾：指機(jī)體接地和信號接地。 措施：速度給定的控制電纜取 1點(diǎn)接地，接地線不作為信號的通路使用。 3)其它注意事項(xiàng) ①裝有變頻器的控制柜，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離大容量變壓器和電動機(jī)。 ②弱電壓電流控制電纜不要接近易產(chǎn)生電弧的斷路器和接觸器。 ④屏蔽電纜的屏蔽要連續(xù)到電纜導(dǎo)體同樣長。 4 變頻器常見故障分析 1)變頻器充電起動電路故障 通用變頻器一般為電壓型變頻器，采用交—直—交工作方式，即是輸入為交流電源，交流電壓三相整流橋整流后變?yōu)橹绷麟妷?，然后直流電壓?jīng)三相橋式逆變電路變換為調(diào)壓調(diào)頻的三相交流電輸出到負(fù)載。充電完成后，控制電路通過繼電器的觸點(diǎn)或晶閘管將電阻短路，起動電路故障一般表現(xiàn)為起動電阻燒壞，變頻器報警顯示為直流母線電壓故障，一般設(shè)計者在設(shè)計變頻器的起動電路時，為了減少變頻器的體積選擇起動電阻，都選擇小一些，電阻值在10～50Ω，功率為10～50W。如遇此情況，可購買同規(guī)格的電阻換之，同時必須找出引出電阻燒壞的原因。 2)變頻器無故障顯示，但不能高速運(yùn)行 我廠一臺變頻器狀態(tài)正常，但調(diào)不到高速運(yùn)行，經(jīng)檢查，變頻器并無故障，參數(shù)設(shè)置正確，調(diào)速輸入信號正常，上電運(yùn)行時測試出現(xiàn)變頻器直流母線電壓只有 450V左右，正常值為580～600V，再測輸入側(cè)，發(fā)現(xiàn)缺了一相，故障原因是輸入側(cè)的一個空氣開關(guān)的一相接觸不良造成的，為什么變頻器輸入缺相不報警仍能在低頻段工作呢?實(shí)際上變頻器缺一相輸入時，是可以工作的，多數(shù)變頻器的母線電壓下限為400V，即是當(dāng)直流母線電壓降至400V以下時，變頻器才報告直流母線低電壓故障。當(dāng)變頻器不運(yùn)行時，由于平波電容的作用，直流電壓也可達(dá)到正常值，新型的變頻器都是采用PWM控制技術(shù)，調(diào)壓調(diào)頻的工作在逆變橋完成，所以在低頻段輸入缺相仍可以正常工作，但因?yàn)檩斎腚妷旱洼敵鲭妷旱?，造成異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩低，頻率上不去。如果無這些現(xiàn)象，可以斷開輸出側(cè)的電流互感器和直流側(cè)的霍爾電流檢測點(diǎn)，復(fù)位后運(yùn)行，看是否出現(xiàn)過流現(xiàn)象，如果出現(xiàn)的話，很可能是 1PM模塊出現(xiàn)故障，因?yàn)?PM模塊內(nèi)含有過壓過流、欠壓、過載、過熱、缺相、短路等保護(hù)功能，而這些故障信號都是經(jīng)模塊控制引腳的輸出Fn引腳傳送到微控器的，微控器接收到故障信息后，一方面封鎖脈沖輸出，另一方面將故障信息顯示在面板上，一般更換1PM模塊。 5)電機(jī)發(fā)熱，變頻器顯示過載 對于已經(jīng)投入運(yùn)行的變頻器如果出現(xiàn)這種故障，就必須檢查負(fù)載的狀況；對于新安裝的變頻器如果出現(xiàn)這種故障，很可能是 V/F曲線設(shè)置不當(dāng)或電機(jī)參數(shù)設(shè)置有問題，如一臺新裝變頻器，其驅(qū)動的是一臺變頻電機(jī)，電機(jī)額定參數(shù)為220V/50Hz，而變頻器出廠時設(shè)置為380V/50Hz，由于安裝人員沒有正確設(shè)定變頻器的V/F參數(shù)，導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行一段時間后轉(zhuǎn)子出現(xiàn)磁飽和，致使電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，發(fā)熱而過載。35問：什么是變頻器？變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的。20世紀(jì)60年代以后，電力電子器件經(jīng)歷了SCR（晶閘管）、GTO（門極可關(guān)斷晶閘管）、BJT（雙極型功率晶體管）、MOSFET（金屬氧化物場效應(yīng)管）、SIT（靜電感應(yīng)晶體管）、SITH（靜電感應(yīng)晶閘管）、MGT（MOS控制晶體管）、MCT（MOS控制晶閘管）、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）、HVIGBT（耐高壓絕緣柵雙極型晶閘管）的發(fā)展過程，器件的更新促進(jìn)了電力電子變換技術(shù)的不斷發(fā)展。20世紀(jì)80年代，作為變頻技術(shù)核心的PWM模式優(yōu)化問題吸引著人們的濃厚興趣，并得出諸多優(yōu)化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。36：變頻器的分類 變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關(guān)方式分類，可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器；按照工作原理分類，可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。CVCF：恒電壓、恒頻率（Constant Voltage and Constant Frequency）的縮寫。通常，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”。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)。用于電機(jī)控制的變頻器，既可以改變電壓，又可以改變頻率37：改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機(jī)控制方法如果僅改變頻率，電機(jī)將被燒壞。為了防止電機(jī)燒毀事故的發(fā)生，變頻器在改變頻率的同時必須要同時改變電壓。例如：為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減半，變頻器的輸出頻率必須從60Hz改變到30Hz，這時變頻器的輸出電壓就必須從380V改變到約190V。如果用大的電壓和頻率起動電機(jī)，例如使用工頻電網(wǎng)直接供電，就會產(chǎn)生一個大的起動沖擊（大的起動電流 (*2) ）。所以變頻器驅(qū)動的電機(jī)起動電流要小些。減小的實(shí)際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊中會給出說明。當(dāng)變頻器調(diào)速到大于60Hz頻率時，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低，通常的電機(jī)是按50Hz(60Hz)電壓設(shè)計制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個電壓范圍內(nèi)給出的。當(dāng)電機(jī)以大于60Hz頻率速度運(yùn)行時，電機(jī)負(fù)載的大小必須要給予考慮，以防止電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不足。因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為恒功率調(diào)速. (P=Ue*Ie)變頻器50Hz以上的應(yīng)用情況大家知道, 對一個特定的電機(jī)來說, 其額定電壓和額定電流是不變的.(我們先不考慮短時的過流過壓). 如變頻器和電機(jī)額定值都是: 15kW/380V/30A, 電機(jī)可以工作在50Hz以上當(dāng)轉(zhuǎn)速為50Hz時, 變頻器的輸出電壓為380V, 電流為30A. 這時如果增大輸出頻率到60Hz, 變頻器的最大輸出電壓電流還只能為380V/30A. 很顯然輸出功率不變. 所以我們稱之為恒功率調(diào)速.這時的轉(zhuǎn)矩情況怎樣呢?因?yàn)镻=wT (w:角速度, T:轉(zhuǎn)矩). 因?yàn)镻不變, w增加了, 所以轉(zhuǎn)矩會相應(yīng)減小.我們還可以再換一個角度來看:電機(jī)的定子電壓 U = E + I*R (I為電流, R為電子電阻, E為感應(yīng)電勢)可以看出, U,I不變時, E也不變.而E = k*f*X, (k:常數(shù), f: 頻率, X:磁通), 所以當(dāng)f由5060Hz時, X會相應(yīng)減小 對于電機(jī)來說, T=K*I*X, (K:常數(shù), I:電流, X:磁通), 因此轉(zhuǎn)矩T會跟著磁通X減小而減小.同時, 小于50Hz時, 由于I*R很小, 所以U/f=E/f不變時, 磁通(X)為常數(shù). 轉(zhuǎn)矩T和電流成正比. 這也就是為什么通常用變頻器的過流能力來描述其過載(轉(zhuǎn)矩)能力. 并稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速(額定電流不變最大轉(zhuǎn)矩不變)結(jié)論: 當(dāng)變頻器輸出頻率從50Hz以上增加時, 電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩會減小.39：其他和輸出轉(zhuǎn)矩有關(guān)的因素載波頻率: 一般變頻器所標(biāo)的額定電流都是以最高載波頻率, 最高環(huán)境溫度下能保證持續(xù)輸出的數(shù)值.一般變頻器如果負(fù)載能力不夠, 大都是變頻器檢測到電流太大而報警如果降低載波頻率, 但是電機(jī)的電流不會受到影響. 雖然元器件的發(fā)熱會減小,但我覺得這個量很難定量給出, 不同功率的也不同. 一般的廠商會在功率器件選型上留很大的裕量. 不大會因?yàn)槟阍O(shè)定的載波頻率小了而把內(nèi)部的電流保護(hù)水平放寬. 就向廠商不會因?yàn)闄z測到周圍溫度比較低時就增大變頻器保護(hù)電流值.