13、如果用带有PG的电机，进行反馈后速度精度能提高吗？ ..7

　具有PG反馈功能的变频器，精度有提高。但速度精度的植取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分辨率。

14、失速防止功能是什么意思？ .....8

　如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速(电角频率) 的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。

15、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种，和加减速时间共同给定的机种，这有什么意义？...8

　加减速可以分别给定的机种，对于短时间加速、缓慢减速场合，或者对于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适宜的，但对于风机传动等场合，加 减速时间都较长，加速时间和减速时间可以共同给定。

16、什么是再生制动？ .....8

　　电动机在运转中如果降低指令频率，则电动机变为异步发电机状态运行，作 为制动器而工作，这就叫作再生(电气)制动。

17、是否能得到更大的制动力？ .....8

　从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中，由于电容器的容量和耐压的关系，通用变频器的再生制动力约为额定转矩的 10%~20%。如采用选 用件制动单元，可以达到 50%~100%。

18、变频器的保护功能? ...8

　保护功能可分为以下两类：

　　(1) 检知异常状态后自动地进行修正动作，如过电流失速防止，再生过 电压失速防止。

　　(2) 检知异常后封锁电力半导体器件 PWM 控制信号，使电机自动停车。如过电流切断、再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等。

19、为什么用离合器连续负载时，变频器的保护功能就动作？ 9

　用离合器连接负载时，在连接的瞬间，电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化，流过的大电流导致变频器过电流跳闸，不能运转。

20、在同一工厂内大型电机一起动，运转中变频器就停止，这是为什么？...........9

电机起动时将流过和容量相对应的起动电流，电机定子侧的变压器产生电压降，电机容量大时此压降影响也大，连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断，因而有时保护功能(IPE)动作，造成停止运转。

21、什么是变频分辨率？有什么意义？ ........9

　对于数字控制的变频器，即使频率指令为模拟信号，输出频率也是有级给定。 这个级差的最小单位就称为变频分辨率。

　　变频分辨率通常取值为 0.015~0.5Hz.例如，分辨率为 0.5Hz，那么 23Hz 的上面可变为 23.5、24.0 Hz，因此电机的动作也是有级的跟随。这样对于像连 续卷取控制的用途就造成问题。在这种情况下，如果分辨率为 0.015Hz 左右， 对于 4 级电机 1 个级差为 1r/min 以下，也可充分适应。另外，有的机种给定 分辨率与输出分辨率不相同。

22、装　变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的，上下的关系对通风也是重要的，因此，对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位，尽可能垂直安装。设变频器时安装方向是否有限制？ ....9

23、不采用软起动，将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以？...........9

　在很低的频率下是可以的，但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件 相近。将流过大的起动电流(6~7 倍额定电流)，由于变频器切断过电流，电机不能起动。

24、电机超过 60Hz运转时应注意什么问题？............10

超过 60Hz 运转时应注意以下事项

　　(1)机械和装置在该速下运转要充分可能(机械强度、噪声、振动等)。

(2)电机进入恒功率输出范围，其输出转矩要能够维持工作(风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比例增加，所以转速少许升高时也要注意)。

　(3)产生轴承的寿命问题，要充分加以考虑。

(4)对于中容量以上的电机特别是 2 极电机，在 60Hz 以上运转时要与厂 家仔细商讨。

25、变频器可以传动齿轮电机吗？ ..............10

　根据减速机的结构和润滑方式不同，需要注意若干问题。在齿轮的结构上通 常可考虑 70~80Hz 为最大极限，采用油润滑时，在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等
26、变频器能用来驱动单相电机吗？可以使用单相电源吗？ .10

单相电机基本上不能用。对于调速器开关起动式的单相电机，在工作点以下的调速范围时将烧毁辅助绕组;对于电容起动或电容运转方式的，将诱发电容器爆炸。

　　变频器的电源通常为 3 相，但对于小容量的，也有用单相电源运转的机种。

27、变频器本身消耗的功率有多少？ ..........10

它与变频器的机种、运行状态、使用频率等有关，但要回答很困难。不过在

　　60Hz 以下的变频器效率大约为 94%~96%，据此可推算损耗，但内藏再生制动式(FR-K)变频器，如果把制动时的损耗也考虑进去，功率消耗将变大，对于操作盘设计等必须注意。

28、为什么不能在 6~60Hz全区域连续运转使用？ .. 11

　一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却，若速度降低则冷却效果下降，因而不能承受与高速运转相同的发热，必须降低在低速下的负载转矩，或采用容量大的变频器与电机组合，或采用专用电机。

29、使用带制动器的电机时应注意什么？ .. 11

　制动器励磁回路电源应取自变频器的输入侧。如果变频器正在输出功率时制动器动作，将造成过电流切断。所以要在变频器停止输出后再使制动器动作。

30、想用变频器传动带有改善功率因数用电容器的电机，电机却不动，清说明原因.. 11

　变频器的电流流入改善功率因数用的电容器，由于其充电电流造成变频器过电流(OCT)，所以不能起动，作为对策，请将电容器拆除后运转，甚至改善功率 因数，在变频器的输入侧接入 AC 电抗器是有效的。

31、变频器的寿命有多久？ ........... 11

　　变频器虽为静止装置，但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件，如 果对它们进行定期的维护，可望有 10 年以上的寿命。

32、变频器内藏有冷却风扇，风的方向如何？风扇若是坏了会怎样？.. 11

　对于小容量也有无冷却风扇的机种。有风扇的机种，风的方向是从下向上，所以装设变频器的地方，上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材。还有，变频器上方不要放置怕热的零件等。风扇发生故障时，由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护

33、滤波电容器为消耗品，那么怎样判断它的寿命？ .............12

　作为滤波电容器使用的电容器，其静电容量随着时间的推移而缓缓减少，定期地测量静电容量，以达到产品额定容量的 85%时为基准来判断寿命。

34、装设变频器时安装方向是否有限制？ ..12

　应基本收藏在盘内，问题是采用全封闭结构的盘外形尺寸大，占用空间大，成本比较高。其措施有：

　　(1)盘的设计要针对实际装置所需要的散热

　　(2)利用铝散热片、翼片冷却剂等增加冷却面积

　　(3) 采用热导管。 此外，已开发出变频器背面可以外露的型式。

35、想提高原有输送带的速度，以 80Hz运转，变频器的容量该怎样选择？ ......12

　设基准速度为 50Hz，50Hz 以上为恒功率输出特性。像输送带这样的恒转 矩特性负载增速时，容量需要增大为 80/50≈1.6 倍。电机容量也像变频器一样 增大

36、 Auto Tuning(自动调校) ........12

　常见于磁束向量型变频器的一种技术，能自动监测(找出)马达的参数，如转差频率/场电流/转矩电流/定子阻抗/转子阻抗/定子感抗/转子感抗等.有了这些参数后才能作[专据估算]及[转差(滑差)补偿].也因为此技术，在无编码器的运 转下仍能获得良好的运转精度.

7、无编码器运转 ...........13

　在速度控制上，与旧式 variable frenquency 变频器的开回路比较，磁束向量型变频器内部由速度观测计算功能达成闭回路.马达侧不用装编码器也能达到 良好的速度精度.无编码器运转有如下好处：

　　1) 配线精省;

　　2) 不必担心 RF 杂讯对编码器低电压信号的影响;

　　3) 在多震动的场合不用担心编码器的高故障率.

38、变频器的矢量控制 ...13

　　在 AC 马达中，转子由定子绕组感应电流产生磁场.定子电流含两部分.一部 分影响磁场，另一部分影响马达输出转矩.要使用 AC 马达在需要速度与转矩控 制的场合，必须能够把影响转矩的电流分离控制，而磁束矢量控制就能够分离这两部分进行独立控制.(具有大小及方向的物理量称为矢量)

39、Field Weakening ...13

　Field Weakening 线路可用以减弱马达的场电流，改变与磁场的平衡关系，使马达高于基本转速运转.

40、定转矩应用 13

所需转矩大小不因速度而变的场合，常用到[定转矩应用].如传送带等负载.[定转矩应用]通常需要较大的起动转矩.[定转矩应用]在低速运转时易有马达发热问题，解决的方法：最好(1)加大马达功率;(2)使用装有定速冷却的变频器专用马达(即马达的冷却方式为强制风冷).



41、变转矩应用 13

　多见于离心式负载，例如泵/风机/风扇等，其使用变频器的目的一般为节能. 比如当风扇以 50%转速运转时，其所需转矩小于全速运转所需.可变转矩变频器能够仅给与马达所需转矩，达到节能效果.次应用中短暂的巅峰负载通常无需给与马达额外的能量.故变转矩变频器的过载能力可以适用于大部分用途. *定转矩变频器的过载(电流)能力须为额定值 150%/1minute，而可变转矩变频器所需过载(电流)能力仅需额120%/1minute.因为离心式机械用途中很少会超出额定电流.另外，变转矩用途所需起动转矩也较定转矩用途小

42、变频器专用马达 .......14

1)分离式它力通风(它力风冷)

　　2) 10Hz-60Hz 为定转矩输出

　　3) 高起动转矩

　　4) 低噪音

　　5) 马达装有编码器

　　*但并非所有称之为变频器专用马达的马达都具有上列特征

43、关于调速： 14

　　1)调速：根据工况需要调整设备运行速度，以达到节能降耗、减少磨损、 按需生产等目的。

　　2)直流调速(DC Controler/motor)：由直流控制器调节直流电机以达

　　到调整速度的目的。

　　3)交流变频调速(AC inverter/motor)：由变频器输出频率变化的三相交流电流从而控制交流电机的转速。

　　4)矢量变频调速(AC vector inverter)：通过复杂的计算变换，使交流变频器按照直流电机的控制方式去控制交流电机，从而达到精确速度控制、转矩控制、提高输出扭矩等特性。

　　5)伺服控制系统(Servo control system)：在运动系统中引入速度反馈或位置反馈元件，通过负反馈的作用达到极其精密的的速度控制、定位控制以及 高动态响应。

43、关于调速： 14

　　1)调速：根据工况需要调整设备运行速度，以达到节能降耗、减少磨损、 按需生产等目的。

　　2)直流调速(DC Controler/motor)：由直流控制器调节直流电机以达

　　到调整速度的目的。

　　3)交流变频调速(AC inverter/motor)：由变频器输出频率变化的三相交流电流从而控制交流电机的转速。

　　4)矢量变频调速(AC vector inverter)：通过复杂的计算变换，使交流变频器按照直流电机的控制方式去控制交流电机，从而达到精确速度控制、转矩控制、提高输出扭矩等特性。

　　5)伺服控制系统(Servo control system)：在运动系统中引入速度反馈或位置反馈元件，通过负反馈的作用达到极其精密的的速度控制、定位控制以及 高动态响应。

44、几个常见工业元件： 14

1)测速发电机(Tacho-generator)：一种转速测量元件，有交流、直流之分。

　　2)旋转变压器(Resolver)：一种经济、准确地转速和角位移测量元件。

　3)光电编码器(Encoder)：一种精密的角位移、转速测量元件，适合在

　　位置控制系统中作为反馈元件。

　　4)PLC：工业用计算、控制装置，实现逻辑、时序、计算等控制功能，一 般作为整个自动化控制系统的上位主机。

　　5)HMI(Human-Machine Interface)：人-机界面。

　　6)现场总线(Field-Bus System)：应用于工业控制现场的串行通讯总线系统，大幅度降低接线成本，提高控制的抗干扰能力。

　　7)分布式控制(Distributed control)：区别于传统的集中式控制，强调

　　各个节点设备的智能化，一般由现场总线系统将各子设备连接起来。极大地提高系统应用的灵活性、可靠性，降低上位机的运算负担。

45、关于电机的三个术语： ...........15

1)防护等级(Protection Code)：

　　(IP**)考察一个设备防止异物进入和防水的能力，使 IEC 标准之一。其两个数字分别代表防异物和防水的能力，数值越高表明可以防止更细小的物体进入 以及经受更强烈的水流冲击。一般为 IP54(防尘，防泼洒水滴)以上防护等级的设备可以直接应用于露天。

　　2)绝缘等级(Insulation Grade)：考察一个电气设备(一般针对电机)在保证良好绝缘特性的前提下所能承受

　　的极限温升能力，是 IEC 标准之一。一般有 B 级(85 度)、F 级(105 度)、

　　H 级(125 度)。

　　3)工作制。(略)

变频器维修检测常用方法 ..... 16

　在变频器日常维护过程中，经常遇到各种各样的问题，如外围线路问题，参数设定不良或机械故障。如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。

1、静态测试 ......16

　　1.1、测试整流电路

　　找到变频器内部直流电源的 P 端和 N 端，将万用表调到电阻 X10 档，红表棒接到 P，黑表棒分别依到 R、S、T，应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。相反将黑表棒接到 P 端，红表棒依次接到 R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到 N 端，重复以上步骤，都应得到相同结果。如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。B.红表棒

　　接 P 端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。

　　1.2、测试逆变电路

　　将红表棒接到 P 端，黑表棒分别接 U、V、W 上，应该有几十欧的阻值，且 各相阻值基本相同，反相应该为无穷大。将黑表棒接到 N 端，重复以上步骤应

　　得到相同结果，否则可确定逆变模块故障

2、动态测试 ......16

在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。在上电前后必 须注意以下几点：

　　2.1、上电之前，须确认输入电压是否有误，将 380V 电源接入 220V 级变频器之中会出现炸机(炸电容、压敏电阻、模块等)。

　　2.2、检查变频器各接播口是否已正确连接，连接是否有松动，连接异常有时可能导致变频器出现故障，严重时会出现炸机等情况。

　　2.3、上电后检测故障显示内容，并初步断定故障及原因。

2.4、如未显示故障，首先检查参数是否有异常，并将参数复归后，进行空载(不接电机)情况下启动变频器，并测试 U、V、W 三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况，则模块或驱动板等有故障。

2.5、在输出电压正常(无缺相、三相平衡)的情况下，带载测试。测试时，最好是满负载测试。

3、故障判断 ......17

　3.1、整流模块损坏 一般是由于电网电压或内部短路引起。在排除内部短路情况下，更换整流桥。

在现场处理故障时，应重点检查用户电网情况，如电网电压，有无电焊机等对电 网有污染的设备等。　

　3.2、逆变模块损坏一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起。在修复驱动电路之后，测驱动波形良好状态下，更换模块。在现场服务中更换驱动板之后，还必须注意检查马达及连接电缆。在确定无任何故障下，运行变频器。

　　3.3、上电无显示 一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电路无直流电引起，如启

　　动电阻损坏，也有可能是面板损坏。

　　3.4、上电后显示过电压或欠电压 一般由于输入缺相，电路老化及电路板受潮引起。找出其电压检测电路及检

　　测点，更换损坏的器件。

　　3.5、上电后显示过电流或接地短路 一般是由于电流检测电路损坏。如霍尔元件、运放等。

　　3.6、启动显示过电流 一般是由于驱动电路或逆变模块损坏引起。

　　3.7、空载输出电压正常，带载后显示过载或过电流 该种情况一般是由于参数设置不当或驱动电路老化，模块损伤引起。



变频器运行中存在的问题及对策 ........ 18

　随着变频技术的提高，交流电动机的应用越来越广泛，采用变频调速可以提高生产机械的控制精度、生产效率和产品质量，有利于实现生产过程的自动化，是交流拖动系统具有优良的控制性能，而且在许多生产场合具有显著的节能效果。

1、变频器的应用 .............18

　　我国的电动机用电量占全国发电量的 60%~70%，风机、水泵设备年耗电 量占全国电力消耗的 1/3。造成这种状况的主要原因是：风机、水泵等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，大量的能源消耗在挡板、阀门地截流过程中。由于风机、水泵类大多为平房转矩负载，轴功率与转速成立方关系，所以当风机、水泵转速下降时，消耗的功率也大大下降，因此节能潜力非常大，最有效的节能措施就是采用变频调速器来调节流量，应用变频器节电率为 20%~50%，效益显著。

　　许多机械由于工艺需要，要求电动机能够调速。过去由于交流电动机调速困难，调速性能要求高的场合都采用直流调速，而直流电冬季结构复杂，体积大，维修困难，因此随着变频调速技术的成熟，交流调速正逐步取代直流调速，往往需要进行是量和直接转矩控制，来满足各种工艺要求。

　　利用变频器拖动电动机，起动电流小，可以实现软起动和无级调速，方便的进行加减速控制，是电动机获得高性能，大幅度地节约电能，因而变频器在工业 生产和生活中得到了越来越广泛的应用。



2、存在的问题及对策 .....18

　随着变频器应用范围的扩大，运行中出现的问题也越来越多，主要表现为：高次谐波、噪声与振动、负载匹配、发热等问题。本文针对以上问题进行分析并提出相应措施。

3、谐波问题及对策 .........19

　通用变频器的主电路形式一般由整流、逆变和滤波三部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，中间滤波部分采用大电容作为滤波器，逆变部分为 IGBT 三项桥式逆变器，且输入为 PWM 波形。输出电压中含有除基波以外的其它谐波，较低次谐波通常对电动机负载影响较大，引起转矩脉动;而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加，使电动机出力不足，因此变频器输出的高低次谐波都 必须抑制，可以采用以下方法抑制谐波。

　　(1) 增加变频器供电电源内阻抗通常电源设备的内阻抗可以器到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作

　　用，内阻抗越大，谐波含量越小，这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。因此选择

　　变频器供电电源时，最好选择短路阻抗大的变压器。

　　(2) 安装电抗器在变频器的输入端与输出端串接合适的电抗器，或安装谐波滤波器，滤波器

　　的组成为 LC 型，吸收谐波和增大电源或负载阻抗，达到抑制目的。

　　(3) 采用变压器多项运行通用变频器为六脉波整流器，因此产生的谐波较大。如果采用变压器多相运

　　行，使相位角互差 30°，如 Y-△、△-△组合的变压器构成 12 脉波的效果，可

　　减小低次谐波电流，很好的抑制了谐波。

　　(4) 设置专用谐波设置专用滤波器用来检测变频器和相位，并产生一个与谐波电流的幅值相同

　　且相位正好相反的电流，通到变频器中，从而可以有效的吸收谐波电流。

4、噪声和振动问题及对策 .............19

　采用变频器调速，将产生噪声和振动，这是变频器输出波形中含有高次谐波分量所产生的影响。随着运转频率的变化，基波分量、高次谐波分量都在大范围内变化，很可能引起与电动机的各个部分产生谐振等。

(1) 噪声问题及对策

　　用变频器传动电动机时，由于输出电压电流中含有高次谐波分量，气隙的高次谐波磁通增加，故噪声增大。电磁噪声由以下特征：由于变频器输出中的低次谐波分量与转子固有机械频率谐振，则转子固有频率附近的噪声增大。变频器输出中的高次谐波分量与铁心机壳轴承架等谐振，在这些部件的各自固有频率附近处的噪声增大。

　　变频器传动电动机产生的噪声特别是刺耳的噪声与 PWM 控制的开关频率有关，尤其在低频区更为显著。一般采用以下措施平抑和减小噪声：在变频器输出侧连接交流电抗器。如果电磁转矩有余量，可将 U / f 定小些。采用特殊电动 机在较低频的噪声音量较严重时，要检查与轴系统(含负载)固有频率的谐振。

　　(2) 振动问题及对策变频器工作时，输出波形中的高次谐波引起的磁场对许多机械部件产生电磁

　　策动力，策动力的频率总能与这些机械部件的固有频率相近或重合，造成电磁原

　　因导致的振动。对振动影响大的高次谐波主要是较低次的谐波分量，在 PAM 方 式和方波 PWM 方式时有较大的影响。但采用正弦波 PWM 方式时，低次的谐 波分量小，影响变小。

　　减弱或消除振动的方法，可以在变频器输出侧接入交流电抗器以吸收变频器 输出电流中的高次谐波电流成分。使用 PAM 方式或方波 PWM 方式变频器时， 可改用正弦波 PWM 方式变频器，以减小脉动转矩。从电动机与负载相连而成的机械系统，为防止振动，必须使整个系统不与电动机产生的电磁力谐波。



5、负载匹配及对策 .........20

　负载的类型

　　生产机械的种类繁多，性能和工艺要求各异，其转矩特性不同，因此应用变频器前首先要搞清电动机所带负载的性质，即负载特性，然后再选择变频器和电动机。负载有三种类型：恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。不同的负载类型，应选不同类型的变频器。

　　(1) 恒转矩负载

恒转矩负载又分为摩擦类负载和位能式负载。

　　摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩的 150%左右，制动转矩一般要求 额定转矩的 100%左右，所以变频器应选择具有恒定转矩特性，而且起动和制动 转矩都比较大，过载时间和过载能力大的变频器，如 FR-A540 系列。

　　位能负载一般要求大的起动转矩和能量回馈功能，能够快速实现正反转，变 频器应选择具有四象限运行能力的变频器，如 FR-A241 系列。

(2) 风机泵类负载

风机泵类负载是典型的平方转矩负载，低速下负载非常小，并与转速平方成

　　正比，通用变频器与标准电动机的组合最合适。这类负载对变频器的性能要求不

　　高，只要求经济性和可靠性，所以选择具有 U/f=const 控制模式的变频器即可，

　　如 FR-A540(L)。如果将变频器输出频率提高到工频以上时，功率急剧增加，有时超过电动机变频器的容量，导致电动机过热或不能运转，故对这类负载转矩，不要轻易将频率提高到工频以上。

(3) 恒功率负载

恒功率负载指转矩与转速成反比，但功率保持恒定的负载，如卷取机、机床等。对恒功率特性的负载配用变频器时，应注意的问题：在工频以上频率范围内

　　变频器输出电压为定值控制，，所以电动机产生的转矩为恒功率特性，使用标准电动机与通用变频器的组合没有问题。而在工频以下频率范围内为 U/f 定值控制，电动机产生的转矩与负载转矩又相反倾向，标准电动机与通用变频器的组合 难以适应，因此要专门设计。

　3、变频器控制方式的合理选用
　　控制方式是决定变频器使用性能的关键所在。目前市场上低压通用变频器品 牌很多，包括欧、美、日及国产的共约 50 多种。选用变频器时不要认为档次越高越好，而要按负载的特性，以满足使用要求为准，以便做到量才使用、经济实惠。表 1 中所列参数供选用时参考。

4、转矩控制型变频器的选型及相关问题.....25

　基于调速方便、节能、运行可靠的优点，变频调速器已逐渐替代传统的变极 调速、电磁调速和调压调速方式。在推出 PWM 磁通矢量控制的变频器数年后，

　　1998 年末又出现采用 DTC 控制技术的变频器。ABB 公司的 ACS600 系列是第

　　一代采用 DTC 技术的变频器，它能够用开环方式对转速和转矩进行准确控制，而且动态和静态指标已优于 PWM 闭环控制指标。

　　直接转矩控制以测量电机电流和直流电压作为自适应电机模型的输入。该模型每隔 25μs 产生一组精确的转矩和磁通实际值，转矩比较器和磁通比较器将转矩和磁通的实际值与转矩和磁通的给定值进行比较，以确定最佳开关位置。由此可以看出它是通过对转矩和磁通的测量，即刻调整逆变电路的开关状态，进而调整电机的转矩和磁通，以达到精确控制的目的。

　　4.1 选型原则首先要根据机械对转速(最高、最低)和转矩(起动、连续及过载)的要求，确

　　定机械要求的最大输入功率(即电机的额定功率最小值)。有经验公式

　　P=nT/9950(kW) 式中：P——机械要求的输入功率(kW); n——机械转速(r/min); T——机械的最大转矩(N·m)。

然后，选择电机的极数和额定功率。电机的极数决定了同步转速，要求电机的同步转速尽可能地覆盖整个调速范围，使连续负载容量高一些。为了充分利用设备潜能，避免浪费，可允许电机短时超出同步转速，但必须小于电机允许的最大转速。转矩取设备在起动、连续运行、过载或最高转速等状态下的最大转矩。最后，根据变频器输出功率和额定电流稍大于电机的功率和额定电流的原则来确定变频器的参数与型号

　需要注意的是，变频器的额定容量及参数是针对一定的海拔高度和环境温度

　　而标出的，一般指海拔 1000m 以下，温度在 40℃或 25℃以下。若使用环境超出该规定，则在确定变频器参数、型号时要考虑到环境造成的降容因素。

　　4.2 变频器的外部配置及应注意的问题

　　1)选择合适的外部熔断器，以避免因内部短路对整流器件的损坏变频器的型号确定后，若变频器内部整流电路前没有保护硅器件的快速熔断器，变频器与电源之间应配置符合要求的熔断器和隔离开关，不能用空气断路器代替熔断器和隔离开关。

　　2)选择变频器的引入和引出电缆根据变频器的功率选择导线截面合适的三芯或四芯屏蔽动力电缆。尤其是从变频器到电机之间的动力电缆一定要选用屏蔽结构的电缆，且要尽可能短，这样可降低电磁辐射和容性漏电流。当电缆长度超过变频器所允许的输出电缆长度时，电缆的杂散电容将影响变频器的正常工作，为此要配置输出电抗器。对于控制电缆，尤其是 I/0 信号电缆也要用屏蔽结构的。 对于变频器的外围元件与变频器之间的连接电缆其长度不得超过 10m。

　　3)在输入侧装交流电抗器或 EMC 滤波器根据变频器安装场所的其它设备对电网品质的要求，若变频器工作时已影响到这些设备的正常运行，可在变频器输入侧装交流电抗器或 EMC 滤波器，抑制由功率器件通断引起的电磁干扰。若与变频器连接的电网的变压器中性点不接地，则不能选用 EMC 滤波器。当变频器用 500V 以上电压驱动电机时，需在输出侧配置 du/dt 滤波器，以抑制逆变输出电压尖峰和电压的变化，有利于保护电机，同时也降低了容性漏电流和电机电缆的高频辐射，以及电机的高频损耗和轴承电流。使用 du/dt 滤波器时要注 意滤波器上的电压降将引起电机转矩的稍微降低;变频器与滤波器之间电缆长度不得超过 3m。


5、结语 ..............26

　变频器的选型是一项需要认真对待的工作，目前市场上低压通用变频器的品种及规格很多，选择时应按实际的负载特性，以满足使用要求为准，以便做到量才使用，经济实惠。

变频器的组成与常见故障及维修对策

　　1、引言

　　变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，随着电力电子技术的发展方向，随着电力电子技术的发展，交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、烟机生产线及楼宇、供水等领域。但是由于受到环境，使用年限以及人为操作等因素，影响变频器的使用寿命大为降低，同时使用中也出现了各种各样的故障。下面我们就变频器的组成与常见故障及对策和大家一起探讨变频器构成。一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。

　　2、整流电路

　　整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一 块整流模块，但不少整流电路与逆变电路二者合一的模块如富士 7MBI 系列。

　　整流模块损坏是变频器常见故障，在静态中通过万用表电阻挡正反向的测量来判断整流模块是否损坏，当然我们还可以用耐压表来测试。

　　有的品牌变频器整流电路，上半桥为可控硅，下半桥为二极管。如大功率的丹佛斯、台达等。判断可控硅好坏的简易方法，可在控制极加上直流电压(10V 左右)看它正向能否导通。这样基本大致能判断出可控硅的好坏。

　　另外，富士变频器 G9S(P9S)11kw 以下的整流模块的特点为该模块集中五种功能。整流，预充电可控硅，制动管，电源开关管，热敏电阻。如 CVM40CD120 整流模块引脚及功能的名称，供同行参考。

　　整流： R、S、T、A(+) N-(-) 充电可控硅：A1、P1、G+n(触发)

　　制动管： DB、N_、G7(触发) DB1 B+是其续流二极管 电源开关管：D8、S8、G8

　　热敏电阻： Th1 Th2

G9S(P9S)15kw～22kw，整流模块为(VM100BB160)它的功能除整流外

　　还有预充电可控硅。功率在 30kw 以上的为整流模块单一整流功能。功率 75kw

　　以上为多组并联整流模块。

　　3、平波电路

　　平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源 6 倍频率脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动，为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压(电流)，一般通用变频器电源直流部分对主电路构成器件有余量，省去电感而采用简单电容滤波平波电路。

　　对滤波电容进行容量与耐压的测试，我们还可以观察电容上的安全阀是否爆 开。有没有漏液现象来判断的它的好坏。

　　4、控制电路

　　现代变频调速基本系用 16 位、32 位单片机或 DSP 为控制核心，从而实现 全数字化控制。

　　变频器是输出电压频率可调的调速装置。提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成：频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”。运算电路的控制信号进放大的“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路”，但实际使用变频器时，其维护工作也比较复杂。这里就变频器控制电路故障报警产生原因提供以下一些处理方

　　法。

　　常用变频器在使用中，是否能满足传动系统要求，变频器参数设置尤为重要。 设置不正确会导致变频器报警而不能正常工作。

　　5、参数设置

　　变频器出厂时，厂家对每个参数都预设一个值这些参数叫出厂(缺省)值。一般缺省值并不能满足大多数传动系统的要求。所以用户在正确使用变频器之前，要求对变频器参数做如下设置：

　　确认电机参数设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率。这些参数可 以从电机铭牌中直接得到

变频器采取的控制方式，即速度控制、转拒控制、PID 或其它方式。选定控

　　制方式后，一般要根据控制精度需要进行静态或动态辨别。

　　设定变频器的启动方式，一般变频器在出厂时设定从面板启动，用户可以根据实际情况选择启动方式。可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。

　　给定信号的选择，一般变频器的频率给定也可以有多种方式。面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定。当然对于变频给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和，正确设置以上参数后，变频器基本能正常工作，如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。一旦发生参数设置鼓掌，可根据说明书进行修改参数.如果不行可数据初始化，恢复缺省值.然后按上述步骤重新设置，对于不同品牌的变频器其参数恢复出厂值方式也不同。

　　6、逆变电路

　　逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电 压，以所确定的时间使上桥 5 个，下桥 6 个功率开关器件导通和关断。从而可以在输出端 U、V、W 三相上得到相位互相差 2/3∏的三相交流电压。

　　逆变电路通常指的就是 IGBT 逆变模块(早期生产的变频器为 GTR 等功率 模块)IGBT 模块损坏也是变频器常见的故障。对于 IGBT 模块，我们介绍最简单的测量方法(专业不是这样测量)用指针万用表电阻 10k 档表棒去触发 GwEw

　　(黑笔碰 Gw，红笔碰 Ew)则 P 到 W 可导通。当 Gw Ew 短路，P 到 W 则关闭，其它各管引脚同理。

　　测量耐压值可用晶体管参数测试仪，但是要短接触发端 G-E 才能测 C-E 的耐压值。IGBT 模块损坏，大多情况下会损坏驱动元器件。最容易损坏的器件是稳压管及光耦。反过来如驱动电路的元件有问题如电容漏液、击穿、光耦老化，也会导致 IGBT 模块烧坏或变频输出电压不平衡。检查驱动电路是否有问题，可在没通电时比较一下各路触发端电阻是否一致。通电开机可测量触发端的电压波形。但是有的变频器不装模块开不了机，这时在模块 P 端串入假负载防止检查 时误碰触发端或其他线路引起烧坏模块。

　　结束语

　　变频器的科技含量较高，是强电与弱电相结合的，因此其故障多种多样。我

们只能从实践中不断的总结、探索出一套快速有效处理变频器故障的办法。以上

　　只是本人在实践中的一点心得。希望与大家共同讨论，同时我们也希望更好的为 广大客户服务。

变频器参数功能及设置浅谈

　　1 、引言

　　随着电力电子技术和自动化技术的不断进步和发展，各类低压变频器的性能也越来越先进，无论是在温升、体积、噪声还是功能、输出特性等方面都有了很大的进步。随之变频器的各项参数也越来越多，参数值的设置也越来越复杂。而且很多参数都是相互关联、相互影响的，必须要对各参数项的功能特性完全了解并综合考虑、计算，才能完成正确的设置。同时，许多参数和实际使用情况有很大关系，这就要求技术人员对整个控制系统非常熟悉，才能保证变频器正常、高效的应用。

　　2、频率范围设定

　　(1) 最高频率(FUN04)是变频器所能输出的最高频率。设定最高频率时，要当心不要超过电机所能承受的最高频率。最高频率一般设定为电机的额定频率。

　　(2) 转折频率(FUN05)是变频器开始输出额定电压的最低频率。从转折频率起输出电压保持不变。可在最高频率范围内设定。

　　(3) 起始频率(FUN06)是变频器开始输出电压的最低频率。最高频率、转折频率、起始频率三者之间的关系如图 1 所示。


　　图 1 最高频率、转折频率、起始频率三者之间的关系

　　(4) 上、下限频率(FUN26、27)是用来限制运行频率，将运行频率限制在

变频器功能参数很多，一般都有数十甚至上百个参数供用户选择。实际应用中，没必要对每一参数都进行设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际进行设定和调试。
　　因各类型变频器功能有差异，而相同功能参数的名称也不一致，为叙述方便，本文以富士变频器基本参数名称为例。由于基本参数是各类型变频器几乎都有的，完全可以做到触类旁通。
　　一 加减速时间
　　加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间，减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率以防止过电压。
　　加速时间设定要求：将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器跳闸；减速时间设定要点是：防止平滑电路电压过大，不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来，但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则，重复操作几次，便可确定出最佳加减速时间。
　　二 转矩提升
　　又叫转矩补偿，是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低，而把低频率范围f/V增大的方法。设定为自动时，可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩，使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时，根据负载特性，尤其是负载的起动特性，通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载，如选择不当会出现低速时的输出电压过高，而浪费电能的现象，甚至还会出现电动机带负载起动时电流大，而转速上不去的现象。
　　三 电子热过载保护
　　本功能为保护电动机过热而设置，它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升，从而进行过热保护。本功能只适用于“一拖一”场合，而在“一拖多”时，则应在各台电动机上加装热继电器。
　　电子热保护设定值(%)=[电动机额定电流(A)/变频器额定输出电流(A)]×100%。
　　四 频率限制
　　即变频器输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障，而引起输出频率的过高或过低，以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用，如有的皮带输送机，由于输送物料不太多，为减少机械和皮带的磨损，可采用变频器驱动，并将变频器上限频率设定为某一频率值，这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。
　　五 偏置频率
　　有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用途是当频率由外部模拟信号(电压或电流)进行设定时，可用此功能调整频率设定信号最低时输出频率的高低，如图1。有的变频器当频率设定信号为0%时，偏差值可作用在0～fmax范围内，有的变频器(如明电舍、三垦)还可对偏置极性进行设定。如在调试中当频率设定信号为0%时，变频器输出频率不为0Hz，而为xHz，则此时将偏置频率设定为负的xHz即可使变频器输出频率为0Hz。
　　六 频率设定信号增益
　　此功能仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。它是用来弥补外部设定信号电压与变频器内电压(+10v)的不一致问题；同时方便模拟设定信号电压的选择，设定时，当模拟输入信号为最大时(如10v、5v或20mA)，求出可输出f/V图形的频率百分数并以此为参数进行设定即可；如外部设定信号为0～5v时，若变频器输出频率为0～50Hz，则将增益信号设定为200%即可。
　　七 转矩限制
　　可分为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。它是根据变频器输出电压和电流值，经CPU进行转矩计算，其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时，也能保证电动机按照转矩设定值自动加速和减速。



作者：222.71.120.* 2006-8-10 17:12 　 回复此发言

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2 变频器基本参数的调试
　　驱动转矩功能提供了强大的起动转矩，在稳态运转时，转矩功能将控制电动机转差，而将电动机转矩限制在最大设定值内，当负载转矩突然增大时，甚至在加速时间设定过短时，也不会引起变频器跳闸。在加速时间设定过短时，电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利，以设置为80～100%较妥。
　　制动转矩设定数值越小，其制动力越大，适合急加减速的场合，如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为0%，可使加到主电容器的再生总量接近于0，从而使电动机在减速时，不使用制动电阻也能减速至停转而不会跳闸。但在有的负载上，如制动转矩设定为0%时，减速时会出现短暂空转现象，造成变频器反复起动，电流大幅度波动，严重时会使变频器跳闸，应引起注意。
　　八 加减速模式选择
　　又叫加减速曲线选择。一般变频器有线性、非线性和S三种曲线，通常大多选择线性曲线；非线性曲线适用于变转矩负载，如风机等；S曲线适用于恒转矩负载，其加减速变化较为缓慢。设定时可根据负载转矩特性，选择相应曲线，但也有例外，笔者在调试一台锅炉引风机的变频器时，先将加减速曲线选择非线性曲线，一起动运转变频器就跳闸，调整改变许多参数无效果，后改为S曲线后就正常了。究其原因是：起动前引风机由于烟道烟气流动而自行转动，且反转而成为负向负载，这样选取了S曲线，使刚起动时的频率上升速度较慢，从而避免了变频器跳闸的发生，当然这是针对没有起动直流制动功能的变频器所采用的方法。
　　九 转矩矢量控制
　　矢量控制是基于理论上认为：异步电动机与直流电动机具有相同的转矩产生机理。矢量控制方式就是将定子电流分解成规定的磁场电流和转矩电流，分别进行控制，同时将两者合成后的定子电流输出给电动机。因此，从原理上可得到与直流电动机相同的控制性能。采用转矩矢量控制功能，电动机在各种运行条件下都能输出最大转矩，尤其是电动机在低速运行区域。
　　现在的变频器几乎都采用无反馈矢量控制，由于变频器能根据负载电流大小和相位进行转差补偿，使电动机具有很硬的力学特性，对于多数场合已能满足要求，不需在变频器的外部设置速度反馈电路。这一功能的设定，可根据实际情况在有效和无效中选择一项即可。
　　与之有关的功能是转差补偿控制，其作用是为补偿由负载波动而引起的速度偏差，可加上对应于负载电流的转差频率。这一功能主要用于定位控制。
　　十 节能控制
　　风机、水泵都属于减转矩负载，即随着转速的下降，负载转矩与转速的平方成比例减小，而具有节能控制功能的变频器设计有专用V/f模式，这种模式可改善电动机和变频器的效率，其可根据负载电流自动降低变频器输出电压，从而达到节能目的，可根据具体情况设置为有效或无效。
　　要说明的是，九、十这两个参数是很先进的，但有一些用户在设备改造中，根本无法启用这两个参数，即启用后变频器跳闸频繁，停用后一切正常。究其原因有：(1)原用电动机参数与变频器要求配用的电动机参数相差太大。(2)对设定参数功能了解不够，如节能控制功能只能用于V/f控制方式中，不能用于矢量控制方式中。(3)启用了矢量控制方式，但没有进行电动机参数的手动设定和自动读取工作，或读取方法不当。

谢谢楼主，很好的东东，再次感谢:handshake

谢谢

非常感谢楼主

岭南自动化主营爱德利变频器，齿轮减速电机，离心风机。

多谢楼主哈

谢谢楼主 非常感谢