【汇总贴】变频相关资料大集合（申请加精！！！）

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一、背景情况 　　 　　　　抚顺新抚钢炼钢二部（即新二炼）厂房始建于85年，89年正式投产，拥有公称15吨氧气顶吹转炉3座（现已扩容至公称20吨），2001年产钢量71万吨，2002年预计产量100万吨，2003年产钢170万吨。 　　 　　　　转炉吹炼过程中，炉口会排出大量棕红色的烟气，烟气温度高、含有易燃气体和金属颗粒，按照我国1996年颁布的《大气污染物综合排放标准》（GB16297一1996），对烟气必须冷却、净化，由引风机将其排至烟囱放散或输送到煤气回收系统中备用。新二炼生产采用“三吹三”方式，每个转炉都配有一套除尘系统，除尘系统采用二级文氏管烟尘净化方式，烟道直径Φ1.6m,烟气输送管线820mm，风机型号D700，电机功率440KW/6KV。由于转炉周期性间断吹氧，为满足节能和环保要求,要求风机在整个炼钢工作周期内变速运行，吹氧时高速运行，不吹氧时低速运行。原来采用液力耦合器调速，高速2700r/min（设计2900r/min），低速800r/min。由于液力耦合器技术的局限性，使得调速范围在30%～90％之间，转速不稳定；而且，低速800r/min仍然偏高，造成能源浪费，高速运行时，液力耦合器有时丢转，转炉炉口冒烟； 经过10多年的使用，液力耦合器已严重老化，需经常更换轴承，造成转炉停产，不能满足连续生产的需要。 　　 　　　　电动机的效率低，损耗大，尤其低速运行时，效率极低； 　　　　调节精度低、线性度差，响应慢； 　　　　启动电流仍比较大，影响电网稳定； 　　　　液力耦合器故障时，无法切换至工频旁路运行，必须停机检修； 　　　　漏油严重，对环境污染大，地面被油污蚀严重； 　　　　鉴于液力耦合器存在上述众多问题，对其进行改造已成当务之急。 　　　　 　　　　2001年底，二炼钢开始扩容改造。为了提高风机的运行效率，解决使用液力耦合器带来的众多问题，新抚钢决定进行变频改造。 二、变频器改造方案 　　 　　　　要求变频器要有高可靠性，长期运行无故障。 　　　　要求变频器有旁路功能，一旦出现故障，可使电机切换到工频运行。 　　　　调速范围要大，效率要高。 　　　　具有逻辑控制能力，可以自动按照吹氧周期升降速。 　　　　有共振点跳转设置，能使电机避开共振点运行，让风机不喘震。 　　　　 　　　　经过多方调研、比较，最后新抚钢同北京利德华福电气技术有限公司合作，共同制定了1号转炉除尘风机的变频改造方案，改造方案如下：1、设备配置 　　 　　KM：变频器供电的高压真空断路器 　　KG1、KG2、KG3： 真空接触器 　　BPQ：HARSVERT-A06/080变频器 　　DJ： 440KW/6KV异步电动机。 　　KM为原有高压开关，KG1、KG2、KG3。 　　 　　　　DJ为原有异步电机，如果将来扩容到630KW/6KV普通三相异步电机，变频器必须具备驱动能力。 　　　　 　　　　风机高速运行时，如果变频器出现严重故障，应将电机自动切换到工频电网运行，当前吹炼周期结束后，自动断开KG3，检修变频器，变频器检修完毕后，通过复位按钮，自动返回原变频调速状态。如果在低速运行，则立即断开KG3，开始检修。这样，在变频器出现严重故障时，系统能够自动转入工频电网中，负载不用停机，满足现场不能停机的要求。 2、电机及风机参数 　　 　　电机参数： 　　　　风机参数： 　　型 号：JK134-2　　型号：D700-13-2 　　额定功率：440KW　　进气容积流量：700m3/min(混合煤气) 　　额定电压： 6KV　　　压力增加值： 2600mmH2O 　　额定频率： 50Hz　　进气温度： 35℃ 　　额定电流： 50A　　　主轴转速： 2975rpm 　　额定功率因数：0.89　轴功率： 370kw 　　额定效率： 92.5% 　　额定转速： 2970rpm 3、除尘风机工艺要求 　　 　　 1）吹炼工艺周期 　　 　　　　A到B为兑铁加废钢时间。 　　　　B到C为风机升速时间，可以调节。 　　　　C到D为吹氧时间。 　　　　D点风机开始减速。 　　　　D到E为倒炉测温取样时间。 　　　　E到F为出钢时间。 　　　　F到G为溅渣时间。 　　 　　　　整个吹炼工艺周期约21分钟，其中高速时间（C到D）12分钟。高速定为45Hz,可以调节；低速定为5Hz,可以调节。 3）变频器技术指标 　　 　　　　输入电压 　三相交流有效值 6.3KV±10％ 　　　　输入频率 　50±5Hz 　　　　输出电压 　三相正弦波电压0-6KV 　　　　输出频率 　0-50Hz 　　　　频率分辨率 　　0.01HZ 　　　　加速时间 　可按工艺要求设定 　　　　减速时问 　可按工艺要求设定 　　　　频率设定方式 　高低两级速度，可在0-50Hz范围内调整 　　　　故障诊断及检测 　　自动检测，自动定位 　　　　网侧功率因数 　0．95（高速时） 　　　　过载保护 　　120％l分种（每10分钟）、150％立即保护 　　　　防护等级 　IP20 　　　　环境温度 　0-40℃ 　　　　环境湿度 　90%,无凝结 　　　　海拔高度 　1000米以下 2）变频器和现场接口 　　 　　　　在B点，由现场提供一对闭合节点（氮氧转换点），变频器从低速向高速启动。在C点，变频器到达高速后，给现场提供一对闭合节点（高速状态节点），以便现场操作工进行下氧枪工作。在D点，现场向变频器提供另一对闭合节点（风机减速点），变频器开始降速，降速时间不作具体要求，但在减速过程中如果需要提速，变频器应能满足提速要求。 　　 　　　　风机转速、氮氧切换节点、氧枪位置节点三者满足如下关系： 　　 　　现场提供给变频器的两对节点（氮氧转换点、风机减速点）及变频器提供给现场的高速状态节点均为无源节点，具有2A/30VDC或0.8A/230VAC的容量。 三、设备运行情况 　　 　　　　2001年底我公司向北京利德华福电气技术有限公司定购了一台高压变频器，型号为HARSVERT-A06/080，2002年3月14日变频器正式投入使用，我们认为该变频器的生产、安装、调试周期都很短，总共仅有3个多月的时间，为1号转炉按时投产提供了有力的保证。 　　 　　　　1、 同原来使用液力耦合器比较，北京利德华福电气技术有限公司生产的高压变频器有以下优点： 　　　　运行稳定，安全可靠。原来使用液力耦合器大概40天左右就必须更换轴承，每次需停炉半天左右，带来的巨大的经济损失。HARSVERT-A变频器具有免维护的特点，只需定期更换柜门上的通风滤网，不用停机，保证了生产的连续性。 　　 　　　　2、节能效果显著，大大降低了吨钢电耗。 　　 　　　　3、电动机实现了真正的软启动、软停运，变频器提供给电机的无谐波干扰的正弦波电流，降低了电机的故障次数。同时，变频器设置共振点跳转频率，避免了风机长期在共振点运行，使风机工作平稳，风机轴承磨损减少，延长了电机、风机的使用寿命和维修周期，提高了风机的利用时率。 4、变频器自身保护功能完善，同原来继电保护比较，保护功能更多，更灵敏，大大加强了对电机的保护。在变频器调试期间，变频器自动保护，报电机过流。经检查发现电动机有一相线鼻子发生断裂，电机缺相运行，造成过流。我们及时进行了检修，避免了事故的扩大化。 　　 　　　　5、变频器同现场信号无缝接口，满足生产的需要。变频器内置PLC，现场信号接入灵活。转炉为变频器提供一对高速、低速节点，变频器按照节点的状态自动高速、低速往复运行；将以前仪表柜中的转炉的烟气流量、烟气温度信号接入变频器，把仪表柜拆除，大大节约了场地。变频器自带转速测定，原来同电机相连的测速器也被取消，由变频器为现场直接提供电机转速指示。 　　 　　　　6、适应电网电压波动能力强，有时电网电压高达6.9KV，变频器仍能正常运行。 　　 　　　　7、同液力耦合器比较，在加速期间大大减小了噪声，削弱了噪声污染。由于不用定期拆换轴承，减少了机油对环境的污染，使风机房的现场环境有了极大改善。 四、节能分析 　　 　　　　同液力耦合器比较，吨钢除尘电耗平均减少2.76度/吨； 　　　　1号转炉年产钢量今年预计为35万吨，电价为0.44元/度； 　　　　年节电总额为：35万吨×2.76×0.44＝425040元，节电率为39.2%。 　　 　　　　同时由于HARSVERT-A变频器的可靠性，避免了原来液力耦合器发生故障时，转炉停炉造成高炉甩铁的情况发生，其经济效益、社会效益也是是巨大的。 　　 　　 五、结束语 　　 　　　　从几个月的运行情况来看，北京利德华福电气技术有限公司生产的HARSVERT-A06/080高压大功率变频器性能好，可靠性高，节能效果明显，满足连续生产对调速系统的要求，我公司决定在2号、3号转炉改造中继续使用，目前2号、3号转炉配套的变频器已达现场，正在安装调试中。

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简介： 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。 变频器选型：变频器选型时要确定以下几点： 1) 采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。 2) 变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。 3) 变频器与负载的匹配问题； I.电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。 II. 电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。 III.转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。 4) 在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。 5) 变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。 6) 对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。 变频器控制原理图设计： 　1) 首先确认变频器的安装环境； 　I.工作温度。变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求为0～55℃，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，最好控制在40℃以下。在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品说明书中的安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。 II. 环境温度。温度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。必要时，必须在箱中增加干燥剂和加热器。在水处理间，一般水汽都比较重，如果温度变化大的话，这个问题会比较突出。 III.腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能。 IV. 振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时，会引起电气接触不良。淮安热电就出现这样的问题。这时除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外，还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件。设备运行一段时间后，应对其进行检查和维护。 V. 电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此，柜内仪表和电子系统，应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的元器件均应可靠接地，除此之外，各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作，导致控制单元失灵或损坏。 2) 变频器和电机的距离确定电缆和布线方法； I.变频器和电机的距离应该尽量的短。这样减小了电缆的对地电容，减少干扰的发射源。 II. 控制电缆选用屏蔽电缆，动力电缆选用屏蔽电缆或者从变频器到电机全部用穿线管屏蔽。 III.电机电缆应独立于其它电缆走线，其最小距离为５００ｍｍ。同时应避免电机电缆与其它电缆长距离平行走线，这样才能减少变频器输出电压快速变化而产生的电磁干扰。如果控制电缆和电源电缆交叉，应尽可能使它们按９０度角交叉。与变频器有关的模拟量信号线与主回路线分开走线，即使在控制柜中也要如此。 　IV. 与变频器有关的模拟信号线最好选用屏蔽双绞线，动力电缆选用屏蔽的三芯电缆（其规格要比普通电机的电缆大档）或遵从变频器的用户手册。 　3) 变频器控制原理图； I.主回路：电抗器的作用是防止变频器产生的高次谐波通过电源的输入回路返回到电网从而影响其他的受电设备，需要根据变频器的容量大小来决定是否需要加电抗器；滤波器是安装在变频器的输出端，减少变频器输出的高次谐波，当变频器到电机的距离较远时，应该安装滤波器。虽然变频器本身有各种保护功能，但缺相保护却并不完美，断路器在主回路中起到过载，缺相等保护，选型时可按照变频器的容量进行选择。可以用变频器本身的过载保护代替热继电器。 　　II. 控制回路：具有工频变频的手动切换，以便在变频出现故障时可以手动切工频运行，因输出端不能加电压，固工频和变频要有互锁。 　　4) 变频器的接地； 　　变频器正确接地是提高系统稳定性，抑制噪声能力的重要手段。变频器的接地端子的接地电阻越小越好，接地导线的截面不小于4mm，长度不超过5m。变频器的接地应和动力设备的接地点分开，不能共地。信号线的屏蔽层一端接到变频器的接地端，另一端浮空。变频器与控制柜之间电气相通。 变频器控制柜设计：变频器应该安装在控制柜内部，控制柜在设计时要注意以下问题 　　1) 散热问题：变频器的发热是由内部的损耗产生的。在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主，约占98%，控制电路占2%。为了保证变频器正常可靠运行，必须对变频器进行散热我们通常采用风扇散热；变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走，若风扇不能正常工作，应立即停止变频器运行；大功率的变频器还需要在控制柜上加风扇，控制柜的风道要设计合理，所有进风口要设置防尘网，排风通畅，避免在柜中形成涡流，在固定的位置形成灰尘堆积；根据变频器说明书的通风量来选择匹配的风扇，风扇安装要注意防震问题。 　　2) 电磁干扰问题： 　　I.变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰，而且会产生高次谐波，这种高次谐波会通过供电回路进入整个供电网络，从而影响其他仪表。如果变频器的功率很大占整个系统25%以上，需要考虑控制电源的抗干扰措施。 　　II.当系统中有高频冲击负载如电焊机、电镀电源时，变频器本身会因为干扰而出现保护，则考虑整个系统的电源质量问题。 　　3) 防护问题需要注意以下几点： 　　I.防水防结露：如果变频器放在现场，需要注意变频器柜上方不的有管道法兰或其他漏点，在变频器附近不能有喷溅水流，总之现场柜体防护等级要在IP43以上。 　　II. 防尘：所有进风口要设置防尘网阻隔絮状杂物进入，防尘网应该设计为可拆卸式，以方便清理，维护。防尘网的网格根据现场的具体情况确定，防尘网四周与控制柜的结合处要处理严密。 　　III.防腐蚀性气体：在化工行业这种情况比较多见，此时可以将变频柜放在控制室中。 　变频器接线规范： 　　信号线与动力线必须分开走线：使用模拟量信号进行远程控制变频器时，为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与强电回路（主回路及顺控回路）分开走线。距离应在30cm以上。即使在控制柜内，同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线最长不得超过50m。 　　信号线与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部：连接PLC和变频器的信号线如果不放置在金属管道内，极易受到变频器和外部设备的干扰；同时由于变频器无内置的电抗器，所以变频器的输入和输出级动力线对外部会产生极强的干扰，因此放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到变频器的控制端子处，以保证信号线与动力线的彻底分开。 　　1) 模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，电线规格为0.75mm2。在接线时一定要注意，电缆剥线要尽可能的短（5-7mm左右），同时对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来，以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。 　　2) 为了提高接线的简易性和可靠性，推荐信号线上使用压线棒端子。 　变频器的运行和相关参数的设置： 　　变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。 　　控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。　 　　最低运行频率：即电机运行的最小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。 　　最高运行频率：一般的变频器最大频率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。 　　载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。 　　电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、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。 　　跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。 　　常见故障分析： 　　1) 过流故障：过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。　 　　2) 过载故障：过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短，电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。 　　3) 欠压：说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。 　　小结： 　　1) 总之，在设计、安装、使用变频器时一定要遵从变频器使用说明书的指导。 　　2) 各电气设计人员，现场电气调试人员可以在此基础上完善此变频器参考。

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采用变频器驱动异步电动机调速。在异步电动机确定后，通常应根据异步电动机的额定电流来选择变频器，或者根据异步电动机实际运行中的电流值(最大值)来选择变频器。当运行方式不同时，变频器容量的计算方式和选择方法不同，变频器应满足的条件也不一样。选择变频器容量时，变频器的额定电流是一个关键量，变频器的容量应按运行过程中可能出现的最大工作电流来选择。变频器的运行一般有以下几种方式。 2 连续运转时所需的变频器容量的计算 由于变频器传给电动机的是脉冲电流，其脉动值比工频供电时电流要大，因此须将变频器的容量留有适当的余量。此时，变频器应同时满足以下三个条件： 式中：PM、η、cosφ、UM、IM分别为电动机输出功率、效率(取0.85)、功率因数(取0.75)、电压(V)、电流(A)。 K：电流波形的修正系数(PWM方式取1.05～1.1) PCN：变频器的额定容量(KVA) ICN：变频器的额定电流(A) 式中IM如按电动机实际运行中的最大电流来选择变频器时，变频器的容量可以适当缩小。 3 加减速时变频器容量的选择 变频器的最大输出转矩是由变频器的最大输出电流决定的。一般情况下，对于短时的加减速而言，变频器允许达到额定输出电流的130％～150％(视变频器容量)，因此，在短时加减速时的输出转矩也可以增大；反之，如只需要较小的加减速转矩时，也可降低选择变频器的容量。由于电流的脉动原因，此时应将变频器的最大输出电流降低10％后再进行选定。 4 频繁加减速运转时变频器容量的选定 根据加速、恒速、减速等各种运行状态下的电流值，按下式确定： I1CN＝[(I1t1+I2t2+…+I5t5)/(t1+t2+…t5)]K0 式中：I1CN：变频器额定输出电流(A) I1、I2、…I5：各运行状态平均电流(A) t1、t2、…t5：各运行状态下的时间 K0：安全系数(运行频繁时取1.2，其它条件下为1.1) 5 一台变频器传动多台电动机，且多台电动机并联运行，即成组传动 用一台变频器使多台电机并联运转时，对于一小部分电机开始起动后，再追加投入其他电机起动的场合，此时变频器的电压、频率已经上升，追加投入的电机将产生大的起动电流，因此，变频器容量与同时起动时相比需要大些。 以变频器短时过载能力为150％，1min为例计算变频器的容量，此时若电机加速时间在1min内，则应满足以下两式 若电机加速在1mn以上时 式中：nT：并联电机的台数 ns：同时起动的台数 PCN1：连续容量(KVA) PCN1=KPMnT/ηcos PM：电动机输出功率 η：电动机的效率(约取0.85) cosφ：电动机的功率因数(常取0.75) Ks：电机起动电流/电机额定电流 IM：电机额定电流 K：电流波形正系数(PWM方式取1.05～1.10) PCN：变频器容量(KVA) ICN：变频器额定电流(A) 变频器驱动多台电动机，但其中可能有一台电动机随时挂接到变频器或随时退出运行。此时变频器的额定输出电流可按下式计算： 式中：IICN：变频器额定输出电流(A) IMN：电动机额定输入电流(A) IMQ：最大一台电动机的起动电流(A) K：安全系数，一般取1.05～1.10 J：余下的电动机台数 6 电动机直接起动时所需变频器容量的计算 通常，三相异步电动机直接用工频起动时起动电流为其额定电流的5～7倍，对于电动机功率小于10kW的电机直接起动时，可按下式选取变频器。 I1CN≥IK/Kg 式中：IK：在额定电压、额定频率下电机起动时的堵转电流(A)； Kg：变频器的允许过载倍数 Kg＝1.3～1.5 在运行中，如电机电流不规则变化，此时不易获得运行特性曲线，这时可使电机在输出最大转矩时的电流限制在变频器的额定输出电流内进行选定。 7 大惯性负载起动时变频器容量的计算 通过变频器过载容量通常多为125％、60s或150％、60s。需要超过此值的过载容量时，必须增大变频器的容量。这种情况下，一般按下式计算变频器的容量： 式中：GD2：换算到电机轴上的转动惯量值(N·m2) TL：负载转矩(N·m) η，cosφ，nM分别为电机的效率(取0.85)，功率因数(取0.75)，额定转速(r/min)。 tA：电机加速时间(s)由负载要求确定 K：电流波形的修正系数(PWM方式取1.05～1.10) PCN：变频器的额定容量(KVA) 8 轻载电动机时变频器的选择 电动机的实际负载比电动机的额定输出功率小时，多认为可选择与实际负载相称的变频器容量，但是对于通用变频器，即使实际负载小，使用比按电机额定功率选择的变频器容量小的变频器并不理想，这主要是由于以下原因； 1) 电机在空载时也流过额定电流的30％～50％的励磁电流。 2) 起动时流过的起动电流与电动机施加的电压、频率相对应，而与负载转矩无关，如果变频器容量小，此电流超过过流容量，则往往不能起动。 3) 电机容量大，则以变频器容量为基础

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按国际惯例和我国国家标准对电压等级的划分，对供电电压≥10KV时称高压，1kV～10KV时称中压。我们习惯上也把额定电压为6kV或3kV的电机称为“高压电机”。 （1）根据变流环节不同分类： 1. 交-直-交变频器先将频率固定的交流电"整流"成直流电，再把直流电"逆变"成频率任意可调的三相交流电。 2. 交-交变频器把频率固定的交流电直接转换成频率任意可调的交流电（转换前后的相数相同）。 （2）根据直流电路的储能环节（滤波方式）分类： 1. 电压型变频器其储能元件为电容器。中、小容量变频器以电压型变频器为主。 2. 电流型变频器其储能元件为电感线圈。 （3）根据电压的调制方式分类： 1. 脉宽调制（SPWM）变频器 电压的大小是通过调节脉冲占空比来实现的。中、小容量的通用变频器几乎全都采用此类变频器。 2. 脉幅调制（PAM）变频器 电压的大小是通过调节直流电压幅值来实现的。 （4）根据输入电源的相数分类： 1. 三进三出变频器 变频器的输入侧和输出侧都是三相交流电。绝大多数变频器都属此类。 2. 单进三出变频器 变频器的输入侧为单相交流电，输出侧是三相交流电。家用电器里的变频器均属此类，通常容量较小。

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摘要 介绍了变频器的容量计算方法与选型依据及控制电路结构及其抗干扰措施，同时分析了变频器的几种常见故障。 关键词 变频器,容量计算,控制电路,干扰故障分析 1 概述 　　随着变频器在电厂生产中日益广泛的应用，了解变频器在容量计算方式和选择方法、变频器的结构、主要器件的电气特性和一些常用参数的作用及其常见的故障对于实践工作越来越重要。鉴于此以 我厂常用的几种变频器为例作简要介绍。 2变频器的容量计算及选择方法 　　采用变频器驱动异步电动机调速，在异步电动机确定后，通常应根据异步电动机的额定电流来选择变频器，或者根据异步电动机实际运行中的电流最大值来选择变频器。当运行方式不同时，变频器容量的计算方式和选择方法不同，变频器满足的条件也不一样。变频器的运行常见的有以下几种。 2．1 连续运转时所需变频器容量的计算 　　由于变频器传给电动机的是脉冲电流，其脉运值比工频供电时电流要大，因此需将变频器的容量留有适当的余量，此时，变频繁器应同时满足以下三个条件：

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K：电流波形的修正系数(PWM方式取1．O5～ 1．1)； PCN：变频器的额定容量(kVA)；IcN，变频器的额定电流(A)式中IM如按电动机实际运行中的最大电流来选择变频器时，变频器的容量可以适当缩小。

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变频器选定的概要.pdf

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摘要：根据火电机组锅炉风机应用经验提出选取高压变频器的几点注意事项，并以130 t循环流化床锅炉的引 风机、一次风机厦二次风机高压变频改造为例，对改造前后的功率数据进行分析比较，阐述了对火电机组风机 等高压电动机进行高压变频改造的节能和综合效益。 关键词：高压变频器；选型；节能 　　在经济飞速发展的今天，能源需求量日益增大，而能源贮藏日趋减少，能源的供给逐渐成为影 响经济快速增长的瓶颈，解决这一问题的途径主要是开发新能源与节能降耗，提高单位能耗产量。针对我国目前电力及相关技术的发展，节能降耗是促进经济发展的有效手段。我国高压电动机总容量在150 GW以上，大部分为风机泵类负载，这些电动机大都由高压电源驱动，1二作在高能耗、低效率状态，覆盖电力、石油、化T、冶金、制造、环保、市政等行业，其耗电量占全国总用电量的25％左右。 　　由风机水泵负载二次曲线转矩特性可知调节电机定子频率是降低风机、水泵类负载能耗的最有效方式，某厂对1台130 t流化床锅炉的一次风机、引风机、二次风机进行了高压变频改造。 1 高压变频器选型时的主要冈素 　　由于高压变频器的产品质量直接影响锅炉的稳定运行，因此在选取高压变频器时我们主要从以下几点加以考虑。 1．1 设备本身可靠性保证环节 　　保证变频器本身的无故障运行时间，需要从设计的冗余和可靠性、原材料采购的渠道与检验手 段、生产T艺的规范、检验规程与质量控制等多个环节进行控制。 1．2设备对外界环境的适应能力 　　由于高压变频器的应用负载绝大多数是工业设备，而用户根据现场环境条件对设备提了各种要 求，高变频器必须适应这些现场环境，如供电电源电压的波动、现场各种干扰情况、环境的温度与 湿度、空气中的风沙、腐蚀性气体、金属粉末等等。 1．3设备对自身与外部故障的承受能力 如果高压变频器自身点小问题还能正常运行，工业生产就可以继续运转，不会突发故障停机，进行预防性处理可使变频器的可靠性更高。 2主回路拓扑结构及特点 　　近年来由于功率器件及控制技术的进步，国内外高压变频器生产技术得到了快速发展。由于选用的功率器件不同，其采用的主同路拓扑也各有特点，在此仅对常见的几种拓扑进行对比分析。 2．1 单元串联多电平型单元串联多电平电压源型变频器采用若干个低压变频功率单元串联的方式实现直接高压输m，其主回路拓扑结构如图1所示。

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西门子变频器销售工程师手册

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西门子变频器销售工程师手册

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什么叫变频调速技术，它是一种以改变电机频率和改变电压来达到电机调速目的的技术。大家都知道，目前，无论哪种机械调速，都是通过电机来实现的。从大范围来分，电机有直流电机和交流电机。过去的调速，多数用直流电机，由于直流机调速容易实现。但直流机固有的缺点：滑环和碳刷要经常拆换，给人们带来太大的麻烦。因此有人就想，如果把可靠简单的笼式交流电机用来调速那该多好！因而就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速、液力偶和调速等交流调速方式。当然也出现了滑差电机、绕线式电机、同步机、这些都是交流电机。 到20世纪80年代，由于电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展，才出现了对交流机来说最好的变频调速技术，它一出现就以其优异的性能逐步取代其它交流电机调速方式，乃至直流电机调速，而成为电气传动的中枢。因而说变频调速是时代的产物，只有在技术高度发展的今天，才能实现。为什么说它是基于电力电子、微电子、信息技术发展的产物？一是它的逆变部分都基于电流很大、电压很高的SCR、GTR、IGBT、GTO、MCT等电力电子器件来完成的。什么叫逆变：就是直流变交流（DC－AC）那么交流变直流就叫整流（AC－DC）。二是它的控制部分和负载状态的检测是由CPU（32位计算机）来完成，这是微电子器件发展的结果。三是内置4－20mA接口和RS485接口可以和仪表、DCS相接，通过总线Profibus、Interbus通讯。 调速节能原理从二个方面来说明： 1、风机水泵的节电原理就是用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量，这是一个节电的有效途径。在用档风板控制额定风量Q1=100输出时，则轴功率N1与面积AH1OQ1成正比，若风量减半Q2=50输出时，则轴功率N2与面积BH2OQ2成正比，它比N1减少不多，这是因为需要克服档风板阻力增大风压所致。如果采用调速控制同样风量减半输出时，转数由n1降至n2，按风机参数比例定律画出n2时的特性曲线，C点为新的工矿点，这时轴功率N2与面积CH3OQ2成正比，在满足同样风量Q2情况下，轴功能降低很多，节省的功率耗损△N与面积BH2H3C成正比，可见节电效果十分显著。 2、流体力学的观点 流量∝转速，压力∝转速^2，轴功率∝转速^3，若转速下降20，则功率下降到51.2；若转速下降50，则轴功率下降到12.5，即使考虑调速装置本身的损耗等因素，节电也是相当可观的。 为此，许多行业、如钢铁、有色、石油、石化、化工、纺织、机械、电力、建材、医药、煤炭、造纸、卷烟、酒店、自来水等行业都在许多设备中采用交流电机变频调速技术，产生节电及增产的效果，下面举几个例子： 实例1、空调类负载 家庭用空调只有0.5HP、1HP、2HP、3HP等，而工厂和宾馆的空调容量要大的多，节电明显。 北京丽都假日饭店动力中心是一个集中供冷、供热的工厂，安装有20吨/小时蒸汽锅炉3台，300万大卡溴化锂制冷机4台，负责动力厂周围的丽都假日饭店、燕翔饭店、新万寿宾馆、国际学校、日本学校、德国学校及丽都饭店宿舍、托儿所、公园等涉外饭店、宾馆、公寓、学校的供热、供冷，供热面积30万平方米、供冷面积20万平方米。91年，对水泵制冷机、引风机采用变频控制，节电明显，一般在30～60，年节电17.5万KW，优于其他调速方式。广州市鸣泉居度假村在冷热水、喷泉等设施上采用了变频调速控制，节电效果非常好。我们深圳市的东华假日酒店的空调也采用了变频调速，节电显著、房间温度适度。 实例2、泵类负载 泵类负载，量大面广，包括水泵、油泵、化工泵、泥浆泵、沙泵等，有低压中小容量，也有高压大容量。 茂名石化公司炼油厂从1990年开始先后在蒸馏、裂解、加氢、糠醛、酮笨等20多条生产线上使用161台变频调速装置。变频器总功率达8091KW。1990年10月至1992年2月对其中30台泵进行测试，在同等工艺下，采用调节阀控制耗电999.9KW，而采用变频调速电耗为396.7KW，节电603.2KW,节电率60.3。采用变频控制时，电机和泵的转数下降，轴承等机械部件磨损减低，泵端密封系统不易损坏，电机故障率降低，维修工作量大为减少。94年后，该厂又采用了14套6KV大容量变频装置，节电40到70。1995年11月14日《中国石化报》第一版“茂名石化公司炼油节能居同行前面”文章称“仅通过变频调速技术一年就节电2000万千瓦时”。深圳梅林水厂首期设计日供水能力为60万立方米，八套离心水泵有4套采用了高—低—高型变频调速装置，95年节电83万度。深圳市益力矿泉水公司也在水泵上安置变频调速装置，取得了较好的节电效果。 实例3、电梯高架游览车类负载 由于电梯是载人工具，要求拖动系统可靠，又要频繁的加减速和正反转，电梯动态特性和可靠性的提高，便增加了电梯乘坐的安全感、舒适感和效率。过去电梯调速直流居多，近几年逐渐转为交流电机变频调速，无论是日本，还是德国。我国不少电梯厂都争先恐后的用变频调速来装备电梯。如上海三菱、广州日立、青岛富士、天津奥的斯均采用交流变频调速。不少原来生产的电梯也进行变频改造。 许多人坐过深圳世界之窗的单轨高架游览车，该车行驶中频繁起动、停车、上坡、下坡，并要求起停平稳，车速恒定。由于是载人车，运行必须安全可靠，常年日晒雨淋，环境恶劣。以往要求调速性能高的传动装置，多采用带测速反馈的矢量控制系统，价格较高。为了降低价格，并维修方便，我们采用了通用型变频器转矩矢量控制方式，成功解决了起动/加速、停车/减速、恒速/变速行驶等，并防止了“下滑”、“冲站”现象的产生，达到了安全可靠，用户非常满意。这次改造是由我们深圳华能电子有限公司完成的。 案例4、搅拌机类负载 化工、医药行业搅拌机非常之多，采用变频调速取代其他调速方式，好处特多。 东北制药厂氢化发酵岗位共有8台6.5吨发酵罐，电机功率为18.5KW，原为齿轮调速，如遇搅拌速度变化需拆卸三角皮带，既笨重又不安全。改用变频调速后，年节电8.6万KW，发酵过程明显好转，提高了产品质量，减少了维修，仅减少三角带费用就节省3万元，减少了工人劳动强度，有益于工厂，有益于工人。又如：石家庄华曙制药厂用10套315KW变频器拖动搅拌机在制药工艺中生产土霉素。

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实例5、注塑机类负载 注塑机是塑料加工成型的关键设备，数量多，耗电大。过去的节电方式多为通过△型转换Y型（星型）来节电的，效果一般。采用变频器调速不改变注塑机原来的结构，控制油泵几个过程的压力或流量（如锁模、合模、射胶、保压、脱模、退模等），可节电20～52，较好的取代过去的比例阀节流调速方式，大幅度降低能耗，珠三角的不少注塑厂都进行了变频改造。改造注塑机时，要注意合模加速，否则产量降低；注意输入端和输出端的谐波干扰。 实例6、污水处理等环保类负载 环境保护越来越被重视，它关系到人类赖以生存的环境，连申奥也有环境指标。于是乎清洁能源、绿色城市均出现了。变频调速可用在三个方面的环保类负载。一是工业污水处理，二是垃圾电厂，三是工业排烟、排气、除尘的控制。如广州炼油厂，改用曝气机污水处理的搅拌设备，采用笼式电机变频调速后，提高产品可靠性，节电40以上，同时提高了活性污泥微生物群的寿命，提高了污水处理的效果。再如佛山垃圾电厂在工艺中选用52台变频器。可见变频调速已成为环境保护的主要设备。中国石化总公司制定一个熄灭火炬（主要指大炼油厂的可烧气体）计划，即是把可燃气体输送到用变频调速的压缩机柜回收。 实例7、音乐喷泉类负载 非常招揽游人的音乐喷泉，其水的高低和量的大小是靠变频控制的。亚洲喷水最高的广东河源市音乐喷泉和规模很大的山东济南泉城广场音乐喷泉均属于此，即节电又效果颇佳，在施工音乐喷泉时，要注意变频器谐波对控制系统的干扰。 实例8、卷烟机类负载 卷烟行业过去进口的卷烟机，不论莫林8、还是莫林10，均非无级调速。因而，在卷烟行业主要是解决无级调速和可靠性问题，技术简单，变频器用法简单，收效极大。 昭通卷烟厂十九台进口的格兰特4卷接包装联合机组采用变频调速后，日增产香烟200箱，200箱香烟的利税相当19台变频器的价格，即一天收回投资。因而，卷烟机改造迅速，受益很大。现在国产的烟机大部分都装备了变频调速功能。 实例9、大型窑炉煅烧类负载 冶金、建材、烧碱等大型工业转窑（转炉）以前大部分采用直流、整流子电机、滑差电机、串极调速。由于这些调速方式或有滑环、或效率低，近年来，不少单位采用交流变频控制，效果很好。 株州冶炼厂锌浸出渣挥发回转窑是回收锌的主体设备，共有三台。窑外径2.8米，长44米，原用正流子电机和滑差电机拖动，故障多，经常跳闸，维修量极大。由于现场环境恶劣，导电尘埃多，电机火花不断。刷握、碳刷更换不断，90年小修56次，更换碳刷1670只，刷握647只，严重的影响了生产。91年6月该厂完成了回转窑的变频调速改造。运行平稳、可靠、操作简单，没有发生因电机拖动故障而影响生产。年节电12万度，超产117.82万元。唐山碱厂轻灰煅烧炉是纯碱生产关键设备，直径3.6米，炉身长30米，总重266吨，采用220KW变频器拖动，低频启动好，旋转稳定，可靠性高，提高了产品质量，使该煅烧炉的生产进入全国先进行列。 实例10、吊车、翻斗车类负载 吊车、翻斗车等负载转矩大且要平稳，正反频繁且要可靠。变频装置控制吊车、翻斗车满足这些要求。 独子山石化厂酮苯车间为三台过滤器的安装而设置一台20吨桥式起重机，工艺要求防爆，采用防爆笼型电机。原生产的吊车主钩、辅钩、大车、小车无调速功能，不能定位。力矩小，吊起物体下滑，无法吊装19吨重的过滤器机座，使该车间晚开工一年多，损失千万元。91年7月采用变频调速加制动功能，使主钩、辅钩、大车、小车五台电机由一台变频器控制，效果很好。过载试验吊起22吨，很快把3台各重40吨的过滤机安装在10米高二层平台的机位上。 码头港机、车站龙门吊、货场堆取料机等都可以采用变频调速装置，以达到可靠、平稳、节电、少维修的目的。 变频调速装置，除节电显著外，还是某些生产工艺中必需的设备。 实例11、转炉类负载 转炉类负载，用交流变频代替直流机组简单可靠，运行稳定。 1994年5月1日，承德钢铁公司炼钢厂三套20吨转炉直流拖动系统全部处于故障状态。拟寻找一个“又快又好”的恢复生产的调速方式，请来了我国电气转动专家刘宗富教授。在刘教授的建议下，由该公司经理定案，20吨转炉倾动和氧枪升降采用交流变频调速拖动。从供货到安装、调试、经过13天，三台转炉全部正常投入生产。这是我国20吨转炉倾动和氧枪升降第一次采用变频调速。经过多年的生产应用，该系统运行稳定可靠，技术指标完全满足工艺要求。转炉、氧枪主传动系统引起的热停工减少90以上，年增产1.5万吨钢，节电22万度，直接经济效益231万元。为钢厂以后稳定的生产打下坚实的基穿?８孟低?1995年通过机械工业部鉴定，并被河北省评为技术进步一等奖。 实例12、特种电源类负载 许多电源，如实验电源，飞机拖动电源（400HZ）都可用变频装置来完成，好处是投资少、见效快、体积些?⒉僮骷虻ァ? 粘胶纤维行业纺丝设备多数是高速电机，众多的纺绽电机为150HZ/160V。长期以来，国内粘胶行业一直使用电动——发电机组中频电源供电，称动变频。由于这种方法弊病太多，而逐步采用交流变频电源供电，称静变频。邵阳化纤厂是我国粘胶行业最早自行应用静变频的厂家，八台160KW变频器分二组供电（每组一台备用）。自1992年12月生产以来，比动变频有明显的优势。 A.可靠。运行多年，未发生故障跳闸。 B.运行稳定，电压、频率波动极些?? C调频方便，为工厂生产不同捻度的丝饼创造了条件。 D.噪音小，改善了操作人员的环境。 E.提高了产品质量。该厂一期工程（采用动变频供电），粘胶长丝合格率仅55.1，一等品合格率为零，二等品合格率为20，而二期工程（采用静变频供电）平均合格率98.12，一等品合格率88.7。 F.增加了产量。一期工程设计能力2000吨/年，试生产半年，产量仅65.53吨，而二期工程设计能力1000吨/年，试生产半年，生产长丝685.25吨，大大超过设计能力。 G.节电13。 由于静变频为粘胶行业带来极大的好处，不少企业，如吉林化纤厂、九江化纤厂、宜宾化纤厂、湖北化纤厂、丹东化纤厂、潍坊化纤厂（除宜宾外，均属上市公司）等均采用了静变频技术。 变频调速除节电外，还有增产、降耗、优质的效果。由于它具有体积些?⒅亓壳帷⒕?度高、通用性强、工艺先进、功能丰富、保护齐全、可靠性高、操作简便等优点，深受使用人员欢迎，变频调速确是节能、降耗、优质、高产的理想设备，是迈入21世纪的首要的传动技术，利国利民。

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一、 引言 　　目前我国变频器生产厂家所生产的变频器大都是采用普通的V/f控制方式，只有为数不多的几家对外宣称采用了基于无速度的矢量控制技术。在国外品牌中基本上已经做到了开环、闭环、无速度控制三位一体的控制思想，尤其值得关注的是ABB公司的DTC控制方法在产品中已经有成功的应用。国内学术界在变频调速系统的研究方面已经做了很多相应的工作，取得了一定的成果，但是相对于国外来说工程化的实践和积累还有一定的差距。如何将理论化的知识转化到我国现有工业化产品实践，提高我国变频调速产品的性能和质量，是一个比较迫切的值得研究的问题。本文试图从控制策略和调制技术两个方面对目前的V/f控制和实现技术进行比较说明，供大家交流和探讨。 　　通常V/f变频器的系统结构是由控制、调制、主回路三个部分组成，其中控制部分和脉宽调制部分全部由软件算法实现。这种控制方式是针对交流电机稳态模型得出的，不依赖电机参数及其变化，因而控制简单，容易实现。但是调速范围比较窄，仅适用于风机、水泵等对调速性能要求不高的负载。为了提高系统低速时候的带载能力和系统的动态性能，满足实际工业现场的需要，必须对现有的控制方法和脉宽调制策略进行相应的改进和提高。下面针对其中几个关键的技术分别进行讨论。 　　二、控制策略中的若干技术 　　1. 补偿技术 　　补偿技术在开环控制中是必不可少的。它包括力矩补偿、滑差补偿和死区效应补偿。在低频时定子电阻的压降相对于变频器输出电压来说已经不能忽略，必须进行补偿，否则输出电压不够，电机在低频时不动或者转速明显下降。滑差补偿主要是针对电机在负载较大时实际输出转速会低于设定的转速而设计的。这两种补偿方法在实现中可以采用简单的固定值进行补偿，改进的方法有利用三相电机电流进行计算补偿，不过只是根据电流幅值的补偿，实际上该方法是标量补偿;更为精确的补偿方法是将三相电机交流电流进行矢量分解，同时将电机的损耗参与计算，这样的补偿效果更好。但是这种方法计算比较复杂，同时对电机的部分参数有一定的依赖性，在实现过程中存在一些困难。 　　死区效应补偿技术在开环控制中占有很重要的作用，它能有效的提高输出电流波形的平滑度和减小谐波，同时能够提高输出电压的有效值和减小电机电流的振荡。特别是在要求静音的环境下，人为的提高载波频率，如果没有死区补偿，在低频时电机即使空载也可能不能运行。目前比较常用的死区补偿技术有电流过零点直接补偿法，基于定子磁场定向的电流分解方法，死区电压脉冲宽度补偿方法，无电流传感的死区时间预测补偿方法等。电流过零点判断的补偿方法简单易于实现，但是由于电流波形中噪声成分大，同时负载的波动和外界的任何干扰都会引起过零点的判断失误，过零点有一个死区平台影响低频补偿效果，特别是载波频率比较高时尤为显著。基于定子磁场定向的方法不直接判断电流过零点，而是将定子电流在旋转坐标系中分解得到电流矢量角和死区电压矢量之间的关系进行相应的补偿，如果该方法和死区电压脉冲宽度补偿相结合，效果更为突出。相位角预测的死区时间补偿方法是一种省掉电流传感器的固定补偿方法，该方法首先对电流相位角进行预测，然后对死区时间做出相应的补偿，预测的角度可以根据变频器输出容量的不同在软件中设置，或者由外部修改设定。 请登陆:输配电设备网 浏览更多信息 　　该方法的优点是可以省掉电流传感器，降低成本和系统体积，但是补偿没有根据外部负载变化而相应调整，因而精度和动态性能也会相应的降低。 2. 电流振荡抑制技术 　　交流电机在PWM方式供电的条件下在电机轻载或者空载的时候由于某些原因电机会在一个比较宽的频率段系统会出现局部不稳定现象，这时电流幅值波动很大，输出频率也会有一定改变，电流的振荡有可能会导致系统因为过电流而误触发报警，使系统不能稳定可靠的工作。引起振荡的原因是多方面的，比较普遍的观点是电机和变频器在能量交换过程中引起的，它的出现也和死区效应有很大的关系。对死区效应进行补偿后可以有效的减少振荡的幅度，但是还不能从根本上抑制振荡。一种有效的方法是当振荡发生时，相应改变实际输出的频率或者电压，通过电流形成一个简单的负反馈系统，达到抑制振荡的目的。但是这种方法也有一定的局限性。由于不同电机的振荡频率范围是不一样的，从5Hz～30Hz左右变化，而采用电流的幅值控制，只是一个标量，这就使得控制的效果不佳，系统的鲁棒性降低。如果将定子电流进行分解，直接控制影响能量交换的磁通励磁电流分量，抑制效果就会有较大的提高。更为精确有效的方法是采用智能控制的方法，但是算法复杂，在通用的V/f控制平台上实现比较困难。 　　3. 简单磁通矢量控制方法 　　普通的V/f控制是建立在稳态电机模型上的，忽略了定子电阻压降，因而对电机动态过程中的状态不能控制，由于是开环控制，对负载的波动或者电机参数变化不敏感，动态性能不高。简单磁通矢量控制方法是在普通V/f控制的基础上对电机电流进行了控制，具体表现在通过把变频器输出的电流进行矢量分解计算得到力矩电流分量和励磁电流分量，然后调节电压使电机电流和负载力矩相匹配，从而改善低速力矩特性。该方法在6Hz时可以提供200％的额定力矩。矢量计算所用到的一些电机参数预先存放在控制器的RAM中，针对某一型号电机这些参数基本上是常数。 　　4. 基于无速度传感的矢量控制技术 　　对于高性能的交流调速控制系统，速度闭环是必不可少的，转速闭环需要实时的电机转速，目前速度反馈量的检测多是采用光电脉冲编码器、旋转变压器或测速发电机。速度传感器价格比较昂贵，明显增加了系统的硬件成本;对环境的适应能力不强，不利于使用在高温或者振动的场合;信号传输距离受到限制不能在长距离的线路中可靠的工作。因此研究无速度传感器交流调速系统，对提高系统的可靠性、环境的适应性、进一步扩大交流调速系统的应用范围具有重要意义，已经成为国内外学术界和工程界近年来的研究热点。 　　无速度传感器控制的最终目标是同时对电机转速、转子磁链以及电机参数进行精确的估计。对电机转速和磁链的估算方法有好多种，基于理想模型的观测和估计方法有:开环磁链估算和带补偿的磁链估算;模型参考自适应法(MRAS);闭环观测器法。基于非理想特性的方法有:利用齿谐波信号的转速辨识方法;旋转高频注入转子凸极检测法;漏感脉动检测法;dq阻抗差异定向法;饱和凸极检测方法。对电机参数的检测有离线式检测和在线式检测两种方法。 　　无速度传感矢量控制技术在实现中有几个特别值得关注的方面，它们对系统控制性能和控制精度有着十分重要的影响。这几个方面是: 　　(1) 电流及电压信号的检测和信号处理技术 　　其中信号的处理技术主要是对检测到的电流电压信号如何进行有效精确的滤波，既能重现有效信号同时不产生幅值衰减和相位滞后。比较实用的方法有简化的扩展卡尔曼滤波器，形态滤波器等。 　　(2) 定子电阻的在线调整问题 　　定子电阻阻值在电机运行时随着温度升高有很大的变化，最大变化可以达到额定值的150％，如何在运行中在线检测定子电阻，同时调整相应的控制量，对系统性能的影响是很重要的。 　　(3) 死区效应的补偿技术 　　(4) 建立精确的动态电机模型问题 　　在线或者离线测得的电机参数只是在某一时刻得到的，如果参数在运行中发生变化，电机的模型也应该相应的改变，以达到最佳的控制效果。目前实用研究中使用的较多的是模型参考自适应的方法。 　　(5) 逆变器模型的重构问题 　　这个技术主要是针对在极限情况下0Hz运行时提出的。这种情况下功率器件的饱和压降和集电极电流的时间关系都要加以考虑。

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三、PWM调制策略的若干技术 　　早期的PWM调制方法基本上是通过硬件电路模拟产生，主要以正弦波脉宽调制为主，后来发展到模拟和数字电路混和控制，当前的调制技术基本上是通过软件算法直接实现的。软件实现有着非常明显的优势:程序编写灵活，修改方便，在相同的硬件条件下可以实现多种调制策略，同时维护方便，抗扰性强。从最初追求电压波形的正弦，到电流波形的正弦，再到磁通的正弦;从效率最优，转矩脉动最少，再到消除噪音等，PWM控制技术的发展经历了一个不断创新和不断完善的过程。PWM控制技术从控制思想上分，可分为四类，即等宽PWM法、正弦波PWM法(SPWM)、磁链追踪型PWM法和电流跟踪型PWM法。近几年新近提出的不连续的SVPWM方法和随机PWM方法在这里作为重点加以介绍。 　　1. SPWM法 　　SPWM法从电动机供电电源的角度出发，着眼于如何产生一个可调频调压的三相对称正弦波电源。具体方法是以一个正弦波作为基准波(称为调制波)，用一列等幅的三角波(称为载波)与基准正弦波相交，由它们的交点确定逆变器的开关模式。为了提高逆变器的输出电压幅值，针对SPWM法，人们提出了准优化PWM法，即三次谐波叠加法。在正弦波中注入一定比例的三次谐波后，调制波的幅值大大降低，在调制波没有过调制的情况下，可使基波幅值超过三角波幅值，实现调制系数大于1的调制。在这种调制方式下，最大调制比可提高到1.15左右，相应直流母线电压的利用率最大可提高15％。 　　2. SVPWM法 　　磁链追踪型PWM法又称为电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)，与SPWM法不同，它是从电动机的角度出发的，着眼点在于如何使电动机获得圆磁场。它以三相对称正弦波电压供电时交流电动机的理想磁链因为基准，用逆变器不同开关模式所产生的实际磁链矢量来追踪基准磁链圆，由追踪的结果决定出逆变器的开关模式，形成PWM波。逆变器的开关模式有8个空间电压矢量，其中V0、V7为零电压矢量。SVPWM不仅使得电机转矩脉动降低，电流波形畸变减小，而且与SPWM技术相比直流母线电压利用率有很大提高，在这种调制模式下直流母线电压的利用率最大可提高15％，并易于数字实现。 3. 不连续的SVPWM策略(DHPWM) 　　不连续的SVPWM方法是近几年提出的一种新颖的电压空间矢量脉宽调制策略，国外文献称为不连续的SVPWM策略(DHPWM)，国内有些文章称为混和型调制策略(HPWM)或低开关损耗模式调制。对于连续PWM调制方法，三相调制波都位于其对应载波的峰值之间，因此，所有的连续PWM调制方法，其逆变器的开关损耗都是相同的，且与负载电流的相角无关。降低开关损耗最简单的方法就是使开关器件不动作，或者在一个周期中尽量少动作。传统的SVPWM方法中零矢量(V0和V7)的位置在脉宽生成中是对称存在的，零矢量的导通时间相等，而且位置是固定的，不能改变。如果保持有效导通矢量的时间不变，这样合成的空间电压矢量有效值不会受到影响，同时改变零矢量V0和V7在脉宽分配中的位置，使开关动作的次数减少，这就是不连续的SVPWM方法。 　　零矢量的分配和位置不同就会有不同的调制效果。如果在三个相邻矢量所夹扇区固定选用一个适当的零矢量，可使每一组在一个周期内有120°的扇区内不开关。每相不开关范围是连续的120°的区域，因而导致上下桥臂的开关损耗不一致，波形畸变比SVPWM要大很多。如果在相邻的60°区间选用不同的零矢量，这样有三种零矢量的分配方案。实际应用中应该尽量使每相开关器件在负载电流较小的区间内开关，安排大的负载电流在不开关的扇区内,这样不仅可以减少开关次数,同时还可以有效降低开关器件的最大开关电流，从而使开关损耗最小。该方法可以将开关次数减少到原来SVPWM的1/3，极大的降低了开关损耗，同时由于插入零矢量的位置改变了逆变器的续流过程，对抑制电流波形的振荡和失真也有一定的效果。在工程中对该方法调制时的死区效应补偿技术的实现存在一定的困难，一种行之有效的方法是在每个扇区内对有效导通主矢量的补偿。 　　4. 随机脉宽调制技术(RPWM) 　　在变频器供电的交流传动系统中,噪声问题长期以来一直受到人们的关注，在某些低噪声的场所变频器和电机所发出的噪声令人难以忍受。变频器噪声主要由逆变器所采用的脉宽调制方法所致。在一般的PWM方法中，逆变器的功率开关是以“确定的”方式通断的,这种控制方式虽然可以很好地抑制电压波形中的低次谐波,但却将产生某些幅值很大的高次谐波,这些谐波主要集中在一倍和两倍的载波频率附近,它们将产生明显的噪声和振动。近年来出现的随机脉宽调制(RPWM) 为解决逆变器的噪声问题提供了一种全新的思路。随机PWM的基本思想是用一种随机的开关策略代替常规PWM中固定的开关模式,以使逆变器输出电压的谐波频谱均匀地分布在一个较宽的频率范围内,达到抑制噪声和机械振动的目的。 　　目前有三种可行的RPWM方案: 　　(1) 随机化开关频率 　　即在传统的SPWM中，使三角载波的斜率随机变化，那么每周的开关次数可随机变化，从而达到开关频率随机的目的。 　　(2) 随机化脉冲位置 　　在这种方案中，随机量是开关信号脉冲在每个通断周期内的位置。最简单的是只有两位随机选择，一种在开始，一种在结束。 来源:输配电设备网 　　(3) 随机开关 　　随机波与正弦参考信号相比，比较的结果形成了数字RPWM信号。 　　在现有的空间矢量脉宽调制技术的基础上可以采用随机化脉冲位置的方法实现随机PWM。 　　在上面优化的SVPWM中分析了零矢量位置的不同，会降低系统的开关损耗，如果采用随机的方法将这些优化的SVPWM随机调制，在每一个载波周期出现各种零矢量插入的位置不同，就会随机改变脉冲位置，实现随机PWM调制的目的。目前比较简单和实用的方法只用2个零矢量固定的方式随机切换，由一个随机函数产生一个随机的两种状态0和1，如果为0，将零矢量V0作用在开关周期的两头;如果为1，将零矢量V7作用在开关周期的中间。该方法实质上是两种低开关损耗调制的随机切换。 　　随机函数产生的状态随机性越好，切换的调制状态越多，系统的谐波能量就能更好的连续的分布，随机PWM的效果就会越好。但是同时算法实现的难度和对控制器的实时性要求也会提高。采用RPWM方法，可以有效的降低逆变器系统的噪声，同时将某些集中的离散的高频成分转化为连续的平均分布的频率成分，降低了向外传播的电磁干扰。 5. 过调制技术 　　过调制技术主要是在空间矢量脉宽调制(SVPWM)基础上来实现的一种技术。对高性能交流传动系统来说，如何充分利用直流电压,以获得最大输出电磁转矩是一个很重要的因素。尤其是在弱磁阶段时，为了获得足够的电压，有必要控制逆变器工作在过调制范围。传统的SPWM控制时逆变器输出电压只能达到方波工况的78.54%，而空间矢量脉宽调制(SVPWM)能够将输出电压提高到方波工况时的90.69%，为了获得更大的输出电压，逆变器必须工作在过调制区，直至达到方波工况。 　　目前学术界提出的空间电压矢量过调制方法有许多种,其算法的复杂程度和效果都各不相同。但是输出电压矢量调制方法实质上一般只有两种过调制方法:双模式控制，将过调制区间分为两个部分分别调制;单模式控制，即是将过调制区间作为一个整体控制。实质上单模式只是双模式的一种工程简化，因而实现简单，但是产生的基波电压相比双调制要低一些，谐波含量高。如果控制器的运算速度和存储空间足够，可以采用双模式控制，提高系统的输出特性。角度和调制比的关系可以离线获得存储在RAM中，或者在线采用拟合曲线进行计算得到。 　　四、结束语 　　本文讨论了控制策略和调制策略在改善变频器性能方面的若干技术和方法。这些方法可以在一个通用的硬件平台上全部由软件实现，有利于模块化和集成化。文中针对其中的一些技术问题进行了介绍和讨论，提出了一些相应的解决思路和方法，供大家探讨。

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我们在维修大量变频器之后，发现很多人在变频器使用过程中存在不少问题，在这里与大家一起探讨. A、 变频器品牌的选定： 不要只看价格，有的变频器价格低，但质量、性能极差。其偷工减料，寿命短，配件少，难维修，如果换整个新的电路板则维修费会是天价。有的公司能承诺保修服务，但你的变频器可能要运到千里以外的城市，花一两个月的时间才能修好。有的变频器虽是名牌，但很娇气，要有好的使用环境才有好的质量。有的变频器装配的元件比较“独家专用”，难以买到而且价格高，这样维修费也高。性能差的变频器的另一个问题是一旦烧毁则相当严重，几乎没有维修价值，变频器的故障率相对较高，所以选购时要了解其维修是否方便，如你的附近是否有维修服务中心，变频器模块是否通用，是否容易买到。如果某个变频器用量大，则最好买多一两台作备用。如果你的变频器是用在简单的调速控制，请选用价格相对便宜的经济型系列。如果电机负载比较重、经常急停，请选用容量大一级或性能好的变频器。 B、 变频器不要装在有震动的设备上（如注塑机、冲床、洗衣机）。因为这样变频器里面的主回路联接螺丝容易松动，有不少变频器就因为这原因而损坏。 C、 接线问题：变频器输入端最好接上一个空气开关，保护电流不能太大，以防止变频器发生短路时烧毁不会太严重。一定不能把“N”端接地，特别是老电工最容易中招。控制线尽量不要太长，因为这样使控制板容易受电磁波干扰而产生误动作，也会导致控制板损坏，超过2米长的最好用屏蔽线。变频器旁边不要装有大电流而且经常动作的接触器，因为它对变频器的干扰非常大，经常使变频器误动作（显示各种故障）。有的人贪图方便，总是接通起动控制线，变频器一送电就起动电机，这样变频器由于流经充电电阻的电流太大而容易烧坏充电电阻。地线应接地良好，不然电机漏电严重时，地线带电也会损坏变频器。 D、 经常要急停的变频器最好加刹车电阻或采用机械刹车，否则变频器经常受电机反电势冲击，故障率会大大提高。 E、 变频器如果经常低速运行（小于15HZ），则电机要另加散热风扇。 F、 灰尘与潮湿是变频器最致命的杀手。特别是当停机几天后，粘在电路板上的尘埃返潮，这时送电后变频器电路板就最容易打火而损坏，最好能将变频器安装在空调房里，或装在有虑尘网的电柜里。要定时清扫电路板及散热器上的尘埃；停机一段时间的变频器在通电前最好用电吹风吹一下电路板。 G、 某些品牌变频器当散热风扇坏了后，它都不会发出过热保护，直到变频器损坏，所以当风扇有响声就应该更换。 H、 有的工厂供电是发电机发电，电压不稳定，变频器经常损坏，发电机加装稳压或过压保护装置后效果好 J、 防雷也很重要。虽然很少发生，但当变频器被雷光顾，将损坏惨重。恒压供水的变频器最容易被雷击,因为它有一条伸向天空的引雷水管。 K、 变频器的干扰也令人头痛，它会使其它电子设备无法正常使用，这时变频器输入、输出、控制线最好用屏蔽线，屏蔽层接线方法不能错。否则作用相反，有可能的再用铁管套住，加装滤波器，调低载波频率。如果变频器的开关电源的开关管是场效应管（如K系列）则其干扰会大些。 L、 当变频器坏了以后，最好不要交给没有维修经验的人修理，否则可能越修越坏。有时快熔断了，一定要检查模块是否有问题，有的电工没有经验，马上装上一个好的快熔（绝对不能用铜线代替），结果是变频器烧毁，按我们的经验，如果快熔断则模块大多有问题，但模块坏快熔不一定断。很多变频器功率模块、整流模块是可互相替换的，如果一定要买原型号的，有可能买一到或价格高。 M、 我们在维修变频器过程中，经常碰到有些工厂自己维修后又炸掉的变频器，而且损坏比原来更严重，更难维修。经检查，原来他们用的维修过的模块。维修过的模块用仪表很难检测出来，各参数完全正，但由于其内部接线粗糙，晶体管的密封硅脂打开后没法封好。这样的模块有的能用几个月，有的一开机就炸毁。维修过的模块由于是打开后回又装回，所以仔细辨认还是可看出，其用502胶水粘住铜片，摸上去比较硬。而且原装模块的胶比较光滑、柔软。维修过的模块由于要清掉里面的硅脂，使模块变成空心，这时敲打其铜片发出的声音是不同的，也可把损坏的模块拆开，看看接线是否粗糙。有的假模块是另贴标签的，从这个型号变成另一个型号，把电流小的贴成电流大的，甚至把耐压低的贴成耐压高的。现在标签印刷技术越来越仿真，但只要与原装的模块仔细对比一下还是可看出的。

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　(1) OC报警 键盘面板LCD显示:加、减、恒速时过电流。 对于短时间大电流的OC报警，一般情况下是驱动板的电流检测回路出了问题，模块也可能已受到冲击(损坏)，有可能复位后继续出现故障。若出现“1、OC 2” 报警且不能复位或一上电就显示“ OC 3” 报警，则可能是主板出了问题 ;若一按RUN键就显示“OC 3” 报警，则是驱动板坏了。 　　(2) OLU报警 键盘面板LCD显示:变频器过负载。 当G/P9系列变频器出现此报警时可通过以下方法解决：用卡表测量变频器的输出是否真正过大；用示波器观察主板左上角检测点的输出来判断主板是否已经损坏。 　　(3) OU1报警 键盘面板LCD显示:加速时过电压。 当通用变频器出现“OU”报警时，首先应考虑电缆直流中间环节的电解电容是否损坏，同时针对大惯量负载可以考虑做一下电机的在线自整定。另外在启动时用万用表测量一下中间直流环节电压，若测量仪表显示电压与操作面板LCD显示电压不同，则主板的检测电路有故障，需更换主板。 (4) LU报警 键盘面板LCD显示:欠电压。 如果设备LU欠电压报警且不能复位，则是(电源)驱动板出了问题。 　　(5) EF报警 键盘面板LCD显示:对地短路故障。 G/P9系列变频器出现此报警时可能是主板出现了故障。 　　(6) Er1报警 键盘面板LCD显示:存贮器异常。 大部分情况是内部码已丢失，只能换主板了。 　　(7) Er7报警 键盘面板LCD显示:自整定不良。 G/P11系列变频器出现此故障报警时，可能是驱动板出了问题。 　　(8) Er2报警 键盘面板LCD显示:面板通信异常。 11kW以上的变频器当24V风扇电源短路时会出现此报警(主板问题)。对于E9系列机器，一般是显示面板的DTG元件损坏，该元件损坏时会连带造成主板损坏，表现为更换显示面板后上电运行时立即OC报警。而对于G/P9机器一上电就显示“ER 2” 报警，则是驱动板失效了。 　　(9) OH1过热报警 键盘面板LCD显示:散热片过热。 OH1和OH3实质为同一信号，是CPU随机检测的，OH1(检测底板部位)与OH3(检测主板部位)模拟信号串联在一起后再送给CPU，而CPU随机报其中任一故障。

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1、 过电流保护功能 　　　　变频器中,过电流保护的对象主要指带有突变性质的、电流的峰值超过了变频器的容许值的情形. 　　　　由于逆变器件的过载能力较差,所以变频器的过电流保护是至关重要的一环,迄今为止,已发展得十分完善. 　　　　(1) 过电流的原因 　　　　1、工作中过电流 即拖动系统在工作过程中出现过电流.其原因大致来自以下几方面: 　　　　① 电动机遇到冲击负载,或传动机构出现“卡住”现象,引起电动机电流的突然增加. 　　　　② 变频器的输出侧短路,如输出端到电动机之间的连接线发生相互短路,或电动机内部发生短路等. 　　　　③ 变频器自身工作的不正常,如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器件在不断交替的工作过程中出现异常。例如由于环境温度过高，或逆变器件本身老化等原因，使逆变器件的参数发生变化，导致在交替过程中，一个器件已经导通、而另一个器件却还未来得及关断，引起同一个桥臂的上、下两个器件的“直通”，使直流电压的正、负极间处于短路状态。 2、升速时过电流 当负载的惯性较大，而升速时间又设定得太短时，意味着在升速过程中，变频器的工作效率上升太快，电动机的同步转速迅速上升，而电动机转子的转速因负载惯性较大而跟不上去，结果是升速电流太大。 3、降速中的过电流 当负载的惯性较大，而降速时间设定得太短时，也会引起过电流。因为，降速时间太短，同步转速迅速下降，而电动机转子因负载的惯性大，仍维持较高的转速，这时同样可以是转子绕组切割磁力线的速度太大而产生过电流。 　　　　 （2）处理方法 　　　　1、 起动时一升速就跳闸，这是过电流十分严重的现象，主要检查 　　　　① 工作机械有没有卡住 　　　　② 负载侧有没有短路，用兆欧表检查对地有没有短路 　　　　③ 变频器功率模块有没有损坏 　　　　④ 电动机的起动转矩过小，拖动系统转不起来 　　　　2、 起动时不马上跳闸，而在运行过程中跳闸，主要检查 　　　　① 升速时间设定太短，加长加速时间 　　　　② 减速时间设定太短，加长减速时间 　　　　③ 转矩补偿（U/F比）设定太大，引起低频时空载电流过大 　　　　④ 电子热继电器整定不当，动作电流设定得太小，引起变频器误动作

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高压变频调速系统虽然是一种非常高效的调速装置，但是在运行中，仍然有2%-4%左右的损耗，这些损耗都变成热量，最终耗散在大气中。如何把这些热量顺利的从变频器中带出来，是变频器设计中一个非常重要的问题。 高压变频器的发热部件主要是两部分：一是整流变压器，二是功率元件。功率元件的散热方式是关键。现代变频器一般采用空气冷却或者水冷。在功率较小时，采用空气冷却就能够满足要求。在功率较大时，则需要在散热器中通水，利用水流带走热量，因为散热器一般都有不同的电位，所以必须采用绝缘强度较好的水，一般采用纯净水，它比普通蒸馏水的离子含量还要低。在水路的循环系统中，一般还要加离子树脂交换器，因为散热器上的金属离子会不断的溶解到水中，这些离子需要被吸附清除。 应该说，从散热的角度来说，水冷是非常理想的。但是，水循环系统工艺要求高，安装复杂，维护工作量大，而且一旦漏水，会带来安全隐患。所以，能够用空气冷却解决问题的场合，就不要采用水冷。 空气冷却能够解决的散热功率，毕竟有一个极限，这个极限与技术类别有关。比如，ABB公司的ACS1000系列三电平变频器，规定在2000KW以上就必须采用水冷，而美国的罗宾康公司和AB公司，对于3200KW/6KV的变频器，仍然采用空气冷却。这又是为什么呢？ 原来，空气冷却能够从设备中带出来的热量，与有效散热面积的大小有关系，散热面积越大，能够带走的热量就越多。元器件的数目越多，散热的面积就越大，空气冷却的效果就越好。对于6KV的变频器，比3KV的变频器器件数目多，而且单只器件的电流小，所以可以有较大的散热面积，相当于热量均分了。 有人会说，我增大散热器的面积，不就增大了散热面积了吗？我公司产品开发部的试验证明了这是一个悖论。电力电子元件的热量按照如下方式传导：沿散热器表面散开，再沿表面传递到散热片上，被空气带走。沿散热器表面散开的面积是非常有限的，离开元件较远处，已经基本感受不到热量，所以把散热器表面做大到一定程度，对散热效果的增加已经没有意义。对于散热器的齿片也是一样，齿根处温度较高，齿尖处只有很少的热量到达，所以增高齿片到一定程度，对散热也毫无用处。 所以，要解决大功率产品的空气冷却问题，唯一有效的办法是，利用很多的元器件，均摊热量，增大有效的散热面积。 当然，采用功耗较小的新一代元器件，或者采用热阻较小的新式散热器，也可以使空气冷却的变频器功率更大，例如，在目前的IGBT封装形式下，原来我们发现，如果不采用器件并联，我们只能做到1800KW/6KV，现在，由于新一代IGBT器件和新式散热器的采用，我们可以做到2300KW/6KV。这是技术研究的另一方面，与上面的分析不矛盾。

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1 概述 目前，变频交流调速已遍布冶金、电力、铁路、运输、化工、民用等各个领域。在晋城煤业集团使用的采煤机中，也应用了变频器。 2 几个重要参数的设定 2.1 V/f类型的选择 V/f类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等。最高频率是变频器-电动机系统可以运行的最高频率。由于变频器自身的最高频率可能较高，当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时，应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电定电压设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的V/f类型图和负载的特点，选择其中的一种类型。我们根据电机的实际情况和实际要求，最高频率设定为83.4Hz，基本频率设定为工频50Hz。负载类型：50Hz以下为恒转矩负载，50~83.4Hz为恒功率负载。 2.2 如何调整启动转矩 调整启动转矩是为了改善变频器启动时的低速性能,使电机输出的转矩能满足生产启动的要求。 在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂.在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持V/f为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩。为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。可是，漏阻抗的影响不仅与频率有关，还和电机电流的大小有关，准确补偿是很困难的。近年来国外开发了一些能自行补偿的变频器，但所需计算量大，硬件、软件都较复杂，因此一般变频器均由用户进行人工设定补偿。针对我们所使用的变频器，转矩提升量设定为1%~5%之间比较合适。 2.3 如何设定加、减速时间 电机的运行方程式： 式中：Tt为电磁转矩；T1为负载转矩 电机加速度dw/dt取决于加速转矩（Tt,T1），而变频器在启、制动过程中的频率变化率则由用户设定。若电机转动惯量J、电机负载变化按预先设定的频率变化率升速或减速时，有可能出现加速转矩不够，从而造成电机失速，即电机转速与变频器输出频率不协调，从而造成过电流或过电压。因此，需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间，使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方法是按经验选定加、减速时间设定。若在启动过程中出现过流，则可适当延长加速时间；若在制动过程中出现过流，则适当延长减速时间；另一方面，加、减速时间不宜设定太长，时间太长将影响生产效率，特别是频繁启、制动时。我们将加速时间设定为15s,减速时间设定为5s。 2.4 频率跨跳 V/f控制的变频器驱动异步电机时，在某些频率段。电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护使得电机不能正常启动，在电机轻载或转动量较小时更为严重。因此变通变频器均备有频率跨跳功能，用户可以根据系统出现振荡的频率点，在V/f曲线上设置跨跳点及跨跳点宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统正常运行。 2.5 过负载率设置 该设置用于变频器和电动机过负载保护。当变频器的输出电流大于过负载率设置值和电动机额定电流确定的OL设定值时，变频器则以反时限特性进行过负载保护（OL），过负载保护动作时变频器停止输出。 2.6 电机参数的输入 变频器的参数输入项目中有一些是电机基本参数的输入，如电机的功率、额定电压、额定电流、额定转速、极数等。这些参数的输入非常重要，将直接影响变频器中一些保护功能的正常发挥，一定要根据电机的实际参数正确输入，以确保变频器的正常使用。 3 结语 综上所述，虽然制造商在开发、制造变频器时充分考虑了用户的需要，设计了多种可供用户选择的设定、保护和显示功能。但如何充分发挥这些功能，合理使用变频器，仍是用户需要注意的问题，一些项目的设定值仍需摸索，以便用好变频器，充分发挥其在生产中的作用。

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作者：彭韩星 变频器功能参数很多，一般都有数十甚至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在关系，具有的还相互关联，因此要根据实际进行设定和调试。 　　因各类型变频器功能参数的名称也不一致，为叙述方便，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完全可以做到触类旁通。 一：加减速时间 　　加速时间就暗输出频率从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压。 　　加速时间设定要求：将加速电流限制在变叔器过电流容量以下，不使过流而引起变频器跳闸；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，通过试验可选出较好曲线。对于变转转矩负载，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面设置，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，应在名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：频率限定 　　即变频器输出频率上下限幅值。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。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0%HZ，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二种。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。 　　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辛勤工作总量接近于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，就引起注意。 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，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。矢量控制方式变是将定子电流分解成规定的磁场电流和转矩电流表，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矩补偿，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，不需要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为有效或无效。

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变频器是近几年在兴起的一种调速节能新产品，它是电力电子技术和计算机应用技术的完美结合，因其调速精度高、操作方便，并且节约能源(输出频率小于50Hz时)，现已被广泛应用在机械、化工、冶金、轻工等领域。根据实际应用的需要，弯频器频率设置的方法有不同类型，现以日本三菱公司FR-500系列变频器为例，说明几种频率设置的特点。 　　变频器频率设置的方法可以分两大类，第一类是利用变频器操作面板进行频率设置，第二类是利用变频器控制端子进行频率设置。第一类利用变频器操作面板进行频率设置，只需操作面板上的上升、下降键，就可以实现频率的设定。该方法不需要外部接线，方法简单，频率设置精度高，属数字量频率设置，适用于单台变频器的频率设置。第二类是利用变频器控制端子进行频率设置，又分两种方法，第一种是利用外接电位器进行频率设置;第二种是利用变频器控制端子的特写功能，用电动电位器进行频率设置。 　　第一种利用外接电位器进行频率设置，如图1，FR-500系列变频器的10端子提供标准的10V直流电压，2端子是频率设定输入端，5端子是模拟量输入公共端子。通过调整外接电位器R的2端输出电压，改变了变频器2端的输入电压值，也就改变了变频器的频率设定值，达到了频率设置的目的，该方法有以下优点: 　　(1) 接线简单，只需把电位器的三端分接到变频器的电压输入端，电压输出端和公共端就可。 　　(2) 频率设置简单，操作方便，只需轻轻转动外接电位器的旋钮，就可以进行频率设置。 　　(3) 安装灵活，可以根据实际需要，将外接电位器安装到任何位置，进行远距离操作。 　　但是，该方法也有以下缺点: 　　(1) 有温漂现象，由于电阻值受温度的影响，当外界温度发生变化时，电阻值了也就随之变化，频率设定值也就发生变化。 　　(2) 抗干扰能力低。当周围有强电磁干扰时，变频器和外接电位器的连接电缆线内会产生感应电压，使输入到变频器2端的电压值发生变化，也就使频率设定值发生变化，影响设定频率的稳定。 　　(3) 电位器安装距离受到一定限制。理论上讲，变频器2端的电压变化范围是0-10V，但如果外接电位器安装距离太远，连接电缆就会产生压降，变频器2端电压也就达不到10V，从而使输出频率达不到最高设定值。 　　因此，该变频器频率设置方法一般应用在调速精度低、周围干扰小、环境温度变化小的场合，属模拟量调节。 　　第二种方法是利用变频器控制端子的特定功能，通过设置变频器的内部参数，可以使端子RH、RM成为电动电位器，即当RH与公共端SD之间接通时，变频器输出频率上升当RM与SD之间接通时，变频器输出频率下降达到频率设置的目的，如图2，同第一种方法相比，该方法具有以下优点: 　　(1) 频率设置精度高，外接电位器法属模拟量设置方法，频率变化范围为最大输出频率的±0.2%以内，而用电动电位器设置频率，频率变化范围为最大输出频率的0.01%以内。 　　(2) 抗干扰能力强。由于这它只是开关信号输入，因此不受周围电磁场的干扰。 　　(3) 无温漂现象。由于取消了外接电位器，因此，不受环境温度变化的影响。 　　(4) 安装灵活，可以将按钮SB1，SB2安装到任何位置。 　　(5) 同步性能好，可以同时实现多台变频器的频率升高和降低。 　　总之，我们应根据实际需要，合理选择频率设置方法，以达到应用效果。