变频器知识大全

变频器知识大全

1、基础篇

导读:变频器是把工频电源（50Hz或60Hz）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。

变频器的基础知识

变频器是把工频电源（50Hz或60Hz）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。

变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后，电力电子器件经历了SCR（晶闸管）、GTO（门极可关断晶闸管）、BJT（双极型功率晶体管）、MOSFET（金属氧化物场效应管）、SIT（静电感应晶体管）、SITH（静电感应晶闸管）、MGT（MOS控制晶体管）、MCT （MOS控制晶闸管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、HVIGBT（耐高压绝缘栅双极型晶闸管）的发展过程，器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频（PWM－VVVF）调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM 模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。

变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

VVVF：改变电压、改变频率CVCF：恒电压、恒频率。各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为400V/50Hz或200V/60Hz（50Hz），等等。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC）。

用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。

变频器的工作原理

我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：

n＝60f（1－s）/p（1）

式中

n———异步电动机的转速；

f———异步电动机的频率；

s———电动机转差率；

p———电动机极对数。

由式（1）可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f 在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

变频器原理框图

图1

变频器控制方式

低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为0.75～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。

1.U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式

其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。

2.电压空间矢量（SVPWM）控制方式

它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电

压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。

3.矢量控制（VC）方式

矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。

4.直接转矩控制（DTC）方式

1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足，并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。目前，该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机，因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算；它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。

5.矩阵式交—交控制方式

VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低，谐波电流大，直流电路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能进行四象限运行。为此，矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节，从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟，但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是：

控制定子磁链引入定子磁链观测器，实现无速度传感器方式；

自动识别（ID）依靠精确的电机数学模型，对电机参数自动识别；

算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制；

实现Band—Band控制按磁链和转矩的Band—Band控制产生PWM信号，对逆变器开关状态进行控制。

矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应（《2ms），很高的速度精度（±2%，无PG反馈），高转矩精度（《＋3%）；同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度，尤其在低速时（包括0速度时），可输出150%～200%转矩。

变频器的使用中遇到的问题和故障防范

由于使用方法不正确或设置环境不合理，将容易造成变频器误动作及发生故障，或者无法满足预期的运行效果。为防患于未然，事先对故障原因进行认真分析显得尤为重要。

外部的电磁感应干扰

如果变频器周围存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。提高变频器自身的抗干扰能力固然重要，但由于受装置成本限制，在外部采取噪声抑制措施，消除干扰源显得更合理、更必要。以下几项措施是对噪声干扰实行“三不”原则的具体方法：变频器周围所有继电器、接触器的控制线圈上需加装防止冲击电压的吸收装置，如RC吸收器；尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主线路分离；指定采用屏蔽线回路，须按规定进行，若线路较长，应采用合理的中继方式；变频器接地端子应按规定进行，不能同电焊、动力接地混用；变频器输入端安装噪声滤波器，避免由电源进线引入干扰。

安装环境

变频器属于电子器件装置，在其规格书中有详细安装使用环境的要求。在特殊情况下，若确实无法满足这些要求，必须尽量采用相应抑制措施：振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，对于振动冲击较大的场合，应采用橡胶等避振措施；潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路，作为防范措施，应对控制板进行防腐防尘处理，并采用封闭式结构；温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，特别是半导体器件，应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。

除上述3点外，定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于特殊的高寒场合，为防止微处理器因温度过低不能正常工作，应采取设置空间加热器等必要措施。

电源异常

电源异常表现为各种形式，但大致分以下3种，即缺相、低电压、停电，有时也出现它们的混和形式。这些异常现象的主要原因多半是输电线路因风、雪、雷击造成的，有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。而雷击因地域和季节有很大差异。除电压波动外，有些电网或自行发电单位，也会出现频率波动，并且这些现象有时在短时间内重复出现，为保证设备的正常运行，对变频器供电电源也提出相应要求。

如果附近有直接起动电动机和电磁炉等设备，为防止这些设备投入时造成的电压降低，应和变频器供电系统分离，减小相互影响；对于要求瞬时停电后仍能继续运行的场合，除选择合适价格的变频器外，还因预先考虑负载电机的降速比例。变频器和外部控制回路采用瞬停补偿方式，当电压回复后，通过速度追踪和测速电机的检测来防止在加速中的过电流；对于要求必须量需运行的设备，要对变频器加装自动切换的不停电电源装置。

二极管输入及使用单相控制电源的变频器，虽然在缺相状态也能继续工作，但整流器中个别器件电流过大及电容器的脉冲电流过大，若长期运行将对变频器的寿命及可靠性造成不良影响，应及早检查处理。

雷击、感应雷电

雷击或感应雷击形成的冲击电压有时也能造成变频器的损坏。此外，当电源系统一次侧带有真空断路器时，短路器开闭也能产生较高的冲击电压。变压器一次侧真空断路器断开时，通过耦合在二次侧形成很高的电压冲击尖峰。

为防止因冲击电压造成过电压损坏，通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件，保证输入电压不高于变频器主回路期间所允许的最大电压。当使用真空断路器时，应尽量采用冲击形成追加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器，因在控制时序上保证真空断路器动作前先将变频器断开。

过去的晶体管变频器主要有以下缺点：容易跳闸、不容易再起动、过负载能力低。由于IGBT 及CPU的迅速发展，变频器内部增加了完善的自诊断及故障防范功能，大幅度提高了变频器的可靠性。

如果使用矢量控制变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”，其中“起动转矩不足”、“环境条件变化造成出力下降”等故障原因，将得到很好的克服。该功能是利用变频器内部的微型计算机的高速运算，计算出当前时刻所需要的转矩，迅速对输出电压进行修正和补偿，以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。

此外，由于变频器的软件开发更加完善，可以预先在变频器的内部设置各种故障防止措施，并使故障化解后仍能保持继续运行，例如：对自由停车过程中的电机进行再起动；对内部故障自动复位并保持连续运行；负载转矩过大时能自动调整运行曲线，避免Trip；能够对机械系统的异常转矩进行检测。

变频器对周边设备的影响及故障防范

变频器的安装使用也将对其他设备产生影响，有时甚至导致其他设备故障。因此，对这些影响因素进行分析探讨，并研究应该采取哪些措施时非常必要的。

电源高次谐波

由于目前的变频器几乎都采用PWM控制方式，这样的脉冲调制形式使得变频器运行时在电源侧产生高次谐波电流，并造成电压波形畸变，对电源系统产生严重影响，通常采用以下处理措施：采用专用变压器对变频器供电，与其它供电系统分离；在变频器输入侧加装滤波电抗器或多种整流桥回路，降低高次谐波分量，对于有进相电容器的场合因高次谐波电流将电容电流增加造成发热严重，必须在电容前串接电抗器，以减小谐波分量，对电抗器的电感应合理分析计算，避免形成LC 振荡。

电动机温度过高及运行范围

对于现有电机进行变频调速改造时，由于自冷电机在低速运行时冷却能力下降造成电机过热。此外，因为变频器输出波形中所含有的高次谐波势必增加电机的铁损和铜损，因此在确认电机的负载状态和运行范围之后，采取以下的相应措施：对电机进行强冷通风或提高电机规格等级；更换变频专用电机；限定运行范围，避开低速区。

振动、噪声

振动通常是由于电机的脉动转矩及机械系统的共振引起的，特别是当脉动转矩与机械共振电恰好一致时更为严重。噪声通常分为变频装置噪声和电动机噪声，对于不同的安装场所应采取不同的处理措施：变频器在调试过程中，在保证控制精度的前提下，应尽量减小脉冲转矩成分；调试确认机械共振点，利用变频器的频率屏蔽功能，使这些共振点排除在运行范围之外；由于变频器噪声主要有冷却风扇机电抗器产生，因选用低噪声器件；在电动机与变频器之间合理设置交流电抗器，减小因PWM调制方式造成的高次谐波。

高频开关形成尖峰电压对电机绝缘不利

在变频器的输出电压中，含有高频尖峰浪用电压。这些高次谐波冲击电压将会降低电动机绕组的绝缘强度，尤其以PWM控制型变频器更为明显，应采取以下措施：尽量缩短变频器到电机的配线距离；采用阻断二极管的浪涌电压吸收装置，对变频器输出电压进行处理；对PWM型变频器应尽量在电机输入侧加滤波器。

变频器技术发展方向预测

变频器是运动控制系统中的功率变换器。当今的运动控制系统包含多种学科的技术领域，总的发展趋势是：驱动的交流化，功率变换器的高频化，控制的数字化、智能化和网络化。因此，变频器作为系统的重要功率变换部件，提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。

随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展，变频器的性能价格比越来越高，体积越来越小，而厂家仍然在不断地提高可靠性实现变频器的进一步小型轻量化、高性能化和多功能化以及无公害化而做着新的努力。变频器性能的优劣，一要看其输出交流电压的谐波对电机的影响；二要看对电网的谐波污染和输入功率因数；三要看本身的能量损耗如何。这里仅以量大面广的交—直—交变频器为例，阐述它的发展趋势：

主电路功率开关元件的自关断化、模块化、集成化、智能化；开关频率不断提高，开关损耗进一步降低。

变频器主电路的拓扑结构方面。变频器的网侧变流器对低压小容量的装置常采用6脉冲变流器，而对中压大容量的装置采用多重化12脉冲以上的变流器。负载侧变流器对低压小容量装置常采用两电平的桥式逆变器，而对中压大容量的装置采用多电平逆变器。对于四象限运行的转动，为实现变频器再生能量向电网回馈和节省能量，网侧变流器应为可逆变流器，同时出现了功率可双向流动的双PWM变频器，对网侧变流器加以适当控制可使输入电流接近正弦波，减少对电网的公害。

脉宽调制变压变频器的控制方法可以采用正弦波脉宽调制控制、消除指定次数谐波的PWM控制、电流跟踪控制、电压空间矢量控制（磁链跟踪控制）。

交流电动机变频调整控制方法的进展主要体现在由标量控制向高动态性能的矢量控制与直接转矩控制发展和开发无速度传感器的矢量控制和直接转矩控制系统方面。

微处理器的进步使数字控制成为现代控制器的发展方向。运动控制系统是快速系统，特别是交流电动机高性能的控制需要存储多种数据和快速实时处理大量信息。近几年来，国外各大公司纷纷推出以DSP（数字信号处理器）为基础的内核，配以电机控制所需的外围功能电路，集成在单一芯片内的称为DSP单片电机控制器，价格大大降低，体积缩小，结构紧凑，使用便捷，可靠性提高。DSP和普通的单片机相比，处理数字运算能力增强10～15倍，可确保系统有更优越的控制性能。数字控制使硬件简化，柔性的控制算法使控制具有很大的灵活性，可实现复杂控制规律，使现代控制理论在运动控制系统中应用成为现实，易于与上层系统连接进行数据传输，便于故障诊断、加强保护和监视功能，使系统智能化（如有些变频器具有自调整功能）。

2、控制篇

通用变频器中基于DSP的数字控制器实现

引言

变频调速系统的关键，就是要没计一个合理的变频器，而它的核心就是变频调速系统的数字控制器。变频器的数字控制器包括信号的检测、滤波、整形，核心算法的实时完成以及驱动信号的产生，系统的监控、保护等功能。

变频器数字控制系统的硬件部分，包括微处理器、接口电路及外围设备，其中微处理器是系统的控制核心，它通过内部控制程序，对从输入接口输入的数据进行处理，完成控制计算等工作，通过输出接口电路向外围发出各种控制信号，外围设备除了检测元件和执行机构，还包括各种操作、显示以及通信设备。

本文采用TI公司的TMS320F240自行设计了一款用于高速电机调速系统的数字控制器，频率可以通过键盘数字给定或者模拟给定，同时对它的功能和技术做了简要的分析，并给出了电机在18000r/min稳态运行时控制器的输出波形。

1数字控制器的硬件结构框图和工作原理

数字控制器的硬件以TMS320F240定点DSP为CPU，CY7C199为外部数据和程序存储器，数据和程序存储器各32K；16路的模拟/数字输入通道，其中一路可以用来进行模拟频率给定；使用了8位数字I/O口，可以用键盘通过I/O口来进行数字频率给定；4路12位的数字/模拟转换通道，用于电机输出信号控制；RS232和SPI系列兼容接口，其中将SPI用作变频调速时电机频率的LED 显示，将SCI口扩充成RS232接口，其功能布置框图如图1所示。

图1：数字控制器的硬件结构示意图。

电机或者逆变器的工作频率通过键盘给定，同时，其频率显示通过DSP内部的显示程序回显在LED上，当按下运行键以后，键盘设计频率被送到产生空间电压矢量的SV PWM处理子程序，生成的SVPWM波形通过GAL器件保护后输出，与此同时，电动机或者变频器的实时运行动态频率通过LED显示。正交编码脉冲可以接入电机的光电编码器，对系统构成速度环反馈，A/D模块可以接入电机的电流环，至于变频调速系统的保护中断源由DSP的引脚PDPINT提供，主要是过压、过流、控制电压欠压、过热等中断源。电机的速度或者逆变器的输出频率可以通过键盘改变。

2硬件设计

器是数字控制器的核心部分，也是数字控制器对信号的检测、滤波、整形，核心算法的实时完成以及驱动信号的产生，系统的监控、保护等功能的核心部分。数字控制器的功能模块设计如下。

2.l数据和程序存储器的设计

DSP是一种高速存取器件，对于外围接口芯片有较高的要求，虽然DSP本身可以软件提供0~7个等待状态来满足与片外存取器件速度的匹配，但是为了不至于影响整个系统的控制和仿真功能，一般采用存取速度比较高的存储器来做为DSP的片外数据和程序存储器。本文采用CY7C199存储器，存取时间15ns，完全不用提供软件等待状态也不用加硬件等待电路，因为，CY7C199是32K 的8位存储器，所以，使用了4片该存储器组成了32K的16位存储器RAM，数据和程序各32K。

2.2DSP复位及电路的设计

为了使系统被复位信号正确地初始化，对复位信号的脉冲宽度必须有一定的要求。对于

TMS320F240而言，复位信号至少要lms。不过上电之后，系统的振荡器达到稳定工作状态需要20ms甚至更长的时间，一般来说上电复位时，在复位引脚上置100~200ms的一个低电平脉冲是比较合适的。根据这一原则，采用MAXIM公司的集成微处理器监控复位电路来完成，本文使用了MAX705。MAX705监控芯片，与传统的分立元器件组成的微机监控电路比较，它的可靠性高、动态响应好，功耗小、设计简单、体积小，在电子产品设计中已得到广泛的应用。

在设计中，时钟往往不被人充分地重视，其实，时钟是电路设计中非常重要的一个环节。DSP 时钟既可由外部提供，亦可由板上的振荡器来提供。由于DSP及其它芯片工作都是以时钟为基准的，如果时钟质量不高，那么系统的可靠性、稳定性就很难保证。本文采用外部时钟输入，由有源晶振产生10MHz脉冲，通过覆铜和串接LC滤波电路来抑制外界干扰，保证了系统的稳定工作。

2.3RS232的串行口电路设计

RS232是美国电子工业协会于1960年发布的串行通信接口标准，目前应用广泛的是RS232C 和RS232D。

RS232C的标准连接为DB25．但在实际应用中采用非标准的DB9连接，实际应用中根据需要对定义的引脚进行取舍。RS232C电气特性最大的特点是采用了负逻辑，逻辑l的电平是-3V~-15V，逻辑0的电平是+3V~+15V，因此，在使用中有一个电平转换接口的问题。本文中采用自升压的集成芯片MAX232C来构成，只由+5V电源来供电，电平转换所需的±10V电源由片内电荷泵产生。在控制器做好以后，进行了计算机的串行通信接口（SCI）检验，数据通信收发正常，能够稳定工作。

2.4D/A输出功能块的设计

在数字控制系统中，D/A和A/D电路是必不可少的，根据各种运用场合不同，系统对D/A、A/D的速度要求也不一样。本文中使用的是并行输入的D/A芯片DAC7625，它是12位数据并行输入，4路模拟输出的D/A转换器。其建立时间是10μs，功耗20mW，电源可以采用单电源+5V和双电源±5V供电，广泛应用于电机控制和数据采集等。数模转换器DAC的数据输入来自DSP的高12位，通过74LS245送到DAC7625的数据端，采用单电源+5V供电，参考电压VHEFH使用精密稳压器件提供的+2.5V，VHEFL模拟地，其输出通

过运算放大器TLCH2272进行放大，输出范围为0~+5V。

2.5键盘输入接口电路和LED显示电路设计

键盘和七段LED显示器是微型计算机系统最常用的输入、输出没备。它是实现人机之间进行信息交换的主要通路。键盘的功能就是把人们要处理的数据、命令等转换成计算机识？e的二进制代码，即计算机能识别的符号；七段LED显示器则是把计算机的运算结果、状态等代码转换成为人们能识？e的符号显示出来。键盘是计算机系统的主要输入没备，特？e是在微处理器中，键盘设汁成为必然。本文在设计时考虑到DSP处理速度的快速性，对于键盘去抖动环节，采用了硬件延时电路，具体电路如图2所示。

图2：数字控制器中DSP键盘输入接口电路。

七段LED显示器有静态显示和动态显示两种连接方式。动态扫描方式节省硬件，常用的BCD 七段译码驱动和动态扫描驱动电路有两种，如Intel8279、Max7219等，控制器中采用MAX7219芯片。DSP具有一个与外设打交道的串行接口SPl，这为串行接门显示提供了方便。MAX7219足一种串行的共阴极LED数字显示驱动器，内没多个控制和数据寄存器，其工作方式可通过编程灵活地设计，它是体积小、功能强大、使用灵活方便的串行接口。应用中需要注意的问题就是，MAX7219抗，EMI能力比较差，相对而言用MAX7221比较可靠一点。另外一个问题是，说明书中虽然说寄存器可以使用任意数字，比如说数据格式中的高4位用的是XXXX来表示，但是，在实际应用中最好使用非零位，本文采用1111来表示，可以增加抗干扰能力。另外，在串行数据线和电源中必须加适量电容，以提高抗干扰能力，特别是电源尤其要注意，如果波动比较大的话，MAX7219比较容易损坏。

2.6SVPWM脉冲输出模块的设计

空间电压矢量SVPWM脉冲输出是数字控制器中的关键部分，电机调速或者逆变器的频率就是由SVPWM波形来控制的。为了防止逆变器的上下桥臂直通，虽然在DSP内部编程可以加入死区？技洌？但是用微处理器产生的SVPWM脉冲可能由于程序跑飞而造成控制混乱，为安全起见，

采用GAL器件做了互锁保护电路，防止逆变器同一桥臂上下器件的直通，数字控制器中使用的是Latt ic e公司的GAL16V8。

3软件设计

随着变频器产品的不断成熟，它的功能也不断丰富，可靠性也得到不断提高，从而导致了其程序编制的复杂度和难度。本文设计的变频调速系统是针对实验室无轴承高频电机用，主要完成了一些基本功能，比如频率的设定与显示，低速时转距补偿功能等，程序不是特别复杂，设计程序近2000行，廾对程序进行了测试，证明程序运行良好。本文变频调速系统中的整个程序主要由主程序、键盘程序、显示程序、PWM程序、故障保护中断程序等组成。

3.l主程序和故障保护中断程序

主程序是整个程序的最主要部分，它完成了变频器的主要功能，它的流程图如图3（a）所示。程序初始化部分主要包括：I/O口的初始化，波形发生器的初始化，定时计数器的初始化，SPl的初始化，MAX7219的初始化等。读数到内部寄存器，就是把常用的数据读人到内部寄存器，缩短DSP处理时间，更好地实现实？夹浴Ｉ瓒ㄆ德蚀？理，就是判断按键所给定的值，判别所设定的频率谁是最终的目标频率。频率显示部分，就是把最终目标频率，按常规以千位、百位、十位、个位通过LED显示出来。运行控制就是根据RUN键来决定是否启动电机运行。在硬件设计上，采用的是富士公司的第三代智能功率模块IPM，它的内部本身就集成厂过压、过流、过热、控制电压欠压、短路等的输出报警功能，通过光耦隔离后送入到DSP的外部中断源引脚PDPINT，完成相应的保护功能，具体流程图如图3（b）所示。

图3：主程序和保护程序流程。

3.2SVPWM中断子程序

PWM中断子程序是整个控制器工作的关键程序，空间电压矢量调制的完成就是靠它来实现的，具体的流程图如图4所示。PWM发生程序主要完成如下的功能：电机运行时频率的动态显示，根据主程序中所给定的目标频率，可以得到角速度ω，ω经过积分运算可以得到usref的角度θ，然后计算usref在两相静止坐标系α，β轴上的投影usα及usβ，有了θ可以同时计算出参考电压矢量所在的扇区/N，根据已知量由公用值求取两相邻电压矢量的作用时间T1、T2和T0，然后给DSP内部的3个全比较寄存器CMPRx（x=1，2，3）进行赋值，产生相应的5VPWM波形。

图4：SVPWN中断子程序流程图。

4实验结果

根据前面介绍的系统硬件电路和软件控制算法，对制作的原理样机进行了实验研究。实验测试了异步电动机空载稳态运行情况，以此来检测原理样机的可行性，对实验结果进行了波形记录，300 Hz稳态运行时其PWM控制波形和测得的异步电机实测线电压波形如图5所示。

图5：300Hz时控制器输出的控制波形和实测电机线电压波形。

实验用高频电机的参数如下：

额定电压Un=220V，额定电流In=1.5A，额定频率f=400Hz，异步电机的极对数=1，额定功率Pe=800W，额定空载电流0.75A。

5结语

以TMS320F240数字信号处理器为核心构成的数字控制器是一个信号处理系统，该系统可以完成信号的检测、滤波、整形，核心算法的实时完成以及驱动信号的产生，系统的监控、保护等功能，相对于一般的单片机构成的系统，它的处理速度快、实时性能比较好，也易于选择和配合，同时集测量、监控、保护于一身，可与上位机通信，具有很高的使用价值。

1）、基于DSP控制的三相AC/AC变频器控制方案的研究

引言

AC/AC变频器是指直接将较高固定频率的电压变换为频率较低而输出电压幅值可变的变换器。为了使输出电压的谐波减到最小，要求在交流传动中应用的变频器输出电压的波形尽可能接近

于正弦，那么就要对反并联变换器的触发延迟角连续进行交变的相位调制。

近年来，微处理器的迅猛发展使数字化的交-交变频器在电力拖动中的应用日益广泛，本文以TI公司的DSP芯片TMS320F240为核心来研究三相交-交变频器的各种控制方案，并且比较了各自的优缺点。

本系统的硬件基础包括主回路、晶闸管驱动电路、I/O扩展电路、数据采集电路。由数据采集电路产生换组的零电流信号和三相同步信号。捕获中断口CAPINT1每隔60o（10/3ms）捕捉电源的同步信号，进入同步信号中断程序，结合I/O端口PB1、PB2、PB3所处的状态，就可以确定相应的同步波波头值以判相定管。I/O端口PC0、PC1、PC2检测三相电流的过零检测信号，当过零信号有效时，进入相应的换组子程序，进行换组。在触发脉冲产生的时刻，这时将编码通过数据总线输出到I/O扩展电路以触发相应的晶闸管。以此硬件电路作为基础介绍了几种控制方法编写程序，并比较了各自的优缺点。

1逐点比较法

图1：比较法确定的换相时刻图。

电网换相AC/AC变频器的交流输出电压是由其各相输入电压波形的各个片段组合而成的。理想的调制方法应能使输出电压的瞬时值与正弦波形的差值保持最小。设要求输出的基准电压

，输出的三相交流线电压波形为u1，u2，如图1所示。只要原先导通相u1比相继导通相u2更接近要求输出的理想电压，即（uR-u1）《（u2-uR）得uR《（u1+u2）/2，则u1应继续出现在输出端。当uR=（u1+u2）/2，则由u1转换到u2。

以自然换相点作为起点，则

则

当触发角为a时，要求

因此，对于脉波的交-交变频器，以各晶闸管触发延迟角a=0为起点的一系列余弦同步电压与理想输出电压的交点为触发点，即可满足输出的电压波形与正弦电压相差最小的要求。

逐点比较法就是在DSP内存中制作表格，用查表法产生同步波和基准电压波，然后不断地循环比较。当两者的值相等时，立即触发相应的晶闸管。只要DSP的采样间隔取得足够小，通过比较就可以得到精确的交点。

2直线近似余弦交点法

查表法控制算法简单，易于实现，但占用很大的计算资源，大量的时间用于比较操作，而一个输出电压周期中真正得到的交点很少，并且要达到一定的精度，需大量表格，内存占用量较大。

为了避免DSP不断循环查表耗费大量时间，利用其CAPINT1捕获公共同步信号，每隔3.3ms向DS申请中断。在中断服务子程序中完成交点的计算程序得到触发角对应的定时值，并启动计数器。在余弦交点法的原理中用直线代替余弦波和电压基准波，可以得到下面的图形，如图2所示。

图2：近似直线的同步波形和基准波形。

波形简化后，以基准电压正相过零点为坐标原点建立坐标系。设同步波的幅值为1，基准电压波的幅值范围为［-1，+1］。要输出的电压幅值和频率给定后，其波形的斜率为4rf，同步波频率不变，它的斜率是固定的200。已知O点和触发点P点的瞬时值分别为x，y，则解直线方程组：

y=4rf（1）

y=200t+b（2）

可以求得y=（50xrf）/（50rf）

ta=（1-y）/200

式中ta为延迟角a对应的时刻。将DSP的TPINT1周期设置为Tmin=20/29ms用来表示最小的定时单位ta转换成相应的定时量。在TPINT1中断中，给各个定时变量进行减计数操作。当减计数值到零时，立即根据波头值触发相应的晶闸管。具体实现可见参考文献。

3规则采样法

在余弦交点法实现的AC/AC变频器中，有算法较为复杂和其输出的基波电压幅值较小的缺点。从采样控制的角度看，对输入基准波的采样值只是在交点处才是有效的，所以可以把各交点看成是采样点？。因此，采样点是不等距、不规则的。由此使得输出波形的高次谐波成分加大。

规则采样法是在每个采样点（选自然换相点）采样基准波电压值，然后计算由该电压值所对应的触发控制角，以该触发角触发下一相晶闸管。如图3所示，上部是一组桥的输出电压波形图，下部是同步电压和基准电压的波形图。

图3：基准波采样点和同步波触发点。

系统在自然换相点采样基准波得到的采样值，如图中1、2、3、------，各点，然后按这些采样值在同步电压波上计算相应的触发控制角，如图中1‘、2’、3‘、------，各点。这些点就是要求的换相点。

本系统采用给定基准波幅值和频率，然后查正弦表得到采样点的基准波瞬时值。正弦函数按等时间间隔（3.3ms）离散化，依次存在DSP内存的256个单元中。DSP响应电源同步信号中断（即自然换相点）时，按步长A（即地址差）查表，每查一次瞬时值，将查表地址递增A。当查表地址递增到256时便完成一次循环，对应的时间等于一个输出周期T0，所以变频器的输出频率与查表步长之间的关系为：

由上式可见，fo与A成正比，改变A即可改变输出频率实现变频。查表得到的瞬时值乘以K值即可改变输出电压幅值，以实现变压。然后根据瞬时值查同步电压波的反余弦函数表，得到触发角的值，转化成DSP的定时量。定时到，则触发相应的晶闸管。

为了使变频器输出对称，三相给定的正弦函数互差To/3，并与各自的反组正弦函数波成轴对称。用表地址描述的时间轴即0、To/3、To/2、To时刻分别对应于表地址：××00H、××55H、××7FH、××FFH。所以只需制作一张正弦函数表，三相查取给定电压波瞬时值的地址始终互差55H，这样就实现了三相对称输出。

4实验结果

图4：阻感负载的电压电流波形。

从实验结果来看，采用此算法的系统运行稳定可靠，调制的频率可按照设定要求输出，电流过零死区小于1ms，满足控制要求，电压电流波形比前两种控制策略所得波形更佳，并且由于规则采样减少了输出波形中的次谐波含量，从而可以扩大AC/AC变频器输出频率的上限。

2）、变频技术在中央空调系统中的节能应用

在我国经济快速发展的大背景下，由于房地产的快速发展需求，中央空调的市场需求呈现强劲的增长趋势。在市场容量不断增大的吸引下，越来越多的厂家加入到商用中央空调的领域。节能技术应用于中央空调系统，对提升中央空调自动化水平、降低能耗、减少对电网的冲击、延长机械及管网的使用寿命，都具有重要的意义。

中央空调系统已广泛应用于工业与民用领域。据统计，中央空调的用电量占各类大厦总用电量的70%以上，因此中央空调的节能改造显得尤为重要。由于设计时，中央空调系统必须按天气最热、负荷最大时设计，并且留10-20%设计余量，而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，存在较大的富余，所以节能的潜力就较大，其中，冷冻主机可以根据负载变化自动加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应调节，存在很大的浪费。

中央空调主要是由风机和水泵组成，采用变频调速技术不仅能使商场室温维持在所期望的状态，让人感到舒适满意，更重要的是其节能效果高达30%以上，能带来良好的经济效益。

中央空调系统的构成及工作原理

它主要由制冷机、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统和散热水塔组成。其工作原理如下图所示：

制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻水泵将冷冻水送到各风机风口的冷却盘管中，由风机吹送冷风达到降温的目的。经蒸发后的制冷剂在冷凝器中释放出热量，与冷却循环水进行热交换，由冷却水泵将带来热量的冷却水泵到散热水

塔上由水塔风扇对其进行喷淋冷却，与大气之间进行热交换，将热量散发到大气中去。

冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应调节，存在很大的浪费。

水泵系统的流量与压差是靠阀门和旁通调节来完成，因此，不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象（负荷变小时水泵仍接近全功率运行），不仅大量浪费电能，而且还造成中央空调最末端达不到合理效果的情况。为了解决这些问题需使水泵随着负载的变化调节水流量并关闭旁通。还有水泵电机的起动电流均为其额定电流的3～4倍，对能耗和电器寿命皆有不利的影响。为了节约能源和费用，需对水泵系统进行改造，经市场调查与了解采用成熟的变频器来实现，以便达到节能和延长电机、接触器及机械散件、轴承、阀门、管道的使用寿命。

变频器能根据冷冻水泵和冷却水泵（甚至于包括冷却塔风机）负载变化随之调整电机的转速，在满足中央空调系统正常工作的情况下使冷冻水泵和冷却水泵作出相应调节，以达到节能目的。水泵电机转速下降，电机从电网吸收的电能就会大大减少。

变频器控制系统应在首次起动时设置为低速起动、全速运行，使冷冻水系统充分交换一段时间，再根据冷冻回水温度对频率进行无极调速，变频器输出频率是通过检测回水温度信号及温度设定值经ＰＩＤ运算而得出的。直接通过设定变频器参数使系统温度调控在需要的范围内。

一、水泵节能改造的必要性

中央空调是大厦里的耗电大户，每年的电费中空调耗电占60%左右，因此中央空调的节能改造显得尤为重要。

由于设计时，中央空调系统必须按天气最热、负荷最大时设计，并且留10-20%设计余量，然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，存在较大的富余，所以节能的潜力就较大，其中，冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应调节，存在很大的浪费。

水泵系统的流量与压差是靠阀门和旁通调节来完成，因此，不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象，不仅大量浪费电能，而且还造成中央空调最末端达不到合理效果的情况。为了解决这些问题需使水泵随着负载的变化调节水流量并关闭旁通。

再因水泵采用的是Y-△起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的3～4倍，一台90KW的电动机其起动电流将达到500A，在如此大的电流冲击下，接触器、电机的使用寿命大大下降，同时，起动时的机械冲击和停泵时水垂现象，容易对机械散件、轴承、阀门、管道等造成破坏，从而增加维修工作量和备品、备件费用。

综上，为了节约能源和费用，需对水泵系统进行改造，经市场调查与了解采用成熟的变频器来实现，以便达到节能和延长电机、接触器及机械散件、轴承、阀门、管道的使用寿命。

这是因为变频器能根据冷冻水泵和冷却水泵负载变化随之调整水泵电机的转速，在满足中央空调系统正常工作的情况下使冷冻水泵和冷却水泵作出相应调节，以达到节能目的。水泵电机转速下

降，电机从电网吸收的电能就会大大减少。

二、水泵节能改造的方案

中央空调系统通常分为冷冻（媒）水和冷却水两个系统，左半部分为冷冻（媒）水系统，右半部分为冷却水系统）。根据国内外最新资料介绍，并多处通过对在中央空调水泵系统进行闭环控制改造的成功范例进行考察，现在水泵系统节能改造的方案大都采用变频器来实现。

1、冷冻（媒）水泵系统的闭环控制

〔1〕、制冷模式下冷冻水泵系统的闭环控制

该方案在保证最末端设备冷冻水流量供给的情况下，确定一个冷冻泵变频器工作的最小工作频率，将其设定为下限频率并锁定，变频冷冻水泵的频率调节是通过安装在冷冻水系统回水主管上的温度传感器检测冷冻水回水温度，再经由温度控制器设定的温度来控制变频器的频率增减，控制方式是：冷冻回水温度大于设定温度时频率无极上调。

〔2〕、制热模式下冷冻水泵系统的闭环控制

该模式是在中中央空调中热泵运行（即制热）时冷冻水泵系统的控制方案。同制冷模式控制方案一样，在保证最末端设备冷冻水流量供给的情况下，确定一个冷冻泵变频器工作的最小工作频率，将其设定为下限频率并锁定，变频冷冻水泵的频率调节是通过安装在冷冻水系统回水主管上的温度传感器检测冷冻水回水温度，再经由温度控制器设定的温度来控制变频器的频率增减。不同的是：冷冻回水温度小于设定温度时频率无极上调，当温度传感检测到的冷冻水回水温越高，变频器的输出频率越低。

2、冷却水系统的闭环控制

目前，在冷却水系统进行改造的方案最为常见，节电效果也较为显著。该方案同样在保证冷却塔有一定的冷却水流出的情况下，通过控制变频器的输出频率来调节冷却水流量，当中中央空调冷却水出水温度低时，减少冷却水流量；当中中央空调冷却水出水温度高时，加大冷却水流量，从而达到在保证中中央空调机组正常工作的前提下达到节能增效的目的。

现有的控制方式大都先确定一个冷却泵变频器工作的最小工作频率，将其设定为下限频率并锁定，变频冷却水泵的频率是取冷却管进、出水温度差和出水温度信号来调节，当进、出水温差大于设定值时，频率无极上调，当进、出水温差小于设定值时，频率无极下调，同时当冷却水出水温度高于设定值时，频率优先无极上调，当冷却水出水温度低于设定值时，按温差变化来调节频率，进、出水温差越大，变频器的输出频率越高；进、出水温差越小，变频器的输出频率越低。

3、应用篇

变频器在工程应用中需要注意的几个问题

1引言

随着通用变频器市场的日益繁荣，不包括OEM进口变频器，中国通用变频器年用量超过25

变频器怎么维修

变频器怎么维修

变频器维修学习方法有很多，但方向不对努力白费，所以抓住方向很重要，为了让大家更快的掌握变频器维修知识，这里提供变频器维修的十种学习方法给大家 1、报警参数检查法 〖例 1〗某变频器有故障，无法运行并且LED显示“UV”（under voltage的缩写），说明书中该报警为直流母线欠压。因为该型号变频器的控制回路电源不是从直流母线取的，而是从交流输入端通过变压器单独整流出的控制电源。所以判断该报警应该是真实的。所以从电源入手检查，输入电源电压正确，滤波电容电压为0伏。由于充电电阻的短路接触器没动作，所以与整流桥无关。故障范围缩小到充电电阻，断电后用万用表检测发现是充电电阻断了。更换电阻马上就修好了。 〖例 2〗有一台三垦IF 11Kw的变频器用了3年多后，偶尔上电时显示“AL5”(alarm 5 的缩

写)，说明书中说CPU被干扰。经过多次观察发现是在充电电阻短路接触器动作时出现的。怀疑是接触器造成的干扰，在控制脚加上阻容滤波后果然故障不再发生了。 〖例 3〗一台富士E9系列3.7千瓦变频器，在现场运行中突然出现OC3（恒速中过流）报警停机，断电后重新上电运行出现OC1（加速中过流）报警停机。我先拆掉U、V、W到电机的导线，用万用表测量U、V、W之间电阻无穷大，空载运行，变频器没有报警，输出电压正常。可以初步断定变频器没有问题。原来是电机电缆的中部有个接头，用木版盖在地坑的分线槽中，绝缘胶布老化，工厂打扫卫生进水，造成输出短路。 〖例 4〗三肯SVF303，显示“5”，说明书中“5”表示直流过压。电压值是由直流母线取样后(530V左右的直流)通过分压后再由光耦进行隔离，当电压超过一定阀值时，光耦动作，给处理器一个高电平。过压报警,我们可以看一下电阻是否变值，光耦是否有短路现象等。

变频器基础知识入门

- - - 变频器基础知识入门 1、什么是变频器？ 变频器一般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。 2、PWM和PAM的不同点是什么？ PWM是英文PulseWidthModulation（脉冲宽度调制）缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。 PAM是英文PulseAmplitudeModulation（脉冲幅度调制）缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。 3、电压型与电流型有什么不同？ 变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路的滤波是电感。 4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变？ 异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。 5、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加；对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那么电流是否增加？ 频率下降（低速）时，如果输出相同的功率，则电流增加，但在转矩一定的条件下，电流几乎不变。 6、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？ 采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下（根据机种不同，为125%~200%）。用工频电源直接起动时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动（起动时间变长）。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍，起动转矩为70%~120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。 7、V/f模式是什么意思？ 频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置（ROM）中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择。 8、按比例地改V和f时，电机的转矩如何变化？ 频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变，将造成在低速下产生的转矩有减小的倾向。因此，在低频时给定V/f，要使输出电压提高一些，以便获得一定地起动转矩，这种补偿称增强起动。 可以采用各种方法实现，有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。 9、在说明书上写着变速范围60~6Hz，即10：1，那么在6Hz以下就没有输出功率吗？ 在6Hz以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频率取6Hz左右，此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率（起动频率）根据机种为0.5~3Hz。 10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定，是否可以？ 通常情况下是不可以的。在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）电压不变，大体为恒功率特性，在高速下要求相同转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择。 11、所谓开环是什么意思？ 给所使用的电机装置设速度检出器（PG），将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为“闭环”，不用PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式，也有的机种利用选件可进行PG反馈。 12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办？ 开环时，变频器即使输出给定频率，电机在带负载运行时，电机的转速在额定转差率的范围内（1%~5%）变动。对于要求调速精度比较高，即使负载变动也要求在接近给定速度下运转的场合，可采用具有PG反馈功能的变频器（选用件）。 13、如果用带有PG的电机，进行反馈后速度精度能提高吗？ 具有PG反馈功能的变频器，精度有提高。但速度精度的值取决于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？ 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

变频器维修技术

变频器维修与应用技术资料 一.变频器静态测试知识： 1、测试整流电路要点： 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，正常时有几十欧的阻值，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，说明整流桥有故障。B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或启动电阻出现故障。 2、测试逆变电路要点： 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N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则可确定逆变模块有故障。 二.动态测试知识 在表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： 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、检查变频器各接播口是否已正确连接，连接是否有松动，连接异常有时可能会导致变频器出现故障，严重时会出炸机等情况。

3、上电后检测故障显示内容，并初步断定故障及原因。 4、如未显示故障，首先检查参数是否有异常，如果查不出问题先把原来的参数记录起来，再将参数恢复原厂，在空载（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。 5、在输出电压正常（无缺相、三相平衡）的情况下，负载测试，尽量是满负载测试。 三.故障判断与解决 1、整流模块损坏 通常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。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。 2、逆变模块损坏 通常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，须注意检查马达及连接电缆。在确定无任何故障下，才能运行变频器。 3、上电无显示 通常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，操作面板损坏同样会产生这种状况。 4、显示过电压或欠电压

变频器知识大全

变频器工作原理 变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。 1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？ *1: r/min 电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm. 例如：2极电机50Hz 3000 [r/min] 4极电机50Hz 1500 [r/min] 结论：电机的旋转速度同频率成比例 本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。 另外，频率能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。 因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。 n = 60f/p n: 同步速度 f: 电源频率

p: 电机极对数 结论：改变频率和电压是最优的电机控制方法 如果仅改变频率而不改变电压，频率降低时会使电机出于过电压（过励磁），导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，最高只能是等于电机的额定电压。 例如：为了使电机的旋转速度减半，把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz，这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V 2. 当电机的旋转速度（频率）改变时，其输出转矩会怎样？ *1: 工频电源 由电网提供的动力电源（商用电源） *2: 起动电流 当电机开始运转时，变频器的输出电流 变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动 电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机起动电流和冲击要小些。 通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。

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变频器基础知识 1、什么是变频器？ 变频器是利用电力半导体器件的通断将工频电源变换为频 率连续可调的电能控制装置。 2、电压型与电流型有什麽不同？ 变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电 感。 3、为什麽变频器的电压与电流成比例的改变？ 非同步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用於风机、泵类节能型变 频器。 4、按比例地改变V和f时，电机的转矩如何变化？ 频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此，在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定的起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种

方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器 等方法。 5、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定，是 否可以？ 通常情况下时不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变，大体为恒功率特性，在高速下要求相同转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择。 6、所谓开环是什么意思？ 给所使用的电机装置设速度检出器(PG)，将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为“闭环”，不用PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式，也有的机种利用选 件可进行PG反馈。 7、实际转速对于给定速度有偏差时如何办？ 开环时，变频器即使输出给定频率，电机在带负载运行时，电机的转速在额定转差率的范围内(1%~5%)变动。对于要求调速精度比较高，即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合，可采用具有PG反馈功能的变频器(选用件)。 8、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？ 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

变频器维修入门--电路分析图值得你看

变频器维修入门--电路分析图值得你看 变频器电路分析 要想做好变频器维修，当然了解变频器基础知识是相当重要的，也是迫不及待的。下面我们就来分享一下变频器维修基础知识。大家看完后，如果有什么不妥的地方，希望您向我提出指正，如果觉得还行,支持一下，给我一些鼓动！ 变频器维修入门--电路分析图 对于变频器修理，仅了解以上基本电路还远远不够的，还须深刻了解以下主要电路。主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。图2.1是它的结构图。 1）驱动电路 驱动电路是将主控电路中CPU产生的六个PWM信号，经光电隔离和放大后，作为逆变电路的换流器件（逆变模块）提供驱动信号。 对驱动电路的各种要求，因换流器件的不同而异。同时，一些开发商开发了许多适宜各种换流器件的专用驱动模块。有些品牌、型号的变频器直接采用专用驱动模块。但是，大部分的变频器采用驱动电路。从修理的角度考虑，这里介绍较典型的驱动电路。图2.2是较常见的驱动电路（驱动电路电源见图2.3）。

驱动电路由隔离放大电路、驱动放大电路和驱动电路电源组成。三个上桥臂驱动电路是三个独立驱动电源电路，三个下桥臂驱动电路是一个公共的驱动电源电路。 2）保护电路 当变频器出现异常时，为了使变频器因异常造成的损失减少到最小，甚至减少到零。每个品牌的变频器都很重视保护功能，都设法增加保护功能，提高保护功能的有效性。 在变频器保护功能的领域，厂商可谓使尽解数，作好文章。这样，也就形成了变频器保护电路的多样性和复杂性。有常规的检测保护电路，软件综合保护功能。有些变频器的驱动电路模块、智能功率模块、整流逆变组合模块等，内部都具有保护功能。 图2.4所示的电路是较典型的过流检测保护电路。由电流取样、信号隔离放大、信号放大输出三部分组成。

ABB变频器基础知识

带你进入工控之门——学一种变频器 序言：初次接触工控的人对其都会感到很神秘，许许多多的自动控制，错综复杂的联锁及很多高新的电气元器件，让人无从下手。其实我们只需掌握一些基本的知识，分解各个部件，了解各部件的性能及要点，然后再整合起来，就清晰多了。 整个工控的组成好似人体一样，一般有：大脑（DCS），神经中枢（网络），躯干（PLC），手脚（现场执行器），五观（现场传感器）。 今天我为大家谈谈现场执行器中的一个工控中常用的电气部件——变频器。变频器由于其本身具有可调速及节能的重要特性，在近几年发展很快，广泛应用于各邻域。对于品种繁多的变频器和其本身内部各参数之多，我们往往第一次接触会感到无从下手，但我们可以从各种变频器的共性中学习，掌握一种变频器，举一反三就能从而了解各种变频器的应用。 下面我就用一种常用的变频器ABB-ACS550给大家讲解其在实际工作中的应用。 一、安装： 打开包装我们首先要查看的是选用的变频器功率是否与配套的电机功率一致，要求是变频器功率≥电机功率，否则变频器因功率不足带不起负荷而烧坏。变频器上一般会有如下标签： 表示该变频器输入要求电压为3相380电压，频率50HZ，其上边的数字是一个适用范围，我们一般不用理会，因为国内的电压等级均满足其要求。输出电压为0至380V，3相交流，电流为6.9A，也就是能带3KW左右的电机，频率可调0-500Hz，一般我们应用中最大也只有60Hz。 一般变频器要求安装在无尘，无水气，无腐蚀的环境中，并在变频器本身上下左右周围留有一定的空间，有利散热。条件好的话最好能安装在特定的配电房内，并配有恒温设备，因为变频器本身也有发热，其电子元件会受温度的影响，如果其散热片上积尘多散热不好的话，会加剧变频器的损坏。 由于变频器本身是个干拢源，所以它产生的电磁干拢对其周围会有一定的影响，由其是对周围有DCS，PLC这种高精度工控设备更要注意安装中的每一环节。其解决方法有： 1、在电源输入侧加装电抗器，现在有些变频器在设计时已经在输入端加入了抗干拢的电抗器，可以在订 购时加以注意。 2、在电源输出侧，即电机电缆选用带屏蔽的三芯或四芯对称电缆，其优点是电缆上的电磁干拢是对称的， 相互加以抵消，如以下图示：

变频器维修基础知识

变频器维修基础知识 要想做好变频器维修，当然了解一些电子基础知识是相当重要的，也是迫不及待的。下面 我们就来分享一下变频器维修基础知识。大家看完后，如果有不妥当的地方，望您指正， 如果觉得还行支持一下，给我一些鼓动！欢迎大家转载。 变频器工作原理 变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电 路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制 变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。这是变频器修理中最变频器的定义。 变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流 型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和 矢量控制变频器等；在变频器修理中，按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用 变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速 的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控 制方式。V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。在变频器修理中，转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在V/f控制的基础上，按照知道 异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有对应的输出转矩。矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流 的大小和相位，以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作 用时间，又可以形成各种PWM波，达到各种不同的控制目的。直接转矩控制是利用空间 矢量坐标的概念，在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩，通过检测定子电阻来达到观测定子磁链的目的，因此省去了矢量控制等复杂的变换计算， 系统直观、简洁，计算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。 一、模电和数电的区别

变频器原理以与基本知识

变频器原理以及基本知识 1、什么是变频器？ 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。 2、PWM和PAM的不同点是什么？ PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。 PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。 3、电压型与电流型有什么不同？ 变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。 4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变？ 异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。 5、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加；对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那么电流是否增加？ 频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。

6、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？ 采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。用工频电源直接起动时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5 倍，起动转矩为 70%~120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。 7、V/f模式是什么意思？ 频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择 8、按比例地改V和f时，电机的转矩如何变化？ 频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变，将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此，在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法 9、在说明书上写着变速范围60~6Hz，即10：1，那么在6Hz以下就没有输出功率吗？ 在6Hz以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频率取6Hz左右，此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz. 10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定，是否可以？ 通常情况下时不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变，大体为恒功率特性，在高速下要求相同转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择。

变频器常用维修方法与步骤

第一讲变频器主回电路交流 一、变频器主回路图 二、母线电压（变频器内部直流电压） 定义：从R 、S 、T端输入频率固定的三相交变电源，经三相整流桥全波整流成直流电，其电压即母线电压。 母线电压注意事项： 1、三相电压为220V输入时，母线电压>=311V，所以电容的耐压强度必须大于311V； 2、三相电压为380V输入时，母线电压>=540V，所以电容的耐压强度必须大于540V，此时，可串联电容，对电压进行分压； 3、断电后，母线电压要5~10分钟才能降到安全电压。 三、电容（电解电容） 1、电容主要有两大作用： a、储能。母线上电容起到缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了二级管，即续流二极管。 b、滤波。虽然整流电路可从电网的交流电源得到直流电流或电流，但这种电压或电流含有频率为电源频率6倍的纹波，故采用电容对其滤波。 2、一般而言，电容的耐压强度为400V，还有一部分余量，可以达到450 V。所以电容串联后的耐压强度为800V，最大是900 V。我司变频器三相整流后母线电压一般工作在540 V左右。停止制动，母线电压升高，我们的软件限流点是800 V，硬件可以达到820 V 的设计，单相母线工作电压为311 V，制动后，制动后，母线电压也不可能超过400V。 3、电容上的均压电阻。由于电容的容量不可能绝对相等，当两个电容串联后，导致电压不平衡，会损害电容的寿命，因此分别并联电阻值相等的均压电阻。 4、注意：电容极性一定不能接反 四、缓冲电阻（启动电阻） 定义：二极管整流桥在电源接通时，电容中将流过较大的充电电流：CdU/dt（浪涌电流），可能烧坏整流桥，故在启动或停止时，需将缓冲电阻打开。当滤波电容器已充电完毕后，接触器将缓冲电阻短接。 我司每个功率等级变频器都有缓冲电阻，只是7.5KW以下的无“open故障检测”电路，如7.5KW以上缓冲电阻。

变频器补充知识一

一、频率给定线 1、频率给定线的定义 由模拟量进行外接频率给定时，变频器的给定频率f x与给定信号x之间的关系曲线f x = f(x)，称为频率给定线。这里的给定信号x 既可以是电压信号U G，也可以是电流信号I G。 2、基本频率给定线 在给定信号x从0增大至最大值x max的过程中，给定频率f x线性地从0增大到f max的频率给定线称为基本频率给定线。其起点为（x = 0，f x = 0）；终点为（x = x max）,如图1所示。 例1假设给定信号为4-20mA ,要求对应的输出频率为0～50HZ。分析：I G = 4 mA与x=0相对应，I G = 20mA 与x=x max相对应，作出的频率给定线如图2所示。

3、频率给定线的预置 频率给定线的起点和终点坐标可根据拖动系统的需要任意预置。 3.1 起点坐标（x = 0，f x = f BI）这里，f BI为给定信号x = 0时所对应的给定频率，称为偏置频率。 3.2 终点坐标（x = x max，f x = f x M）这里，f x M为给定信号x = x max时所对应的给定频率，称为最大给定频率。 预置时，偏置频率f BI是直接设定的频率值；而最大给定频率f x M 常常是通过预置“频率增益”G%来设定的。 G% 的定义是：最大给定频率f x M与最大频率f max之比的百分数，即: G% = (f x M / f max)×100% 如G% ＞100% ，则f x M＞f max ，这时的f x M为理想值，其中输出频率大于f max的部分，变频器的实际输出频率为f max。

4、最大频率、最大给定频率与上限频率的区别 最大频率f max和最大给定频率f x M都与最大给定信号x max相对应，但最大频率f max通常是由基准情况决定的；而最大给定频率f x M 常常是根据实际情况进行修正的结果。 当f x M＜f max时，变频器能够输出的最大频率由f x M决定，f x M 与x max对应。 当f x M＞f max时，变频器能够输出的最大频率由f max决定。 上限频率fH是根据生产需要预置的最大运行频率，它并不和某个确定的给定信号x相对应。 当f H＜f max时，变频器能够输出的最大频率f H由决定，f H并不与x max对应。 当f H＞f max时，变频器能够输出的最大频率由f max决定。 例2假设给定信号为0-10V的电压信号，最大频率为f max = 50HZ,最大给定频率为f x M = 52HZ，上限频率为f H = 40HZ，请按要求正确绘制频率给定线。 分析： 1）频率给定线的起点为（0，0），终点为（10，52）； 2）在频率较小（＜40HZ）的情况下，频率f x与给定信号x之间的对应关系由频率给定线决定。如x=5V，则f x=26HZ； 3）变频器实际输出的最大频率为40 HZ。 注意：在频率给定线中，与上限频率（f H）对应的给定信号x H为多大并不重要。 变频器实际工作的频率给定线见图4红线。

变频器维修知识大全

变频器维修知识大全 变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。 1: VVVF 改变电压、改变频率(Variable Voltage and Variable Frequency)的缩写。 *2: CVCF 恒电压、恒频率(Constant Voltage and Constant Frequency)的缩写。 各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz)，等等。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作”变频器“。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置，其科学术语为”inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫”inverter”，故该产品本身就被命名为”inverter”，即：变频器，变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机(例如空调等)，还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以”inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。 1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？ *1: r/min 电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm. 例如：2极电机50Hz 3000 [r/min]4极电机50Hz 1500 [r/min] 结论：电机的旋转速度同频率成比例 本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数，例如极数为2，4，6)，所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。 另外，频率能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。 n = 60f/p n: 同步速度f: 电源频率p: 电机极对数 结论：改变频率和电压是最优的电机控制方法 如果仅改变频率而不改变电压，频率降低时会使电机出于过电压(过励磁)，导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，最高只能是等于电机的额定电压。 例如：为了使电机的旋转速度减半，把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz，这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V 2. 当电机的旋转速度(频率)改变时，其输出转矩会怎样？ *1: 工频电源由电网提供的动力电源(商用电源) *2: 起动电流当电机开始运转时，变频器的输出电流 变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动 电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机起动电流和冲击要小些。通常，电机产生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。 3. 当变频器调速到大于50Hz频率时，电机的输出转矩将降低 通常的电机是按50Hz电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te，P<=Pe)。变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。当电机以大于50Hz频率速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz 时产生转矩的1/2。因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速. (P=Ue*Ie)。

变频器基础知识

变频器基础知识 一、变频器的定义 通常所说的变频器，是指将频率固定的电源（如50Hz三相交流电）变成频率可变的电源（如在0～50Hz之间随意变换）的转换设备。如果原有电源的频率为0（即为直流电源供电），则变频器可以省去直流变换环节，退化成单一的逆变器（DC→AC）。 二、变频器的分类 从不同的角度，可以对变频器进行不同的分类。 1、按电压等级不同，变频器可分为：高压变频器、中压变频器、低压变频器 按照国际惯例，电压≥10kV时称高压，1-10kV为中压，小于1kV时称低压，与其电压范围相对应的变频器分别称为高压变频器、中压变频器、低压变频器。 在我国，习惯上把10KV、6kV或3kV的电机称为高压电机，相应的电压为10KV、6kV或3kV的变频器均称高压变频器。平常所说的“高-高”、“高-低-高”、“高-低”只是变频器的不同应用形式。 2、按主回路结构不同，变频器可分为：交-直-交变频器，交-交变频器。交-直-交变频器 1）交-直-交变频器先将电网交流电用整流电路整成直流电，再用逆变电路将直流电转换为频率可变的交流电。整流电路、直流回路、逆变电路是交-直-交变频器的三个基本组成部分。 整流电路可以是不控的（二极管全波整流）、也可以是可控的，如果是可控整流，则它也能工作在逆变状态，将直流回路的能量逆变回电网。

逆变电路肯定是可控的，主要功能是将直流回路电能变成交流电输出给电机。如果电机工作在发电工况时（比如制动场合），逆变电路工作在整流状态，将电机的能量送到直流回路。 交-交变频器 2）交-交变频器没有直流回路，每相都由两个相互反并联的整流电路组成，正桥提供正向相电流，反桥提供负向相电流。 3、按储能方式不同，变频器可分为：电流源型、电压源型。 电流源型变频器 1）电流源型： 电流源变频器输入采用可控整流，控制电流的大小。中间采用大电感，对电流进行平滑。逆变桥将直流电流转换为频率可变的交流电流，供给交流电机。在电流源变频器中，直接受控量是电流。整流桥控制电流大小，逆变桥控制电流频率，电机侧得到的是幅值和频率可变的方波电流。 特点：①电流源变频器具有很好的抗过流能力，甚至负载短路都不会导致变频器损坏。②由于整流桥输出电压可以为负，从而进入逆变状态工作，实现能量由变频器向电网的回馈，可用于频繁正反转或需要制动的场合。 缺点：其网侧功率因数不高，电流谐波较大。 2）电压源型：

变频器专业知识集合

变频器专业知识集合 1、什么是变频器? 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。 2、PWM和PAM的不同点是什么？ PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。 PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。 3、电压型与电流型有什么不同？ 变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。 4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变？ 异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。 5、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加；对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那么电流是否增加？ 频率下降（低速）时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。 6、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？ 采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。用工频电源直接起动时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍，起动转矩为70%~120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。

变频器知识点

变频器知识点 变频器知识点 1 电动机过载的保护功能 1.1基础概念 电动机过载的基本特征是温升超过额定温升。因此，从根本上说，对电动 机进行过载保护的目的，是使电动机不因过热而烧坏。 1.1.1电动机的温升曲线 (1) 温升曲线及其含义 电动机运行时，其损耗功率(主要是铜损)必然要转换成热能，使电动机的 温度升高。 图1 电动机的温升曲线

电动机的发热过程属于热平衡的过渡过程。因此，基本规律和其他的过渡过程相同，其温升也遵循按指数曲线上升(或下降)的规律，如图1(a) 中曲线①所示。其物理意义是：由于电动机在温度升高的同时，必然要向周围散热，温升越大，散热也越快。故温升不可能按线性规律上升，而是越升越慢。当电动机产生的热量和散发的热量相平衡时，温升不再增... ... 讲座一 —频率的给定与相关功能Reference and Interrelated Function for Inverter 摘要：本文综述了变频器的各种频率给定功能，以及某些相关的功能，并举例说明了它们的应用。 关键词：频率给定面板给定外接模拟量给定频率给定线偏置频率Abstract： This paper introduced all reference and interrelated function with inve rter. And gave some examples for application. Keywords： Frequency command Keyboard frequency command External analog input C urve of analog frequency command 1 频率给定的方式与选择 1.1 基础概念 (1) 给定方式的基本含义要调节变频器的输出频率，必须首先向变频器提供改变频率的信号，这个信号，称为频率给定信号，也有称为频率指令信号或频率参考信号的。 所谓给定方式，就是调节变频器输出频率的具体方法, 也就是提供给定信

ABB变频器维护与常见故障排除

ABB变频器维护与常见故障排除 一．日常维护 1．注意事项 操作人员必须熟悉变频器的基本工作原理、功能特点,具有电工操作基本知识。在对变频器进行检查保养之前，必须在设备总电源全部切断，并且等待变频器放电结束之后进行。 2．日常检查事项 变频器上电之前应先检查周围环境的温度及湿度,温度过高会导致变频器过热报警，严重时会直接导致变频器功率器件损坏、电路短路；空气过于潮湿会导致变频器内部直接短路。在变频器运行时要注意其冷却系统是否正常，如:风道排风是否流畅，风机是否有异常声音。变频器散热效果如何将直接影响变频器的正常运行,变频器的排风系统如风扇旋转是否流畅,进风口是否有灰尘及堵塞物都是日常检查不可忽略的地方。此外日常检查还要注意：电动机是否过热,有异味；变频器及电机是否有异常响声；变频器面板电流显示是否偏大或电流变化幅度太大，输出UＶW三相电压与电流是否平衡等 3．定期保养 清扫空气过滤器冷却风道及内部灰尘。检查螺丝钉、螺栓以及即插件等是否松动,相间电阻是否有短路现象，正常应大于几十兆欧。导体及绝缘体是否有腐蚀现象，如有要及时用酒精擦拭干净。在条件允许的情况下，要用示波器测量开关电源输出各路电压的平稳性，测量驱动电路各路波形的方波是否有畸变。UＶW相间波形是否为正弦波。

接触器的触点是否有打火痕迹，严重的要更换同型号或大于原容量的新品；确认控制电压的正确性,进行顺序保护动作试验；确认保护显示回路无异常；确认变频器在单独运行时输出电压的平衡度。 建议定期检查，应一年进行一次。 4．备件的更换 变频器由多种部件组成，其中一些部件经长期工作后其性能会逐渐降低、老化，这也是变频器发生故障的主要原因,为了保证设备长期的正常运转,下列器件应定期更换： ⑴冷却风扇 变频器的功率模块是发热最严重的器件，其连续工作所产生的热量必须要及时排出，一般风扇的寿命为10ｋh～4０kh。按变频器连续运行折算为2～3年就要更换一次风扇。 ⑵滤波电容 中间直流回路滤波电容，又称电解电容，其主要作用就是平滑直流电压，吸收直流中的低频谐波，它的连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加快其电解液的干涸，直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年定期检查电容容量一次,一般其容量减少20％以上应更换。 二．故障排除 根据变频器发生故障或损坏的特征,一般可分为两类；一种是由于使用环境恶劣,高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障(严重时，会出现打火、爆炸等异常现象)。这类故障发

变频器知识点汇总

1电机的防护等级 举例来说，ip23的电机指电机能够防止大于12mm的固体物体侵入，防止人的 手指接触到内部的零件防止中等尺寸（直径大12mm）的外物侵入。能够防止喷 洒的水侵入，或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水进入造成损害。 ip（international protection）防护等级系统是由iec（international electrotechnical commission）所起草。将电机依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到电机内之带电部分，以 免触电。 ip防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示电机离尘、防止外物侵入的 等级，第2个数字表示电机防湿气、防水侵入的密闭程度，娄字越大防护等级 越高。 2做电机变频调速实验，普通电机可以实现变频调速吗？还是必须买变频电机？要做电机变频调速实验用普通的交流电机就行。 直流电机也可以实现变频，例如现在的直流变频空调：其把工频交流电转换为 直流电源，并送至功率模块，模块受微电脑送来的控制信号控制，和交流变频 所不同的是模块输出受控的直流电源送至压缩机的直流电机，控制压缩机的排量，从而实现“变频调速”。 3什么样的电机是交流变频电机？ 简单点说就是交流电机的控制中使用了变频技术。交流变频电机实际上是一种 靠调节交流电频率来调速的电机,调整交流电频率要靠变频器,电机本身不会变频,在很多要求不高的场合就是拿普通电机加变频器调速当交流变频电机使用。 4电机加上变频调速器后有嗡嗡声怎么回事？ 嗡的声音是因为变频器输出波形载波频率引起的，通常如果你用的变频器是固 定载波的话，此时电机发出的是尖叫,对人耳刺激比较大，可以通过调节载波频率(变频器技术手册功能表里有这个功能参数)。 载波频率越高声音越小，但载波越高的话此时电机就越容易发热。所以要根据 发热程序和发出的声音一起考虑你所使用的载波频率，一般出厂时都是在额定 电流下最合适的载波频率，一般情况下你不需要去改动！ 而如果变频器用的是随机载波的话，那电机发出的嗡的声音将比较柔和，但声 音一般会比固定载波的声音要好听点。如果你不接受或者你想静音运行，可以 把载波频率向上调，调到满意为止。 5变频器单相220v能变出三相380v吗？ 不可以。变频器本身是不能升压的，更不能从单相220v变出三相380v。从理 论上这是可行的，用变压器将单相220v升高为380v，然后单相380v转换为三