變頻器故障維修知識(shí)入門(mén)

　1、什么是變頻器?

　　變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。

　　2、PWM和PAM的不同點(diǎn)是什么?

　　PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫(xiě)，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脈沖幅度調(diào)制)縮寫(xiě)，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。

3、電壓型與電流型有什么不同?

　　變頻器的主電路大體上可分為兩類(lèi)：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容;電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波石電感。

　　4、為什么變頻器的電壓與電流成比例的改變?

　　異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是電機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過(guò)電流之間相互作用而產(chǎn)生的，在額定頻率下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就過(guò)大，磁回路飽和，嚴(yán)重時(shí)將燒毀電機(jī)。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時(shí)控制變頻器輸出電壓，使電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用于風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)節(jié)能型變頻器。

　　5、電動(dòng)機(jī)使用工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí)，電壓下降則電流增加;對(duì)于變頻器驅(qū)動(dòng)，如果頻率下降時(shí)電壓也下降，那么電流是否增加?

　　頻率下降(低速)時(shí)，如果輸出相同的功率，則電流增加，但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下，電流幾乎不變。

　　6、采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩怎樣?

　　采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓，起動(dòng)電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同，為125%~200%)。用工頻電源直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為6~7倍，因此，將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng))。起動(dòng)電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩;對(duì)于帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負(fù)載起動(dòng)。

　　7、V/f模式是什么意思?

　　頻率下降時(shí)電壓V也成比例下降，這個(gè)問(wèn)題已在回答4說(shuō)明。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機(jī)特性而預(yù)先決定的，通常在控制器的存儲(chǔ)裝置(ROM)中存有幾種特性，可以用開(kāi)關(guān)或標(biāo)度盤(pán)進(jìn)行選擇。

　　8、按比例地改V和f時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩如何變化?

　　頻率下降時(shí)成比例地降低電壓，那么由于交流阻抗變小而直流電阻不變，將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。因此，在低頻時(shí)給定V/f，要使輸出電壓提高一些，以便獲得一定地起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這種補(bǔ)償稱(chēng)增強(qiáng)起動(dòng)?？梢圆捎酶鞣N方法實(shí)現(xiàn)，有自動(dòng)進(jìn)行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法

　　9、在說(shuō)明書(shū)上寫(xiě)著變速范圍60~6Hz，即10:1，那么在6Hz以下就沒(méi)有輸出功率嗎?

　　在6Hz以下仍可輸出功率，但根據(jù)電機(jī)溫升和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小等條件，使用頻率取6Hz左右，此時(shí)電動(dòng)機(jī)可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會(huì)引起嚴(yán)重的發(fā)熱問(wèn)題。變頻器實(shí)際輸出頻率(起動(dòng)頻率)根據(jù)機(jī)種為0.5~3Hz.

　　10、對(duì)于一般電機(jī)的組合是在60Hz以上也要求轉(zhuǎn)矩一定，是否可以?

　　通常情況下時(shí)不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)電壓不變，大體為恒功率特性，在高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，必須注意電機(jī)與變頻器容量的選擇

　　11、所謂開(kāi)環(huán)是什么意思?

　　給所使用的電機(jī)裝置設(shè)速度檢出器(PG)，將實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進(jìn)行控制的，稱(chēng)為“閉環(huán)"，不用PG運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開(kāi)環(huán)"。通用變頻器多為開(kāi)環(huán)方式，也有的機(jī)種利用選件可進(jìn)行PG反饋。

　　12、實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)于給定速度有偏差時(shí)如何辦?

　　開(kāi)環(huán)時(shí)，變頻器即使輸出給定頻率，電機(jī)在帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)(1%~5%)變動(dòng)。對(duì)于要求調(diào)速精度比較高，即使負(fù)載變動(dòng)也要求在近于給定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，可采用具有PG反饋功能的變頻器(選用件)。

　　13、如果用帶有PG的電機(jī)，進(jìn)行反饋后速度精度能提高嗎?

　　具有PG反饋功能的變頻器，精度有提高。但速度精度的植取決于PG本身的精度和變頻器輸出頻率的分辨率。

　　14、失速防止功能是什么意思?

　　如果給定的加速時(shí)間過(guò)短，變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)轉(zhuǎn)速(電角頻率)的變化，變頻器將因流過(guò)過(guò)電流而跳閘，運(yùn)轉(zhuǎn)停止，這就叫作失速。為了防止失速使電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，就要檢出電流的大小進(jìn)行頻率控制。當(dāng)加速電流過(guò)大時(shí)適當(dāng)放慢加速速率。減速時(shí)也是如此。兩者結(jié)合起來(lái)就是失速功能。

　　15.變頻器的散熱

　　1)。如果要正確的使用變頻器， 必須認(rèn)真地考慮散熱的問(wèn)題。

　　變頻器的故障率隨溫度升高而成指數(shù)的上升，使用壽命隨溫度升高而成指數(shù)的下降。環(huán)境溫度升高10度，變頻器平均使用壽命減半。在變頻器工作時(shí)，流過(guò)變頻器的電流是很大的， 變頻器產(chǎn)生的熱量也是非常大的，不能忽視其發(fā)熱所產(chǎn)生的影響通常，變頻器安裝在控制柜中。我們要了解一臺(tái)變頻器的發(fā)熱量大概是多少?？梢杂靡韵鹿焦浪悖?/p>

　　發(fā)熱量的近似值= 變頻器容量(KW)×55 [W]

　　在這里， 如果變頻器容量是以恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載為準(zhǔn)的 (過(guò)流能力150% * 60s) 　如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器， 并且也在柜子里面， 這時(shí)發(fā)熱量會(huì)更大一些。電抗器安裝在變頻器側(cè)面或測(cè)上方比較好?！　　　∵@時(shí)可以用估算：變頻器容量(KW)×60 [W] 　因?yàn)楦髯冾l器廠家的硬件都差不多， 所以上式可以針對(duì)各品牌的產(chǎn)品?！∽⒁猓喝绻兄苿?dòng)電阻的話，因?yàn)橹苿?dòng)電阻的散熱量很大，因此最好安裝位置最好和變頻器隔離開(kāi)， 如裝在柜子上面或旁邊等。

　　2. )怎樣降低控制柜內(nèi)的發(fā)熱量?

　　當(dāng)變頻器安裝在控制機(jī)柜中時(shí)，要考慮變頻器發(fā)熱值的問(wèn)題。根據(jù)機(jī)柜內(nèi)產(chǎn)生熱量值的增加，要適當(dāng)?shù)卦黾訖C(jī)柜的尺寸。因此，要使控制機(jī)柜的尺寸盡量減小，就必須要使機(jī)柜中產(chǎn)生的熱量值盡可能地減少。如果在變頻器安裝時(shí)，把變頻器的散熱器部分放到控制機(jī)柜的外面，將會(huì)使變頻器有70%的發(fā)熱量釋放到控制機(jī)柜的外面。由于大容量變頻器有很大的發(fā)熱量，所以對(duì)大容量變頻器更加有效。還可以用隔離板把本體和散熱器隔開(kāi)， 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。

　　注意：變頻器散熱設(shè)計(jì)中都是以垂直安裝為基礎(chǔ)的，橫著放散熱會(huì)變差的!

　　3. )關(guān)于冷卻風(fēng)扇　一般功率稍微大一點(diǎn)的變頻器， 都帶有冷卻風(fēng)扇。同時(shí)，也建議在控制柜上出風(fēng)口安裝冷卻風(fēng)扇。進(jìn)風(fēng)口要加濾網(wǎng)以防止灰塵進(jìn)入控制柜。注意控制柜和變頻器上的風(fēng)扇都是要的，不能誰(shuí)替代誰(shuí)。

　　4.)其他關(guān)于散熱的問(wèn)題

　　a、在海拔高于1000m的地方，因?yàn)榭諝饷芏冉档停虼藨?yīng)加大柜子的冷卻風(fēng)量以改善冷卻效果。理論上變頻器也應(yīng)考慮降容，每1000m降低5%。但由于實(shí)際上因?yàn)樵O(shè)計(jì)上變頻器的負(fù)載能力和散熱能力一般比實(shí)際使用的要大，所以也要看具體應(yīng)用。比方說(shuō)在1500m的地方，但是周期性負(fù)載，如電梯，就不必要降容。

　　b、開(kāi)關(guān)頻率：變頻器的發(fā)熱主要來(lái)自于IGBT， IGBT的發(fā)熱有集中在開(kāi)和關(guān)的瞬間。因此開(kāi)關(guān)頻率高時(shí)自然變頻器的發(fā)熱量就變大了。有的廠家宣稱(chēng)降低開(kāi)關(guān)頻率可以擴(kuò)容， 就是這個(gè)道理。

　　16.關(guān)于漏電流的問(wèn)答　　Q：有那些漏電流的形式?　　A：有 2種：電機(jī)電纜對(duì)地漏電流和電纜　　　Q：為什么會(huì)有漏電流的問(wèn)題?　　A：不使用變頻器時(shí)，漏電流一般較小。使用變頻器時(shí)，因?yàn)槟孀兤鞯墓β誓K高速開(kāi)關(guān)，輸出電流中有高次諧波的存在。有因?yàn)殡娎|對(duì)地、電纜之間存在電感，因此產(chǎn)生了較大的漏電流(可達(dá)不用變頻器時(shí)的10倍)?！　　　：漏電流和開(kāi)關(guān)頻率有和關(guān)系?　　A：開(kāi)關(guān)頻率越小，漏電流越小。　　　Q：漏電流和電機(jī)功率的關(guān)系?　　A：功率越大，漏電流越大?！　　　：漏電流和接地的關(guān)系?　　A：無(wú)直接關(guān)系。但接地不好會(huì)增加觸電的可能性?！　　　：漏電流對(duì)策有那些?　　A：降低開(kāi)關(guān)頻率，是電纜之間，電纜和地的距離增加，增加開(kāi)關(guān)的漏電流設(shè)定水平等?！　　　：對(duì)變頻器的漏電流水平可有什么規(guī)定? 　　A：現(xiàn)在還沒(méi)有。

　　17. 目前，變頻交流調(diào)速已遍布冶金、電力、等各個(gè)領(lǐng)域。變頻器是利用交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨電機(jī)電壓頻率變化而變化的特性而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行的裝置，其中，有幾個(gè)參數(shù)的設(shè)定非常重要，將直接影響變頻器的合理使用。

　　幾個(gè)重要參數(shù)的設(shè)定

　　a、V/f類(lèi)型的選擇 V/f類(lèi)型的選擇包括最高頻率、基本頻率和轉(zhuǎn)矩類(lèi)型等。

　　最高頻率是變頻器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以運(yùn)行的最高頻率。由于變頻器自身的最高頻率可能較高，當(dāng)電動(dòng)機(jī)容許的最高頻率低于變頻器的最高頻率時(shí)，應(yīng)按電動(dòng)機(jī)及其負(fù)載的要求進(jìn)行設(shè)定?；绢l率是變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行恒功率控制和恒轉(zhuǎn)矩控制的分界線，應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電定電壓設(shè)定。轉(zhuǎn)矩類(lèi)型指的是負(fù)載是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載還是變轉(zhuǎn)矩負(fù)載。用戶根據(jù)變頻器使用說(shuō)明書(shū)中的V/f類(lèi)型圖和負(fù)載的特點(diǎn)，選擇其中的一種類(lèi)型。我們根據(jù)電機(jī)的實(shí)際情況和實(shí)際要求，最高頻率設(shè)定為83.4Hz，基本頻率設(shè)定為工頻50Hz。負(fù)載類(lèi)型：50Hz以下為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，50~83.4Hz為恒功率負(fù)載。

　　b、如何調(diào)整啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩

　　調(diào)整啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是為了改善變頻器啟動(dòng)時(shí)的低速性能，使電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩能滿足生產(chǎn)啟動(dòng)的要求。在異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)矩的控制較復(fù)雜。在低頻段，由于電阻、漏電抗的影響不容忽略，若仍保持V/f為常數(shù)，則磁通將減小，進(jìn)而減小了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。為此，在低頻段要對(duì)電壓進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償以提升轉(zhuǎn)矩?？墒?，漏阻抗的影響不僅與頻率有關(guān)，還和電機(jī)電流的大小有關(guān)，準(zhǔn)確補(bǔ)償是很困難的。近年來(lái)國(guó)外開(kāi)發(fā)了一些能自行補(bǔ)償?shù)淖冾l器，但所需計(jì)算量大，硬件、軟件都較復(fù)雜，因此一般變頻器均由用戶進(jìn)行人工設(shè)定補(bǔ)償。針對(duì)我們所使用的變頻器，轉(zhuǎn)矩提升量設(shè)定為1%~5%之間比較合適。

　　c、如何設(shè)定加、減速時(shí)間 電機(jī)的運(yùn)行方程式：

　　式中：Tt為電磁轉(zhuǎn)矩;T1為負(fù)載轉(zhuǎn)矩 電機(jī)加速度dw/dt取決于加速轉(zhuǎn)矩(Tt，T1)，而變頻器在啟、制動(dòng)過(guò)程中的頻率變化率則由用戶設(shè)定。若電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J、電機(jī)負(fù)載變化按預(yù)先設(shè)定的頻率變化率升速或減速時(shí)，有可能出現(xiàn)加速轉(zhuǎn)矩不夠，從而造成電機(jī)失速，即電機(jī)轉(zhuǎn)速與變頻器輸出頻率不協(xié)調(diào)，從而造成過(guò)電流或過(guò)電壓。因此，需要根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和負(fù)載合理設(shè)定加、減速時(shí)間，使變頻器的頻率變化率能與電機(jī)轉(zhuǎn)速變化率相協(xié)調(diào)。檢查此項(xiàng)設(shè)定是否合理的方法是按經(jīng)驗(yàn)選定加、減速時(shí)間設(shè)定。若在啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)流，則可適當(dāng)延長(zhǎng)加速時(shí)間;若在制動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)流，則適當(dāng)延長(zhǎng)減速時(shí)間;另一方面，加、減速時(shí)間不宜設(shè)定太長(zhǎng)，時(shí)間太長(zhǎng)將影響生產(chǎn)效率，特別是頻繁啟、制動(dòng)時(shí)。我們將加速時(shí)間設(shè)定為15s，減速時(shí)間設(shè)定為5s。

　　d、頻率跨跳 V/f控制的變頻器驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)時(shí)，在某些頻率段。

　　電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生振蕩，嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，甚至在加速過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)使得電機(jī)不能正常啟動(dòng)，在電機(jī)輕載或轉(zhuǎn)動(dòng)量較小時(shí)更為嚴(yán)重。因此變通變頻器均備有頻率跨跳功能，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點(diǎn)，在V/f曲線上設(shè)置跨跳點(diǎn)及跨跳點(diǎn)寬度。當(dāng)電機(jī)加速時(shí)可以自動(dòng)跳過(guò)這些頻率段，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

　　e、過(guò)負(fù)載率設(shè)置 該設(shè)置用于變頻器和電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)載保護(hù)。

　　當(dāng)變頻器的輸出電流大于過(guò)負(fù)載率設(shè)置值和電動(dòng)機(jī)額定電流確定的OL設(shè)定值時(shí)，變頻器則以反時(shí)限特性進(jìn)行過(guò)負(fù)載保護(hù)(OL)，過(guò)負(fù)載保護(hù)動(dòng)作時(shí)變頻器停止輸出。2.6 電機(jī)參數(shù)的輸入 變頻器的參數(shù)輸入項(xiàng)目中有一些是電機(jī)基本參數(shù)的輸入，如電機(jī)的功率、額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、極數(shù)等。這些參數(shù)的輸入非常重要，將直接影響變頻器中一些保護(hù)功能的正常發(fā)揮，一定要根據(jù)電機(jī)的實(shí)際參數(shù)正確輸入，以確保變頻器的正常使用。