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一、变频器基本知识
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1、什么是变频器？[1]
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变更为另一频率的电能控制安装。它重要由两部
一、变频器基本知识
变频器分电路构成，一是主电路（整流模块、电解电容和逆变模块），二是控制电路（开关电源板、控制电路板）。CPU就安置在控制电路板上，变频器的操作软件烧录在CPU上，同一型号的变频器软件是牢固的，唯一例外的就是三晶变频器，软件可根据利用需求更改。
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，按肯定例律转变脉冲列的脉冲宽度，以调治输入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，是按肯定例律转变脉冲列的脉冲幅度，以调治输入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更为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变更为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。
4、为什么变频器的电压与频率成比例的转变？
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，在额外频率下，要是电压肯定而只低落频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将废弃电机。因此，频率与电压要成比例地转变，即转变频率的同时控制变频器输入电压，使电动机的磁通保持肯定，制止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、电动机利用工频电源驱动时，电压下降则电流增长；对于变频器驱动，要是频率下降时电压也下降，那么电流能否增长？
频率下降（低速）时,要是输入雷同的功率,则电流增长,但在转矩肯定的条件下,电流几乎不变。
6、接纳变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？
接纳变频器运转，随着电机的加快相应提高频率和电压，起动电流被限定在150%额外电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。用工频电源直接起动时，起动电流为额外电流6~7倍，因此，将产生气希望械电气上的打击。接纳变频器传动可以腻滑地起动(起动工夫变长)。起动电流为额外电流的1.2~1.5倍，起动转矩为70%~120%额外转矩；对于带有转矩主动加强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。
7、V/f形式是什么意思？
频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在答复4说明。V与f的比例干系是思量了电机特性而事后决定的，通常在控制器的存储安装（ROM）中存有几种特性，可以用开关或标度盘举行选择
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低落电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变，将形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,要使输入电压提高一些,以便获得肯定地起动转矩,这种赔偿称加强起动。可以接纳种种方法完成,有主动举行的方法、选择V/f形式或调解电位器等方法
9、在说明书上写着变速范畴60~6Hz，即10：1，那么在6Hz以下就没有输入功率吗？
在6Hz以下仍可输入功率，但根据电机温升和起动转矩的巨细等条件，最低利用频率取6Hz左右，此时电动机可输入额外转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输入频率（起动频率）根据机种为0.5~3Hz.
10、对于一样平常电机的组合是在60Hz以上也要求转矩肯定，能否可以？
通常情况下时不可以的。在60Hz以上（也有50Hz以上的形式）电压不变，大体为恒功率特性，在 高速下要求雷同转矩时，必需注意电机与变频器容量的选择。
11、所谓开环是什么意思？
给所利用的电机安装设速度检出器（PG），将实际转速反馈给控制安装举行控制的，称为“闭环 ”，不消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举行PG反馈.无速度传感器闭环控制方式是根据建立的数学模型根据磁通推算电机的实际速度，相称于用一个假造的速度传感器构成闭环控制。
12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办？
开环时，变频器纵然输入给定频率，电机在带负载运转时，电机的转速在额外转差率的范畴内（1%~5%）变动。对于要求调速精度比力高，纵然负载变动也要求在近于给定速度下运转的场所，可接纳具有PG反馈功能的变频器（选用件）。
13、要是用带有PG的电机，举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自己的精度和变频器输入频率的分辨率。
14、失速防备功能是什么意思？
要是给定的加快工夫过短，变频器的输入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。为了防备失速使电机继续运转，就要检出电流的巨细举行频率控制。当加快电流过大时适当放慢加快速率。减速时也是如此。两者联合起来就是失速功能。
15、有加快工夫与减速工夫可以分别给定的机种，和加减速工夫共同给定的机种，这有什么意义？
加减速可以分别给定的机种，对于短工夫加快、迟钝减速场所，大概对于小型机床必要严格给定消费节奏工夫的场所是适宜的，但对于风机传动等场所，加减速工夫都较长，加快工夫和减速工夫可以共同给定。
16、什么是再生制动？
电动机在运转中要是低落指令频率，则电动机变为异步发电机状态运转，作为制动器而工作，这就叫作再生（电气）制动。
17、能否能失掉更大的制动力？
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干系，通用变频器的再生制动力约为额外转矩的10%~20%。如接纳选用件制动单元，可以达到50%~100%。
18、请说明变频器的掩护功能?
掩护功能可分为以下两类：
（1） 检知非常状态后主动地举行修正动作，如过电流失速防备，再生过电压失速防备。
（2） 检知非常后封锁电力半导体器件PWM控制信号，使电机主动停车。如过电流切断、再生过电压切断、半导体冷却电扇过热和瞬时停电掩护等。
19、为什么用离合器连续负载时，变频器的掩护功能就动作？
用离合器毗连负载时，在毗连的瞬间，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，不克不及运转。
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？
电机起动时将流过和容量绝对应的起动电流，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，毗连在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断，因此有时掩护功能（IPE）动作，形成停止运转。
21、什么是变频分辨率？有什么意义？
对于数字控制的变频器，纵然频率指令为模仿信号，输入频率也是有级给定。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.比方，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形成问题。在这种情况下，要是分辨率为0.015Hz左右，对于4级电机1个级差为1r/min 以下，也可充实适应。别的，有的机种给定分辨率与输入分辨率不雷同。
22、装设变频器时安置方向能否有限定。
变频器内部和背面的布局思量了冷却结果的，上下的干系对通风也是紧张的，因此，对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位，尽可能垂直安置。
23、不接纳软起动，将电机直接投入到某牢固频率的变频器时能否可以？
在很低的频率下是可以的，但要是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倍额外电流），由于变频器切断过电流，电机不克不及起动。
24、电机超过60Hz运转时应注意什么问题？
超过60Hz运转时应注意以下事变
(1)机械和安装在该速下运转要充实可能（机械强度、噪声、振动等）。
（2） 电机进入恒功率输入范畴，其输入转矩要能够维持工作（风机、泵等轴输入功率于速度的立方成比例增长，所以转速少许升高时也要注意）。
(3) 产生轴承的寿命问题，要充实加以思量。
（4） 对于中容量以上的电机分外是2极电机，在60Hz以上运转时要与厂家仔细商榷。
25、变频器可以传动齿轮电机吗？
根据减速机的结谈判润滑方式不同，必要注意若干问题。在齿轮的布局上通常可思量70~80Hz为最大极限，接纳油润滑时，在低速下连续运转干系到齿轮的损坏等。
26、变频器能用来驱动单相电机吗？可以利用单相电源吗？
基本上不克不及用。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畴时将废弃辅助绕组；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、变频器自己斲丧的功率有几多？
它与变频器的机种、运转状态、利用频率等有关，但要答复很困难。不过在60Hz以下的变频器效率约莫为94%~96%，据此可推算损耗，但内藏再生制动式（FR-K）变频器，要是把制动时的损耗也思量出来，功率斲丧将变大，对于操作盘设计等必需注意。
28、为什么不克不及在6~60Hz全区域连续运转利用？
一样平常电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片举行冷却，若速度低落则冷却结果下降，因此不克不及承受与高速运转雷同的发热，必需低落在低速下的负载转矩，或接纳容量大的变频器与电机组合，或接纳公用电机。
29、利用带制动器的电机时应注意什么？
制动器励磁回路电源应取自变频器的输入侧。要是变频器正在输入功率时制动器动作，将形成过电流切断。所以要在变频器停止输入后再使制动器动作。
30、想用变频器传动带有改进功率因数用电容器的电机，电机却不动，请说明缘故原由。
变频器的电流流入改进功率因数用的电容器，由于其充电电流形成变频器过电流(OCT),所以不克不及起动，作为对策，请将电容器撤除后运转，乃至改进功率因数，在变频器的输入侧接入AC电抗器是有用的。
31、变频器的寿命有多久？
变频器虽为运动安装，但也有像滤波电容器、冷却电扇那样的斲丧器件，要是对它们举行活期的维护，可望有10年以上的寿命。
32、变频器内藏有冷却电扇，风的方向如何？电扇如果坏了会怎样？
对于小容量也有无冷却电扇的机种。有电扇的机种，风的方向是从下向上，所以装设变频器的地方，上、下部不要安排妨碍吸、排气的机械器材。另有，变频器上方不要安排怕热的零件等。电扇发生妨碍时，由电扇停止检测或冷却电扇上的过热检测举行掩护
33、滤波电容器为斲丧品，那么怎样判断它的寿命？
作为滤波电容器利用的电容器，其静电容量随着工夫的推移而徐徐减少，活期地丈量静电容量，以达到产物额外容量的85%时为基准来判断寿命。
34、装设变频器时安置方向能否有限定。
应基本收藏在盘内，问题是接纳全关闭布局的盘外形尺寸大，占用空间大，成本比力高。其步伐有：
（1）盘的设计要针对实际安装所必要的散热；
（2）利用铝散热片、翼片冷却剂等增长冷却面积；
（3） 接纳热导管。
此外，已开发出变频器背面可以外露的型式。
35、想提高原有运送带的速度，以80Hz运转，变频器的容量该怎样选择？
运送带斲丧的功率与转速成反比，因此若想以80HZ运转，变频器和电机的功率都要根据比例增长为80HZ/50HZ,即提高60%容量。
维护和查抄时的注意事变有：
(1)在关失输入电源后，至少等5分钟才可以开始查抄（还要正式充电发光二极管已经熄灭）否则会引起触电。
(2)维修、查抄和部件调换必需由胜任职员举行。（开始工作前，取下所有金属物品（腕表、手镯等），利用带绝缘掩护的东西）
(3)不要私自改装反复器，否则易引起触电和损坏产物。
(4)变频器维修之前，须确认输入电压能否有误，将380V电源接入220V级变频器之中会呈现炸机（炸电容、压敏电阻、模块等）。
变频器重要由半导体元件构成，因此，必需举行日常的查抄，防备倒霉的工作环境，如温度、湿度、粉尘和振动的影响，并防备因部件利用寿命所引起的其它妨碍。
查抄项目：
(1)日常查抄：查抄变频器能否按要求工作。用电压表在变频器工作时，查抄其输入和输入电压。
(2)活期查抄：查抄所有只能当变频器停机时才气查抄的地方。
(3)部件调换：部件的寿命很大水平上与安置条件有关。
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二、变频器工作原理
主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变更部分，变频器的主电路大体上可分为两类[1]:电压型是将电压源的直流变更为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变更为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成，将工频电源变更为直流功率的“整流器”，吸取在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变更为交流功率的“逆变器”。
（1）整流器：最近大量利用的是二极管的变流器，它把工频电源变更为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以举行再生运转。
（2）平波回路：在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了克制电压颠簸，接纳电感和电容吸取脉动电压（电流）。安装容量小时，要是电源和主电路构成器件不足量，可以省去电感接纳简略的平波回路。
（3）逆变器：同整流器相反，逆变器是将直流功率变更为所要求频率的交流功率，以所确定的工夫使6个开关器件导通、关断就可以失掉3相交流输入。以电压型pwm逆变器为例示出开关工夫和电压波形。
控制电路是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路，它有频率、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”，将运算电路的控制信号举行缩小的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“掩护电路”构成。
（1）运算电路：将内部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号举行比力运算，决定逆变器的输入电压、频率。
（2）电压、电流检测电路：与主回路电位断绝检测电压、电流等。
（3）驱动电路：驱动主电路器件的电路。它与控制电路断绝使主电路器件导通、关断。
（4）速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
（5）掩护电路:检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等非常时，为了防备逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或克制电压、电流值。 [2]
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三、变频器的作用
变频器集成了高压大功率晶体管技能和电子控制技能，失掉遍及使用。变频器的作用是转变交流电机供电的频率和幅值，因此转变其运动磁场的周期，达到腻滑控制电动机转速的目标。变频器的呈现，使得复杂的调速控制简略化，用变频器+交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作，缩小了体积，低落了维修率，使传动技能发展到新阶段。[3]
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四、变频器的构成
变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。
□ 整流单元将工作频率牢固的交流电转换为直流电。
□ 高容量电容存储转换后的电能。
□ 逆变器由大功率开关晶体管阵列构成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。
□ 控制器按设定的步伐工作，控制输入方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。
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五、变频器的历史
变频技能诞生背景是交流电机无级调速的遍及需求。传统的直流调速技能因体积大妨碍率高而使用受限。
□ 20世纪70年月开始，脉宽调制变压变频(PWM－VVVF)调速的研讨失掉突破，20世纪80年月当前微处理器技能的美满使得种种优化算法得以容易的完成。 □ 20世纪80年月中前期，美、日、德、英等发达国度的 VVVF变频器技能实用化，商品投入市场，失掉了遍及使用。 最早的变频器可能这天本人买了英国专利研制的。不过美国和德国凭借电子元件消费和电子技能的上风，高端产物敏捷抢占市场。在中国最早消费的变频器可能是大连电机厂组装的富士变频器。现在在高压（380V）中小功率范畴，中国消费的变频器质量据信也已经稳定。
□ 20世纪60年月当前，电力电子器件普遍使用了晶闸管及其升级产物。但其调速性能远远无法满足必要
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