1、變頻器電路原理圖一、變頻器開關(guān)電源電路變頻器開關(guān)電源主要包括輸入電網(wǎng)濾波器、輸入整流濾波器、變換器、輸出整流濾波器、控制電路、保護(hù)電路。我們公司產(chǎn)品開關(guān)電源電路如下圖，是由UC3844組成的開關(guān)電路：開關(guān)電源主要有以下特點(diǎn):1,體積小,重量輕:由于沒有工頻變頻器，所以體積和重量吸有線性電源的2030%2，功耗小，效率高：功率晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)，所以晶體管的上功耗小，轉(zhuǎn)化效率高，一般為6070%，而線性電源只有3040%二、二極管限幅電路限幅器是一個(gè)具有非線性電壓傳輸特性的運(yùn)放電路。其特點(diǎn)是：當(dāng)輸入信號電壓在某一范圍時(shí)，電路處于線性放大狀態(tài)，具有恒定的放大倍數(shù)，而超出此范圍，進(jìn)入非線性區(qū)，放大

2、倍數(shù)接近于零或很低。在變頻器電路設(shè)計(jì)中要求也是很高的，要做一個(gè)好的變頻器維修技術(shù)員，了解它也相當(dāng)重要。1、 二極管并聯(lián)限幅器電路圖如下所示：2、二極管串聯(lián)限幅電路如下圖所示：三、變頻器控制電路組成如圖1所示，控制電路由以下電路組成：頻率、電壓的運(yùn)算電路、主電路的電壓、電流檢測電路、電動(dòng)機(jī)的速度檢測電路、將運(yùn)算電路的控制信號進(jìn)行放大的驅(qū)動(dòng)電路，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的保護(hù)電路。在圖 1點(diǎn)劃線內(nèi)，無速度檢測電路為開環(huán)控制。在控制電路增加了速度檢測電路，即增加速度指令，可以對異步電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行控制更精確的閉環(huán)控制。 1)運(yùn)算電路將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器

3、的輸出電壓、頻率。 2)電壓、電流檢測電路 與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。 3)驅(qū)動(dòng)電路 為驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路，它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。 4)I/0輸入輸出電路 為了變頻器更好人機(jī)交互，變頻器具有多種輸入信號的輸入 (比如運(yùn)行、多段速度運(yùn)行等)信號，還有各種內(nèi)部參數(shù)的輸出“比如電流、頻率、保護(hù)動(dòng)作驅(qū)動(dòng)等)信號。 5)速度檢測電路 以裝在異步電動(dòng)軸機(jī)上的速度檢測器 (TG、PLG等)的信號為速度信號，送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。 6)保護(hù)電路 檢測主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑

4、制電壓、電流值。 逆變器控制電路中的保護(hù)電路，可分為逆變器保護(hù)和異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)兩種，保護(hù)功能如下 四、變頻器的HCPL-316J特性 HCPL-316J是由Agilent公司生產(chǎn)的一種IGBT門極驅(qū)動(dòng)光耦合器，其內(nèi)部集成集電極發(fā)射極電壓欠飽和檢測電路及故障狀態(tài)反饋電路，為驅(qū)動(dòng)電路的可靠工作提供了保障。其特性為：兼容CMOS/TYL電平；光隔離，故障狀態(tài)反饋；開關(guān)時(shí)間最大500ns；“軟”IGBT關(guān)斷；欠飽和檢測及欠壓鎖定保護(hù)；過流保護(hù)功能；寬工作電壓范圍(1530V)；用戶可配置自動(dòng)復(fù)位、自動(dòng)關(guān)閉。 DSP與該耦合器結(jié)合實(shí)現(xiàn)IGBT的驅(qū)動(dòng)，使得IGBT VCE欠飽和檢測結(jié)構(gòu)緊湊，低成本且易于實(shí)

5、現(xiàn)，同時(shí)滿足了寬范圍的安全與調(diào)節(jié)需要。 HCPL-316J保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn) HCPL-316J內(nèi)置豐富的IGBT檢測及保護(hù)功能，使驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)起來更加方便，安全可靠。其中下面詳述欠壓鎖定保護(hù)(UVLO) 和過流保護(hù)兩種保護(hù)功能的工作原理： (1)IGBT欠壓鎖定保護(hù)(UVLO)功能 在剛剛上電的過程中，芯片供電電壓由0V逐漸上升到最大值。如果此時(shí)芯片有輸出會造成IGBT門極電壓過低，那么它會工作在線性放大區(qū)。HCPL316J芯片的欠壓鎖定保護(hù)的功能(UVLO)可以解決此問題。當(dāng)VCC與VE之間的電壓值小于12V時(shí)，輸出低電平，以防止IGBT工作在線性工作區(qū)造成發(fā)熱過多進(jìn)而燒毀。示意圖詳見圖1中含

6、UVLO部分。 圖1 HCPL-316J內(nèi)部原理圖(2)IGBT過流保護(hù)功能 HCPL-316J具有對IGBT的過流保護(hù)功能，它通過檢測IGBT的導(dǎo)通壓降來實(shí)施保護(hù)動(dòng)作。同樣從圖上可以看出，在其內(nèi)部有固定的7V電平，在檢測電路工作時(shí)，它將檢測到的IGBT CE極兩端的壓降與內(nèi)置的7V電平比較，當(dāng)超過7V時(shí)，HCPL-316J芯片輸出低電平關(guān)斷IGBT，同時(shí)，一個(gè)錯(cuò)誤檢測信號通過片內(nèi)光耦反饋給輸入側(cè)，以便于采取相應(yīng)的解決措施。在IGBT關(guān)斷時(shí)，其CE極兩端的電壓必定是超過7V的，但此時(shí)，過流檢測電路失效，HCPL-316J芯片不會報(bào)故障信號。實(shí)際上，由于二極管的管壓降，在IGBT的CE 極間電壓

7、不到7V時(shí)芯片就采取保護(hù)動(dòng)作。 整個(gè)電路板的作用相當(dāng)于一個(gè)光耦隔離放大電路。它的核心部分是芯片HCPL-316J，其中由控制器(DSP-TMS320F2812)產(chǎn)生XPWM1及XCLEAR*信號輸出給HCPL-316J，同時(shí)HCPL-316J產(chǎn)生的IGBT故障信號FAULT*給控制器。同時(shí)在芯片的輸出端接了由NPN和PNP組成的推挽式輸出電路,目的是為了提高輸出電流能力，匹配IGBT驅(qū)動(dòng)要求。 當(dāng)HCPL-316J輸出端VOUT輸出為高電平時(shí)，推挽電路上管(T1)導(dǎo)通，下管(T2)截止， 三端穩(wěn)壓塊LM7915輸出端加在IGBT門極(VG1)上，IGBT VCE為15V，IGBT導(dǎo)通。當(dāng)HCP

8、L-316J輸出端VOUT輸出為低電平時(shí)，上管(T1)截止，下管(T1)導(dǎo)通，VCE為-9V，IGBT關(guān)斷。以上就是IGBT的開通關(guān)斷過程。 交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理：變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可調(diào)的交流電源?，F(xiàn)在使用的變頻器主要采用交直交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測單元微處理單元等組成的。交-直部分整流電路：由VD1-VD6六個(gè)整流二極管組

9、成不可控全波整流橋。對于380V的額定電源，一般二極管反向耐壓值應(yīng)選1200V，二極管的正向電流為電機(jī)額定電流的1.414-2倍。（二）變頻器元件作用電容C1：是吸收電容,整流電路輸出是脈動(dòng)的直流電壓，必須加以濾波，變壓器是一種常見的電氣設(shè)備， 可用來把某種數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓，也可以改變交流電的數(shù)值及變換阻抗或改變相位。壓敏電阻：有三個(gè)作用,一過電壓保護(hù),二耐雷擊要求,三安規(guī)測試需要.熱敏電阻：過熱保護(hù)霍爾:安裝在UVW的其中二相,用于檢測輸出電流值。選用時(shí)額定電流約為電機(jī)額定電流的2倍左右。充電電阻：作用是防止開機(jī)上電瞬間電容對地短路，燒壞儲能電容開機(jī)前電容二端的

10、電壓為 0V；所以在上電（開機(jī)）的瞬間電容對地為短路狀態(tài)。如果不加充電電阻在整流橋與電解電容之間，則相當(dāng)于380V電源直接對地短路，瞬間整流橋通過無窮大的電流導(dǎo)致整流橋炸掉。一般而言變頻器的功率越大，充電電阻越小。充電電阻的選擇范圍一般為：10-300。儲能電容：又叫電解電容，在充電電路中主要作用為儲能和濾波。PN端的電壓電壓工作范圍一般在 430VDC700VDC 之間，而一般的高壓電容都在 400VDC左右，為了滿足耐壓需要就必須是二個(gè)400VDC的電容串起來作800VDC。容量選擇60uf/A均壓電阻：防止由于儲能電容電壓的不均燒壞儲能電容；因?yàn)槎€(gè)電解電容不可能做成完全一致，這樣每個(gè)電

11、容上所承受的電壓就可能不同，承受電壓高的發(fā)熱嚴(yán)重（電容里面有等效串聯(lián)電阻）或超過耐壓值而損壞 。C2電容;吸收電容,主要作用為吸收IGBT的過流與過壓能量。（2）直-交部分VT1-VT6逆變管（IGBT絕緣柵雙極型功率管）：構(gòu)成逆變電路的主要器件，也是變頻器的核心元件。把直流電逆變頻率，幅值都可調(diào)的交流電。VT1-VT6是續(xù)流二極：作用是把在電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)過程中將再生電流返回直流電提供通道并為逆變管VT1-VT6在交替導(dǎo)通和截止的換相過程中，提供通道。（3）控制部分:電源板、驅(qū)動(dòng)板、控制板（CPU板）電源板：開關(guān)電源電路向操作面板、主控板、驅(qū)動(dòng)電路、檢測電路及風(fēng)扇等提供低壓電源， 開關(guān)電源提供的

12、低壓電源有：5V、15V 、24V向CPU其附屬電路、控制電路、顯示面板等提供電源。驅(qū)動(dòng)板：主要是將CPU生成的PWM脈沖經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生符合要求的驅(qū)動(dòng)信號激勵(lì)I(lǐng)GBT輸出電壓?？刂瓢澹–PU板）：也叫CPU板相當(dāng)人的大腦，處理各種信號以及控制程序等部分（三）電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變？ *1: r/min 電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度單位：每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)，也可表示為rpm. 例如：2極電機(jī) 50Hz 3000 r/min 4極電機(jī) 50Hz 1500 r/min $電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例 本文中所指的電機(jī)為感應(yīng)式交流電機(jī)，在工業(yè)中所使用的大部分電機(jī)均為此類型電機(jī)。 感應(yīng)式交流電機(jī)（以后簡稱為電機(jī)）

13、的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機(jī)的極數(shù)和頻率。 由電機(jī)的工作原理決定電機(jī)的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個(gè)連續(xù)的數(shù)值（為2的倍數(shù)，例如極數(shù)為2，4，6），所以一般不適和通過改變該值來調(diào)整電機(jī)的速度。 另外，頻率能夠在電機(jī)的外面調(diào)節(jié)后再供給電機(jī)，這樣電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由的控制。 因此，以控制頻率為目的的變頻器，是做為電機(jī)調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。 n = 60f/p n: 同步速度 f: 電源頻率 p: 電機(jī)極對數(shù) $ 改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機(jī)控制方法 如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時(shí)會使電機(jī)出于過電壓（過勵(lì)磁），導(dǎo)致電機(jī)可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時(shí)必須要同時(shí)改變電壓。 輸出頻

14、率在額定頻率以上時(shí)，電壓卻不可以繼續(xù)增加，最高只能是等于電機(jī)的額定電壓。 例如：為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減半，把變頻器的輸出頻率從50Hz改變到25Hz，這時(shí)變頻器的輸出電壓就需要從400V改變到約200V 2. 當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度（頻率）改變時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會怎樣？ *1: 工頻電源 由電網(wǎng)提供的動(dòng)力電源（商用電源）（四） 起動(dòng)電流 當(dāng)電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，變頻器的輸出電流 -變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動(dòng)- 電機(jī)在工頻電源供電時(shí)起動(dòng)和加速?zèng)_擊很大，而當(dāng)使用變頻器供電時(shí)，這些沖擊就要弱一些。工頻直接起動(dòng)會產(chǎn)生一個(gè)大的起動(dòng)電流。而當(dāng)使用變頻器時(shí)，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機(jī)

15、上的，所以電機(jī)起動(dòng)電流和沖擊要小些。 通常，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p小。減小的實(shí)際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊中會給出說明。 通過使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機(jī)低速時(shí)轉(zhuǎn)矩的不足，甚至在低速區(qū)電機(jī)也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。 （五）當(dāng)變頻器調(diào)速到大于50Hz頻率時(shí)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低- 通常的電機(jī)是按50Hz電壓設(shè)計(jì)制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個(gè)電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速. (T=Te, P60Hz時(shí), X會相應(yīng)減小 對于電機(jī)來說, T=K*I*X, (K:常數(shù), I:電流, X:磁通), 因此轉(zhuǎn)矩T會跟著磁通X減小而減小. 同時(shí), 小于50Hz時(shí), 由于

16、I*R很小, 所以U/f=E/f不變時(shí), 磁通(X)為常數(shù). 轉(zhuǎn)矩T和電流成正比. 這也就是為什么通常用變頻器的過流能力來描述其過載(轉(zhuǎn)矩)能力. 并稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速(額定電流不變-最大轉(zhuǎn)矩不變) 結(jié)論: 當(dāng)變頻器輸出頻率從50Hz以上增加時(shí), 電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩會減小.（七）其他和輸出轉(zhuǎn)矩有關(guān)的因素 發(fā)熱和散熱能力決定變頻器的輸出電流能力，從而影響變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩能力。 載波頻率: 一般變頻器所標(biāo)的額定電流都是以最高載波頻率, 最高環(huán)境溫度下能保證持續(xù)輸出的數(shù)值. 降低載波頻率, 電機(jī)的電流不會受到影響。但元器件的發(fā)熱會減小。 環(huán)境溫度：就象不會因?yàn)闄z測到周圍溫度比較低時(shí)就增大變頻器保護(hù)電流值.

17、海拔高度: 海拔高度增加, 對散熱和絕緣性能都有影響.一般1000m以下可以不考慮. 以上每1000米降容5%就可以了.（八）矢量控制是怎樣改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩能力的？ *1: 轉(zhuǎn)矩提升 此功能增加變頻器的輸出電壓（主要是低頻時(shí)），以補(bǔ)償定子電阻上電壓降引起的輸出轉(zhuǎn)矩?fù)p失，從而改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。 $ 改善電機(jī)低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù) 使用矢量控制，可以使電機(jī)在低速,如(無速度傳感器時(shí))1Hz（對4極電機(jī)，其轉(zhuǎn)速大約為30r/min）時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到電機(jī)在50Hz供電輸出的轉(zhuǎn)矩（最大約為額定轉(zhuǎn)矩的150）。 對于常規(guī)的V/F控制，電機(jī)的電壓降隨著電機(jī)速度的降低而相對增加，這就導(dǎo)致由于勵(lì)磁不足，

18、而使電機(jī)不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了補(bǔ)償這個(gè)不足，變頻器中需要通過提高電壓，來補(bǔ)償電機(jī)速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個(gè)功能叫做轉(zhuǎn)矩提升（*1）。 轉(zhuǎn)矩提升功能是提高變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓，電機(jī)轉(zhuǎn)矩并不能和其電流相對應(yīng)的提高。 因?yàn)殡姍C(jī)電流包含電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其它分量（如勵(lì)磁分量）。 矢量控制把電機(jī)的電流值進(jìn)行分配，從而確定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機(jī)電流分量和其它電流分量（如勵(lì)磁分量）的數(shù)值。 矢量控制可以通過對電機(jī)端的電壓降的響應(yīng)，進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)償，在不增加電流的情況下，允許電機(jī)產(chǎn)出大的轉(zhuǎn)矩。此功能對改善電機(jī)低速時(shí)溫升也有效。 變頻器基礎(chǔ)原理知識 1.變頻器基礎(chǔ) 1: VVVF 是

19、Variable Voltage and Variable Frequency 的縮寫，意為改變電壓和改變頻率，也就是人們所說的變壓變頻。 2: CVCF 是 Constant Voltage and Constant Frequency 的縮寫，意為恒電壓、恒頻率，也就是人們所說的恒壓恒頻。 我們使用的電源分為交流電源和直流電源，一般的直流電源大多是由交流電源通過變壓器變壓，整流濾波后得到的。交流電源在人們使用電源中占總使用電源的95左右。 無論是用于家庭還是用于工廠，單相交流電源和三相交流電源，其電壓和頻率均按各國的規(guī)定有一定的標(biāo)準(zhǔn)，如我國大陸規(guī)定，直接用戶單相交流電為220V，三相交流電

20、線電壓為380V，頻率為50Hz，其它國家的電源電壓和頻率可能于我國的電壓和頻率不同，如有單相100V/60Hz，三相200V/60Hz等等，標(biāo)準(zhǔn)的電壓和頻率的交流供電電源叫工頻交流電。 通常，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。 為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC），這個(gè)過程叫整流。 把直流電（DC）變換為交流電（AC）的裝置，其科學(xué)術(shù)語為“inverter”(逆變器)。 一般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢ǖ墓潭l率和一定電壓的逆變電源。對于逆變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓可調(diào)的逆變器我們稱為變頻器。 變頻器輸出的波形是模擬

21、正弦波，主要是用在三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速用，又叫變頻調(diào)速器。 對于主要用在儀器儀表的檢測設(shè)備中的波形要求較高的可變頻率逆變器，要對波形進(jìn)行整理，可以輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，叫變頻電源。一般變頻電源是變頻器價(jià)格的1520倍。 由于變頻器設(shè)備中產(chǎn)生變化的電壓或頻率的主要裝置叫“inverter”，故該產(chǎn)品本身就被命名為“inverter”，即：變頻器 變頻器也可用于家電產(chǎn)品。使用變頻器的家電產(chǎn)品中，不僅有電機(jī)（例如空調(diào)等），還有熒光燈等產(chǎn)品。 用于電機(jī)控制的變頻器，既可以改變電壓，又可以改變頻率。但用于熒光燈的變頻器主要用于調(diào)節(jié)電源供電的頻率。 變頻器的工作原理被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。例如計(jì)算機(jī)電源的供電，在

22、該項(xiàng)應(yīng)用中，變頻器用于抑制反向電壓、頻率的波動(dòng)及電源的瞬間斷電。（九）電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變？ n = 60f/p(1-s) n: 電機(jī)的轉(zhuǎn)速 f: 電源頻率 p: 電機(jī)磁極對數(shù) s：電機(jī)的轉(zhuǎn)差率 電機(jī)的轉(zhuǎn)速 = 60(秒)頻率（Hz)/電機(jī)的磁極對數(shù) - 電機(jī)的轉(zhuǎn)差率 電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度單位：每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)，rpm/min也可表示為rpm 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例 同步電機(jī)的轉(zhuǎn)差矩為0,同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速 = 60(秒)*頻率(Hz)電機(jī)的磁極對數(shù) 異步的轉(zhuǎn)速比同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速低。 例如：4極三相步電機(jī) 60Hz時(shí) 低于 1,800 r/min 4極三相異步電機(jī) 50Hz時(shí)低于 1,500

23、 r/min 本文中所指的電機(jī)為感應(yīng)式交流電機(jī)，在工業(yè)領(lǐng)域所使用的大部分電機(jī)均為此類型電機(jī)。 感應(yīng)式交流電機(jī)（以后簡稱為電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機(jī)的極對數(shù)和頻率。 由電機(jī)的工作原理決定電機(jī)的磁極對數(shù)是固定不變的。由于電機(jī)的磁極對數(shù)1個(gè)磁極對數(shù)等于2極，電機(jī)的極數(shù)不是一個(gè)連續(xù)的數(shù)值（為2的倍數(shù)，例如極數(shù)為2，4，6），所以不適和改變該值來調(diào)整電機(jī)的速度。 另外，頻率是電機(jī)供電電源的電信號，所以該值能夠在電機(jī)的外面調(diào)節(jié)后再供給電機(jī)，這樣電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由的控制。 因此，以控制頻率為目的的變頻器，是做為電機(jī)調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。 （十） 改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機(jī)控制方法 如果僅改變頻率

24、，電機(jī)將被燒壞。特別是當(dāng)頻率降低時(shí)，該問題就非常突出。為了防止電機(jī)燒毀事故的發(fā)生，變頻器在改變頻率的同時(shí)必須要同時(shí)改變電壓。 例如：為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減半，變頻器的輸出頻率必須從60Hz改變到30Hz，這時(shí)變頻器的輸出電壓就必須從400V改變到約200V。 如果要正確的使用變頻器, 必須認(rèn)真地考慮散熱的問題。 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，變頻器使用壽命減半。 因此，我們要重視散熱問題??！ 在變頻器工作時(shí)，流過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

25、一臺變頻器的發(fā)熱量大概是多少. 可以用以下公式估算: 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)熱量會更大一些。 電抗器安裝在變頻器側(cè)面或測上方比較好。 這時(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, 所以上式可以針對各品牌的產(chǎn)品. 注意： 如果有制動(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， 如裝在柜子上面或旁邊等。（十一）那么, 怎樣采能降低控制柜內(nèi)的發(fā)熱量呢? 當(dāng)變頻器安裝在控制

26、機(jī)柜中時(shí)，要考慮變頻器發(fā)熱值的問題。 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, 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。 變頻器散熱設(shè)計(jì)中都是以垂直安裝為基礎(chǔ)的，橫著放散熱會變差的!（十二）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)

27、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，不能誰替代誰。其他關(guān)于散熱的問題 1、在海拔高于1000m的地方，因?yàn)榭諝饷芏冉档?，因此?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，1000m每-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。 比方說在1500m的地方，但是周期性負(fù)載，如電梯，就不必要降容。 2、 開關(guān)頻率：變頻器的發(fā)熱主要來自于IGBT， IGBT的發(fā)熱又集中在開和關(guān)的瞬間。 因此開關(guān)頻率高時(shí)自然變頻器的發(fā)熱量就變大了。 有的廠家宣稱降低開關(guān)頻率可以擴(kuò)容， 就是這個(gè)道理。 矢量控制是怎樣

28、使電機(jī)具有大的轉(zhuǎn)矩的（十三）轉(zhuǎn)矩提升 此功能增加變頻器的輸出電壓，以使電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和電壓的平方成正比的關(guān)系增加，從而改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。 改善電機(jī)低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù) 使用矢量控制，可以使電機(jī)在低速,如(無速度傳感器時(shí))1Hz（對4極電機(jī)，其轉(zhuǎn)速大約為30r/min）時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到電機(jī)在50Hz供電輸出的轉(zhuǎn)矩（最大約為額定轉(zhuǎn)矩的150）。 對于常規(guī)的V/F控制，電機(jī)的電壓降隨著電機(jī)速度的降低而相對增加，這就導(dǎo)致由于勵(lì)磁不足，而使電機(jī)不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了補(bǔ)償這個(gè)不足，變頻器中需要通過提高電壓，來補(bǔ)償電機(jī)速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個(gè)功能叫做“轉(zhuǎn)矩提升”。 轉(zhuǎn)矩提升功能是提高

29、變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓，電機(jī)轉(zhuǎn)矩并不能和其電流相對應(yīng)的提高。 因?yàn)殡姍C(jī)電流包含電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其它分量（如勵(lì)磁分量）。 “矢量控制”把電機(jī)的電流值進(jìn)行分配，從而確定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機(jī)電流分量和其它電流分量（如勵(lì)磁分量）的數(shù)值。 矢量控制可以通過對電機(jī)端的電壓降的響應(yīng)，進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)償，在不增加電流的情況下，允許電機(jī)產(chǎn)出大的轉(zhuǎn)矩。此功能對改善電機(jī)低速時(shí)溫升也有效。（十四）變頻器制動(dòng)的情況 1: 制動(dòng)的概念 指電能從電機(jī)側(cè)流到變頻器側(cè)（或供電電源側(cè)）,這時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速。 負(fù)載的能量分為動(dòng)能和勢能. 動(dòng)能(由速度和重量確定其大?。╇S著物體的運(yùn)動(dòng)而累積。當(dāng)動(dòng)能減為零時(shí)，該事物

30、就處在停止?fàn)顟B(tài)。 機(jī)械抱閘裝置的方法是用制動(dòng)裝置把物體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為摩擦和能消耗掉。 對于變頻器，如果輸出頻率降低，電機(jī)轉(zhuǎn)速將跟隨頻率同樣降低。這時(shí)會產(chǎn)生制動(dòng)過程. 由制動(dòng)產(chǎn)生的功率將返回到變頻器側(cè)。這些功率可以用電阻發(fā)熱消耗。 在用于提升類負(fù)載,在下降時(shí), 能量(勢能)也要返回到變頻器(或電源)側(cè),進(jìn)行制動(dòng)。 這種操作方法被稱作“再生制動(dòng)”，而該方法可應(yīng)用于變頻器制動(dòng)。 在減速期間，產(chǎn)生的功率如果不通過熱消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到變頻器電源側(cè)的方法叫做“功率返回再生方法”。在實(shí)際中，這種應(yīng)用需要“能量回饋單元”選件。（十五) 怎樣提高制動(dòng)能力？ 為了用散熱來消耗再生功率，需要在變頻器側(cè)

31、安裝制動(dòng)電阻。 為了改善制動(dòng)能力，不能期望靠增加變頻器的容量來解決問題。請選用“制動(dòng)電阻”、“制動(dòng)單元”或“功率再生變換器”等選件來改善變頻器的制動(dòng)容量。（十六） 當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度改變時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會怎樣？ 變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩。 我們經(jīng)常聽到下面的說法：“電機(jī)在工頻電源供電時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)和加速?zèng)_擊很大，而當(dāng)使用變頻器供電時(shí)，這些沖擊就要弱一些”。如果用大的電壓和頻率起動(dòng)電機(jī)，例如使用工頻電網(wǎng)直接供電，就會產(chǎn)生一個(gè)大的起動(dòng)沖擊（大的起動(dòng)電流 ）。而當(dāng)使用變頻器時(shí)，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機(jī)上的，所以電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要小于工頻電網(wǎng)

32、供電的轉(zhuǎn)矩值。所以變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)起動(dòng)電流要小些。 通常，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減小（速度降低）而減些 減小的實(shí)際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊中會給出說明。 通過使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機(jī)低速時(shí)轉(zhuǎn)矩的不足，甚至在低速區(qū)電機(jī)也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。 當(dāng)變頻器調(diào)速到大于額定頻率20時(shí)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低 通常的電機(jī)是按照額定頻率電壓設(shè)計(jì)制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個(gè)電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速. (T=Te, P=Pe) 變頻器輸出頻率大于額定頻率時(shí)（如我國的電機(jī)大于50Hz），電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降。 當(dāng)電機(jī)以大于額定頻率20速度運(yùn)行時(shí)，電機(jī)負(fù)載

33、的大小必須要給予考慮，以防止電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不足。 舉例，額定頻率為50Hz的電機(jī)在100Hz時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到50Hz時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的1/2。因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為恒功率調(diào)速. (P=Ue*Ie)變頻是可以省電嗎?答:若變頻的基頻是50Hz，那么，50Hz以下的是恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，即輸出轉(zhuǎn)矩是一定的，隨著頻率的下降，輸出轉(zhuǎn)速也下降，那么輸出轉(zhuǎn)矩一定，則輸出功率變小，所以，變頻是可以省電的，所以，22kw的普通電機(jī)和50基頻以下頻率的變頻電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩是一樣的，T=9550P/n ， T為輸出轉(zhuǎn)矩，P為功率，n為輸出轉(zhuǎn)速，若頻率是高于基頻50Hz，則輸出功率一定，扭矩會變?。ㄊ撸┖愎β屎秃戕D(zhuǎn)

34、矩?在帶有速度環(huán)，電壓環(huán)和電流環(huán)的非獨(dú)立激磁的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。當(dāng)磁場恒定，電樞電流恒定，靠改變電樞電壓進(jìn)行調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，此時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)轉(zhuǎn)。在基速以上，進(jìn)入弱磁升速時(shí)，電樞電壓恒定，靠改變磁場激磁進(jìn)行調(diào)速，為恒功率調(diào)速。此時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，為恒功率運(yùn)轉(zhuǎn)。理解及誤解：說直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在基速以下是恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)轉(zhuǎn)，這是有先決條件的，那就是電樞電流恒定，要電樞電流恒定，必須是有電流環(huán)的自控系統(tǒng)，我們知道直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電樞電流激磁電流之積成正比，要是沒有電流環(huán)電樞電流怎能恒定，試想，一臺他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，全磁，全壓起動(dòng)，電樞電流可達(dá)幾倍甚至于幾十倍，怎能是恒轉(zhuǎn)矩呢？同理，“基速以

35、上是恒功率運(yùn)轉(zhuǎn)”也是有先決條件的，那就是電樞電流恒定，電樞電壓恒定，（因此就是功率恒定）補(bǔ)充回答：沒有用過6RA70,不論什么型號的系統(tǒng),只要是帶有速度環(huán)，電壓環(huán)和電流環(huán)的非獨(dú)立激磁的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)原理都是一樣。什么是電機(jī)容量，變頻器容量??？怎么計(jì)算的?也就是電機(jī)的額定功率，變頻器的額定功率，都以KW為單位。它們的的銘牌上都有，你仔細(xì)看定能看到。變頻器如何選型？變頻器如何選型？變頻器選型很重要，如果選型不合理，輕則造成資金和時(shí)間的損失，重則造成生產(chǎn)事故、人員損傷。變頻器選擇應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：（十八）變頻器類型選擇變頻器可分為通用型和專用型，一般的機(jī)械負(fù)載和要求高過載情況，選擇通用型變頻

36、器。專用型變頻器又可分為風(fēng)泵專用型、電梯專用型、張力控制專用型等。根據(jù)自身應(yīng)用環(huán)境加以選擇。(十九）變頻器容量選擇變頻器的容量選擇是最重要的，應(yīng)從負(fù)載的實(shí)際負(fù)荷電流、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、控制方式來合理選擇。如負(fù)載是風(fēng)機(jī)、水泵，則選擇風(fēng)泵專用型與電機(jī)同功率即可；對羅茨風(fēng)機(jī)和深井泵應(yīng)選擇風(fēng)泵專用型比電機(jī)功率大一檔的變頻器。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是容易忽視的選項(xiàng)，對大的慣量負(fù)載，變頻器可能要比電機(jī)功率加大數(shù)檔。如有疑問請發(fā)郵件sanjiagksinaaaa與我了解。（二十) 變頻器性價(jià)比選擇變頻器的性價(jià)比是仁者見仁，智者見智。在這里不多說了，不要看廣告，要看療效。（二十一）變頻器售后服務(wù)選擇變頻器的售后服務(wù)是選擇品牌的關(guān)鍵，進(jìn)口品牌質(zhì)量可靠，價(jià)格高，售后服務(wù)好，但是過了保修期，維修的價(jià)格非常高。國產(chǎn)品牌質(zhì)量良莠不齊，質(zhì)量好的已和進(jìn)口品牌不相上下，質(zhì)量差的就不好說了。售后服務(wù)好，即使過了保修期，維修價(jià)格也算公道。/size/size（二十二）電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變n = 60f/p，n: 同步速度，f: 電源頻率 ，p: 電機(jī)極數(shù)，改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機(jī)控制方法 。如果僅改變頻