变频器的温升试验方法
变频器的温升及其试验方法探讨
变频器的温升及其试验方法探讨1 引言随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用、控制技术的发展、电机传动技术的发展和国家节能减排的需要，变频技术产品在国民经济各行业得到很好应用，资料显示，2010年低压变频器行业增长30%以上，规模达到160亿元。
一个品质良好的变频器都应该通过产品质量认证及其完整的试验，试验类型包括型式试验（typetest）、出厂试验、抽样试验、选择（专门）试验、验收试验、现场调试试验等。
温升试验是型式试验里的很重要的一项试验，其温升值可间接反映出变频器的工艺结构及电气设计水平、多种缺陷及故障隐患等。
温升的上限值过高会造成因过载、过流、环境温度增加而烧毁变频器。
温升的上限值过低会带来变频器的体积过大、成本增加等不利因素。
变频器的故障率随温度升高而成指数上升，使用寿命随温度升高而成指数下降，环境温度升高10度，变频器使用寿命减半。
所以应保证变频器的使用温度，认真考虑其散热问题。
2 变频器的主要发热部位及成因变频器主电路原理图如图1所示，一般分为整流部分、滤波部分和逆变部分及控制部分。
2.1变频器的发热机理及主要发热部位变频器的主要发热部位也就是整流及逆变部分。
整流一般采用三相桥式整流电路，由于是工频工作，对整流模块的开关频率没有太高的要求，选择压降小的整流模块可降低这一部分的温升。
在变频器工作时，作为完成功率变换及输出的执行器件，逆变模块产生的热量是非常大的。
目前主流变频器的逆变模块一般采用igbt模块（insulated gate bipolartransistor绝缘栅双极型晶体管），igbt是由mosfet和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为mosfet，输出极为pnp晶体管，因此，可以把其看作是mos输入的达林顿管。
它融和了这两种器件的优点，既具有mosfet器件驱动简单和快速的优点，又具有双极型器件容量大的优点，igbt作为电压型控制器件，具有输入阻抗高、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断速度快、工作频率高、功率容量大等优点，因而在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用。
温升测试仪器使用方法
温升测试仪器使用方法
温升测试仪的使用方法如下：
接通电源，打开电源开关，电源指示灯亮。
将待测物置于测试台上，调整测试台的位置，使待测物完全置于测试台中央。
按下“开始”按钮，开始测试。
测试过程中，仪器会实时显示待测物的温度变化。
测试结束后，按下“停止”按钮，仪器自动停止测试，并保存测试数据。
可以根据需要，调整仪器的设置，如温度范围、测试时间等。
请注意，以上步骤仅供参考，具体操作可能因不同的温升测试仪型号和功能而有所不同。
在使用前，请仔细阅读仪器的使用说明书，了解正确的操作方法和注意事项。
变频空调的检测
技术文摘 - 变频空调器的检测----------------------------------------------------------------------------------安全测试：房间空调器安全检测依据的标准是GB4706.32和GB4706.1，（对应于IEC60335-1和IEC335-2-40）。
其中，变频和定频空调检测有较大区别的有以下章节：输入功率、发热、泄漏电流、非正常及压缩机堵转，下面以输入功率和发热为例作简单阐述。
——输入功率作过空调器检测的人都知道，空调器试验的环境工况对空调器的检测结果有决定性的影响。
对定频空调，就输入功率来说，在制冷运行状态下，一般是室内室外工况温度越高，则输入功率越大。
所以，测试时，一般将环境工况设定在最大制冷运行工况（室内干球32℃/湿球23℃，室外干球43℃/湿球26℃），空调器设定为高风，通风格栅设为最通风的状态，运行至稳定。
空气制热时情况如果没有辅助电加热，情况和制冷基本一样，环境工况设定为最大运行制热工况（室内干球27℃/湿球24℃，室外干球24℃/湿球18℃），空调器设定为低风，通风格栅设定为最不利通风状态，运行至稳定。
如果带有辅助电加热，除了上述试验外，还要增加以下试验：将环境工况降低至辅助电加热能同时启动，但室内的温度不能低于室外的温度，运行至稳定。
而对变频空调则不一样。
变频空调器采用模糊控制技术，当刚启动时，一般会以最大的能力输出以达到迅速达到目标温度的目的，但是，出于对系统的保护，变频空调器同时采集系统的压力（如吸、排气压力），温度（如冷凝器、蒸发器温度）和电流（如压缩机电流）等参数，对系统进行调控，所以，启动时的大功率的输入一般只会持续十多分钟或半小时，图一是一种比较典型的曲线。
正常制冷运行中，当室外的温度升高时，压缩机的负荷加大，排气温度、压力，压缩机输入电流都将增加，当负荷增加到一定的程度时，变频空调出于系统保护的需要，会降低输出频率和电压，从而降低输入功率，故室外工况越恶劣时，功率往往不是所求的值。
罩极电机绕组温升测试方法
罩极电机绕组温升测试方法
一、绕组温升公式：
△t——绕组温升
R1——实验开始的电阻（冷态电阻）
R2——实验结束时的电阻（热态电阻）
k——对铜绕组，等于234.5；对于铝绕组：225
t1——实验开始时的室温
t2——实验结束时的室温
该公式是参照EN60335-1和GB4706.1-2005国家标准。
注，一般绕组温升测试时可（t2-t1）两者温差值不做考虑。
二、绕组温升公式代入计算方法
1、将风机罩极电机两根电源线，连接在变频器电源输出端。
2、打开变频电源，调节变频电源仪器相关输出电压、频率值。
3、打开变频输出电源开关，同时记录显示屏中的功率值，该值为冷态电阻R1。
4、在设备测试时，同时记录测试室环境温度值T1。
5、风机连续运行3小时后，再次读取电阻值R2.
6、最终将相关测试值代入绕组温升公式内，得出电机温升值。
三、温升测试仪器：图示
四、温升测试操作规范：
1、打开变频电源，调整测试电机的相应参数如电压、频率。
2、将温升测试仪器背面的电源输入端电源插头连接到变频电源输出端。
3、将温升测试仪器背面的两个测试端分别连接到被测风机电机连接线。
4、打开温升测试仪器电源开关，同时，打开变频电源器电源输出端开关。
5、当温升测试仪器上分别显示电阻、温升、时间时，将COLD档(冷态值)，切换到HOT档（热态值）。
另将温升值T档，切换到△T档。
6、通电后，在读温升仪器测试值正确范围内时，Time显示屏中会显示测试运行时间。
一般罩极电机测试运行3小时后，读取最终温升测试值。
变频器试验及标准
国家标准低压变频器参数额定值变频调速的控制方式经历了脉宽调制变压变频(PWM —VVVF)、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等技术的发展历程，在控制精度、控制算法的复杂度、通用性等方面得到很大提高。
最新的技术是矩阵式交-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1，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。
变频器的试验要求目前，已制订了6项电气传动调速系统的国家及行业标准：GB/T3886.1-2002、JB/T1 0251-2001、GB/T12668.1-2003、GB/T12668.2-2003、GB/12668.3-2004、GB/T12668.4。
此外，GB/12668.5、GB/12668.6正在进行最后阶段的审批。
变频器的试验类型包括型式试验、出厂试验、抽样试验、选择试验、车间试验、验收试验、现场调试试验、目击试验等。
电气试验方面主要是测量变频器的输入、输出值，包括：1）输入值：额定输入电压、额定输入电流、额定容量、有功功率、功率因数、输入各次谐波、输入总失真度。
2）输出值：最大额定输出电压、额定连续电流、额定功率、频率范围、过载能力（过载能力适用于额定的转速范围）、输出各次谐波、输出总失真度。
3）效率：在设计的频率范围内，各个频率下的效率。
变频器的测量与仪器1、测量仪器仪表简介目前常见的测量仪表很多，这里介绍几种常见的仪表。
1) 动铁式仪表：这种仪表测量的是有效值，它的值由固定线圈磁场与其内可动铁之间相互作用的电磁力所确定的偏转角度而确定。
读数误差由动铁的磁饱和以及谐波对线圈内电感的影响引起。
仪表精度一般为0.5级。
2) 整流式仪表：交流电流经整流然后作用于动圈式直流表，按交流电流的有效值确定刻度，其有效值是由整流平均值乘以波形系数求出的。
该种仪表基本用于测量正弦电流波形，在测量非正弦电流的波形时，应注意波形系数。
典型的仪表精度是1.0级。
温升试验标准
温升试验标准温升试验是指在一定条件下，测试电气设备在工作中的温度升高情况的试验。
在电气设备的设计和生产过程中，温升试验是非常重要的一项测试，它可以帮助我们评估设备的散热性能和工作稳定性，为设备的安全可靠运行提供重要依据。
因此，温升试验的标准化非常必要，下面将详细介绍温升试验的标准内容。
首先，温升试验的标准应包括试验的基本原理和方法。
试验的基本原理是什么？试验的方法是如何进行的？这些都是标准需要明确规定的内容。
只有明确了试验的基本原理和方法，才能保证试验结果的准确性和可靠性。
其次，标准还应包括试验设备和环境条件的要求。
试验设备的选择和使用应符合哪些要求？试验环境的温度、湿度、通风等条件应如何控制？这些都是影响试验结果的重要因素，需要在标准中进行详细规定。
另外，标准还应包括试验过程中的数据采集和分析方法。
试验过程中需要采集哪些数据？如何进行数据分析？这些都是保证试验结果准确性的关键步骤，需要在标准中进行详细说明。
此外，标准还应包括试验结果的评定方法。
试验结果符合哪些标准可以认为是合格的？试验结果不符合标准应该如何处理？这些都是对试验结果进行评定和处理的重要依据，需要在标准中进行规定。
最后，标准还应包括试验报告的编写要求。
试验报告应包括哪些内容？报告的格式和结构应如何规定？这些都是保证试验结果能够被有效记录和传播的重要环节，需要在标准中进行详细规定。
综上所述，温升试验标准应包括试验的基本原理和方法、试验设备和环境条件的要求、数据采集和分析方法、试验结果的评定方法以及试验报告的编写要求。
只有制定了完善的标准，才能保证温升试验能够科学、准确、可靠地进行，为电气设备的设计和生产提供有力支持。
变频器测试大纲
变频器测试大纲
一、测试目的
本测试大纲旨在对变频器进行全面的性能评估，确保其各项功能、性能指标符合设计要求和实际应用需要。
二、测试范围
1. 输入输出电压、电流测试；
2. 频率调节范围及精度测试；
3. 转矩、转速调节范围及精度测试；
4. 启动、停止特性测试；
5. 过载、短路保护功能测试；
6. 温升测试；
7. 噪声测试；
8. 电磁兼容性测试。
三、测试方法与步骤
1. 输入输出电压、电流测试：
a. 连接变频器输入电源，检查输入电压是否符合要求；
b. 连接电机，设置合适转速，测量输出电压和电流，检查是否符合要求。
2. 频率调节范围及精度测试：
a. 将电位器调至最小值，启动变频器，逐渐增加电位器值，观察频率变化范围；
b. 在频率变化范围内选取几个点，测量实际输出频率，计算精度。
3. 转矩、转速调节范围及精度测试：
a. 设置变频器参数，使转矩、转速可调；
b. 在转矩、转速变化范围内选取几个点，测量实际输出转矩、转速，计算精度。
4. 启动、停止特性测试：
a. 设置电机在不同转速下的启动时间、启动电流；
b. 设置电机在不同转速下的停车时间、停车电流。
5. 过载、短路保护功能测试：
a. 增加电机负载，使变频器过载运行，检查是否自动停机或报警；
b. 将电机三相绕组短接，模拟短路情况，检查是否自动停机或报警。
6. 温升测试：
a. 连续运行变频器，监测其表面温度变化；
b. 在不同运行状态下测量温升，分析其散热性能。
高压变频器发热量估算方法
高压变频器发热量估算方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：高压变频器在工业领域中具有非常重要的作用，它通过调节电压和频率来控制电动机的转速，从而实现对生产设备的精确控制。
在变频器工作过程中，由于电路中存在一定的损耗以及电子元件的寄生电阻等因素，会造成一定的发热现象。
对于高压变频器而言，由于其功率较大，发热量往往更加显著。
对高压变频器的发热量进行准确估算对于设备的稳定运行和安全使用具有重要意义。
一、发热量估算的重要性发热是电子设备正常工作时产生的一种常见现象，而高压变频器的工作原理决定了其会产生较为显著的发热现象。
如果无法准确估算高压变频器的发热量，容易导致设备的过热，进而影响设备的性能和寿命。
对高压变频器的发热量进行准确估算就显得尤为重要。
二、高压变频器的发热机理高压变频器的工作主要依靠功率元件（IGBT、MOSFET等）实现对电压和频率的调节，从而控制电机的转速。
在功率元件工作时会产生一定的损耗，主要包括导通损耗和开关损耗。
导通损耗是指功率元件在导通状态下因电阻产生的损耗，而开关损耗是指功率元件在开关状态下由于电容和漏电感产生的损耗。
这些损耗会转化为热量，导致高压变频器发热。
1. 理论计算法理论计算法是一种最基础的发热量估算方法，其基本思想是通过功率元件的参数和工作条件来计算功率元件的损耗，从而得到发热量。
具体步骤是：（1）确定工作条件，包括输入电压、输出功率、开关频率等参数；（2）根据功率元件的参数和工作条件，计算导通损耗和开关损耗；（4）根据功率元件的热阻参数，计算功率元件的温升；（5）通过功率元件的温度传导模型，计算出整个高压变频器的发热量。
2. 实测法实测法是一种比较直观和精确的发热量估算方法，其基本思想是通过对高压变频器的实际温度进行测量，进而计算出发热量。
具体步骤是：（1）安装温度传感器在高压变频器的关键部位，如功率元件、散热片等；（2）对高压变频器的温度进行连续测量，并记录数据；3. 综合法理论计算法和实测法各有其优缺点，综合两者的优点可以得到更为准确的发热量估算结果。
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2011-07-07
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变频器的温升试验方法
2011/4/18 22:13:39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及电机传动技术的发展和国家节能减排 的需要，变频技术产品在国民经济各行业得到很好应用，资料显示，2010年低压变频器行业增长30%以上，规模达到 160亿元。一个品质良好的变频器都应该通过产品质量认证及其完整的试验，试验类型包括型式试验（Type test）、出 厂试验、抽样试验、选择（专门）试验、验收试验、现场调试试验等。温升试验是型式试验里的很重要的一项试验， 其温升值可间接反映出变频器的工艺结构及电气设计水平、多种缺陷及故障隐患等。温升的上限值过高会造成因过 载、过流、环境温度增加而烧毁变频器。温升的上限值过低会带来变频器的体积过大、成本增加等不利因素。变频器 的故障率随温度升高而成指数上升，使用寿命随温度升高而成指数下降，环境温度升高10 度，变频器使用寿命减 半。所以应保证变频器的使用温度，认真考虑其散热问题。
2<变频器世界> 2006.4 2) GB/T3859.1-1993 《半导体变流器 基本要求的规定》
状 态：离线
公司名称： 普传科技股份有限公司 联 系 人： 朱小安
公司简介
电 话： 88480403
产品目录
传 真： 0754-88480403
地
址：
深圳市宝安区宝民二路75号兴鑫源商务大厦院 内
邮 编： 518102
/Company/powtran/techno-article_Detail.ashx?id=26885
2011-07-07
围，放置在被试电器高度的0.5m处离开被试电器的距离约1m。
试验判定：其测试结果应符合附表的要求及生产厂提供的技术数据。整流桥、IGBT的温升极限可以是规定点(如 外壳)的最高温升，也可以是等效结温，由半导体器件厂提供的资料决定。
2 变频器的主要发热部位
普传科技技术文摘：
无功补偿原理 中央空调水泵节能方案 普传变频器在空压机上的应用 电机IP防护等级 下载 普传变频器在彩钢机械上的应用 普传变频器在注塑机上的应用 普传变频器在空压机上的应用 普传变频器在纺织机械中的应用 掌握要点控变频0 知己知彼说变频 普传变频器在造纸设备上的应用 普传科技变频器在卷绕行业上... 通用变频器原理与变频器选用... 普传变频器在多泵供水控制系... 普传科技变频器在发泡机上的... 更多普传科技技术文摘...
在GB/T3859.1-1993的“检验与实验”中6.4.6“温升试验”中给出了具体要求：温升试验的目的在于测定变流器在 额定条件下运行时各部件的温升是否超过规定的极限温升。半导体器件的温升极限可以是规定点(例如外壳)的最高温 升，也可以是等效结温，由制造厂决定。变流器各部位的极限温升如下表：
在送审的《调速电气传动系统第5-1部分：安全要求：电气、热和能量》（GB12668.5.1）标准中，给出了“防触 电、热和能量危险的保护”的规定“当按照设备的额定值进行试验时，设备及其组成部分所达到的温度应当不超过表 15中给出的温度”。对“橡胶绝缘导线或热塑绝缘导线、用户端子、母线和连接片或接线柱、绝缘系统、电容器、印 制线路板”等“内部材料和部件的最大测量温度”作出了说明。
3.4 测量方法与结果判定
国家标准GB/T3859.1-1993的“检验与实验”中6.4.6“温升试验”中给出了试验的基本要求：试验应在规定的 额定电流和工作制，以及在最不利的冷却条件下进行。对于小型变流器.温升试验应结合负载试验同时进行。对于大 型变流器，可与额定电流试验(6.4.3)结合进行，但应注意，如果加上高电压会出现可观的开关损耗时(例如中频感应加 热用变流器)，则引起的附加温升应予以考虑。
4 结束语
温升试验作为考核变频器软件控制损耗和结构优化具有重要作用，事实证明凡经试验验证符合标准要求，并 通过长时间考核的变频器投运以后，都会有很高的可靠性。根据变频器的发热原因，并对其进行温升考核是提高变频 器使用寿命的重要前提。在试验方法上节省能源、费用少、操作简单又达到测试目的的“电机对拖交流回馈法变频器 温升试验”值得推广。
目前主流变频器的逆变模块一般采用IGBT模块（Insulated Gate Bipolar Transistor(绝缘栅双极型晶体管)， IGBT是 由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件 ，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管，因此，可以把其看 作是MOS输入的达林顿管。它融和了这两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动简单和快速的优点，又具有双极型 器件容量大的优点，IGBT作为电压型控制器件，具有输人阻抗高、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断 速度快、工作频率高、功率容量大等优点，因而在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用。一 般情况下流过
/Company/powtran/techno-article_Detail.ashx?id=26885
2011-07-07
测量电流的大小和通电时间，以免因测量电流引起的发热而带来误差。每个检测元件应与被检测点表面紧密相贴，以 有效的防止测温元件受到冷却介质的影响。
本方法对于测试电机温升也是一个很好的简易有效方法。
图4：电机对拖交流回馈法温升试验 用钳式电流表测得变频器输出电流（与变频器键盘显示电流对比），用电压表测试输入电压（与变频器键盘显示 电压对比）。本试验方法的好处是控制简单，电能回馈电网节省能源消耗。图5为试验台。
~
图5：采用电机对拖交流回馈法的温升试验台
其他如半导体器件与导体的连接处、母线（排）、浪涌吸收器与主电路的电阻原件等也在变频器工作时产生热 量，其温升极限值在国家标准中也做出相应规定。
3 变频器的温升试验
3.1 试验依据
2002年制定的国家标准GB/T12668.2-2002《调速电气传动系统 第二部分:一般要求—低压交流变频电气传动系 统额定值的规定》给出了低压变频器一般额定值规定，在7.3.2 “CDM/BDM的标准试验”中对于温升的“试验方法” 按《半导体变流器 基本要求的规定》GB/T3859.1-1993的6.4.6规定执行。在7.4.2.5 “电气传动系统”的专门试验中提 到温升试验“在要求的最大负载下，以最低转速、基本转速和最大转速进行温升试验。温升试验进行到所有温度都稳 定为止”。
试验时，测温元件可以使用温度计、热电偶、热敏元件、红外测温计或其他有效的方法。温升应尽可能在规 定点测量。如果变流器的额定值不是基于连续工作制，则应测量主电路部件和冷却系统的热阻抗。对主电路的半导体 器件，应测量若干个器件.其中应包括冷却条件最差的器件。记录半导体器件规定部位的温升和计算等效结温，并以 此说明在考虑了并联器件的均流情况之后, ，装置能承受规定的负载而不超过规定的最高等效结温。
/Company/powtran/techno-article_Detail.ashx?id=26885
2011-07-07
IGBT的较大，开关频率较高，故而器件的损耗也比较大，如果热量不能及时散掉，使得器件的 结温Tj超过Tjmax， 则IGBT可能损坏。IGBT模块的芯片最大额定结温Tjmax是150℃，在任何工作条件下，都不允许超过，否则要发生热 击穿而造成损坏，一般要留余地，在最恶劣条件下，结温Tj限定在125℃以下，但芯片内结温监测有难度，所以变频 器的IGBT模块，都在散热器表面装有温控开关，其值在80~85℃之间。当达到此温度时，即因过热保护动作，从而自 动停机，以确保IGBT的安全。也有用热敏电阻进行保护的。IGBT的损耗不仅与工作电流大小有关，更重要的是与变 频器的载波频率密切相关。当PWM信号频率＞5kHz时开关损耗会非常显著，温升会明显增加。IGBT的功耗包括稳态 功耗和动态功耗，其动态功耗又包括开通功耗和关断功耗。
参考文献：1) ’Times New Roman’; mso-hansi-font-family: Helvetica">低压变频器中的温升及其试验方法 ’Times New Roman’; mso-hansi-font-family: Helvetica">天津电气传动设计研究所 ’Times New Roman’; mso-hansi-font-family: Helvetica">刘霞 ’Times New Roman’; mso-hansi-font-family: Helvetica">徐和平
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变频器主电路原理如下图表示，一般分为整流部分、滤波部分和逆变部分及控制部分。
图1典型的通用变频器主电路原理图
. 2.1 变频器的发热机理及主要部位
变频器的主要发热部位也就是整流及逆变部分。整流一般采用三相桥式整流电路，由于是工频工作，对整流模块 的开关频率没有太高的要求，选择压降小的整流模块可降低这一部分的温升。在变频器工作时，作为完成功率变换及 输出的执行器件的逆变模块产生的热量是非常大的。
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