变频器概述

一
、
ｎ ＝ ６ ０ ｆ（ 卜Ｓ ）／ ｐ
（ １ ）
式 中：１ １ 为异步 电动机 的转速 ；ｆ为电 网频率 ；Ｓ 为 电动 机转差率 ；Ｐ为 电机磁极对数 。 二 、变频 器组 成 （ １ ）整 流 电路。将工频交流 电变换为直流 电。由于整流 器在转变为直流 电时，不需要对其 调压 ，所 以一般采用二极管 整流方式 。这有利于提高变频器的功率 因数和降低成本 。 （ ２ ） 直流 中间平波电路。整流 电路输出的直流 电压中，还含有 ６倍 电源频率的脉动电压 ，脉动 电压对直流 电很不利，影响后面 的 逆变 电路，为了拟制 电压波动 ，采用直流电抗和 电容吸收脉动 电压，一般装置容量较小时，采用单一的电容滤波 。平波 电路 具有稳定 电压和 一定的储能作用 。 （ ３ ）逆变 电路 。因要将 直 流 电变换为频率可调的交流电供给 电机 。所 以这里 的逆变电路 同时兼有调压变频功能。逆变 电路中的晶体管应使用全控型器 件 ，触 发 电路采用 ｓ Ｐ ｗ Ｍ正弦脉 宽调制控 制方式，实现调压变 频 功能 。 （ ４ ）保护 电路、制动 回路 。由于电压型变频器直流 电压 固定和整流 电路 的电流不能反 向，交流异步 电动机再生制 动州 （ 转差率为负）时 ，传动系统 的动 能变成 电能后将存于 中间 越 一 滤波环节的 电容上 ，使直流电压升高 。一般情况下，机械系统 （ 含电动机 ）所积蓄的能量 比电容储存的能量大 。快速调速 时， 邋 为 防止直流过压 （ 电容储能过高），可通过可逆变流器 向电源 反馈或设制动 回路 （ 开关和 电阻）把再生能源 消耗掉 。在能量 消耗的过程 中，温度检测模块 ，对 电路起 保护作用 ，一旦发现 呲 温度过高，即停在工作，保护变频器逆变回路不会损坏 。 三 、变频器的选型及注意事项 （ 一） 变频器的选型。 变频 器主要应用于风机 、 泵类 、 门控、 物 料输送 、传 送带等 地的控制 ，因此变频器 的正确选 用对于 机械 设备 电控系统 的正常运行至关重要 。 变频器 的种类繁多 ， 按 变频器 的用途可分 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 ；按变 频器 工作原理 可 分为 ｖ变 频器 等。选择变 频器 ，要按 照机械设 备的类 型、负载转矩特 性 、调速范 围、静态速度精度、起动转矩和使用环境的要求， 来选用何种控制方式和防护结构的变频器 最为合适 。 （ 二） 平方转矩负载。 风机类 、 泵类负载是平方转矩负载 般情 况下 ，具有 Ｕ ／ ｆ ＝ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ（ ｕ是指 输 出电压，ｆ是指输 出
变频 器的工作 原理 变频 器的工作 原理是通过控 制 电路 来控制主 电路，主 电 路中 的整 流器将交流 电转变为 直流 电，直流 中间 电路 将直流 电进 行平滑滤 波，逆变器 最后将直 流 电再转 换为所需频率 和 电压 的交流 电，部分变 频器还会在 电路 内加 入 Ｃ Ｐ Ｕ等部 件， 来进 行必要 的转矩运算 。变频调速 原理：根据 电机转速 与工 作 电源输入频 率成 正比 。
注意， 由于负载 的阻转矩与转速的平方成正比， 当工作频率高于 电动机 的额定频率时， 负载的阻转矩会超 过额定转矩， 使 电动机 过载。 所以， 要严格控制最高工作频率不能超过 电机额定频率。 ２ ．启 ／停时变频器加速 时间与减 速时间的匹配。 由于风 机和泵 的负载转动惯量 比较大 ，其启 动和停止 时与 变频器 的 加速 时间和 减速时 间匹配是一个非 常重要 的问题 。在变频器 选型和应用 时，应根据 负荷 参数计算变频 器的加速 时间和减 速 时间来选 择最短时 间，以便在变频器启 动时不发 生过 流跳 闸和变频器减速 时不发生过电压跳 闸的情况 。 ３ ．避免共振 。 由于变频器是通过改变 电动机 的电源频 率 来 改变 电机转速 实现节 能的，有 可能在某 一电机转速下 与负 荷轴 系 的共振 点、共振频率重合 ，造成负荷轴 系不能容 忍的 振动 ，有 时会造成设 备停运或设 备损坏 ，所 以在变 频器功 能 参数选 择和预置 时，应根据负荷轴 系 的共振频 率，通过设定 跳跃频率点和宽度 ，避免系统发生共振现象 。 ４ ．憋压与水锤效应。 （ １ ）憋压泵类 负载在 低速 运行 时， 由于关 闭出 口阀门使压 力升高 ，从而造 成泵汽蚀 。在变 频器 功能设定 时，设定变频器 的最低频率来 限定泵流量 的临界点 最低转速 ，可避 免此类现 象的发生： （ ２ ）水锤效应泵类负载 在 突然断 电时，管道 中的液体 由于重力而 倒流 。若逆止 阀不 严或 没有逆止 阀，将 导致 电机 反转，造成 电机 发 电而使变频 器 发生故障或烧 坏。在变频器 系统设计 时，应 使变频器按减 速 曲线 停止 ，在 电机 完全停止 后再断开主 电路，或者设定 断 电减速停止功 能，可避免该现象 的发生 。 四、变频器 日常维护和保养 随着 工厂 自动化 技术 的发展 ，变 频器 日益成 为重要 的驱 动和控制 设备， 因此保 障变频器可 靠运行也成 为设备保养 、 降低故障停机时 间的重要议题 。具体 内容可分为： （ １ ）运行 数据和 故障记录 。每天记 录变频器及 电机的运行数据 ，包括 变频器输 出频率 、 输出电流 、 输出 电压、 变频器 内部直流 电压 、 散热 器温度等 参数，与合 理数据进行 比较分析 ，以利于 提前 发现 故障隐患 。变频器如发生故障跳 闸，务必记录故障代码， 和跳 闸时变频器的运行工况，以便分析故障的具体原因。 （ ２ ） 变频 器 日常检查 。每 两周进行 一次，检查记录运 行 中的变频 器三 相输出 电压和三 相输 出电流 ，并注意 比较他 们之间 的平 衡度 ；检 查记录环境 温度 、接线 端子 问题 、散热器温度 ；察 看变频器有无异常振动 ，声 响，风扇是否运转正常 。 （ ３ ）变 频器保养 。变 频器每季度 需清灰保养 一次 。保养要清 除变频 器进风 口、出风 口和风道 上的积灰 ，杂物，将变频器 表面擦 拭干净 ；在保 养的 同时要 仔细检查变 频器，察看变频 器 内有 无发热变 色部分 ，水泥 电阻有无开裂现 象， 电解 电容 有无膨 胀漏液 防爆孔突 出等现象，Ｐ Ｃ Ｂ板有无异常，有没有发热烧黄 部位 。保养结束后，要 恢复变频器 的参数和接线，电机在 ３ Ｈ ｚ 的低频试运行 １ 分钟，以确保变频器工作正常 。 参考文献 ： 【 １ ］ 王礼 平 ， 王观 凤 ． Ｓ Ｐ ＷＭ 变频 器工作原理 和基 本特点 Ⅱ ］ ． 中南 民族 学院 学报 （自然科 学版 ） ， １ ９ ９ ５ （ ０ ２ ） ． ［ ２ ］ 毕海银 ． 变频 器应 用概 论 盯 ］ ． 黑龙 江科技信 息 ， ２ ０ １ ３ （ １ ０ ） ．
变频器概述
汪彬
（ 赛得利福建纤维有 限公 司，福建莆 田 ３ ５ １ １ ５ ３ ）
摘 要 ：变频 器，英文名 ： （ Ｖａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ － ｒ ｆ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｄｒ ｉ ｖ ｅ ，ＶＦ Ｄ），有些 区域也称 为驱动控制器或 变频驱动器 ，是调 速驱动 系统之一 ，主要 靠 内部 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ的开断来调整输 出电源的电压和频率 ，根据 电机 实际需要 的转速和 力矩来提供其 所需要的电源电压 ， 从 而达到 电机调速和 节能的 目的。本文介 绍 了变频 器的工作原理 ，组成，选型及 日常维护和保 养。 关键词 ：变频器 ；工作原理 ；组成 ；维护保养 中图分 类号 ： Ｔ Ｎ７ ７ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ４ — ７ ７ １ ２（ ２ ０ １ ４ ） １ ４ — ０ ０ ８ ４ — ０ １
一
电压 的频率 ） 控制模式的变频器基本都能满足这类 负载 的要求，
下面根据这类变频器的主要特点介绍选型时需要注意的 问题。 １ ． 避免过载 。 风机和水泵一般不容易过载 ， 选择 变频器的 容量 时保证其稍大于或等于 电动机 的容量； 同时选择 的变 频器 的过 载能力要求也较低， 但在变频器功 能参 数选择和预置 时应