变频器的应用和抗干扰措施
1 变频器的应用和抗干扰措施
----江苏德源药业有限公司
【内容提要】
变频器是利用电力半导体器件的通断作用,将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器在使用过程中出现故障在所难免。我对江苏德源药业有限公司目前的变频器运行情况进行了专项调查，通过调查发现发生故障时除了变频器本身原因外和使用环境、电网质量、工作人员、操作方法息息相关。对此，我在综合分析的基础上提出自己一些不成熟的看法及建议。
【关键词】变频器的应用 抗干扰措施
一．变频器的应用
由于使用方法不正确或设置环境不合理，将容易造成变频器误动作及发生故障，或者无法满足预期的运行效果。为防患于未然，事先对故障原因进行认真分析显得尤为重要。
如果变频器周围存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。提高变频器自身的抗干扰能力固然重要，但由于受装置成本限制，在外部采取噪声抑制措施，消除干扰源显得更合理、更必要。以下几项措施是对噪声干扰实行“三不”原则的具体方法：变频器周围所有继电器、接触器的控制线圈上需加装防止冲击电压的吸收装置，如RC吸收器；尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主线路分离；指定采用屏蔽线回路，须按规定进行，变频器接地端子应按规定进行，不能同电焊、动力接地混用；变频器输入端安装噪声滤波器，避免由电源进线引入干扰 。
1 .1 安装环境
变频器属于电子器件装置，在其规格书中有详细安装使用环境的要求。在特殊情况下，若确实无法满足这些要求，必须尽量采用相应抑制措施：振动是对电
2 子器件造成机械损伤的主要原因，对于振动冲击较大的场合，应采用橡胶等避振措施；潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路，作为防范措施，应对控制板进行防腐防尘处理，并采用封闭式结构；温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，特别是半导体器件，应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。
除上述3点外，定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于特殊的高寒场合，为防止微处理器因温度过低不能正常工作，应采取设置空间加热器等必要措施 。
1.2 电源异常
电源异常表现为各种形式，但大致分以下3种，即缺相、低电压、停电，有时也出现它们的混和形式。这些异常现象的主要原因多半是输电线路因风、雪、雷击造成的，有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。而雷击因地域和季节有很大差异。除电压波动外，有些电网或自行发电单位，也会出现频率波动，并且这些现象有时在短时间内重复出现，为保证设备的正常运行，对变频器供电电源也提出相应要求。
如果附近有直接起动电动机和电磁炉等设备，为防止这些设备投入时造成的电压降低，应和变频器供电系统分离，减小相互影响；对于要求瞬时停电后仍能继续运行的场合，除选择合适价格的变频器外，还因预先考虑负载电机的降速比例。变频器和外部控制回路采用瞬停补偿方式，当电压回复后，通过速度追踪和测速电机的检测来防止在加速中的过电流；对于要求必须量需运行的设备，要对变频器加装自动切换的不停电电源装置。
二极管输入及使用单相控制电源的变频器，虽然在缺相状态也能继续工作，但整流器中个别器件电流过大及电容器的脉冲电流过大，若长期运行将对变频器的寿命及可靠性造成不良影响，应及早检查处理。
1.3 雷击、感应雷电
雷击或感应雷击形成的冲击电压有时也能造成变频器的损坏。此外，当电源系统一次侧带有真空断路器时，短路器开闭也能产生较高的冲击电压。
变压器一次侧真空断路器断开时，通过耦合在二次侧形成很高的电压冲击尖峰。为防止因冲击电压造成过电压损坏，通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件，保证输入电压不高于变频器主回路期间所允许的最大电压。当使用
3 真空断路器时，应尽量采用冲击形成追加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器，因在控制时序上保证真空断路器动作前先将变频器断开。过去的晶体管变频器主要有以下缺点：容易跳闸、不容易再起动、过负载能力低。由于IGBT及CPU的迅速发展，变频器内部增加了完善的自诊断及故障防范功能，大幅度提高了变频器的可靠性。
如果使用矢量控制变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”，其中“起动转矩不足”、“环境条件变化造成出力下降”等故障原因，将得到很好的克服。该功能是利用变频器内部的微型计算机的高速运算，计算出当前时刻所需要的转矩，迅速对输出电压进行修正和补偿，以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。
此外，由于变频器的软件开发更加完善，可以预先在变频器的内部设置各种故障防止措施，并使故障化解后仍能保持继续运行，例如：对自由停车过程中的电机进行再起动；对内部故障自动复位并保持连续运行；负载转矩过大时能自动调整运行曲线，能够对机械系统的异常转矩进行检测。变频器对周边设备的影响及故障防范
变频器的安装使用也将对其他设备产生影响，有时甚至导致其他设备故障。因此，对这些影响因素进行分析探讨，并研究应该采取哪些措施时非常必要的。
1.4 电源高次谐波
由于目前的变频器几乎都采用PWM控制方式，这样的脉冲调制形式使得变频器运行时在电源侧产生高次谐波电流，并造成电压波形畸变，对电源系统产生严重影响，通常采用以下处理措施：采用专用变压器对变频器供电，与其它供电系统分离；在变频器输入侧加装滤波电抗器或多种整流桥回路，降低高次谐波分量，对于有进相电容器的场合因高次谐波电流将电容电流增加造成发热严重，必须在电容前串接电抗器，以减小谐波分量，对电抗器的电感应合理分析计算，避免形成 LC振荡。
电动机温度过高及运行范围 对于现有电机进行变频调速改造时，由于自冷电机在低速运行时冷却能力下降造成电机过热。此外，因为变频器输出波形中所含有的高次谐波势必增加电机的铁损和铜损，因此在确认电机的负载状态和运行范围之后，采取以下的相应措施：对电机进行强冷通风或提高电机规格等级；更换变频专用电机；限定运行范围，避开低速区。
4 1.5 震动、噪声
振动通常是由于电机的脉动转矩及机械系统的共振引起的，特别是当脉动转矩与机械共振电恰好一致时更为严重。噪声通常分为变频装置噪声和电动机噪声，对于不同的安装场所应采取不同的处理措施：变频器在调试过程中，在保证控制精度的前提下，应尽量减小脉冲转矩成分；调试确认机械共振点，利用变频器的频率屏蔽功能，使这些共振点排除在运行范围之外；由于变频器噪声主要有冷却风扇机电抗器产生，因选用低噪声器件；在电动机与变频器之间合理设置交流电抗器，减小因PWM调制方式造成的高次谐波。
1.6高频开关形成尖峰电压对电机绝缘不利
在变频器的输出电压中，含有高频尖峰电压。这些高次谐波冲击电压将会降低电动机绕组的绝缘强度，尤其以PWM控制型变频器更为明显，应采取以下措施：尽量缩短变频器到电机的配线距离；采用阻断二极管的浪涌电压吸收装置，对变频器输出电压进行处理。
二．变频器的抗干扰问题及措施
2.1 变频器应用中的干扰问题
在各种工业控制系统中，随着变频器等电力电子装置的广泛使用，系统的电磁干扰(EMI)日益严重，相应的抗干扰设计技术(即电磁兼容EMC)已经变得越来越重要。变频器系统的干扰有时能直接造成系统的硬件损坏，有时虽不能损坏系统的硬件，但常使微处理器的系统程序运行失控，导致控制失灵，从而造成设备和生产事故。因此，如何提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置研制和应用中不可忽视的重要内容，也是计算机控制技术应用和推广的关键之一。谈到变频器的抗干扰问题，首先要了解干扰的来源、传播方式，然后再针对这些干扰采取不同的措施。
2.1.1变频器干扰的来源
先是来自外部电网的干扰。电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备，非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变，从而对电网中其它设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后若不加处理，电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源的干扰对变频器主要有(1)过压、欠压、瞬时掉电(2)浪涌、跌落(3)
5 尖峰电压脉冲(4)射频干扰。
2.1.1.1晶闸管换流设备对变频器的干扰
当供电网络内有容量较大的晶闸管换流设备时，由于晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通，容易使网络电压出现凹口，波形严重失真。它使变频器输入侧的整流电路有可能因出现较大的反向回复电压而受到损害，从而导致输入回路击穿而烧毁。
2.1.1.2电力补偿电容对变频器的干扰
电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求，为此，许多用户都在变电所采用集中电容补偿的方法来提高功率因数。在补偿电容投入或切出的暂态过程中，网络电压有可能出现很高的峰值，其结果是可能使变频器的整流二极管因承受过高的反向电压而击穿。
其次是变频器自身对外部的干扰。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。另外变频器的逆变器大多采用PWM技术，当工作于开关模式且作高速切换时，产生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内其它的电子、电气设备来说是一电磁干扰源。变频器的输入和输出电流中，都含有很多高次谐波成分。除了能构成电源无功损耗的较低次谐波外，还有许多频率很高的谐波成分。它们将以各种方式把自己的能量传播出去，形成对变频器本身和其它设备的干扰信号。
(1)输入电流的波形变频器的输入侧是二极管整流和电容滤波电路。显然只有电源的线电压UL大于电容器两端的直流电压UD时，整流桥中才有充电电流。因此，充电电流总是出现在电源电压的振幅值附近，呈不连续的冲击波形式。它具有很强的高次谐波成分。有关资料表明，输入电流中的5次谐波和7次谐波的谐波分量是最大的，分别是50HZ基波的80%和70%。
(2)输出电压与电流的波形绝大多数变频器的逆变桥都采用SPWM调制方式，其输出电压为占空比按正弦规律分布的系列矩形式形波；由于电动机定子绕组的电感性质，定子的电流十分接近于正弦波。但其中与载波频率相等的谐波分量仍是较大的。
2.1.2干扰信号的传播方式
变频器能产生功率较大的谐波，由于功率较大，对系统其它设备干扰性较强，其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的，主要分传导(即电路耦合)、电磁辐射、
6 感应耦合。具体为:首先对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;其次对直接驱动的电动机产生电磁噪声，使得电机铁耗和铜耗增加;并传导干扰到电源，通过配电网络传导给系统其它设备;最后变频器对相邻的其它线路产生感应耦合，感应出干扰电压或电流。同样，系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。
(1)电路耦合方式即通过电源网络传播。由于输入电流为非正弦波，当变频器的容量较大时，将使网络电压产生畸变，影响其他设备工工作，同时输出端产生的传导干扰使直接驱动的电机铜损、铁损大幅增加，影响了电机的运转特性。显然，这是变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。
(2)感应耦合方式当变频器的输入电路或输出电路与其他设备的电路挨得很近时，变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其他设备中去。感应的方式又有两种：a、电磁感应方式，这是电流干扰信号的主要方式；b、静电感应方式，这是电压干扰信号的主要方式。
变频器对换热站传感器信号干扰的原因分析及解决措施
第19卷第6期2019年12月潍坊学院学报Journal of Weifang UniversityVol. 19 No. 6Dec. 2019
― 1 ―变频器对换热站传感器信号干扰的原因分析
及解决措施
林 凯1，季 涛2，张雪原2，马云峰2
（1.青岛大学，山东 青岛 266000；2.潍坊学院，山东 潍坊 261061）
摘 要：针对变频器对于换热站自控系统中的传感器干扰问题，重点分析了变频器输入侧、输出侧高频干扰信号的产生机理，并结合干扰信号的特征提出了相应的抗干扰措施。首先，在变频器的输入侧设置交流电抗器，
在传感器模拟信号的输出侧设置信号隔离器，在电源开关的输出侧设置隔离变压器，以消除变频器输入侧由整流
环节产生的高频干扰信号；其次，将滤波磁环套在变频器的输出侧，用来过滤变频器输出侧由逆变环节产生的干
扰信号；最后，结合系统抗干扰改进实例，提出了系统电气结构设计的总体思路，即控制柜与动力柜分离，强、
弱电分离。经现场实践验证了上述抗干扰措施能够有效地消除变频器对传感器的干扰影响，有助于提高系统运行
的稳定性。
关键词：变频器；换热站；信号干扰；抗干扰措施；系统电气结构设计思路中图分类号：TN773 文献标志码：A 文章编号：1671-4288(2019)06-0001-05
社会的进步使得人们逐步提高了对生活质量的追求，
集中供暖作为重要的民生工程得到了全社会的重视。现如
今形成了以热力公司为主体，各级换热站作为基础的集中
供暖网络，各级换热站利用热力公司统一提供的高温热水
作为热源，通过换热器实现了对二次网循环水的提温，并
将加热后的二次网循环水输送至采暖建筑。各级换热站作
为集中供暖的基础，其稳定运行关乎集中供暖的质量。潍
坊某水-水换热站系统示意图见图1。
水-水换热自控系统主要由温度、压力传感器、变
频器、三相异步电动机、PLC以及监控中心主机组成。
PLC作为换热现场的核心，一方面，利用供回水温度、压
力，室外温度，变频器的运行状态等反馈值，调整一次网
变频器变频控制系统抗干扰存在几点问题探讨
垒 — — Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ 高新技术
变频器变频控制系统抗干扰存在几点问题探讨
段陵川
ｆ中冶赛迪工程技术股份有限公司自动化部炼钢组，重庆４０００１３）
摘要：变频器调速系统具有稳定的调速性能、高效的节能性能以及可靠的保护报警功能；尤其是其采用软起动控制方式，可以大大
减少设备起动过程中的机械冲击，从而延长机电设备的使用寿命；在工业控制的各个领域中得到了普遍应用。
关键词：变频调速；谐波干扰；谐波危害
中图分类号：ＴＮ７７
引言 变频器调速技术是集自动控制、微电子、
电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。
它以很好的调速、节能性能，在各行各业中获
得了广泛的应用。由于其采用软启动，可以减
少设备和电机的机械冲击，延长设备和电机
的使用寿命。随着科学技术的高速发展，变频
器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应
用到了工业控制的各个领域中，如变频凋速
在供水、空调设备、过程控制、电梯、机床等方
面的应用，保证了调节精度，减轻了工人的劳
动强度，提高了经济效益，但随之也带来了一
些干扰问题。现场的供电和用电设备会对变
频器产生影响，变频器运行时产生的高次谐
波也会干扰周围设备的运行。变频器产生的
干扰主要有三种：对电子设备的干扰、对通信
设备的干扰及对无线电等产生的干扰。对计
算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰
主要是感应干扰。如果变频器的干扰问题解
决不好，不但系统无法可靠运行，还会影响其
他电子、电气设备的正常工作。因此有必要对
变频器应用系统中的干扰问题进行探讨，以
促进其进一步的推广应用。下面主要讨论变
频器的干扰及其抑制方法。
１变频调速系统分析
１．１变频器的原理和结构 变频器是利用电力半导体器件的通断作
用将工频电源变换为另一频率电能的控制装
置。先通过整流器将输入的交流电整流成直
流，然后根据测量的控制信号将直流逆变成
另一频率的交流电。其原理图如图１所示。
变频器的控制电路及几种常见故障分析
变频器的控制电路及几种常见故障分析
变频器的控制电路及几种常见故障分析
1、引言
随着变频器在工业生产中日益广泛的应用，了解变频器的结构，主要器件的电气特性和一些常用参数的作用及其常见故障对于实际工作越来越重要。
2、变频器控制电路
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网络，称为控制回路，控制电路由频率，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进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路等组成。无速度检测电路为开环控；在控制电路增加了速度检测电路，即增加速度指令，可以对异步电动机的速度进行更精确的闭环控制。
（1）运算电路将外部的速度，转矩等指令同检测电路的电流，电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。
（2）电压、电流检测电路为与主回路电位隔离检测电压，电流等。
（3）驱动电路为驱动主电路器件的电路，它与控制电路隔离，控制主电路器件的导通与关断。
（4）I/O电路使变频更好地人机交互，其具有多信号（比如运行多段速度运行等）的输入，还有各种内部参数（比如电流，频率，保护动作驱动等）的输入。
（5）速度检测电路将装在异步电动机轴上的速度检测器（TG、PLG等）的信号设为速度信号，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。
（6）保护电路检测主电路的电压、电流等。当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压，电流值。
逆变器控制电路中的保护电路，可分为逆变器保护和异步电动机保护两种，保护功能如下： （1）逆变器保护
①瞬时过电流保护，用于逆变电流负载侧短路等，流过逆变电器回件的电流达到异常值（超过容许值）时，瞬时停止逆变器运转，切断电流，变流器的输出电流达到异常值，也得同样停止逆变器运转。
②过载保护，逆变器输出电流超过额定值，且持续流通超过规定时间，为防止逆变器器件、电线等损坏，要停止运转，恰当的保护需要反时限特性，采用热继电器或电子热保护，过载是由于负载的GD2（惯性）过大或因负载过大使电动机堵转而产生。
变频器调速应用中的电磁干扰与实用抗干扰技术
《电气开关￣（２００７．Ｎｏ．１） ５９
文章编号：１００４－－２８９Ｘ（２００７）０１一ｏ０５９—０３
变频器调速应用中的电磁干扰与实用抗干扰技术
杨斌文张建
（湖南文理学院，常德２１５１０４）
摘 要：针对实际工作中遇到的变频器的电磁干扰问题，分析了电磁干扰的类型、途径及范围，全面论述了变频器
实用中的抗干扰技术，这些技术在实际应用中收到了良好的效果。 关键词：变频器；电磁干扰；抗干扰技术
中图分类号：ＴＮ７７ 文献标识码：Ｂ
． Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ａｎｔｉ－－ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｉｎ ｔｈｅ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｓｐｅｅｄ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ
ＹＡＮＧ Ｂ圣，ｌ— ｅｎ ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｎ
（Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｒｔ ａｎｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈａｎｇｄｅ ４５０００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｗｏｒｋ，ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ
ｔｙｐｅ，ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｗａｙ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｔｆｅｒｅｎｃｅ ｒａｎｇｅ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ａｎｔｉ－－ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ．ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｇｅｔｓ ｇｏｏｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｕｓｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ａｎｔｅｒ－－ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
１引言
变频调速在许多领域内得到了广泛应用，但由于
其本身的原理与结构，决定了变频器会对其他设备产
变频器谐波干扰485通讯现象
变频器谐波干扰485通讯现象
引言：
随着电力系统的不断发展，变频器在工业控制系统中起着越来越重要的作用。通过控制交流电机的转速，变频器可以大大提高系统的效率和精度。然而，随之而来的问题是变频器发出的谐波信号对485通讯线路造成了干扰，导致通讯信号的失真和不稳定。本文将对变频器谐波干扰485通讯现象进行深入探讨，并提出相应的解决方案。
一、变频器谐波干扰对485通讯的影响
1.信号失真
变频器发出的谐波信号会在485通讯线路中产生干扰，导致通讯信号的波形失真。这种失真会使得接收端难以正确解析发送端发出的数据，从而影响整个通讯系统的稳定性和可靠性。
2.通讯中断 谐波干扰会导致485通讯线路的信号严重受损，甚至在严重情况下造成通讯中断。一旦通讯中断发生，工业控制系统将无法正常工作，严重影响生产效率和质量。
3.通讯距离受限
变频器谐波干扰会缩短485通讯线路的传输距离，限制了通讯系统的覆盖范围。这对于大型工业生产线或设备间的远距离通讯将会带来严重的问题。
二、变频器谐波干扰的原因
1.变频器本身的设计问题
部分变频器在设计上未考虑到谐波干扰对通讯线路的影响，没有采取有效的措施来减少谐波干扰的产生。这导致了变频器在运行时产生大量的谐波信号，严重干扰了通讯线路。
2.通讯线路的抗干扰能力不足
部分485通讯线路的抗干扰能力比较弱，无法有效抵御变频器发出的谐波信号，导致谐波干扰对通讯线路的影响更加明显。
三、解决方案 1.优化变频器设计
变频器制造商在设计变频器时应考虑到谐波干扰对通讯线路的影响，采取有效的措施来减少谐波信号的产生。比如在变频器输出端安装滤波器，通过滤除谐波信号来减少对通讯线路的干扰。
2.加强通讯线路的抗干扰能力
对485通讯线路进行改造，提高其抗干扰能力。比如采用屏蔽线缆、安装干扰滤波器等措施，可以有效减少变频器谐波干扰对通讯线路的影响。
3.间隔设置
在工业控制系统中，可以通过合理设置变频器和通讯设备之间的间隔距离，将变频器谐波干扰对通讯线路的影响降到最低。
什么叫变频器
什么叫变频器?变频器基本工作原理
一.什么叫变频器?
变频器又称为变流器（Inverter），它是将电压值固定的直流电，转换为频率及电压有效值可变的装置，在工业上被广泛使用，如不断电系统、感应电动机与交流伺服电动机的调速驱动等。变频器之功能为将直流输入电压转换为所需之大小与频率之交流输出电压。若其直流输入电压为定值，则称为电压源型变频器(Voltage Source Inverter, VSI)；若直流输入电流维持定值，则称为电流源型变频器(Current Source Inverter, CSI)。
二.变频器基本原理
变频器它的输出电力控制方法有PAM方式与PWM方式两种。
PAM(Pulse Amplitude Modulation)，由电源电压变换振幅而进行控制输出功率的方式，所以在变频器部位，只有控制频率，变流器控制输出电压。在闸流体变频器场合，因转流时间为100～数百μs，闸流体高频切换很难，其次是因为PWM控制困难，在该变频器部位的控制频率采用PAM方式，如图 1.1所示依PAM电压调整时之输出电压波形，电压高和电压低的情形。
图 1.1 PAM电压调整
脉波宽度调变(Pulse-width Modulation, PWM)，在输出波形中作成多次之切割，经由改变电压脉波宽度而达成输出电压之改变，如图1.2所示。依PWM变频器的电压调整原理，图(A)为三角载波与正弦波型的信号波。图(B)和图(C)为所对应之波宽调变波形及输出信号波之振幅。振幅相同、脉波宽度不同、可获得调整变化之正弦波的输出波形。
图 1.2 PWM电压调整
图1.3为三相变频器主电路之基本结构，其中前级由三相全波整流器组成，三相电源由L1
L2 L3输入，其直流输出电压经过电感L及电容C之滤波后，可获得几近无涟波之直流电压VDC。变频器之后级由六个电力电子组件组成，其输出端为U V W，此六个组件的导通与关闭时间可利用正弦式脉波宽度调变(Sinusoidal Pulse-width Modulation, SPWM)技术加以控制，SPWM是由一正弦波参考信号与较高频三角形载波相比较而产生，同图1.2所示，参考信号之频率决定变频器输出电压频率，而参考信号之峰值则控制了输出电压之有效值。而每半周期之脉波数目P则依据载波频率而定。SPWM方式可消除输出电压中所有低于或等于2P-1阶之谐波。
变频器和PLC在传送带多种速度控制中的应用
变频器和PLC在传送带多种速度控制中的应用
一、本文概述
随着工业自动化程度的不断提升，传送带作为物料运输的核心设备，其运行效率与稳定性对于生产线的顺畅运作至关重要。在传送带的运行过程中，速度控制是关键因素之一，它直接影响到生产线的生产效率和产品质量。近年来，随着变频器与PLC（可编程逻辑控制器）技术的快速发展和应用，它们在传送带速度控制中发挥着越来越重要的作用。本文旨在探讨变频器和PLC在传送带多种速度控制中的应用，分析它们的工作原理、优势以及在实际生产中的应用案例，以期为相关领域的工程技术人员提供有益的参考和启示。
二、变频器的基本原理与功能
变频器是一种能够调整电机运行频率的设备，它通过改变电源的频率和电压，实现对电机转速的精确控制。变频器主要由整流器、滤波器和逆变器三部分组成。整流器将输入的交流电转换为直流电，滤波器则用于平滑直流电压，消除谐波干扰，而逆变器则将直流电转换回交流电，其频率和电压可以根据需要进行调整。
变频器的基本工作原理是通过改变逆变器的开关模式，从而改变输出交流电的频率和电压。当变频器接收到来自PLC或其他控制器的指令时，它会根据指令调整输出电压和频率，进而改变电机的转速。通过这种方式，变频器能够实现电机的平滑调速，提高设备的运行效率和稳定性。
除了基本的调速功能外，变频器还具有多种保护功能，如过流保护、过压保护、欠压保护、过热保护等。这些保护功能可以确保电机在出现异常情况时能够及时停机，避免设备损坏或事故发生。变频器还可以通过与PLC等设备的通讯，实现远程监控和控制，提高设备的自动化程度和运行效率。
在传送带速度控制中，变频器发挥着至关重要的作用。通过精确控制电机的转速，变频器可以实现传送带的平稳运行和多种速度切换。变频器还可以与PLC等设备配合，实现对传送带速度的自动调整和监控，提高生产线的自动化程度和运行效率。
三、（可编程逻辑控制器）的基本原理与功能
可编程逻辑控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程的存储器，用于在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
变频器计算
变频器计算
一、变频器的合理选用
变频器的选用,应按照被控对象的类型、调速范围、静态速度精度、启动转矩等来考虑,使之在满足工艺和生产要求的同时,既好用,又经济。
1. 变频器及被控制的电机
(1)电机的极数。一般电机极数以不多于4 极为宜,否则变频器容量就要适当加大。
(2)转矩特性、临界转矩、加速转矩。在同等电机功率情况下,相对于高过载转矩模式,变频器规格可以降格选取。
(3)电磁兼容性。为减少主电源干扰,在中间电路或变频器输入电路中增加电抗器,或安装前置隔离变压器。一般当电机与变频器距离超过50m时,应在它们中间串入电抗器、滤波器或采用屏蔽防护电缆。
表1 列出不同类型变频器的主要性能、应用场合。
2. 变频器箱体结构的选用
变频器的箱体结构要与条件相适应,必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素。有下列几种常见结构:
(1) 敞开型IP00型。本身无机箱,可装在电控箱内或电气室内的屏、盘、架上,尤其适于多台变频器集中使用时选用,但环境条件要求较高。
(2)封闭型IP20 型。适于一般用途,可有少量粉尘或少许温度、湿度的场合。
(3)密封型IP45 型。适于工业现场条件较差的环境。
(4)密闭型IP65 型。适于环境条件差,有水、灰尘及一定腐蚀性气体的场合。
3. 变频器功率的选用
变频器负载率β与效率η的关系曲线见图1。由图1 可见:当β= 50%时,η= 94%;当β= 100%时,η= 96%。虽然β增一倍,η变化仅2%,但对中大功率(几百千瓦至几千千瓦) 电动机而言亦是可观的。系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积。从效率角度出发,在选用变频器功率时,要注意以下几点。
(1)变频器功率与电动机功率相当时为最合适,以利于变频器在高效率状态下运转。
(2)在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时,则变频器的功率要尽可能接近电动机
的功率,并且应略大于电动机的功率。
变频器常见故障分析和预防措施
变频器常见故障分析和预防措施
一、变频器的主要故障原因及预防措施
由于使用方法不正确或设置环境不合理，将容易造成变频器误动作及发生故障，或者无法满足预期的运行效果。为防患于未然，事先对故障原因进行认真分析显得尤为重要。
1、外部的电磁感应干扰
如果变频器四周存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。提升变频器自身的抗干扰能力固然重要，但由于受装置成本限制，在外部采用噪声抑制措施，消除干扰源显得更合理、更必要。以下几项措施是对噪声干扰执行“三不〞原则的具体方法：变频器四周所有继电器、接触器的控制线圈上需加装防止冲击电压的汲取装置，如RC汲取器；尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主线路分开；指定采纳屏蔽线回路，须按规定进行，假设线路较长，应采纳合理的中继方式；变频器接地端子应按规定进行，不能同电焊、动力接地混用；变频器输入端安装噪声滤波器，避免由电源进线引入干扰。
2、安装环境
变频器属于电子器件装置，在其规格书中有具体安装使用环境的要求。在特别状况下，假设确实无法满足这些要求，必须尽量采纳相应抑制措施：振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，关于振动冲击较大的场合，应采纳橡胶等避振措施；潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路，作为防范措施，应对控制板进行防腐防尘处理，并采纳封闭式结构；温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，特别是半导体器件，应依据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。
除上述3点外，定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。关于特别的高寒场合，为防止微处理器因温度过低不能正常工作，应采用设置空间加热器等必要措施。
3、电源异常
电源异常表现为各种形式，但大致分以下3种，即缺相、低电压、停电，有时也出现它们的混和形式。这些异常现象的主要原因多半是输电线路因风、雪、雷击造成的，有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。而雷击因地域和季节有很大差异。除电压波动外，有些电网或自行发电单位，也会出现频率波动，并且这些现象有时在短时间内重复出现，为保证设备的正常运行，对变频器供电电源也提出相应要求。
西威变频器使用说明
ARTDrive L
转矩矢量电梯专用变频器
使用手册 ,.
SIEI 操作手册
安全须知
注意！
根据EEC标准，只有在检查确认机器是那些符合89/392/EEC条款的设备制造的后，Avy及其附件才可以使用。
警告-电气击伤和烧伤危险
当时用某些仪器比如示波器去测量带电设备时，示波器的外壳必须接地，而且应使用差分放大输入。在选择探头，调试示波器时应格外小心这样才能安全读数。为进行正确操作及调试，仔细阅读仪器生产厂家的操作手册。
警告-火灾和爆炸危险
火灾和爆炸通常是由把传动装置放置在危险的地方，比如充满易燃易爆气体或粉尘的地方。传动装置应放置在远离危险的地方，即便使用那些可以在以上地点使用的电机。
警告-扭伤
不正确的抬举方式可能造成严重的人身伤害。只有经过培训的专业人员使用适当的装置进行以上操作才是可取的。
注意！
传动装置的接地和电机的接地必须遵守标准。
警告
在装置上电前把盖板放回原处。否则可能导致死亡或严重伤害。
警告
变频调速传动装置是用于工业现场安装的电气设备。在使用过程中装置的部分是带电的。因此，电气安装和设备的开盖操作应由合格的专业人员进行。电机和传动装置的不正确安装将导致人身和设备的损坏。传动装置本身未带电机超速保护。必须严格遵守手册中的指示和当地及国家的有关适用规定。
小心
且勿连接到超过技术指标允许的电压波动范围的供电电源上。如果过高的电压加在传动装置上将有可能损坏内部器件。
小心
没有接地导线的条件下切勿操作传动装置。电机外壳的接地应使用一根区别于其他接地柱的接地柱，这样可以避免噪声耦合。接地连线的截面积应符合NEC标准或CEC标准。连接可以采用,.
UL列出的或CSA认可的闭环端子连接，这样可使用相应的序列规格。施工时应使用生产厂家认可的压弯工具。