变频器维修的一些基本知识.docx

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1、变频器维修的一些基本知识交流变频调速技术是现代电力传动技术重要开展方向， 随着电力电子技术，微电子技术和现代控制理论在交流调速 系统中的应用，变频交流调速已逐渐取代了过去的滑差调速, 变极调速，直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于工业 生产和日常生活的许多领域。但由于受到使用环境，使用年 限以及人为操作上的一些因素，变频器的使用寿命大为降低, 同时在使用中也出现了各种各样的故障。1 .变频器的静态测试结果来判断故障首先可以对变频器做一个静态的测试，一般通用型变频 器大致包括以下几个局部整流电路；（2）直流中间电 路；（3）逆变电路；（4）控制电路。静态测试主要是对整流电路，直流中间电路和逆变

2、电路 局部的大功率晶体管（功率模块）的一个测试，工具主要是万 用表。整流电路主要是对整流二极管的一个正反向的测试 来判断它的好坏，当然我们还可以用耐压表来测试。直流中 间回路主要是对滤波电容的容量及耐压的测量，我们也可以 观察电容上的平安阀是否爆开，有否漏液现象等来判断它的 好坏.功率模块的好坏判断主要是对功率模块内的续流二极 管的判断。对于IGBT模块我们还需判断在有触发电压的情 况下能否导通和关断。2 .通过变频器的显示来判断故障点的所在（1） 0C.过电流故障这可能是变频器里面最常见的故障关或标度盘开展选择。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降低电压，那么

3、由于交流阻抗 变小而直流电阻不变，将造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,要使输出电压提高一些，以 便获得一定地起动转矩，这种补偿称增强起动。可以采用各 种方法实现,有自动开展的方法、选择V/f模式或调整电位 器等方法9、在说明书上写着变速范围606Hz,即10，那么在 6Hz以下就没有输出功率吗？在6Hz以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩 的大小等条件，最低使用频率取6Hz左右，此时电动机可输 出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频 率（起动频率）根据机种为0. 53Hz.10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一 定，是否可以？通常

4、情况下时不可以的。在60Hz以上（也有50Hz以上 的模式）电压不变，大体为恒功率特性，在高速下要求一样 转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择H、所谓开环是什么意思？给所使用的电机装置设速度检出器（PG）,将实际转速反 应给控制装置开展控制的，称为“闭环”，不用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 选件可开展PG反响。12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办？开环时，变频器即使输出给定频率，电机在带负载运行 时，电机的转速在额定转差率的范围内（1%5%）变动。对于 要求调速精度比拟高，即使负载变动也要求在近于给定速度 下运转的场合，可采用具有PG反响功能的变频器（选

5、用件）。13、如果用带有PG的电机，开展反响后速度精度能提 高吗？具有PG反响功能的变频器，精度有提高。但速度精度 的植取决于P G本身的精度和变频器输出频率的分辨率。14、失速防止功能是什么意思？如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远 超过转速（电角频率）的变化，变频器将因流过过电流而跳闸, 运转结束，这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转， 就要检出电流的大小开展频率控制。当加速电流过大时适当 放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功 能。15.变频器的散热1）.如果要正确的使用变频器，必须认真地考虑散热 的问题.变频器的故障率随温度升高而成指数的上升，使用寿命 随

6、温度升高而成指数的下降。环境温度升高10度，变频器 平均使用寿命减半。在变频器工作时，流过变频器的电流是 很大的，变频器产生的热量也是非常大的，不能忽略其发热 所产生的影响通常，变频器安装在控制柜中。我们要了解一台变频器的发热量大概是多少.可以用以下公式估算:发热量的近似值=变频器容量(KW) X55 W在这里，如果变频器容量是以恒转矩负载为准的(过 流能力150% * 60s)如果变频器带有直流电抗器或交流电抗 器，并且也在柜子里面，这时发热量会更大一些。电抗器 安装在变频器侧面或测上方比拟好。这时可以用估算：变频 器容量(KW) X60 W因为各变频器厂家的硬件都差不多, 所以上式可以针对

7、各品牌的产品.注意：如果有制动电阻 的话，因为制动电阻的散热量很大，因此最好安装位置最好 和变频器隔离开，如装在柜子上面或旁边等。2 .)怎样降低控制柜内的发热量？当变频器安装在控制机柜中时，要考虑变频器发热值的 问题。根据机柜内产生热量值的增加，要适当地增加机柜的 尺寸。因此，要使控制机柜的尺寸尽量减小，就必须要使机 柜中产生的热量值尽可能地减少。如果在变频器安装时，把 变频器的散热器局部放到控制机柜的外面，将会使变频器有 70%的发热量释放到控制机柜的外面。由于大容量变频器有 很大的发热量，所以对大容量变频器更加有效。还可以用隔 离板把本体和散热器隔开，使散热器的散热不影响到变频 器本体。

8、这样效果也很好。注意：变频器散热设计中都是以垂直安装为根底的，横 着放散热会变差的！3 .)关于冷却风扇一般功率稍微大一点的变频器，都 带有冷却风扇。同时，也建议在控制柜上出风口安装冷却风 扇。进风口要加滤网以防止灰尘进入控制柜。注意控制柜和变频器上的风扇都是要的，不能谁替代谁。4 .）其他关于散热的问题lo在海拔高于1000m的地方，因为空气密度降低，因 此应加大柜子的冷却风量以改善冷却效果。理论上变频器也 应考虑降容，每1000m降低5%。但由于实际上因为设计上变 频器的负载能力和散热能力一般比实际使用的要大，所以也 要看具体应用。比方说在1500m的地方，但是周期性负载， 如电梯，就不必

9、要降容。2o开关频率：变频器的发热主要来自于IGBT, IGBT 的发热有集中在开和关的瞬间。因此开关频率高时自然变频 器的发热量就变大了。有的厂家宣称降低开关频率可以扩 容，就是这个道理。16 .关于漏电流的问答Q：有那些漏电流的形式？ A：有 2种：电机电缆对地漏电流和电缆Q：为什么会有漏电流的 问题？ A：不使用变频器时，漏电流一般较小。使用变频器 时，因为逆变器的功率模块高速开关，输出电流中有高次谐 波的存在。有因为电缆对地、电缆之间存在电感，因此产生 了较大的漏电流（可达不用变频器时的10倍）。Q：漏电流 和开关频率有和关系？ A：开关频率越小，漏电流越小。Q： 漏电流和电机功率的关

10、系？ A：功率越大，漏电流越大。Q： 漏电流和接地的关系？ A：无直接关系。但接地不好会增加 触电的可能性。Q：漏电流对策有那些？ A：降低开关频率, 是电缆之间，电缆和地的距离增加，增加开关的漏电流设定 水平等。Q：对变频器的漏电流水平可有什么规定？ A：现在 还没有。17 .目前，变频交流调速已遍布冶金、电力、等各个领 域。变频器是利用交流电动机的同步转速随电机电压频率变 化而变化的特性而实现电动机调速运行的装置，其中，有几 个参数的设定非常重要，将直接影响变频器的合理使用。几个重要参数的设定1 .V/f类型的选择V/f类型的选择包括最高频率、基 本频率和转矩类型等。最高频率是变频器-电动

11、机系统可以运行的最高频率。 由于变频器自身的最高频率可能较高，当电动机容许的最高 频率低于变频器的最高频率时，应按电动机及其负载的要求 开展设定。基本频率是变频器对电动机开展恒功率控制和恒 转矩控制的分界限，应按电动机的额定电定电压设定。转矩 类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变 频器使用说明书中的V/f类型图和负载的特点，选择其中的 一种类型。我们根据电机的实际情况和实际要求，最高频率 设定为83. 4Hz,基本频率设定为工频50Hz。负载类型：50Hz 以下为恒转矩负载,5083. 4Hz为恒功率负载。2 .如何调整启动转矩调整启动转矩是为了改善变频器启动时的低速性能，使

12、电机输出的转矩能满足生产启动的要求。在异步电机变频 调速系统中，转矩的控制较复杂.在低频段，由于电阻、漏电 抗的影响不容忽略，假设仍保持V/f为常数，那么磁通将减小, 进而减小了电机的输出转矩。为此，在低频段要对电压开展 适当补偿以提升转矩。可是，漏阻抗的影响不仅与频率有关, 还和电机电流的大小有关，准确补偿是很困难的。近年来国 外开发了一些能自行补偿的变频器，但所需计算量大，硬件、 软件都较复杂，因此一般变频器均由用户开展人工设定补偿。 针对我们所使用的变频器，转矩提升量设定为1%5%之间比 较合适。3 .如何设定加、减速时间 电机的运行方程式：式中：Tt为电磁转矩；T1为负载转矩 电机加速

13、度dw/dt 取决于加速转矩(Tt,Tl),而变频器在启、制动过程中的频 率变化率那么由用户设定。假设电机转动惯量J、电机负载变化 按预先设定的频率变化率升速或减速时，有可能出现加速转 矩不够，从而造成电机失速，即电机转速与变频器输出频率 不协调，从而造成过电流或过电压。因此，需要根据电机转 动惯量和负载合理设定加、减速时间，使变频器的频率变化 率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方 法是按经验选定加、减速时间设定。假设在启动过程中出现过 流，那么可适当延长加速时间；假设在制动过程中出现过流，那么 适当延长减速时间；另一方面，力口、减速时间不宜设定太长， 时间太长将影响生产效率，

14、特别是频繁启、制动时。我们将 加速时间设定为15s,减速时间设定为5so4 .频率跨跳V/f控制的变频器驱动异步电机时，在某 些频率段。电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行， 甚至在加速过程中出现过电流保护使得电机不能正常启动， 在电机轻载或转动量较小时更为严重。因此变通变频器均备 有频率跨跳功能，用户可以根据系统出现振荡的频率点，在 V/f曲线上设置跨跳点及跨跳点宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统正常运行。5过负载率设置 该设置用于变频器和电动机过负载保 护。当变频器的输出电流大于过负载率设置值和电动机额 定电流确定的0L设定值时，变频器那么以反时限特性开展过 负载

15、保护（0L）,过负载保护动作时变频器结束输出。2.6电 机参数的输入 变频器的参数输入工程中有一些是电机基本 参数的输入，如电机的功率、额定电压、额定电流、额定转 速、极数等。这些参数的输入非常重要，将直接影响变频器 中一些保护功能的正常发挥，一定要根据电机的实际参数正 确输入，以确保变频器的正常使用。四.变频器在调试与使用过程中经常遇到的问题1.）其中过电压现象最为常见。过电压产生后，变频器 为了防止内部电路损坏，其过电压保护功能将动作，使变频 器结束运行，导致设备无法正常工作。因此必须采取措施消 除过电压，防止故障的发生。由于变频器与电机的应用场合 不同，产生过电压的原因也不一样，所以应根

16、据具体情况采 取相应的对策。2、）过电压的产生与再生制动所谓变频器的过电压，是 指由于种种原因造成的变频器电压超过额定电压，集中表现 在变频器直流母线的直流电压上。正常工作时，变频器直流 部电压为三相全波整流后的平均值。假设以380V线电压计算，那么平均直流电压Ud=1.35U线=513VO在过电压发生时，直流母线上的储能电容将被充电， 当电压上升至700V左右时，（因机型而异）变频器过电压保 护动作。造成过电压的原因主要有两种：电源过电压和再生 过电压。电源过电压是指因电源电压过高而使直流母线电压超 过额定值。而现在大局部变频器的输入电压最高可达460V, 因此，电源引起的过电压极为少见。本

17、文主要讨论的问题是 再生过电压。产生再生过电压主要有以下原因：当大GD2（飞 轮力矩）负载减速时变频器减速时间设定过短；电机受外力 影响（风机、牵伸机）或位能负载（电梯、起重机）下放。 由于这些原因，使电机实际转速高于变频器的指令转速，也 就是说，电机转子转速超过了同步转速，这时电机的转差率 为负，转子绕组切割旋转磁场的方向与电动机状态时相反, 其产生的电磁转矩为阻碍旋转方向的制动转矩。所以电动机 实际上处于发电状态，负载的动能被“再生”成为电能。再 生能量经逆变部续流二极管对变频器直流储能电容器充电, 使直流母线电压上升，这就是再生过电压。因再生过电压的 过程中产生的转矩与原转矩相反，为制动

18、转矩，因此再生过 电压的过程也就是再生制动的过程。换句话说，消除了再生 能量，也就提高了制动转矩。如果再生能量不大，因变频器 与电机本身具有20%的再生制动能力，这局部电能将被变频 器及电机消耗掉。假设这局部能量超过了变频器与电机的消耗 能力，直流回路的电容将被过充申，变频器的过电压保护功 能动作，使运行结束。为防止这种情况的发生，必须将这部 分能量及时的处理掉，同时也提高了制动转矩，这就是再生 制动的目的。3、）过电压的防止措施：由于过电压产生的原因不同， 因而采取的对策也不一样。对于在停车过程中产生的过电压 现象，如果对停车时间或位置无特殊要求，那么可以采用延 长变频器减速时间或自由停车的

19、方法来解决。所谓自由停车 即变频器将主开关器件断开，让电机自由滑行结束。如果对 停车时间或停车位置有一定的要求，那么可以采用直流制动 （DC制动）功能。直流制动功能是将电机减速到一定频率后, 在电机定子绕组中通入直流电，形成一个静止的磁场。电机 转子绕组切割这个磁场而产生一个制动转矩，使负载的动能 变成电能以热量的形式消耗于电机转子回路中，因此这种制 动又称作能耗制动。在直流制动的过程中实际上包含了再生 制动与能耗制动两个过程。这种制动方法效率仅为再生制动 的30-60%,制动转矩较小。由于将能量消耗于电机中会使 电机过热，所以制动时间不宜过长。而且直流制动开始频率, 制动时间及制动电压的大小

20、均为人工设定，不能根据再生电 压的高低自动调节，因而直流制动不能用于正常运行中产生 的过电压，只能用于停车时的制动。对于减速（从高速转为 低速，但不停车）时因负载的GD2 （飞轮转矩）过大而产生 的过电压，可以采取适当延长减速时间的方法来解决。其实 这种方法也是利用再生制动原理，延长减速时间只是控制负 载的再生电压对变频器的充电速度，使变频器本身的20%的 再生制动能力得到合理利用而已。至于那些由于外力的作用 （包括位能下放）而使电机处于再生状态的负载，因其正常 运行于制动状态，再生能量过高无法由变频器本身消耗掉, 因此不可能采用直流制动或延长减速时间的方法。再生制动 与直流制动相比，具有较高

21、的制动转矩，而且制动转矩的大小可以跟据负载所需的制动力矩（即再生能量的高低）由变 频器的制动单元自动控制。因此再生制动最适用于在正常工 作过程中为负载提供制动转矩。4、）再生制动的方法：1 .能量消耗型：这种方法是在变频器直流回路中并联 一个制动电阻，通过检测直流母线电压来控制一个功率管的 通断。在直流母线电压上升至700V左右时，功率管导通， 将再生能量通入电阻，以热能的形式消耗掉，从而防止直流 电压的上升。由于再生能量没能得到利用，因此属于能量消 耗型。同为能量消耗型，它与直流制动的不同点是将能量消 耗于电机之外的制动电阻上，电机不会过热，因而可以较频 繁的工作。2 .并联直流母线吸收型：

22、适用于多电机传动系统（如 牵伸机），在这个系统中，每台电机均需一台变频器，多台 变频器共用一个网侧变流器，所有的逆变部并接在一条共用 直流母线上。这种系统中往往有一台或数台电机正常工作于 制动状态，处于制动状态的电机被其它电动机拖动，产生再 生能量，这些能量再通过并联直流母线被处于电动状态的电 机所吸收。在不能完全吸收的情况下，那么通过共用的制动电 阻消耗掉。这里的再生能量局部被吸收利用，但没有回馈到 电网中。3 .能量回馈型：能量回馈型的变频器网侧变流器是可 逆的，当有再生能量产生时，可逆变流器将再生能量回馈给 电网，使再生能量得到完全利用。但这种方法对电源的稳定 性要求较高，一旦突然停电，

23、将发生逆变颠覆。To首先要排除由于参数问题而导致的故障。例如电流限制, 加速时间过短都有可能导致过电流的产生。然后我们就必须 判断是否电流检测电路出问题了。以FVR075G7S-4EX为例: 我们有时会看到FVRO75G7S-4EX在不接电机运行的时候面板 也会有电流显示。电流来自于哪里呢？这时就要测试一下它 的3个霍尔传感器，为确定那一相传感器损坏，我们可以每 拆一相传感器的时候开一次机，看是否会有过流显示，经过 这样试验后基本能排除0C故障。(2) 0V.过电压故障首先要排除由于参数问题而导致的 故障。例如减速时间过短，以及由于再生负载而导致的过压 等，然后我们可以看一下输入侧电压是否有问

24、题，最后我们 可以看一下电压检测电路是否出现了故障，一般的电压检测 电路的电压采样点，都是中间直流回路的电压。我们以三肯 SVF303为例，它由直流回路取样后(530V左右的直流)通过 阻值较大电阻降压后再由光耦开展隔离，当电压超过一定值 时，显示“5”过压(此机器为数码管显示)我们可以看一下 电阻是否氧化变值，光耦是否有短路现象等。(3) UV.欠电压我们首先可以看一下输入侧电压是否有 问题，然后看一下电压检测电路，故障判断和过压一样。(4) FU.快速熔断器故障在现行推出的变频器大多推出 了快熔故障检测功能。(特别是大功率变频器)以LG030IH-4 变频器为例。它主要是对快熔前面后面的电

25、压开展采样检测 当快熔损坏以后必然会出现快熔一端电压没有，此时隔离光 耦动作，出现FU报警。更换快熔就因该能解决问题。特别 应该注意的是在更换快熔前必须判断主回路是否有问题。五.应用中需要注意的几个问题随着通用变频器市场的日益繁荣，变频器及其附属设备 的安装、调试、日常维护及维修工作量剧增，针对造成以上 问题的原因，从应用环境、电磁干扰与抗干扰、电网质量、 电机绝缘等方面开展分析。1.工作环境问题在变频器实际应用中，由于国内客户除 少数有专用机房外，大多为了降低本钱，将变频器直接安装 于工业现场。工作现场一般是灰尘大、温度高，在南方还有 湿度大的问题。对于线缆行业还有金属粉尘，在陶瓷、印染 等

26、行业还有腐蚀性气体和粉尘，在煤矿等场合，还有防爆的 要求等等。因此必须根据现场情况做出相应的对策。2变频器的安装设计基本要求（1）变频器应该安装在控制柜内部。（2）变频器最好安 装在控制柜内的中部；变频器要垂直安装，正上方和正下方 要防止安装可能阻挡排风、进风的大元件。（3）变频器上、 下部边缘距离控制柜顶部、底部、或者隔板、或者必须安装 的大元件等的最小间距，应该大于300mmo柜内安装变频器 的基本要求（4）如果特殊用户在使用中需要取掉键盘，那么变 频器面板的键盘孔，一定要用胶带严格密封或者采用假面板 替换，防止粉尘大量进入变频器内部。（5）对变频器要开展 定期维护，及时清理内部的粉尘等。

27、（6）其它的基本安装、 使用要求必须遵守用户手册上的有关说明；如有疑问请及时 联系相应厂家技术支持人员。3.防尘控制柜的设计要求在多粉尘场所，特别是多金属粉尘、絮状物的场所使用 变频器时，采取正确、合理的防护措施是十分必要的，防尘 措施得当对保证变频器正常工作非常重要。总体要求控制柜 整体应该密封，应该通过专门设计的进风口、出风口开展通 风；控制柜顶部应该有防护网和防护顶盖出风口 ；控制柜底 部应该有底板和进风口、进线孔，并且安装防尘网。(1)控制柜的风道要设计合理，排风通畅，防止在柜内 形成涡流，在固定的位置形成灰尘堆积。(2)控制柜顶部出风口上面要安装防护顶盖，防止杂物 直接落入；防护顶盖

28、高度要合理，不影响排风。防护顶盖的 侧面出风口要安装防护网，防止絮状杂物直接落入。(3)如果采用控制柜顶部侧面排风方式，出风口必须安 装防护网。(4) 一定要确保控制柜顶部的轴流风机旋转方向正确, 向外抽风。如果风机安装在控制柜顶部的外部，必须确保防 护顶盖与风机之间有足够的高度；如果风机安装在控制柜顶 部的内部，安装所需螺钉必须采用止逆弹件，防止风机脱落 造成柜内元件和设备的损坏。建议在风机和柜体之间加装塑 料或者橡胶减振垫圈，可以大大减小风机震动造成的噪音。(5)控制柜的前、后门和其他接缝处，要采用密封垫片 或者密封胶开展一定的密封处理，防止粉尘进入。(6)控制柜底部、侧板的所有进风口、进

29、线孔，一定要 安装防尘网。阻隔絮状杂物进入。防尘网应该设计为可拆卸 式，以方便清理、维护。防尘网的网格要小，能够有效阻挡 细小絮状物(与一般家用防蚊蝇纱窗的网格相仿)；或者根据具体情况确定合适的网格尺寸。防尘网四周与控制柜的结合 处要处理严密。（7）对控制柜一定要开展定期维护，及时清理内部、外 部的粉尘、絮毛等杂物。维护周期可根据具体情况而定，但 应该小于23个月；对于粉尘严重的场所，建议维护周期在 1个月左右。防尘控制柜的安装要求4.防潮湿霉变的控制柜 的设计要求多数变频器厂家内部的印制板、金属构造件均 未开展防潮湿霉变的特殊处理，如果变频器长期处于这种状 态，金属构造件容易产生锈蚀，对于导

30、电铜排在高温运行情 况下，更加剧了锈蚀的过程。对于微机控制板和驱动电源板 上的细小铜质导线，由于锈蚀将造成损坏，因此，对于应用 于潮湿和和含有腐蚀性气体的场合，必须对于使用变频器的 内部设计有基本要求，例如印刷电路板必须采用三防漆喷涂 处理，对于构造件必须采用镀银辂等处理工艺。4 .除此之外，还需要采取其它积极、有效、合理的防潮 湿、防腐蚀气体的措施。（1）控制柜可以安装在单独的、密 闭的采用空调的机房，此方法适用控制设备较多，建立机房 的本钱低于柜体单独密闭处理的场合，此时控制柜可以采用 如上防尘或者一般环境设计即可。（2）采用独立进风口。单 独的进风口可以设在控制柜的底部，通过独立密闭地沟

31、与外 部干净环境连接，此方法需要在进风口处安装一个防尘网， 如果地沟超过5m以上时，可以考虑加装鼓风机。（3）密闭 控制柜内可以加装吸湿的干燥剂或者吸附毒性气体的活性 材料，并近期更换。5 .干扰问题5.1变频器对微机控制板的干扰在注塑机、 电梯等的控制系统中，多采用微机或者PLC开展控制，在系 统设计或者改造过程中，一定要注意变频器对微机控制板的 干扰问题。由于用户自己设计的微机控制板一般工艺水平差, 不符合EMC国际标准，在采用变频器后，产生的传导和辐射 干扰，往往导致控制系统工作异常，因此需要采取必要措施。(1)良好的接地。电机等强电控制系统的接地线必须通 过接地汇流排可靠接地，微机控制

32、板的屏蔽地，最好单独接 地。对于某些干扰严重的场合，建议将传感器、I/O接口屏 蔽层与控制板的控制地相连3 o(2)给微机控制板输入电源加装EMI滤波器、共模电感、 高频磁环等，本钱低。可以有效抑制传导干扰。另外在辐射 干扰严重的场合，如周围存在GSM,或者小灵通机站时，可 以对微机控制板添加金属网状屏蔽罩开展屏蔽处理。微机控 制板的电源抗干扰措施(3)给变频器输入加装EMI滤波器，可以有效抑制变频 器对电网的传导干扰，加装输入交流和直流电抗器LI、L2, 可以提高功率因数，减小谐波污染，综合效果好。在某些电 机与变频器之间距离超过100m的场合，需要在变频器侧添 加交流输出电抗器L3,解决因

33、为输出导线对地分布参数造成 的漏电流保护和减少对外部的辐射干扰。一个行之有效的方 法就是采用钢管穿线或者屏蔽电缆的方法，并将钢管外壳或 者电缆屏蔽层与大地可靠连接。请注意，在不添加交流输出 电抗器L3时，如果采用钢管穿线或者屏蔽电缆的方法，增 大了输出对地的分布电容，容易出现过流。当然在实际中一 般只采取其中的一种或者几种方法。(4)减小变频器对外部控制设备的干扰措施对模拟传 感器检测输入和模拟控制信号开展电气屏蔽和隔离。在变频 器组成的控制系统设计过程中，建议尽量不要采用模拟控制, 特别是控制距离大于1M,跨控制柜安装的情况下。因为变频 器一般都有多段速设定、开关频率量输入输出，可以满足要

34、求。如果非要用模拟量控制时，建议一定采用屏蔽电缆，并 在传感器侧或者变频器侧实现远端一点接地。如果干扰仍旧 严重，需要实现DC/DC隔离措施。可以采用标准的DC/DC模 块，或者采用V/F转换，光藕隔离再采用频率设定输入的方 法。5.2变频器本身抗干扰问题当变频器的供电系统附近，存在高频冲击负载如电焊机、 电镀电源、电解电源或者采用滑环供电的场合，变频器本身 容易因为干扰而出现保护。应采用如下措施：(1)在变频器输入侧添加电感和电容，构成LC滤波网 络。(2)变频器的电源线直接从变压器侧供电。(3)在条件许可的情况下，可以采用单独的变压器。(4)在采用外部开关量控制端子控制时，连接线路较长 时

35、，建议采用屏蔽电缆。当控制线路与主回路电源均在地沟 中埋设时，除控制线必须采用屏蔽电缆外，主电路线路必须 采用钢管屏蔽穿线，减小彼此干扰，防止变频器的误动作。(5)在采用外部模拟量控制端子控制时，如果连接线路 在1M以内，采用屏蔽电缆连接，并实施变频器侧一点接地 即可；如果线路较长，现场干扰严重的场合，建议在变频器 侧加装DC/DC隔离模块或者采用经过V/F转换，采用频率指 令给定模式开展控制。(6)在采用外部通信控制端子控制时，建议采用屏蔽双 绞线，并将变频器侧的屏蔽层接地(PE),如果干扰非常严重， 建议将屏蔽层接控制电源地(GND)。对于RS232通信方式， 注意控制线路尽量不要超过15

36、m,如果要加长，必须随之降 低通信波特率，在100m左右时，能够正常通信的波特率小 于600bps。对于RS485通信，还必须考虑终端匹配电阻等。 对于采用现场总线的高速控制系统，通信电缆必须采用专用 电缆，并采用多点接地的方式，才能够提高可靠性。6 .电网质量问题在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合， 电压经常出现闪变；在一个车间中，有几百台变频器等容性 整流负载在工作时，电网的谐波非常大，对于电网质量有很 严重的污染，对设备本身也有相当的破坏作用，轻那么不能够 连续正常运行，重那么造成设备输入回路的损坏。可以采取以 下的措施：集中整流的直流共母线供电方式(1)在高频冲击负载如电

37、焊机、电镀电源、电解电源等 场合建议用户增加无功静补装置，提高电网功率因数和质量。(2)在变频器比拟集中的车间，建议采用集中整流，直 流共母线供电方式。建议用户采用12脉冲整流模式。优点 是，谐波小、节能，特别适用于频繁起制动、电动运行与发 电运行同时开展的场合。(3)变频器输入侧加装无源LC滤波器，减小输入谐波, 提高功率因数，本钱较低，可靠性高，效果好。(4)变频器输入侧加装有源PFC装置，效果最好，但成 本较高。7 .电机的漏电、轴电压与轴承电流问题变频器驱动感应电机的电机模型，Csf为定子与机壳之 间的等效电容，Csr为定子与转子之间的等效电容，Crf为 转子与机壳之间的等效电容，Rb

38、为轴承对轴的电阻;Cb和Zb 为轴承油膜的电容和非线性阻抗。高频PWM脉冲输入下，电 机内分布电容的电压耦合作用构成系统共模回路，从而引起 对地漏电流、轴电压与轴承电流问题。变频器驱动感应电机 的电机模型漏电流主要是PWM三相供电电压极其瞬时不平衡 电压与大地之间通过Csf产生。其大小与PWM的dv/dt大小 与开关频率大小有关，其直接结果将导致带有漏电保护装置 动作。另外，对于旧式电机，由于其绝缘材料差，又经过长 期运行老化，有些在经过变频改造后造成绝缘损坏。因此， 建议在改造前，必须开展绝缘的测试。对于新的变频电机的 绝缘，要求要比标准电机高出一个等级。轴承电流主要以三 种方式存在：dv/

39、dt 电流、EDM (Electric Discharge Machining)电流和环路电流。轴电压的大小不仅与电机内各 局部耦合电容参数有关，且与脉冲电压上升时间和幅值有关。 dv/dt电流主要与PWM的上升时间tr有关，tr越小，dv/dt 电流的幅值越大;逆变器载波频率越高，轴承电流中的dv/dt 电流成分越多。EDM电流出现存在一定的偶然性，只有当轴 承润滑油层被击穿或者轴承内部发生接触时，存储在电子转 子对地电容Crf上的电荷(1/2 CrfXUrf)通过轴承等效回路Rb、Cb和Zb对地开展火花式放电，造成轴承光洁度下降， 降低使用寿命，严重地造成直接损坏。损坏程度主要取决于 轴电

40、压和存储在电子转子对地电容Crf的大小。环路电流发 生在电网变压器地线、变频器地线、电机地线及电机负载与 大地地线之间的回路（如水泵类负载）中。环路电流主要造成 传导干扰和地线干扰，对变频器和电机影响不大。防止或者 减小环流的方法就是尽可能减小地线回路的阻抗。由于变频 器接地线（PE变频器）一般与电机接地线（PE电机1）连接在一 个点，因此，必须尽可能加粗电机接地电缆线径，减小两者 之间的电阻，同时变频器与电源之间的地线采用地线铜母排 或者专用接地电缆，保证良好接地。对于潜水深井泵这样的 负载，接地阻抗ZE电机2可能小于ZE变压器与ZE变频器 之和，容易形成地环流，建议断开ZE变频器，抗干扰效

41、果 好。在变频器输出端串由电感、RC组成的正弦波滤波器是抑 制轴电压与轴承电流的有效途径。目前有多家厂家可提供标 准滤波器。六.变频器功能参数变频器功能参数很多，一般都有数十甚至上百个参数供 用户选择。实际应用中，没必要对每一参数都开展设置和调 试，多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际 使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际 开展设定和调试。因各类型变频器功能有差异，而一样功能 参数的名称也不一致，为表达方便，本文以富士变频器基本 参数名称为例。由于基本参数是各类型变频器几乎都有的， 完全可以做到触类旁通。一加减速时间加速时间就是输出频率从0上升到最大 频率所需时间，

42、减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。 通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动 机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时那么 限制下降率以防止过电压。加速时间设定要求：将加速电流 限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器 跳闸；减速时间设定要点是：防止平滑电路电压过大，不使 再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算 出来，但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时 间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后 将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原那么, 重复操作几次，便可确定出最正确加减速时间。二转矩提升又叫转矩补偿，是

43、为补偿因电动机定子绕 组电阻所引起的低速时转矩降低，而把低频率范围f/V增大 的方法。设定为自动时，可使加速时的电压自动提升以补偿 起动转矩，使电动机加速顺利开展。如采用手动补偿时，根 据负载特性，尤其是负载的起动特性，通过试验可选出较佳 曲线。对于变转矩负载，如选择不当会出现低速时的输出电 压过高，而浪费电能的现象，甚至还会出现电动机带负载起 动时电流大，而转速上不去的现象。三电子热过载保护本功能为保护电动机过热而设置，它是变频器内CPU根 据运转电流值和频率计算出电动机的温升，从而开展过热保 护。本功能只适用于“一拖一”场合，而在“一拖多”时, 那么应在各台电动机上加装热继电器。电子热保护

44、设定值（%）二电动机额定电流（A）/变频器额定输出电流（A） X 100%。四频率限制即变频器输出频率的上、下限幅值。频率 限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障，而引起 输出频率的过高或过低，以防损坏设备的一种保护功能。在 应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用，如有 的皮带输送机，由于输送物料不太多，为减少机械和皮带的 磨损，可采用变频器驱动，并将变频器上限频率设定为某一 频率值，这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工 作速度上。五偏置频率有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用 途是当频率由外部模拟信号（电压或电流）开展设定时，可用 此功能调整频率设定信号最低时输出频率的

45、高低，有的变频器当频率设定信号为0%时，偏差值可作用在 0fmax范围内，有的变频器（如明电舍、三垦）还可对偏置 极性开展设定。如在调试中当频率设定信号为0%时，变频器 输出频率不为0Hz,而为xHz,那么此时将偏置频率设定为负 的xHz即可使变频器输出频率为0Hzo六频率设定信号增益此功能仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。它是用 来弥补外部设定信号电压与变频器内电压（+10v）的不一致 问题；同时方便模拟设定信号电压的选择，设定时，当模拟 输入信号为最大时（如10v, 5V或20mA）,求出可输出f/V图 形的频率百分数并以此为参数开展设定即可；如外部设定信 号为05V时，假设变频器输出频

46、率为050Hz,那么将增益信 号设定为200%即可。(5) OH.过热主要引起原因变频器内部散热不好。我们 可以检查散热风扇及通风通道。(6) SC.短路故障我们可以检测一下变频器内部是否有 短路现象。检测一下内部线路，可能不一定有短路现象，此 时我们可以检测一下功率模块有可能出现了故障，在驱动电 路正常的情况下，更换功率模块，应该能修复机器。变频器故障多种多样，第一炼钢车间的维修工接触较晚, 而且对变频器的根底知识知之甚少，我们只能在实践中不断 总结，摸索出一套快速有效处理变频器故障的方法。一 .变频器主要原理基本知识。三相380V电网电压从变频器的LI, L2, L3输入端输入 后，首先要

47、经过变频器的整流桥整流，后经过电容的滤波，输 出一大约530V左右的直流电压(这530V也就是我们常用来 判断变频器整流局部好坏的最常测试点，当然整流桥最初是 要经过断电测试的)然后经过逆变电路，通过控制逆变电路 的通断来输出我们想要的合适频率的电压(变频器能变频最 主要的就是控制逆变电路的关断来控制输出频率)，变频器 故障有无数种，好在现在变频器都趋于智能化，一般的故障 它自己都能检测，并在控制面版上显示出其代码，用户只需 查一下用户手册就能初步判断其故障原因。但有时，变频器 在运行中或启动时或加负载时，突然指示灯不亮，风扇不转， 无输出。这时我们初学者就不知该怎办了。其实很简单的， 我们只

48、要把变频器的电源断了。断电测试一下它的整流局部 与逆变局部，大多情况下就能知其故障所在了。这里有一点 要千万注意，断电后不能马上测量，因变频器里有大电容存七转矩限制可分为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。 它是根据变频器输出电压和电流值，经CPU开展转矩计算， 其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改 善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速 时间小于负载惯量时间时，也能保证电动机按照转矩设定值 自动加速和减速。驱动转矩功能提供了强大的起动转矩，在 稳态运转时，转矩功能将控制电动机转差，而将电动机转矩 限制在最大设定值内，当负载转矩突然增大时，甚至在加速 时间设定过短时，也

49、不会引起变频器跳闸。在加速时间设定 过短时，电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对 起动有利，以设置为80100%较妥。制动转矩设定数值越小， 其制动力越大，适合急加减速的场合，如制动转矩设定数值 设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为0%,可使 加到主电容器的再生总量接近于0,从而使电动机在减速时， 不使用制动电阻也能减速至停转而不会跳闸。但在有的负载 上，如制动转矩设定为0%时，减速时会出现短暂空转现象， 造成变频器反复起动，电流大幅度波动，严重时会使变频器 跳闸，应引起注意。八 加减速模式选择又叫加减速曲线选择。一般变频器 有线性、非线性和S三种曲线，通常大多项选择择线性曲线； 非线性曲线适用于变转矩负载，如风机等；S曲线适用于恒 转矩负载，其加减速变化较为缓慢。设定时可根据负载转矩 特