变频器技术变频器论文集应用.docx
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变频器技术变频器论文集应用
个人谈变频器的分类2
变频器维修经验小谈2
变频器一般故障及解决方法5
变频器使用中应注意的问题7
整流桥和逆变模块好坏的判断方法8
变频器原理与入门9
变频器常见的十大故障现象和故障分析13
变频器频率设定的几种方法15
使用变频器的注意事项19
常用低压变频控制柜的设计21
关于变频器品牌25
电磁信息泄漏的安全隐患25
高压变频器的选型--注意事项26
变频器维修经验27
洗煤厂集中控制系统的电磁兼容28
变频器应用中的电磁兼容技术31
变频空调中基于FSBB20CH60的高性能功率模块设计36
大功率高频软开关逆变焊机43
起重变频调速系统中制动电阻功率的计算47
变频器与电机的匹配51
个人谈变频器的分类
变频器类型
按变换频率方法可分为：
交－－直－－交变频器
交－－交变频器
按主电路工作方法：
电压型变频器
电流型变频器
按变频器调压方法：
PAM变频器
PWM变频器
PAM（PlusAmptitudeModulation）是一种通过改变电压源Ud或电流源Id的幅值
进行输出控制的。
PWM（PluswidthModulation）方式是在变频器输出波形的一个周期产生个脉冲波个脉冲，其等值电压为正弦波，波形较平滑。
按工作原理分：
U/f控制变频器（VVVF控制）
SF控制变频器（转差频率控制）
VC控制变频器（VectoryControl矢量控制）
按国际区域分类:
国产变频器
欧美变频器
日本变频器
韩国变频器台湾变频器香港变频器
按电压等级分类:
高压变频器
中压变频器
低压变频器
时间：
2007-04-25
变频器维修经验小谈
1过流
过流是变频器报警最为频繁的现象。
1.1现象
（1）重新启动时，一升速就跳闸。
这是过电流十分严重的现象。
主要原因有:
负载短路，机械部位有卡住;逆变模块损坏;电动机的转矩过小等现象引起。
（2）上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有:
模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。
（3）重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有:
加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿（V/F）设定较高。
1.2实例
（1）一台LG-IS3-43.7kW变频器一启动就跳“OC”
分析与维修:
打开机盖没有发现任何烧坏的迹象，在线测量IGBT（7MBR25NF-120）基本判断没有问题，为进一步判断问题，把IGBT拆下后测量7个单元的大功率晶体管开通与关闭都很好。
在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别，经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路，更换后三路基本一样。
模块装上上电运行一切良好。
（2）一台BELTRO-VERT2.2kW变频通电就跳“OC”且不能复位。
分析与维修:
首先检查逆变模块没有发现问题。
其次检查驱动电路也没有异常现象，估计问题不在这一块，可能出在过流信号处理这一部位，将其电路传感器拆掉后上电，显示一切正常，故认为传感器已坏，找一新品换上后带负载实验一切正常。
2过压
过电压报警一般是出现在停机的时候，其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。
（1）实例
一台台安N2系列3.7kW变频器在停机时跳“OU”。
分析与维修:
在修这台机器之前，首先要搞清楚“OU”报警的原因何在，这是因为变频器在减速时，电动机转子绕组切割旋转磁场的速度加快，转子的电动势和电流增大，使电机处于发电状态，回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联的二极管流向直流环节，使直流母线电压升高所致，所以我们应该着重检查制动回路，测量放电电阻没有问题，在测量制动管（ET191）时发现已击穿，更换后上电运行，且快速停车都没有问题。
3欠压
欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。
主要是因为主回路电压太低（220V系列低于200V，380V系列低于400V），主要原因:
整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现，其次主回路接触器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能导致欠压.还有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。
3.1举例
（1）一台CT18.5kW变频器上电跳“Uu”。
●分析与维修:
经检查这台变频器的整流桥充电电阻都是好的，但是上电后没有听到接触器动作，因为这台变频器的充电回路不是利用可控硅而是靠接触器的吸合来完成充电过程的，因此认为故障可能出在接触器或控制回路以及电源部分，拆掉接触器单独加24V直流电接触器工作正常。
继而检查24V直流电源，经仔细检查该电压是经过LM7824稳压管稳压后输出的，测量该稳压管已损坏，找一新品更换后上电工作正常。
（2）一台DANFOSSVLT5004变频器，上电显示正常，但是加负载后跳“DCLINKUNDERVOLT”（直流回路电压低）。
●分析与维修:
这台变频器从现象上看比较特别，但是你如果仔细分析一下问题也就不是那么复杂，该变频器同样也是通过充电回路，接触器来完成充电过程的，上电时没有发现任何异常现象，估计是加负载时直流回路的电压下降所引起，而直流回路的电压又是通过整流桥全波整流,然后由电容平波后提供的，所以应着重检查整流桥，经测量发现该整流桥有一路桥臂开路，更换新品后问题解决。
54过热
过热也是一种比较常见的故障，主要原因:
周围温度过高，风机堵转，温度传感器性能不良，马达过热。
4.1举例
一台ABBACS50022kW变频器客户反映在运行半小时左右跳“OH”。
●分析与维修:
因为是在运行一段时间后才有故障，所以温度传感器坏的可能性不大，可能变频器的温度确实太高，通电后发现风机转动缓慢，防护罩里面堵满了很多棉絮（因该变频器是用在纺织行业），经打扫后开机风机运行良好，运行数小时后没有再跳此故障。
5输出不平衡
输出不平衡一般表现为马达抖动，转速不稳，主要原因:
模块坏，驱动电路坏，电抗器坏等。
5.1举例
一台富士G9S11KW变频器，输出电压相差100V左右。
●分析与维修:
打开机器初步在线检查逆变模块（6MBI50N-120）没发现问题，测量6路驱动电路也没发现故障，将其模块拆下测量发现有一路上桥大功率晶体管不能正常导通和关闭，该模块已经损坏，经确认驱动电路无故障后更换新品后一切正常。
6过载
过载也是变频器跳动比较频繁的故障之一，平时看到过载现象我们其实首先应该分析一下到底是马达过载还是变频器自身过载,一般来讲马达由于过载能力较强,只要变频器参数表的电机参数设置得当,一般不大会出现马达过载.而变频器本身由于过载能力较差很容易出现过载报警.我们可以检测变频器输出电压,电流检测电路,等故障易发点来一一排除故障.
6.1举例
一台LGIH55KW变频器在运行时经常跳“OL”.
●分析与维修:
据客户反映这台机器原来是用在37kw的马达上的，现在改用在55kw的马达上。
参数也没有重新设置过，所以问题有可能出在参数上，经检查变频电流极限设置的为37kw马达的额定电流，经参数重新设置后带负载一切正常
时间：
2007-04-2
变频器一般故障及解决方法
一般变频器常见故障处理
一般变频器常见故障处理一、参数设置类故障 常用变频器在使用中，是否能满足传动系统的要求，变频器的参数设置非常重要，如果参数设置不正确，会导致变频器不能正常工作。
1、参数设置 常用变频器，一般出厂时，厂家对每一个参数都有一个默认值，这些参数叫工厂值。
在这些参数值的情况下，用户能以面板操作方式正常运行的，但以面板操作并不满足大多数传动系统的要求。
所以，用户在正确使用变频器之前，要对变频器参数时从以下几个方面进行：
（1）确认电机参数，变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
（2）变频器采取的控制方式，即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。
采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。
（3）设定变频器的启动方式，一般变频器在出厂时设定从面板启动，用户可以根据实际情况选择启动方式，可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。
（4）给定信号的选择，一般变频器的频率给定也可以有多种方式，面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定，当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和。
正确设置以上参数之后，变频器基本上能正常工作，如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。
2、参数设置类故障的处理 一旦发生了参数设置类故障后，变频器都不能正常运行，一般可根据说明书进行修改参数。
如果以上不行，最好是能够把所有参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置，对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。
二、过压类故障 变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。
正常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值。
若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线＝513V。
在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上至760V左右时，变频器过电压保护动作。
因此，变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器，常见的过电压有两类。
1、输入交流电源过压 这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发生在节假日负载较轻，电压升高或降低而线路出现故障，此时最好断开电源，检查、处理。
2、发电类过电压 这种情况出现的概率较高，主要是电机的同步转速比实际转速还高，使电动机处于发电状态，而变频器又没有安装制动单元，有两起情况可以引起这一故障。
（1）当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设的比较小，在减速过程中，变频器输出的速度比较快，而负载靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量回馈单元，因而变频器支流直流回路电压升高，超出保护值，出现故障，处理这种故障可以增加再生制动单元，或者修改变频器参数，把变频器减速时间设的长一些。
增加再生制动单元功能包括能量消耗型，并联直流母线吸收型、能量回馈型。
能量消耗型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功率管的通断。
并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统，这种系统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态，产生再生能量，这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。
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就将再生能量回馈给电网。
（2）多个电动施动同一个负载时，也可能出现这一故障，主要由于没有负荷分配引起的。
以两台电动机拖动一个负载为例，当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时，则转速高的电动机相当于原动机，转速低的处于发电状态，引起故障。
在纸机经常发生在榨部及网部，处理时需加负荷分配控制。
可以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些。
三、过流故障 过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。
其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。
这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。
如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。
四、过载故障 过载故障包括变频过载和电机器过载。
其可能是加速时间太短，直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。
一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。
负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。
如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。
五、其他故障 1、欠压 说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。
2、温度过高 如电动机有温度检测装置，检查电动机的散热情况；变频器温度过高，检查变频器的通风情况。
时间：
2007-04-25
变频器使用中应注意的问题
在变频器的使用中，由于对变频器的选型及使用不当，往往会引起变频器不能正常运行、甚至引发设备故障，导致生产中断，带来不必要的经济损失。
本文以富士FRNP7／G7变频器为例，讲述变频器使用应注意的几个问题。
1选型
一台喂料油隔泵采用变频控制，电机型号为JR127_10、115kW，Ue＝380V，Ie=231A,使用FRNll0P7-4EX变频器。
运行中发现有时虽然给定频率高，但实际频率调不上去、变频器跳闸频繁，故障指示为“OLl”，即变频器过载。
经检查，变频器的额定电流为210A，而油隔泵电机在高下料量时运行电流在220A左右波动，驱动转矩达到极限设定，使频率不能上调，运行电流大于变频器额定电流，变频器过流跳停。
分析认为其原因是变频器容量选择偏小。
变频器的选型应满足以下条件：
（1）电压等级与控制电机相符。
（2）额定电流为控制电机额定电流的1．1~1．5倍。
（3）根据被控设备的负载特性选择变频器的类型。
油隔泵为恒转矩负载，最好选用驱动转矩极限范围宽的G7变频器。
选择FRNl60G7_4EX，变频器额定电压为400V，额定输出电流为304A，驱动转矩极限为150％，改用FRNl60G7。
4EX后，上述问题再也没有发生。
2安装环境
由于变频器集成度高，整体结构紧凑，自身散热量较大，因此对安装环境的温度、湿度和粉尘含量要求高。
山西铝厂的变频器安装于操作室内，因安装车间属于干法车间，变频器运行环境差，操作室粉尘多，夏季室内温度高，曾多次发生变频器故障。
在对操作室进行密封和加冷却设施后，情况大为改善。
后来因操作室集中空调冷凝水较多，距离柜子太近，发生了一起变频器控制板元件损坏的故障。
可见在安装变频器的同时，必须为变频器提供一个好的运行环境。
3参数设定
变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。
（1）外加起停按钮及电位器调频无效。
变频器出厂时设定为通过键盘面板操作，外部控制无效，端子FWD_CM用短接片短接。
选择外部起停及调频控制时，必须将该短接片去掉。
出现上面问题，可能是FWD，CM短接片未取掉，操作方式和调频方式参数选择错误所致，应重点对该部分进行检查。
（2）变频器在电机空载时工作正常，但不能带载起动。
这种问题常常出现在恒转矩负载。
山西铝厂一台FRNl60P7。
4EX变频器在试车时电机空试正常、但一带负荷即跳闸，提高了加减速时间后仍无法带载。
继续检查转矩提升值，将转矩提升值由“2”改为“7”后，提高了低频时的电压输出。
改善了低频时的带载特性，电机带载正常。
遇到上述问题时应重点检查加、减速时间设定及转矩提升设定值。
（3）变频器投入运行、电机还未起动就过载跳停。
山西铝厂一台7．5kW_6极电机采用变频控制，变频器在投入运行起动时、频繁跳停。
经查原设定时将偏置频率设定为2H2、变频器在接到运行指令但未给出调频信号之前、受控电机将一直接收2H2的低频运行指令而无法起动。
经测定该电机的堵转电流达到47A，约为电机额定电流3倍，变频器过载保护动作属正常。
改偏置频率为0Hz，电机起动正常。
（4）频率已经达到较大值，但电机转速仍不高。
一台新投用的变频器频率设置显示已经很大，但电机转速明显较同频率下其它电机低。
检查频率增益设定值为150％。
由频率设定信号增益定义可知：
设定增益为设定模拟频率信号对输出频率的比率，假设设定频率为30Hz，实际输出频率仅为20H2。
将设定增益改为100％后，问题得到解决。
（5）频率上升到一定数值，继续向上调节时，频率保持在一定值不断跳跃，转速不能提高。
变频器工作时，将自动计算输出转矩，并将输出转矩限制在设定值内。
如果驱动转矩设定值偏小，将可能因输出转矩受到限制，使变频器输出频率达不到给定频率。
遇到上面的问题，应检查驱动转矩设定值是否偏小，变频器的容量是否偏小，再设法解决。
4故障诊断
变频器拥有较强的故障诊断功能，对变频器内部整流、逆变部分，CPU及外围通讯与电动机等故障进行保护。
变频器在保护跳闸后故障复位前，将一直显示故障代码。
根据故障指示代码确定故障原因，可缩小故障查找范围，大大减少故障查找时间。
（1）一台变频器在清扫后启动时，显示“OH2”故障指示跳停，OH2指变频器外部故障。
出厂时连接外部故障信号的端子“THR”与“CM”之间用短接片短接，因这台变频器没有加装外保护，THR_CM仍应短接。
经检查，由于66THR”与“CM’之间的短接片松动，在清扫时掉下。
恢复短接片后变频器运行正常。
（2）变频器一启动就跳停，故障指示为“OCl”、OCl为加速时过电流，怀疑为电机故障，将变频器与电机连接线断开，检查电机绕组匝间短路。
更换电机后变频器运行正常。
（3）夏季如果变频器操作室的制冷、通风效果不良，环境温度升高，则经常发生“OHl”、“OH3”过热保护跳停。
这时应检查变频器内部的风扇是否损坏，操作室温度是否偏高，应采取措施进行强制冷却，保证变频器安全过夏。
（4）变频器在频率调到15Hz以上时，“LU”欠电压保护动作。
“LU”保护信号指整流电压不足。
我们从整流部分向变频器电源输入端检查，发现电源输入侧缺相，由于电压表从另外两相取信号，电压表指示正常，没有及时发现变频器输入侧电源缺相。
输入端缺相后，由于变频器整流输出电压下降，在低频区、因充电电容的作用还可调频，但在频率调至一定值后，整流电压下降较快、造成变频器“LU”跳闸。
5维护
变频器运行过程中，可以从设备外部目视检查运行状况有无异常，专职点检员可以通过键盘面板转换键查阅变频器的运行参数，如输出电压、输出电流、输出转矩、电机转速等，掌握变频器日常运行值的范围，以便及时发现变频器及电机问题。
此外，还要注意以下几点：
（1）设专人定期对变频器进行清扫、吹灰，保持变频器内部的清洁及风道的畅通。
（2）保持变频器周围环境清洁、干燥。
严禁在变频器附近放置杂物．
（3）每次维护变频器后，要认真检查有无遗漏的螺丝及导线等，防止小金属物品造成变频器短路事故。
（4）测量变频器（含电机）绝缘时，应当使用500V兆欧表。
如仅对变频器进行检测，要拆去所有与变频器端子连接的外部接线。
清洁器件后，将主回路端子全部用导线短接起来，将其与地用兆欧表试验，如果兆欧表指示在5M欧以上，说明是正常的，这样做的目的是减少摇测次
时间：
2007-04-25
整流桥和逆变模块好坏的判断方法
主回路整流和逆变模块的检查方法
1．拆下与外部连接的电源线（R、S、T）和电机连接线（U、V、W）。
2．准备好万用表，（使用模拟表x1欧电阻档或数字万用表二极管测量档）
3．在变频器的端子R、S、T、U、V、W、P（+）、N（-）处，变换万用表的极性，测量他们的导通状态，便可判断其是否良好。
注意
A．必须确认主回路滤波电解电容放电完毕后，才能测量
B．由于主回路电解电容的影响，测量时应等万用表指示值稳定后读数。
C．不导通时，几乎显示无穷大，导通时显示几欧~几十欧，如果同一模块所测量的数值
整流桥与逆变器元件测量值如下表所示
D1、D2、D3、D4、D5、D6为整流桥模块，T1、T2、T3、T4、T5、T6为逆变器模块
冷却风扇：
判别标准：
停机时风扇叶片是否有裂痕，开机时是否有异常震动
可能损坏原因：
轴承磨损，叶片老化
滤波电解电容：
判别标准：
有无液体漏出，安全阀是否凸出，静电电容的测定，绝缘电阻的测定
可能损坏原因：
环境温度较高，频繁的负载跳变造成脉动电流增大，电解质老化
时间：
2007-04-25
变频器原理与入门
1、什么是变频器？
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。
2、PWM和PAM的不同点是什么？
PWM是英文PulseWidthModulation（脉冲宽度调制）缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。
PAM是英文PulseAmplitudeModulation（脉冲幅度调制）缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。
3、电压型与电流型有什么不同？
变频器的主电路大体上可分为两类：
电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。
4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变？
异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。
因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。
这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。
5、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加；对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那么电流是否增加？
频率下降（低速）时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。
6、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？
采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下（根据机种不同，为125%~200%）。
用工频电源直接起动时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。
采用变频器传动可以平滑地起动（起动时间变长）。
起动电流为额定电流的1.2~1.5倍，起动转矩为70%~120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。
7、V/f模式是什么意思？
频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答4说明。
V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置（ROM）中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择
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,有自动进行的方法、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60~6Hz，即10：
1，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0.5~3Hz.
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，在高速下要求相同转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择。
11、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），将实际转速反馈给控制装置进行控制的，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进行PG反馈.
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较高，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反馈功
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