《變頻器技術(shù)應(yīng)用與實踐》課件第1章

情景一變頻器的基礎(chǔ)知識項目一變頻器的選用項目二變頻器的安裝與調(diào)試項目三變頻器的日常維護(hù)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

掌握選用變頻器的基本知識。

二、工作任務(wù)

(1)掌握變頻器容量的計算方法。

(2)了解變頻器的分類和類型。

項目一變頻器的選用三、知識講座

(一)變頻器的分類

目前國內(nèi)外變頻器的種類很多，可按以下幾種方式分類。

1．按變頻器變流環(huán)節(jié)分類

1)交—直—交變頻器

交—直—交變頻器又稱為間接變頻器，其基本組成電路有整流電路和逆變電路兩部分，整流電路將工頻交流電整流成直流電，逆變電路再將直流電逆變成頻率可調(diào)節(jié)的交流電。根據(jù)變頻電源的性質(zhì)，可分為電壓型變頻和電流型變頻。圖1-1-1所示為交—直—交變頻器的原理框圖。圖l-1-1交—直—交變頻器的原理框圖

(1)電壓型變頻器。在電壓型變頻器中，整流電路產(chǎn)生的直流電壓通過電容進(jìn)行濾波后供給逆變電路。由于采用大電容濾波，故輸出電壓波形比較平直，在理想情況下可以將其看成一個內(nèi)阻為零的電壓源，逆變電路輸出的電壓為矩形波或階梯波。電壓型變頻器多用于不要求正反轉(zhuǎn)或快速加減速的通用變頻器中。電壓型變頻器的主電路結(jié)構(gòu)如圖1-1-2(a)所示。

(2)電流型變頻器。當(dāng)交—直—交變頻器的中間直流環(huán)節(jié)采用大電感濾波時，直流電流波形比較平直，因而電源內(nèi)阻很大，對負(fù)載來說其基本上是一個電流源，逆變電路輸出的電流為矩形波。電流型變頻器適用于頻繁可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的變頻器和大容量的變頻器中。電流型變頻器的主電路結(jié)構(gòu)如圖1-1-2(b)所示。圖1-1-2電壓型和電流型變頻器的主電路結(jié)構(gòu)

(3)電壓型、電流型交—直—交變頻器。對于變頻調(diào)速系統(tǒng)來說，由于異步電動機(jī)是感性負(fù)載，不論它處于什么狀態(tài)，功率因數(shù)都不會等于1.0，所以在中間直流環(huán)節(jié)與電動機(jī)之間總存在無功功率的交換，這種無功能量只能通過直流環(huán)節(jié)中的儲能元件來緩沖，電壓型變頻器和電流型變頻器的主要區(qū)別是用什么儲能元件來緩沖無功能量。

2)交—交變頻器

單相交—交變頻器的原理框圖如圖1-1-3所示。它只用一個變換環(huán)節(jié)就可以把恒壓恒頻(CVCF)的交流電源轉(zhuǎn)換為變壓變頻(VVVF)的電源，因此，它又稱為直接變頻器。圖1-1-3單相交—交變頻器的原理框圖圖1-1-4單相交—交變頻器電路及波形電路由正組和負(fù)組反并聯(lián)的晶閘管變流電路構(gòu)成，兩組變流電路接于同一個交流電源上。兩組變流電路都是半控電路，正組工作時，負(fù)載電流自上而下，為正向；反組工作時，負(fù)載電流自下而上，為負(fù)向。讓兩組變流電路按一定的頻率交替工作，負(fù)載就得到該頻率的交流電，其輸出波形如圖1-1-4(b)所示。改變兩組變流電路的切換頻率，就可以改變輸出到負(fù)載上的交流電壓頻率；改變交流電路工作時的觸發(fā)延遲角α，就可以改變交流輸出電壓的幅值。

對于三相負(fù)載，需用三套反并聯(lián)的可逆電路。輸出平均電壓相位依次相差120°。這樣，如果每個整流電路都用橋式，則共需6個晶閘管。

2.按輸出電壓調(diào)制方式分類

根據(jù)調(diào)壓方式的不同，交—交變頻器又分為脈幅調(diào)制(PAM)和脈寬調(diào)制(PWM)兩種。

1)脈幅調(diào)制

脈幅調(diào)制是指改變電壓源的電壓Ed或電流源的電流Id的幅值進(jìn)行輸出控制的方式。因此，在逆變器部分只控制頻率，在整流器部分只控制電壓或電流。采用脈幅調(diào)制方式調(diào)壓時，變頻器的輸出波形如圖1-1-5所示。圖1-1-5脈幅調(diào)制方式調(diào)壓時輸出的波形

2)脈寬調(diào)制

脈寬調(diào)制是指變頻器輸出電壓的大小是通過改變輸出脈沖的占空比來實現(xiàn)的。目前使用最多的是占空比按正弦規(guī)律變化的正弦波脈寬調(diào)制方式，即SPWM方式。用脈寬調(diào)制方式調(diào)壓時，變頻器輸出的波形如圖1-1-6所示。圖1-1-6脈寬調(diào)制方式調(diào)壓時輸出的波形

3．按變頻的控制方式分類

按控制方式不同，變頻器可以分為V/f控制、SF控制和VC控制三種類型。

1)?V/f控制變頻器

V/f控制即壓頻比控制。它的基本特點(diǎn)是對變頻器輸出的電壓和頻率同時進(jìn)行控制，通過保持V/f恒定使電動機(jī)獲得所需的轉(zhuǎn)矩特性?；l以下可以實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，基頻以上則可以實現(xiàn)恒功率調(diào)速。這種方式控制電路成本低，多用于精度要求不高的通用變頻器。

2)?SF控制變頻器

SF控制即轉(zhuǎn)差頻率控制，是在V/f控制基礎(chǔ)上的一種改進(jìn)方式。采用SF轉(zhuǎn)差頻率控制方式，變頻器通過電動機(jī)、速度傳感器構(gòu)成速度反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。變頻器的輸出頻率由電動機(jī)的實際轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差頻率之和自動設(shè)定，從而達(dá)到在控制調(diào)速的同時也使輸出轉(zhuǎn)矩得到控制。該方式是閉環(huán)控制，故與V/f控制相比，其調(diào)速精度與轉(zhuǎn)矩動特性較優(yōu)。但是由于這種控制方式需要在電動機(jī)軸上安裝速度傳感器，并需依據(jù)電動機(jī)特性調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差，故通用性較差。

3)?VC控制變頻器

VC控制即矢量控制，是20世紀(jì)70年代提出來的對交流電動機(jī)的一種新的控制思想和控制技術(shù)，也是異步電動機(jī)的一種理想調(diào)速方法。V/f控制和SF控制的控制思想都建立在異步電動機(jī)的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型上，因此，采用這兩種控制方式動態(tài)性能指標(biāo)都不高。而采用VC控制方式可提高變頻調(diào)速的動態(tài)性能。VC控制的基本思想是將異步電動機(jī)的定子電流分解為產(chǎn)生磁場的電流分量(勵磁電流)和與其相垂直的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)矩電流)，并分別加以控制，即模仿直流電動機(jī)的控制方式對電動機(jī)的磁場和轉(zhuǎn)矩分別進(jìn)行控制，可獲得類似于直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能。由于在這種控制方式中必須同時控制異步電動機(jī)定子電流的幅值和相位，即控制定子電流矢量，故這種控制方式被稱為VC控制。

VC控制變頻器不僅在調(diào)速范圍上可以與直流電動機(jī)相匹配，而且可以直接控制異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化，所以已經(jīng)在許多需要精密或快速控制的領(lǐng)域得到應(yīng)用。

4．按用途分類

1)通用變頻器

通用變頻器的特點(diǎn)是其通用性。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和市場需要的不斷擴(kuò)大，通用變頻器也在朝著兩個方向發(fā)展：一是低成本的簡易型通用變頻器；二是高性能的多功能通用變頻器。

(1)簡易型通用變頻器。這是一種以節(jié)能為主要目的而簡化了一些系統(tǒng)功能的通用變頻器。這種變頻器主要應(yīng)用于水泵、風(fēng)扇和鼓風(fēng)機(jī)等對于系統(tǒng)調(diào)速性能要求不高的場合，并具有體積小、價格低等優(yōu)勢。

(2)高性能的多功能通用變頻器。這種變頻器在設(shè)計過程中充分考慮了在變頻器應(yīng)用中可能出現(xiàn)的各種需要，并為滿足這些需要在系統(tǒng)軟件和硬件方面都做了相應(yīng)的準(zhǔn)備。在使用時，用戶可以根據(jù)負(fù)載特性選擇算法并對變頻器的各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，也可以選擇廠家所提供的各種備用選件來滿足系統(tǒng)的特殊需要。高性能的多功能通用變頻器除了可以應(yīng)用于簡易型通用變頻器的所有應(yīng)用領(lǐng)域之外，還可以廣泛應(yīng)用于電梯、數(shù)控機(jī)床和電動車輛等對系統(tǒng)調(diào)速性能有較高要求的場合。

2)專用變頻器

專用變頻器包括用在超精密機(jī)械加工中的高速電動機(jī)驅(qū)動的高頻變頻器以及大容量、高電壓的高壓變頻器。

(二)變頻器的選擇

1．選擇變頻器的注意事項

變頻器的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)采用變頻器的目的：恒壓控制或恒流控制等。

(2)變頻器的負(fù)載類型：如葉片泵或容積泵等；特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時的方式、方法。

(3)變頻器與負(fù)載的匹配。

①電壓匹配：變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。

②電流匹配：普通的離心泵，變頻器的額定電流與負(fù)載的額定電流相符；對于特殊的負(fù)載，以最大電流確定變頻器電流和過載能力。

③轉(zhuǎn)矩匹配：這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時有可能發(fā)生。

(4)在使用變頻器驅(qū)動高速電動機(jī)時，由于高速電動機(jī)的電抗小，高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大，因此用于高速電動機(jī)的變頻器的選型，其容量要大于普通電動機(jī)的選型。

(5)變頻器如果要在長電纜環(huán)境運(yùn)行，則需要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足，在這種情況下，變頻器容量要放大一擋或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。

(6)一些特殊的應(yīng)用場合，如高溫、高海拔，會引起變頻器降容，此時變頻器的容量要放大一擋。

2．不同負(fù)載時變頻器的選擇

(1)風(fēng)機(jī)和水泵等普通負(fù)載。普通負(fù)載對變頻器的要求最簡單，只要變頻器的容量等于電動機(jī)容量即可。

(2)起重類負(fù)載。起重類負(fù)載的特點(diǎn)是啟動時沖擊很大，因此要求變頻器有一定容量。同時，在重物下放時會有能量回饋，所以要使用制動單元或采用共用母線方式。

(3)不均行負(fù)載。不均行負(fù)載有時輕，有時重，此時應(yīng)按照重負(fù)載的情況來選擇變頻器容量，例如粉碎機(jī)械和攪拌機(jī)等。

(4)大慣性負(fù)載。大慣性負(fù)載如離心機(jī)、沖床、水泥廠的旋轉(zhuǎn)窯等，其負(fù)載慣性很大，因此啟動時可能會振蕩，電動機(jī)減速時有能量回饋。該類負(fù)載應(yīng)該用容量稍大的變頻器來加快啟動，以避免振蕩。配合制動單元消除回饋電能。

(5)長期低速運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)。由于電動機(jī)發(fā)熱量較高，風(fēng)扇冷卻能力降低，因此必須采用加大減速比的方式或改用六級電動機(jī)，使電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在較高頻率附近。

此外還有沖擊負(fù)載、負(fù)負(fù)載等。

(三)變頻器容量的計算

1．根據(jù)電動機(jī)輸出電壓選擇變頻器容量

變頻器輸出電壓可按電動機(jī)額定電壓選定。按我國的標(biāo)準(zhǔn)，可分成220?V系列和400?V系列兩種。對于3?kV的高壓電動機(jī)使用400?V系列的變頻器，可在變頻器的輸入側(cè)裝設(shè)輸入變壓器，將3?kV先降為400?V，輸出側(cè)裝設(shè)輸出變壓器，再將變頻器的輸出升到3kV。

2．根據(jù)電動機(jī)輸出頻率選擇變頻器容量

變頻器的最高輸出頻率根據(jù)機(jī)種不同而有很大不同，有50/60Hz、120Hz、240Hz或更高的頻率。50/60Hz的變頻器，以在額定速度以下范圍進(jìn)行調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)為目的，大容量通用變頻器幾乎都屬于此類。最高輸出頻率超過工頻的變頻器多為小容量。在50/60Hz以上區(qū)域，由于輸出電壓不變，為保持恒功率特性，要注意在采用高速時轉(zhuǎn)矩的減小，使車床等機(jī)床根據(jù)工件的直徑和材料改變速度，在恒功率的范圍內(nèi)使用；在輕載時采用高速可以提高生產(chǎn)率，只是要注意不要超過電動機(jī)和負(fù)載容許的最高速度。

3．根據(jù)電動機(jī)電流選擇變頻器容量

采用變頻器驅(qū)動異步電動機(jī)調(diào)速時，在異步電動機(jī)確定后，應(yīng)根據(jù)異步電動機(jī)的額定電流來選擇變頻器，或者根據(jù)異步電動機(jī)實際運(yùn)行中的電流值(最大值)來選擇變頻器。

1)連續(xù)運(yùn)行的場合

對于連續(xù)運(yùn)行的變頻器必須同時滿足表1-1-1所列的三項要求。

2)加減速時變頻器容量的選定

變頻器的最大輸出轉(zhuǎn)矩是由變頻器的最大輸出電流決定的。一般情況下，對于短時間的加減速來說，變頻器可允許其電流達(dá)到額定輸出電流的130%～150%，所以在短時加減速時輸出轉(zhuǎn)矩也可以增大；反之，只需要較小的加減速轉(zhuǎn)矩時，也可以選擇較低容量的變頻器。

3)電動機(jī)直接啟動時所需變頻器容量的選定

通常，三相異步電動機(jī)直接用工頻啟動時，啟動電流為其額定電流的5～7倍。直接啟動時選取變頻器如下：(1-1)式中，IIVN為變頻器額定輸出電流(A)；IK為在額定電壓、額定頻率下電動機(jī)啟動時的堵轉(zhuǎn)電流(A)；Kg為變頻器的允許過載倍數(shù)，Kg=1.3～1.5。

4)多臺電動機(jī)共用一臺變頻器

當(dāng)變頻器同時驅(qū)動多臺電動機(jī)時，一定要保證變頻器的額定輸出電流大于所有電動機(jī)額定電流的總和，如表1-1-2所示。表中，PM為負(fù)載要求的電動機(jī)軸輸出(kW)；NT為并列電動機(jī)臺數(shù)；為電動機(jī)效率(通常為0.85)；為電動機(jī)功率因數(shù)(通常為0.75)；NS為電動機(jī)同時啟動的臺數(shù)；PC1為連續(xù)容量(kV·A)；kS為電動機(jī)啟動電流/電動機(jī)額定電流；IE為電動機(jī)額定電流(A)；k為電流波形補(bǔ)償系數(shù)(PWM方式約為1.05～1.1)。同時還要考慮以下幾點(diǎn)：

①在電動機(jī)總功率相等的情況下，由多臺小功率電動機(jī)組成的一方比由臺數(shù)少但電動機(jī)功率較大的一方效率低，因此兩者電流總值并不等，可根據(jù)各電動機(jī)的電流總值來選擇變頻器。

②整定軟啟動、軟停止時，一定要按啟動最慢的電動機(jī)進(jìn)行整定。

③如有一部分電動機(jī)直接啟動時，可按下式進(jìn)行計算：式中，IIVN為變頻器額定輸出電流(A)；IK為在額定電壓、額定頻率下電動機(jī)啟動時的堵轉(zhuǎn)電流(A)；IN為電動機(jī)額定電流(A)；N1為電動機(jī)總臺數(shù)；N2為直接啟動的電動機(jī)臺數(shù)；Kg為變頻器的允許過載倍數(shù)，Kg=1.3～1.5。四、任務(wù)實施

1．所需要的設(shè)備、工具和材料

(1)儀表：MF47型萬用表、5050型絕緣電阻表。

(2)工具：電工通用工具及鑷子等。

(3)器材：訓(xùn)練器材如表1-1-3所示。

2．操作方法

(1)根據(jù)電動機(jī)所帶負(fù)載的類型選擇變頻器類型。由于屬于恒定轉(zhuǎn)矩負(fù)載，故變頻器選用通用型。

(2)根據(jù)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及容量計算變頻器的容量。設(shè)備由一臺電動機(jī)拖動，而且屬于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，容量計算如下：故選擇西門子MM440型32kW變頻器。五、能力測試

(1)某工廠提升機(jī)，用一臺電動機(jī)：5kW、4極、380V、50Hz，用一臺變頻器拖動，試選擇和計算變頻器容量。

(2)有一通風(fēng)設(shè)備共用了兩臺電動機(jī)：1.5kW、4極、220V、50Hz，用一臺變頻器拖動，試選擇和計算變頻器容量。六、考核及評價

考核及評價如表1-1-4所示。項目二變頻器的安裝與調(diào)試

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

學(xué)會進(jìn)行變頻器的安裝和基本調(diào)試。

二、工作任務(wù)

(1)掌握變頻器的安裝工藝。

(2)掌握變頻器控制電路的安裝工藝。

(3)熟悉變頻器的參數(shù)類型。

(4)掌握變頻器的參數(shù)輸入。三、知識講座

(一)變頻器的使用環(huán)境及注意事項

1．變頻器的工作環(huán)境要求

(1)工作環(huán)境溫度?-10℃～?+40℃，工作環(huán)境的變化應(yīng)不大于?±5℃/h。

(2)相對濕度：空氣的最大相對濕度不超過90%，每小時相對濕度的變化率不超過5%且不得出現(xiàn)凝露。

(3)運(yùn)行地點(diǎn)無導(dǎo)電或爆炸塵埃，無腐蝕金屬或破壞絕緣的氣體或蒸汽。

(4)變頻器安裝地點(diǎn)所允許的振動條件：振動頻率范圍為10?Hz～150?Hz，振動加速度不大于5?m/s2，當(dāng)變頻器由于安裝臺基振動可能產(chǎn)生共振時，應(yīng)對變頻器采取減振措施，以避開共振頻率。

(5)交流輸入電源：

①電壓持續(xù)波動不超過?±20%。

②頻率波動不超過?±2%，頻率變化每秒不超過?±1%。

③三相電壓的不平衡度：負(fù)序分量不超過正序分量的5%。

④電源諧波成分：電壓相對諧波含量的均方根值不超過10%。

(6)海拔高度：不超過1000m。

2．注意事項

(1)非專業(yè)人員使用或檢測時不可開蓋和開柜門。

(2)變頻器出廠前已做過耐壓試驗，用戶不可也沒有必要再對變頻器進(jìn)行耐壓試驗。

(3)電動機(jī)上不可并接改善功率因數(shù)用的大電容。

(4)外殼可靠接地。

(5)不可將三相輸入改成兩相輸入，否則會出現(xiàn)缺相保護(hù)。

(6)低頻運(yùn)行時要考慮電動機(jī)自帶風(fēng)扇效果、潤滑效果情況，高頻運(yùn)行時要考慮軸承的承受能力。

(二)變頻器的安裝

變頻器的安裝方式有墻掛式和柜式兩種。

1．墻掛式安裝

變頻器與周圍物體之間的距離應(yīng)滿足下列條件：變頻器的上部距離房間頂部至少1m，下部距地面也至少要1m的距離。

2．柜式安裝

(1)柜式安裝是目前最好的安裝方式，因為可以起到很好的屏蔽作用，同時也能防塵、防潮、防光照等。

(2)安裝單臺變頻器應(yīng)盡量采用柜外冷卻方式(環(huán)境比較潔凈，塵埃少時)。

(3)單臺變頻器采用柜內(nèi)冷卻方式時，變頻柜頂端應(yīng)安裝抽風(fēng)式冷卻風(fēng)扇，并盡量裝在變頻器的正上方(便于空氣流通)。

(4)安裝多臺變頻器時應(yīng)盡量并列放置。如必須采用縱向方式安裝，應(yīng)在兩臺變頻器間加裝隔板。

為了工作人員便于操作和散熱的要求，變頻器周邊要留有足夠的空間：前面間距不小于1.5m，后面和側(cè)面不小于1m。將多臺變頻器安裝在同一裝置或控制柜里時，為減少相互間的熱影響，建議橫向并列安裝。必須上下安裝時，為了使下部的熱量不至影響上部的變頻器，應(yīng)設(shè)置隔板等物。柜體頂部裝有引風(fēng)機(jī)的變頻器，其引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量必須大于柜內(nèi)各變頻器出風(fēng)量的總和；沒有安裝引風(fēng)機(jī)的變頻器，其柜體頂部應(yīng)盡量開啟，無法開啟時，柜體底部和頂部保留的進(jìn)、出風(fēng)口面積必須大于柜體各變頻器端面面積的總和，且進(jìn)、出風(fēng)口的風(fēng)阻應(yīng)盡量小。若將變頻器安裝于控制室墻上，則應(yīng)保持控制室通風(fēng)良好，不得封閉。不論用哪種方式，變頻器應(yīng)垂直安裝(也是最合理的安裝方式)。變頻器在控制箱內(nèi)的布局如圖1-2-1所示。圖1-2-1變頻器在控制箱內(nèi)的布局

(三)變頻器的接線

1．主電路接線

(1)變頻器輸入(R、S、T)、輸出(U、V、W)絕對不能接錯，如圖1-2-2所示。圖1-2-2主電路的基本接線

(2)將變頻器接地端子良好地接地(如果工廠電路是零地共用，那就要考慮單獨(dú)取地線)。多臺變頻器接地時，各變頻器應(yīng)分別和大地相連，不允許一臺變頻器的接地端和另一臺變頻器的接地端連接后再接地。變頻器和其他設(shè)備的接地如圖1-2-3所示。圖1-2-3變頻器和其他設(shè)備的接地

(3)變頻器的電源輸入端子需經(jīng)過漏電保護(hù)開關(guān)，再接到電源上(漏電開關(guān)、空氣開關(guān)應(yīng)選擇好的生產(chǎn)廠家)。

(4)一般按電動機(jī)的接線要求選擇線徑，特殊場合要選大一個規(guī)格的，尤其是電機(jī)距離變頻器較遠(yuǎn)的，本著宜大不宜小的原則選配。

2．控制電路的接線

(1)模擬量控制線應(yīng)使用屏蔽線，屏蔽線一端接變頻器控制電路的公共端(COM)，不要接變頻器地端(E)或大地，另一端懸空，如圖1-2-4所示。

(2)開關(guān)量控制線允許不使用屏蔽線，但同一信號的兩根線必須互相絞在一起，絞合線的絞合間距應(yīng)盡可能小。

布線應(yīng)當(dāng)遵守以下原則：

①盡量遠(yuǎn)離主電路100?mm以上。

②盡量不和主電路交叉。當(dāng)必須交叉時，應(yīng)采取垂直交叉的方式。圖1-2-4屏蔽線的接法

(四)改善變頻器的功率因數(shù)

為了改善功率因數(shù)或安裝場所距大容量電源很近時，必須加直流電抗器和交流電抗器。除改善功率因數(shù)外，還有以下作用：

(1)抑制輸入中的浪涌電流。

(2)削弱電源電壓不平衡所帶來的影響。

(3)降低電動機(jī)的噪音，降低渦流損耗。

(4)保護(hù)變頻器內(nèi)部的功率開關(guān)器件、電抗器的選用：①電抗器電壓降不大于額定電壓的3%。②當(dāng)變壓器容量大于500kV·A或變壓器容量超過變頻器容量10倍以上時，應(yīng)配電抗器。

(五)變頻器的抗干擾

1．外界對變頻器的干擾

外界對變頻器的干擾主要來源于電源進(jìn)線。當(dāng)電源系統(tǒng)接入其他設(shè)備(如電容器)或其他換相設(shè)備正在運(yùn)行(如晶閘管等換相設(shè)備)時，容易造成電源的畸變而損壞變頻器的開關(guān)管。在變頻器的輸入電路中串入交流電抗器可有效抑制來自進(jìn)線的干擾。

2．變頻器對外界的干擾

抗干擾措施有：

1)變頻器側(cè)

(1)感應(yīng)方式傳播的干擾信號可通過正確的布線和采用屏蔽線來削弱。

(2)線路傳播的干擾信號可通過在線路中串入電感值小的電感來削弱。

(3)輻射傳播的干擾信號可通過吸收方法來削弱(無線電抗干擾濾波器)。

(4)在變頻器輸出側(cè)和電動機(jī)間串入濾波電抗器，不僅可以起到抗干擾作用，還可以削弱由于高次諧波引起的附加轉(zhuǎn)矩，改善電動機(jī)的運(yùn)行特性。

(5)在變頻器的輸出側(cè)絕對不允許用電容器來吸收諧波電流。

2)儀器側(cè)

電源隔離法：儀器電源側(cè)接入隔離變壓。

信號隔離法：信號側(cè)用光電耦合器隔離。

(六)變頻器的防護(hù)

(1)防水結(jié)露：如果變頻器放置在現(xiàn)場，需要注意變頻器柜體上方不得有管道法蘭或其他漏電，在變頻器附近不能有噴濺水流，總之，現(xiàn)場柜體防護(hù)等級要在IP43以上。

(2)防塵：所有進(jìn)風(fēng)口需用防塵網(wǎng)阻隔絮狀雜物的進(jìn)入，防塵網(wǎng)應(yīng)設(shè)計為可拆卸的，以方便清理、維護(hù)。防塵網(wǎng)的網(wǎng)格根據(jù)現(xiàn)場的具體情況確定，防塵網(wǎng)四周與控制柜的結(jié)合處要處理的更加嚴(yán)密。

(3)防腐蝕性氣體：將變頻柜放在控制室中。

(4)防雷：主變壓器受雷擊后，由于一次斷路器斷開，會使變壓器二次生產(chǎn)極高的浪涌電壓。

①為防止浪涌電壓對變頻器的破壞，可在變頻器的輸入端增設(shè)壓敏電阻，其耐壓應(yīng)低于功率模塊的電壓，以保證元器件不被擊穿。

②選用產(chǎn)生低浪涌電壓的斷路器，并同時采用壓敏電阻。

③變壓器一次斷開時，可通過程序控制使變頻器提前斷開。同時也要增設(shè)相關(guān)的壓敏電阻保護(hù)，通過勵磁儲存能量計算電阻值。此外，主回路用的避雷器和熔斷器應(yīng)選用特種規(guī)格。

(七)變頻器系統(tǒng)的調(diào)試

1．MM440變頻器的操作

1)面板介紹

MM440變頻器在標(biāo)準(zhǔn)供貨方式時裝有狀態(tài)顯示板(SDP)，對于很多用戶來說，利用SDP和工廠的默認(rèn)設(shè)置值，就可以使變頻器成功地投入運(yùn)行。如果工廠的默認(rèn)設(shè)置值不適合用戶的設(shè)備情況，可以利用基本操作板(BOP)或高級操作板(AOP)修改參數(shù)，使變頻器與設(shè)備相匹配。各顯示操作板如圖1-2-5所示，其中，基本操作板和高級操作板是作為可選件供貨的。用戶也可以用DriveMonitor軟件或Starter軟件來調(diào)整工廠的設(shè)置值。圖1-2-5變頻器的顯示操作面板

2)基本操作方法

下面以常用的基本操作板為例進(jìn)行說明。為了用基本操作板設(shè)置參數(shù)，用戶首先必須將狀態(tài)顯示板從變頻器上拆卸下來，然后裝上基本操作板?；静僮靼寰哂形逦粩?shù)字的七段顯示，用于顯示參數(shù)的序號、數(shù)值、報警和故障信息，以及該參數(shù)的設(shè)定值和實際值。

(1)在缺省設(shè)置時，使用BOP控制電動機(jī)的功能是被禁止的。如果要用BOP進(jìn)行控制，參數(shù)P0700應(yīng)設(shè)置為1，參數(shù)P1000應(yīng)設(shè)置為1。

(2)在變頻器加上電源時，也可以把BOP裝到變頻器上或從變頻器上將BOP拆卸下來。

(3)如果BOP已經(jīng)設(shè)置為I/O控制(P0700?=?1)，在拆卸BOP時，變頻器驅(qū)動裝置將自動停車。BOP操作時的缺省設(shè)置值如表1-2-1所示。

2．MM440變頻器參數(shù)設(shè)置

因變頻器出廠時一般是按2300V/125kW或1140V/75kW而設(shè)計的，因此應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場負(fù)載的要求重新設(shè)定，包括額定電流、過載保護(hù)電流，其他參數(shù)一般不需要修改。變頻器的參數(shù)只能用基本操作面板、高級操作面板或者通過串行通信接口進(jìn)行修改。用基本操作面板可以修改和設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)，使變頻器具有期望的功能，例如，斜坡時間、最小頻率和最大頻率等。選擇的參數(shù)號和設(shè)定的參數(shù)值在五位數(shù)字的LED(可選件)上顯示。

r××××表示一個用于顯示的只讀參數(shù)。

P××××表示一個設(shè)定參數(shù)。

P0010表示啟動“快速調(diào)試”。如果P0010被訪問以后沒有設(shè)定為0，變頻器將不運(yùn)行。如果P3900?>?0，這一功能是自動完成的。

P0004的作用是過濾參數(shù)，據(jù)此可以按照功能去訪問不同的參數(shù)。

變頻器的參數(shù)有三個用戶訪問級，即標(biāo)準(zhǔn)訪問級、擴(kuò)展訪問級和專家訪問級。訪問的等級由參數(shù)P0003來選擇，對于大多數(shù)應(yīng)用對象，只要訪問標(biāo)準(zhǔn)級(P0003?=?1)和擴(kuò)展級(P0003?=?2)參數(shù)就足夠了。

第四訪問級的參數(shù)只是用于內(nèi)部的系統(tǒng)設(shè)置，因而是不能修改的。第四訪問級參數(shù)只有得到授權(quán)的人員才能修改。

3．調(diào)試

變頻器的調(diào)試并沒有固定的模式，大體上可分為“先空載，繼輕載，再重載”這幾個步驟。

1)空載檢查

小功率變頻器可以把主接線端子排上的短路片去掉，給三相輸送380V的電源，大功率變頻器一般都有控制電壓輸入端子，可從這里用兩芯電纜接入380V單相電源檢查變頻器(注意接之前應(yīng)將兩端子上與三相輸入相連的兩根線去掉)，參照說明書，熟悉各個鍵盤的使用及參數(shù)的設(shè)置方法。熟悉完后，變頻器開機(jī)，頻率升至50Hz，用萬用表(最好用指針式)測量三相輸出，電壓應(yīng)該完全平衡。

檢查完后，停電，小功率的變頻器要將拆下的短路片接回原處(注意接之前主回路上短路片的兩個端子要放電)。大功率的變頻器應(yīng)將控制端子的兩根外接線去掉，并將原來的接線恢復(fù)。

變頻器的三相輸出先不接電動機(jī)線，給變頻器的三相輸入通入380V的電源，觀察變頻器空載運(yùn)行情況。

2)帶載運(yùn)行

空載證明變頻器是正常的后即可以帶負(fù)載運(yùn)行了。變頻器的負(fù)載運(yùn)行包括輕載試運(yùn)行和重載運(yùn)行，即正常運(yùn)行。若有條件，還可以先帶空電動機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)，但一般情況都是直接帶載運(yùn)行的。

試運(yùn)行前一般都應(yīng)檢測一下電機(jī)的絕緣。對于低壓(380?V～660?V)的電動機(jī)，用1500?V的兆歐表測試，絕緣電阻一般不能低于50?MΩ。水泵類負(fù)載絕緣可能低一些，但也不能低于2?MΩ。另外，還要了解一下負(fù)載的運(yùn)行情況，不同的負(fù)載其工作狀態(tài)也有很大的不同，因此要根據(jù)不同的情況區(qū)別對待。有些特殊的機(jī)械，必須采用某類專用變頻器。如提升機(jī)，屬于位能負(fù)載，具有再生電能的處理問題，必須采用提升機(jī)專用變頻器。另外，化纖及機(jī)床類機(jī)械，有的也要采用專用變頻器。這類變頻器都在硬件特別是軟件上針對特殊負(fù)載進(jìn)行了特殊的處理，從而保證了變頻器的可靠運(yùn)行。

明確了以上問題，變頻器就可以帶載運(yùn)行了。將變頻器的輸出接上電動機(jī)線，送電。①點(diǎn)動或在低頻下試運(yùn)轉(zhuǎn)。觀察電機(jī)的正反轉(zhuǎn)方向。若是反轉(zhuǎn)，可利用變頻器的正反轉(zhuǎn)端子調(diào)整，或停電后調(diào)整變頻器的輸出接線進(jìn)行調(diào)整。

②啟轉(zhuǎn)試驗。使工作頻率從0?Hz開始慢慢增大，觀察拖動系統(tǒng)能否啟轉(zhuǎn)及在多大頻率下啟轉(zhuǎn)。如啟轉(zhuǎn)比較困難，應(yīng)設(shè)法加大啟動轉(zhuǎn)矩。具體方法有：加大啟動頻率、加大V/f比以及采用矢量控制等。③啟動試驗。將給定信號加至最大，則要觀察以下兩點(diǎn)：

A.啟動電流的變化。

B.整個拖動系統(tǒng)在升速系統(tǒng)中，運(yùn)行是否平穩(wěn)。

如因啟動電流過大而跳閘，則應(yīng)適當(dāng)延長升速時間。如在某一速度段啟動電流偏大，則設(shè)法通過改變啟動方式(S形、半S形等)來解決。

④停機(jī)試驗。將運(yùn)行頻率調(diào)至最高工作頻率，按停止鍵，觀察拖動系統(tǒng)的停機(jī)過程。

A.停機(jī)過程中是否出現(xiàn)因過電壓或過電流而跳閘，如有，則應(yīng)適當(dāng)延長降速時間。

B.當(dāng)輸出頻率為0Hz時，拖動系統(tǒng)是否有爬行現(xiàn)象，如有，則應(yīng)適當(dāng)采取直流制動的方法。⑤拖動系統(tǒng)的負(fù)載試驗。負(fù)載試驗的主要內(nèi)容有：

A.如fmax>?fN，則應(yīng)進(jìn)行最高頻率時的帶載能力試驗。也就是在正常負(fù)載下能否帶得動。

B.在負(fù)載的最低工作頻率下，應(yīng)考察電動機(jī)的發(fā)熱情況。使拖動系統(tǒng)工作在負(fù)載所要求的最低轉(zhuǎn)速下，施加該轉(zhuǎn)速下的最大負(fù)載，按負(fù)載所要求的連續(xù)運(yùn)行時間進(jìn)行低速運(yùn)行試驗，觀察電動機(jī)的發(fā)熱情況。

C.過載試驗可按負(fù)載可能出現(xiàn)的過載情況及持續(xù)時間進(jìn)行試驗，觀察拖動系統(tǒng)能否繼續(xù)工作。

調(diào)整完后，變頻器正式負(fù)載運(yùn)行，一般應(yīng)觀察2?h以上，保證其可靠工作。

4．快速調(diào)試

(1)如果對于傳動系統(tǒng)來講尚且沒有合適的參數(shù)設(shè)定，則必須執(zhí)行對于閉環(huán)矢量控制和包括電動機(jī)數(shù)據(jù)辨識程序的V/f控制的快速調(diào)試。下面的操作裝置可用于執(zhí)行快速調(diào)試。

①BOP。

②AOP。

③PC工具(帶調(diào)試軟件Starter、DriveMonitor)。

(2)當(dāng)執(zhí)行快速調(diào)試時，電動機(jī)-傳動變頻器基本上是被調(diào)試的。在快速調(diào)試開始前，下列數(shù)據(jù)必須被得到并進(jìn)行修改或輸入。

①輸入電源頻率。

②輸入銘牌數(shù)據(jù)。

③命令/給定值。

④最小/最大頻率或斜坡上升/斜坡下降時間。

⑤閉環(huán)控制方式。

⑥電動機(jī)數(shù)據(jù)辨識。

(3)用BOP或AOP對傳動系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。帶?*?的參數(shù)表示與實際列出的相比有更多的設(shè)定。參數(shù)設(shè)置流程如下：工廠設(shè)定：黑體。用戶訪問級*：1：標(biāo)準(zhǔn)(基本應(yīng)用)。2：擴(kuò)展(標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用)。3：專家(復(fù)雜應(yīng)用)。參數(shù)過濾*：0：所有參數(shù)。2：變頻器。3：電動機(jī)。4：速度傳感器。調(diào)試參數(shù)過濾*：0：準(zhǔn)備好。1：快速調(diào)試。說明：為了設(shè)置電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)，P0010應(yīng)設(shè)定為1。歐洲/北美(輸入電源頻率)：0：歐洲(kW)，頻率缺省，50?Hz。1：北美(hp)，頻率缺省，60?Hz。2：北美(kW)，頻率缺省，60?Hz。說明：對于P0100?=?0或1，DIP2(2)開關(guān)確定P0100的值：OFF輸入單位為kW，50?Hz。ON輸入單位為hp，60?Hz。變頻器應(yīng)用(輸入要求轉(zhuǎn)矩)：0：恒定轉(zhuǎn)矩(如空氣壓縮機(jī)、精整機(jī))。1：可變轉(zhuǎn)矩(如泵、風(fēng)機(jī))。說明：該參數(shù)僅對傳動變頻器≥5.5kW/400V才有效。選擇電動機(jī)類型：

1：異步電動機(jī)(感應(yīng)電動機(jī))。

2：同步電動機(jī)。說明：對于P0300?=?2(同步電動機(jī))，僅允許V/f控制方式(P1300?<?20)。電動機(jī)額定電壓(按電動機(jī)銘牌輸入(V))：在銘牌上的電動機(jī)電壓必須檢查，有關(guān)Y/△接法要保證同電動機(jī)端子板上的線路接法相匹配。電動機(jī)額定電流(按電動機(jī)銘牌輸入(A))。電動機(jī)額定功率(按電動機(jī)銘牌輸入(kW/hp))：

對于P0100?=?0或2，輸入單位為kW；對于P0100?=?1，輸入單位為hp。

電動機(jī)額定功率因數(shù)(按電動機(jī)銘牌輸入())：

如果設(shè)定為0，該值自動計算。

電動機(jī)額定效率(按電動機(jī)銘牌輸入(%))：

如果設(shè)定為0，該值自動計算。

電動機(jī)額定頻率(按電動機(jī)銘牌輸入(Hz))：

極對數(shù)被自動計算。

電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速(按電動機(jī)銘牌輸入(RPM))：

如果設(shè)定為0，該值自動計算。

說明：

輸入必須按閉環(huán)矢量控制，帶FCC的V/f控制和按滑差補(bǔ)償。電動機(jī)冷卻(輸入電動機(jī)冷卻系統(tǒng))：

0：使用電動機(jī)安裝在軸上的風(fēng)扇自冷。

1：強(qiáng)迫風(fēng)冷——裝有一個獨(dú)立電源的冷卻風(fēng)扇。

2：自冷和內(nèi)部風(fēng)扇。

3：強(qiáng)迫風(fēng)冷和內(nèi)部風(fēng)扇。

電動機(jī)過載系數(shù)(輸入P0305的百分?jǐn)?shù))：

在此確定最大輸出電流極限，用電動機(jī)額定電流(P0305)的百分?jǐn)?shù)表示。用P0205設(shè)定是恒轉(zhuǎn)矩還是可變轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。在恒轉(zhuǎn)矩時過載150%，在可變轉(zhuǎn)矩時過載110%。

選擇命令源*(輸入命令源)：

0：恢復(fù)數(shù)字I/O到工廠缺省設(shè)定。

1：BOP(傳動變頻器鍵盤)。

2：端子排(工廠缺省設(shè)定)。

4：USS在BOP鏈路上。

5：USS在COM鏈路上(通過控制端子29和30)。

6：CB在COM鏈路上(CB?=?通信板)。

選擇頻率給定值*(輸入頻率給定值的源)：

1：電動機(jī)電位計給定值(MOP給定值)。

2：模擬輸入(工廠缺省設(shè)定)。

3：固定頻率給定值。

4：USS在BOP鏈路上。

5：USS在COM鏈路上(控制端子29和30)。

6：CB在COM鏈路上(CB?=?通信板)。

7：模擬輸入2。

最小頻率(輸入電動機(jī)最低頻率(Hz))：

輸入電動機(jī)最低頻率，電動機(jī)用此頻率運(yùn)行時與頻率給定值無關(guān)。在此設(shè)定的值用于兩個旋轉(zhuǎn)方向。最大頻率(輸入電動機(jī)最高頻率(Hz))：

輸入電動機(jī)最大頻率，例如，電動機(jī)受限于該頻率而同頻率給定值無關(guān)。在此設(shè)定的值用于兩個旋轉(zhuǎn)方向。

斜坡上升時間(輸入斜坡上升時間(s))：

例如，輸入電動機(jī)從靜止加速到最大頻率P1082的時間。如果斜坡上升時間參數(shù)設(shè)置太小，則將引起報警A0501(電流極限值)或傳動變頻器發(fā)生故障F0001(過電流)而停車。

斜坡下降時間(輸入減速時間(s))：

例如，輸入電動機(jī)從最大頻率P1082制動到停車的時間。如果斜坡下降時間參數(shù)設(shè)置太小，則將引起報警A0501(電流極限值)、A0502(過電壓限值)或傳動變頻器發(fā)生故障F0001(過電流)或F0002(過電壓)而停車。

OFF3命令的斜坡下降時間(輸入快停斜坡下降時間(s))：

例如，輸入由OFF3命令(快停)設(shè)定的電動機(jī)從最大頻率P1082制動到停車的時間。如果斜坡下降時間參數(shù)設(shè)置太小，則將引起報警A0501(電流極限值)、A0502(過電壓限值)或傳動變頻器發(fā)生故障F0001(過電流)或F0002?(過電壓)而停車。

控制方式(輸入所需的控制方式)：

0：帶線性特性的V/f。

1：帶FCC的V/f。

2：帶拋物線特性的V/f。

3：帶可編程特性的V/f。

5：用于紡織工業(yè)的V/f。

6：用于紡織工業(yè)，帶FCC的V/f。

19：同電壓給定值無關(guān)的V/f控制。

20：無傳感器的矢量控制。

21：有傳感器的矢量控制。

22：無傳感器的矢量轉(zhuǎn)矩控制。

23：有傳感器的矢量轉(zhuǎn)矩控制。

選擇轉(zhuǎn)矩給定值*?(輸入轉(zhuǎn)矩給定值的源)：

0：無主給定值。

2：模擬給定值。

4：USS在BOP鏈路上。

5：USS在COM鏈路上(控制端子29和30)。

6：CB在COM鏈路上(CB?=?通信板)。

7：模擬給定值2。選擇電機(jī)數(shù)據(jù)辨識*：

0：封鎖。

1：用參數(shù)變更辨識所有參數(shù)，它們被認(rèn)可并應(yīng)用于調(diào)節(jié)器。

2：沒有參數(shù)變更辨識所有參數(shù)，它們被顯示但不應(yīng)用于調(diào)節(jié)器。

3：用參數(shù)變更來辨識飽和曲線。

報警A0541(電動機(jī)數(shù)據(jù)辨識激活)產(chǎn)生，并用下一個ON命令來測量。

快速調(diào)試結(jié)束(啟動電動機(jī)計算)：

0：沒有快速調(diào)試(沒有電動機(jī)計算)。

1：電動機(jī)計算和不包括在快速調(diào)試中(屬性“QC”?=?no)的所有其他參數(shù)的復(fù)位到工廠設(shè)定。

2：電動機(jī)計算和I/O設(shè)定復(fù)位到工廠設(shè)定。

3：僅電動機(jī)計算。其他參數(shù)不復(fù)位。說明：

對于P3900?=?1，2，3→P0340內(nèi)部設(shè)定為1且計算適當(dāng)數(shù)據(jù)來顯示buSY。這意味著控制數(shù)據(jù)(閉環(huán)控制)正在計算，然后復(fù)制，與參數(shù)一起從RAM送入ROM。在快速調(diào)速完成以后，再顯示P3900。

說明：

在此以后，由于P1910尚未儲存，故不允許傳動變頻器斷電。

啟動電動機(jī)數(shù)據(jù)辨識：

用ON命令啟動電動機(jī)數(shù)據(jù)辨識程序(工廠設(shè)定DIN1)。在這種情況下，電流流過電動機(jī)，轉(zhuǎn)子自己定位。如電動機(jī)數(shù)據(jù)辨識已完成，則數(shù)據(jù)從RAM復(fù)制到ROM，此時顯示buSY。報警A0541(電動機(jī)數(shù)據(jù)辨識激活)自動消失，再顯示P3900。

結(jié)束快速調(diào)速/傳動設(shè)定：

如果在傳動變頻器上必須執(zhí)行附加功能，請使用指令適配應(yīng)用和工藝。該過程用于帶有高動態(tài)響應(yīng)的傳動系統(tǒng)。四、任務(wù)實施

1．所需要的設(shè)備、工具和材料

(1)儀表：MF47型萬用表、5050型絕緣電阻表。

(2)工具：電工通用工具、鑷子等。

(3)器材：訓(xùn)練器材如表1-2-3所示。

2．操作方法

1)參數(shù)過濾功能操作

用基本操作板可以修改參數(shù)的數(shù)值，以修改參數(shù)過濾器P0004數(shù)值為例，說明修改參數(shù)的步驟，如表1-2-4所示。五、能力測試

(1)單臺西門子MM440系列A型0.5?kW變頻器的安裝布線。

(2)復(fù)位設(shè)置。

(3)電動機(jī)類型選擇及對應(yīng)的電動機(jī)銘牌參數(shù)設(shè)置。六、考核及評價

項目三變頻器的日常維護(hù)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

(1)熟悉變頻器的日常檢查和定期維護(hù)。

(2)學(xué)會變頻器的零部件更換。

(3)熟悉變頻器常見故障的原因。

二、工作任務(wù)

MM440變頻器主電路的電阻特性參數(shù)測量。三、知識講座

(一)變頻器通電前檢查

在設(shè)備投入運(yùn)行前，必須要進(jìn)行必要的檢查和準(zhǔn)備工作，以防止因意外而產(chǎn)生故障。需要檢查以下項目。

(1)核對接線是否正確。尤其需要注意的是：主回路端子的連接正確、電源和電動機(jī)接線正確、接地端子已牢固連接、直流電抗器連接正確、制動單元或制動電阻連接正確。

(2)確認(rèn)各端子間或各暴露的帶電部分沒有短路或?qū)Φ囟搪非闆r。

(3)檢查變頻器各連接板的連接件、接插式連接器、螺釘無松動。

(4)確認(rèn)各操作開關(guān)均處于斷開位置，保證電源投入時變頻器不會啟動或發(fā)生異常動作。

(5)確認(rèn)電動機(jī)未接入。

(二)變頻器通電檢查

1．試運(yùn)行

從安全方面考慮，試運(yùn)行的步驟基本是從空載到負(fù)載逐步進(jìn)行，具體可按以下步驟操作。

(1)靜態(tài)檢查。確認(rèn)電動機(jī)未接入，確認(rèn)運(yùn)行前檢查無異常，投入變頻器電源。確保變頻器操作面板顯示正常，變頻器內(nèi)裝的冷卻風(fēng)扇正常運(yùn)行，變頻器及外部電路無異常氣味或聲響，各外部連接表/計顯示正常。

(2)空載運(yùn)行。將變頻器設(shè)置為面板操作模式，由面板操作變頻器啟/停、加/減速，確認(rèn)變頻器顯示及外部儀表顯示正常。

(3)帶電機(jī)空載運(yùn)行。將電動機(jī)接入，確認(rèn)電動機(jī)已與機(jī)械負(fù)載脫開。正確設(shè)置影響運(yùn)行的各保護(hù)參數(shù)，由操作面板將變頻器頻率設(shè)定為0?Hz。啟動變頻器，將變頻器緩慢加速至電動機(jī)緩慢旋轉(zhuǎn)，檢查電動機(jī)轉(zhuǎn)向。確認(rèn)轉(zhuǎn)向正確后將變頻器在全部頻率范圍內(nèi)加/減速，檢查變頻器及電動機(jī)有無異常聲響或氣味，檢查各指示表是否指示正確。更改操作參數(shù)，按設(shè)定功能操作，檢查各操作開關(guān)功能是否正常。

(4)帶負(fù)載運(yùn)行。將機(jī)械負(fù)載接入，按要求重新檢查各保護(hù)參數(shù)及加/減速時間，啟動設(shè)備。檢查電動機(jī)及機(jī)械負(fù)載運(yùn)行是否平穩(wěn)，加/減速過程及運(yùn)轉(zhuǎn)過程電流是否在設(shè)定范圍內(nèi)，加/減速過程是否平穩(wěn)，有無機(jī)械振動或異常聲響等。通過變頻器菜單檢查各參數(shù)，在確認(rèn)一切正常后可鎖定變頻器參數(shù)并記錄于變頻器說明書。

2．運(yùn)行性能方面的報警及原因

1)對地短路

變頻器在檢測到輸出電路對地短路時該保護(hù)功能動作。該報警發(fā)生的原因可能是電動機(jī)或電纜對地短路，必須斷開電纜與變頻器的連接，用適合電壓等級的絕緣表檢查電動機(jī)及電纜的對地絕緣。但切記不得直接測量變頻器端子的對地絕緣電阻，因為變頻器的輸入/輸出元件均是具有一定耐壓程度的電子元器件，如果測量不當(dāng)會將其擊穿。如果電動機(jī)及電纜的絕緣在允許的范圍內(nèi)，則應(yīng)認(rèn)為是變頻器本身質(zhì)量的原因。在實際測試中，變頻器的霍爾電流檢測元件故障時也會顯示接地報警。

2)過電流

過電流故障分為加速中過電流、運(yùn)行中過電流和減速中過電流，在以上運(yùn)行過程中變頻器電流超過了過電流保護(hù)動作設(shè)定值即保護(hù)動作。其產(chǎn)生的原因可能是：①過電流保護(hù)值設(shè)置過低，與負(fù)載不相適應(yīng)；②負(fù)載過重，電動機(jī)過電流；③輸出電路相間或?qū)Φ囟搪?；④加速時間過短；⑤電動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中變頻器投入，而啟動模式不相適應(yīng)；⑥變頻器本身故障等。在產(chǎn)生過電流故障時，首先查看相關(guān)參數(shù)，檢查故障發(fā)生時的實際電流，然后根據(jù)裝置及負(fù)載狀況判斷故障發(fā)生的原因。

3)欠電壓

當(dāng)外部電源降低或變頻器內(nèi)部故障使直流母線電壓降至保護(hù)值以下時，欠電壓保護(hù)動作。欠電壓動作值在一定范圍內(nèi)可以設(shè)定，動作方式也可通過參數(shù)設(shè)定。在許多情況下需要根據(jù)現(xiàn)場狀態(tài)設(shè)定該保護(hù)模式。例如，在具有電爐煉鋼的鋼鐵企業(yè)，電爐煉鋼時電流波動極大。如果電源容量不是非常大，可能會引起交流電源電壓的大幅度波動，這對變頻器的穩(wěn)定運(yùn)行是一個很大的問題。在這種條件下，需要通過參數(shù)改變保護(hù)模式，防止變頻器經(jīng)常處于保護(hù)狀態(tài)。變頻器的工作電源取自直流母線，當(dāng)直流母線電壓降到一定值時，變頻器則停止工作。

4)過電壓

變頻器的過電壓保護(hù)也分為加速中過電壓、運(yùn)行中過電壓和減速中過電壓。通常過電壓產(chǎn)生的原因是電動機(jī)的再生制動電流回饋到變頻器的直流母線，使變頻器直流母線電壓升高到設(shè)定的過電壓檢出值而動作。因此過電壓故障多發(fā)生于電動機(jī)減速過程中或在正常運(yùn)行過程中電動機(jī)轉(zhuǎn)速急劇變化的時候。解決的方法是：根據(jù)負(fù)載慣性適當(dāng)延長變頻器的減速時間。當(dāng)對動態(tài)過程要求高時，必須要通過增設(shè)制動電阻來消耗電動機(jī)產(chǎn)生的再生能量。需要注意的是：如果因為輸入的交流電源本身電壓過高，變頻器是沒有保護(hù)能力的。在試運(yùn)行時必須確認(rèn)所用交流電源在變頻器的允許輸入范圍內(nèi)。

5)電源缺相

當(dāng)輸入的三相交流電源中的任意一相缺相時，該保護(hù)動作因為電源缺相可能會造成主濾波電容的損壞。在變頻器前面的短路保護(hù)采用快速熔斷器時，可能容易因過載或熔斷器本身品質(zhì)問題造成一相熔斷，進(jìn)而產(chǎn)生電源缺相故障。從保護(hù)主回路元件的目的出發(fā)，快速熔斷器是一個好的選擇，但該狀況的產(chǎn)生是我們不希望看到的。因而許多品牌的變頻器均建議對變頻器的保護(hù)采用無熔絲保護(hù)器，通常情況下，我們也多用自動空氣開關(guān)作為主回路的短路保護(hù)。

6)外部報警

當(dāng)變頻器只帶一臺電動機(jī)時，一般不考慮再附加熱繼電器保護(hù)；但當(dāng)一臺變頻器拖動多臺電動機(jī)時，因變頻器的保護(hù)定值遠(yuǎn)高于每一臺電動機(jī)的額定電流，不能對每一臺電動機(jī)進(jìn)行保護(hù)，則需要在每一個電動機(jī)回路中使用熱繼電器，然后將所有觸點(diǎn)串聯(lián)后接入變頻器。

7)電動機(jī)過載

當(dāng)設(shè)定熱繼電器功能時，如果運(yùn)行電流達(dá)到動作值并持續(xù)設(shè)定時間，則該報警產(chǎn)生。其動作參數(shù)可通過參數(shù)設(shè)置，需要根據(jù)電動機(jī)及變頻器的容量和運(yùn)行狀況合理設(shè)置。

8)散熱片過熱

產(chǎn)生該故障的原因可能是冷卻風(fēng)扇故障而造成散熱不良或散熱片臟、堵等原因造成的實際散熱片溫度過高，也可能是變頻器的模擬輸入電流過大或者模擬輔助電源的電流過大所致。判斷的方法可以檢查維護(hù)信息里的散熱片溫度，正常情況下其溫度界限為：不超過22?kW的產(chǎn)品為20℃，大容量產(chǎn)品為50℃。如果其顯示正常，則可能并非實際溫度過高。另外，通過目視也可以清楚地看到變頻器散熱板的臟污情況。

9)變頻器內(nèi)過熱

變頻器內(nèi)部通風(fēng)散熱條件差造成內(nèi)部溫度上升是產(chǎn)生該報警的可能情況之一，模擬電流的超限也會產(chǎn)生該報警，還有就是控制回路的冷卻風(fēng)扇故障可能會產(chǎn)生該報警。通過檢查維護(hù)信息的實際溫度也可以判斷故障原因。需要注意的是：如果是控制風(fēng)扇故障，必須更換同型號風(fēng)扇，否則該報警不能解除。

10)制動電阻過熱

當(dāng)選擇制動電阻熱保護(hù)功能時，如果制動電流達(dá)到動作值并持續(xù)設(shè)定時間，則該報警產(chǎn)生。在報警時需要檢查相關(guān)參數(shù)及實際運(yùn)行電流和制動電阻，以及制動單元的允許電流合理設(shè)置相關(guān)參數(shù)，包括直流制動力和制動時間的設(shè)定。

(三)日常檢查與維護(hù)

為了保證變頻器長期可靠地運(yùn)行，一方面要嚴(yán)格按照使用手冊規(guī)定的使用方法安裝、操作變頻器；另一方面要認(rèn)真做好變頻器的日常檢查與維護(hù)工作。變頻器日常維護(hù)的項目有：

(1)變頻器的操作面板顯示是否正常，儀表指示是否正確，是否有振動、振蕩等現(xiàn)象。

(2)冷卻風(fēng)扇部分是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，有無異常聲音。

(3)變頻器和電動機(jī)是否有異常噪聲、異常振動及過熱的跡象。

(4)變頻器及引出電纜是否有過熱、變色、變形、異味和噪聲等異常情況。

(四)定期檢查與維護(hù)

定期檢查的頻率根據(jù)變頻器的工作環(huán)境和使用條件決定。定期檢查是專業(yè)的工作，必須由具有專業(yè)知識的工作人員進(jìn)行。定期檢查時需要停止運(yùn)行、切斷電源、去除變頻器外蓋。在打開變頻器外蓋時必須確認(rèn)變頻器的電源指示燈已經(jīng)熄滅，或者經(jīng)測量變頻器直流母線電壓已低于DC25?V。定期檢查的內(nèi)容及方式如表1-3-1所示。

(五)變頻器的測量

1．輸入側(cè)參數(shù)測量及儀表選擇

(1)輸入電壓測量。因為是工頻正弦電壓，故各類儀表均可使用，但以采用電磁式交流電壓表測量誤差較小。

(2)輸入電流測量。輸入電流的測量應(yīng)使用電磁式電流表測量有效值。為防止由于輸入電流不平衡時的測量誤差，應(yīng)測量三相電流，并取三相電流的平均值，平均電流值按下式計算，即(1-3)

(3)輸入功率測量。使用電動式儀表測量，通常采用圖1-3-1所示的兩只功率表測量即可。圖1-3-1測量通用變頻器電氣參數(shù)的電路若電流不平衡率超過5%，則采用三個功率表測量。電流不平衡率按下式計算，即(1-4)式中，為電流不平衡率；I1max為最大電流；Imin為最小電流；I1a為三相平均電流。

(4)輸入功率因數(shù)測量。由于變頻器輸入電流包括高次諧波，功率因數(shù)表測量會產(chǎn)生較大誤差，因此應(yīng)根據(jù)測量的功率、電壓和電流實際計算功率因數(shù)。輸入功率因數(shù)按下式計算，即(1-5)

2．輸出側(cè)參數(shù)測量及儀表選擇

(1)輸出電壓的測量。變頻器輸出電壓指輸出端子間的基波均方根電壓。變頻器的輸出電壓中含有高次諧波分量，因此在常用儀表中，采用整流式電壓表最合適。若為了進(jìn)一步改善輸出電壓的測量精度，可以采用阻容濾波器，如圖1-3-2所示，與整流式電壓表配合使用，將會得到更精確的輸出電壓值。圖1-3-2阻容濾波器的使用

(2)輸出電流的測量。變頻器輸出電流中含有較大的諧波，而所說的輸出電流是指基波電流的均方根值，因此應(yīng)選擇能測量畸變電流波形有效值的儀表，如0.5級電熱式電流表，也可以使用0.5級電磁式電流表。

(3)輸出功率測量。輸出功率可采用兩只功率表測量。當(dāng)三相不對稱時，用兩只功率表測量將會有誤差，當(dāng)電流不平衡率超過5%時，應(yīng)使用三只功率表測量。

(4)變頻器的效率測量。變頻器的效率需要測量輸入功率P1，和輸出功率P2后，由式h=(P2/P1)×100%計算。另外，測量時應(yīng)注意電壓綜合變形率小于5%，否則，應(yīng)加入交流電抗器或直流電抗器，以免影響輸入功率因數(shù)和輸出電壓的測量結(jié)果。

(5)變壓器壓頻比的測量。測量變頻器的壓頻比可以幫助查找變頻器的故障。測量時應(yīng)將整流式電表(萬用表、整流式電壓表)置于交流電壓最大量程，在變頻器輸出為50Hz運(yùn)行下，在變頻器輸出端子(U、V、W)處測量送至電動機(jī)的線電壓，讀數(shù)應(yīng)等于電動機(jī)的銘牌額定電壓；然后，調(diào)節(jié)變頻器輸出為25Hz運(yùn)行下，電壓讀數(shù)應(yīng)為上一次讀數(shù)的1/2；再調(diào)節(jié)變頻器輸出為12.50Hz運(yùn)行下，電壓讀數(shù)應(yīng)為電動機(jī)的銘牌額定電壓的25%。如果讀數(shù)偏離上述值較大，則應(yīng)該進(jìn)一步檢查其他相關(guān)的項目。

3．電阻的測量

(1)外接線路絕緣電阻的測量。為防止兆歐表的高壓加到變頻器上，在測量外接線路的絕緣電阻時，必須把需要測量的外接線路從變頻器輸出端子上拆下后再進(jìn)行測量，并要注意檢查兆歐表的高壓是否有可能通過其他回路施加到變頻器上，如果有可能，則應(yīng)將所有相關(guān)的連線拆下。

(2)變頻器主電路絕緣電阻的測量。在對變頻器主電路絕緣電阻測量時，必須把所有進(jìn)線端(R、S、T)和出線端(U、V、W)都連接起來后，再測量其絕緣電阻，如圖1-3-3所示。圖1-3-3變頻器絕緣電阻測量

(3)控制電路絕緣電阻的測量。變頻器控制電路絕緣電阻的測量應(yīng)采用萬用表的高阻擋來測量，不需要用兆歐表或其他有高電壓的儀器進(jìn)行測量。

(六)零部件的更換與變頻器的保管

1．零部件的更換

作為電子產(chǎn)品，變頻器的大部分元器件均沒有明確的壽命。但其冷卻風(fēng)扇、主濾波電容、控制電路的電解電容等都有一定的壽命限制。在進(jìn)行維護(hù)時可以通過變頻器維護(hù)信息檢查相關(guān)元器件的壽命狀況，必要時可更換。

(1)更換冷卻風(fēng)扇：變頻器主回路半導(dǎo)體器件冷卻風(fēng)扇加速散熱，保證在允許溫度以下正常運(yùn)行。而冷卻風(fēng)扇的壽命受限于軸承，大約為10?000?h～35?000?h。當(dāng)變頻器連續(xù)運(yùn)行時，需2～3年更換一次風(fēng)扇或軸承。

(2)更換濾波電容器：在中間直流回路使用的是大容量電解電容器，由于脈沖電流等因素的影響其性能要劣化。劣化受周圍溫度及使用條件影響很大，一般情況下，使用周期大約為5年。電容器的劣化經(jīng)過一定時間后發(fā)展迅速，所以檢查周期最長為1年，接近壽命時最好在半年以內(nèi)檢查一次。

(3)印刷電路板上的電解電容器使用壽命為5～7年，應(yīng)視情況更換。

(4)定時器在使用數(shù)年后，動作時間會有很大變化，所以在檢查動作時間之后進(jìn)行更換。繼電器和接觸器需根據(jù)開關(guān)壽命進(jìn)行更換。

(5)熔斷器的額定電流大于負(fù)載電流，在正常使用條件下，壽命約為10年，需要在此期間更換。

2．變頻器的保管

變頻器如果較長時間不用，要進(jìn)行合理保管與維護(hù)。

(1)保管。室內(nèi)應(yīng)干燥、無直射陽光、無腐蝕性氣體、無灰塵；相對濕度在20%～90%且無霜凍；溫度在?-10℃～30℃之間(如果溫度在40℃左右，保管