杏彩体育网:变频调速器的基础知识

　　是把工频电源（50Hz或60Hz）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。

　　交流变频调速技术是现代电力传动技术重要发展方向，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。

　　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部分（1）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电路部分的大功率晶体管（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安全阀是否爆开，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。

　　（1） OC.过电流故障 这可能是变频器里面最常见的故障了。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FVR075G7S-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OC故障。

　　（2） OV.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进行隔离，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，故障判断和过压相同。

　　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压进行采样检测，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。

　　（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，而且对变频器的基础知识知之甚少，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办法。

　　三相380V电网电压从变频器的L1， L2， L3输入端输入后，首先要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部分好坏的最常测试点，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，我们只要把变频器的电源断了。断电测试一下它的整流部分与逆变部分，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有几百伏的高压，一定要等上十几分钟再测，这一点千万要注意。 变频器上电前整流桥及逆变电路的测试。具体测量方法如下：

　　找到变频器直流输出端的“＋”与“－”，然后将万用表调到测量二极管档，黑表笔接“＋”，红表笔分别接变频器的输入端L1， L2， L3端，整流桥的上半桥若是完好，万用表应显示0.3的压降，若损坏则万用表显示“1”过量程。相反将红表笔接“－”黑表笔分别接L1， L2， L3端应得到上述相同结果，若出现“1”则证明整流桥损坏。 然后测试其逆变电路，方法如下：将万用表调到电阻10档将黑表笔接“＋”红表笔接变频器的输出端U， V， W应有几十欧的阻值，反向应该无穷大。反之将红表笔接到“－”重复上述过程，应得到同样结果。这样经过测量在判断变频器的整流部分与逆变部分完好时，上电测量其直流输出端看是否有大约530V高压，注意有时万用表显示几十伏大家以为整流电路工作了，其实它并没工作，它正常工作会输出530V左右的高压，几十伏的电压是变频器内部感应出来的。若没530V左右高压这时往往是电源版有问题。有的变频器就是由于电源版的一小贴片电阻被烧毁，导致电源板不工作，以致使变频器无显示无输出，风扇不转，指示灯不亮。这样就可以初步判断出变频器是哪部分出现了故障，然后拆机维修时就可以重点测试怀疑故障部分。

　　1， Electronic Line ShafTIng－－-ELS，许多工业生产线都由多台机器组成，各轴之间具有运动关系。过去是使用机械机构连接各轴，如果使用电子方式连接各轴，各州各有其驱动马达，则称为“Electronic Line ShafTIng”（ELS）。2， Auto Tuning（自动调校）， 常见于磁束向量型变频器的一种技术，能自动监测（找出）马达的参数，如转差频率/场电流/转矩电流/定子阻抗/转子阻抗/定子感抗/转子感抗等。有了这些参数后才能作【专据估算】及【转差（滑差）补偿】。也因为此技术，在无编码器的运转下仍能获得良好的运转精度。

　　3， 无编码器运转，在速度控制上，与旧式variable frenquency变频器的开回路比较，磁束向量型变频器内部由速度观测计算功能达成闭回路。马达侧不用装编码器也能达到良好的速度精度。无编码器运转有如下好处：1），配线），不必担心RF杂讯对编码器低电压信号的影响;3），在多震动的场合不用担心编码器的高故障率。

　　4， 变频器的矢量控制 在AC马达中，转子由定子绕组感应电流产生磁场。定子电流含两部分。一部分影响磁场，另一部分影响马达输出转矩。要使用AC马达在需要速度与转矩控制的场合，必须能够把影响转矩的电流分离控制，而磁束矢量控制就能够分离这两部分进行独立控制。（具有大小及方向的物理量称为矢量）

　　5， Field WeakeningField Weakening线路可用以减弱马达的场电流，改变与磁场的平衡关系，使马达高于基本转速运转

　　6， 定转矩应用 所需转矩大小不因速度而变的场合，常用到【定转矩应用】。如传送带等负载。【定转矩应用】通常需要较大的起动转矩。【定转矩应用】在低速运转时易有马达发热问题，解决的方法：最好（1）加大马达功率;（2）使用装有定速冷却的变频器专用马达（即马达的冷却方式为强制风冷）。

　　7， 变转矩应用 多见于离心式负载，例如泵/风机/风扇等，其使用变频器的目的一般为节能。比如当风扇以50%转速运转时，其所需转矩小于全速运转所需。可变转矩变频器能够仅给与马达所需转矩，达到节能效果。次应用中短暂的巅峰负载通常无需给与马达额外的能量。故变转矩变频器的过载能力可以适用于大部分用途。

　　*定转矩变频器的过载（电流）能力须为额定值150%/1minute，而可变转矩变频器所需过载（电流）能力仅需额定值120%/1minute.因为离心式机械用途中很少会超出额定电流。另外，变转矩用途所需起动转矩也较定转矩用途小。

　　所谓【Inverter-duty Motor】，主要特征如下：1），分离式它力通风（它力风冷）;2），10Hz-60Hz为定转矩输出;3），高起动转矩;4），低噪音;5），马达装有编码器.*但并非所有称之为变频器专用马达的马达都具有上列特征。

　　1）调速：根据工况需要调整设备运行速度，以达到节能降耗、减少磨损、按需生产等目的。2）直流调速（DC Controler/motor）：由直流调节直流电机以达到调整速度的目的。3）交流变频调速（AC inverter/motor）：由变频器输出频率变化的三相交流电流从而控制交流电机的转速。4）矢量变频调速（AC vector inverter）：通过复杂的计算变换，使交流变频器按照直流电机的控制方式去控制交流电机，从而达到精确速度控制、转矩控制、提高输出扭矩等特性。5）伺服控制系统（Servo control system）：在运动系统中引入速度反馈或位置反馈元件，通过负反馈的作用达到极其精密的的速度控制、定位控制以及高动态响应。

　　1）测速发电机（Tacho-generator）：一种转速测量元件，有交流、直流之分。2）旋转变压器（Resolver）：一种经济、准确地转速和角位移测量元件。

　　3）光电编码器（Encoder）：一种精密的角位移、转速测量元件，适合在位置控制系统中作为反馈元件。

　　4）PLC：工业用计算、控制装置，实现逻辑、时序、计算等控制功能，一般作为整个自动化控制系统的上位主机。

　　6）现场总线（Field-Bus System）：应用于工业控制现场的串行通讯总线系统，大幅度降低接线成本，提高控制的抗干扰能力。

　　7）分布式控制（Distributed control）：区别于传统的集中式控制，强调各个节点设备的智能化，一般由现场总线系统将各子设备连接起来。极大地提高系统应用的灵活性、可靠性，降低上位机的运算负担。

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