通用变频器

通用变频器是近10年发展起来的交流电动机新型变频调速装置，它具有调速精度高、响应快、保护功能完善、过载能力强、节能显着、维护方便、智能化程度高、 易于实现复杂控制等优点，已在我国推广普及。功率从几百瓦到几百千瓦，主要是进口变频器，有安川、富士、三垦、西门子、TC公司等产品。该产品更新换代 快，竞争激烈，总的趋势是向小型化、智能化、多功能、大容量、低价格方向发展。

现代通用变频器大都采用高速全控开关器件GTR、IGBT等管，由这些功率开关器件组成PWM电压型逆变器，智能功率模块IPM也已在变频器中广泛采用。现代通用变频器的控制系统要比早先产品复杂得多，而且是数字化，采用微处理器控制，有的采用32位数字信号处理器DSP，为实现高级控制方式和复杂性能提供了保证。

通用变频器现在作为交流电动机变频调速用的高新技术产品，在国民经济的各部门得到了广泛的应用。通用变频器的含义：一是这种变频器可用以驱动通用性交流电动机，而不一定使用专用变频电机；二是这种变频器具有各种可供选择的功能，能适应许多不同性质的负载机械。

通用变频器是指适用于工业通用电机和一般变频电机、并由一般电网供电(单相220v、三相380v 50hz)、作调速控制的变频器。此类变频器由于工业领域的广泛使用已成为变频器的主流。调速的基本原理基于以下公式:

式(1)中: n1—同步转速(r/min);

f1—定子供电电源频率(hz);

p—磁极对数。

一般异步电机转速n与同步转速n1存在一个滑差关系

式(2)中: n—异步电机转速(r/min);

s—异步电机转差率。

由(2)式可知，调速的方法可改变f1、p、s其中任意一种达到，对异步电机最好的方法是改变频率f1，实现调速控制。

由电机理论，三相异步电机每相电势的有效值与下式有关。

式(3)中: e1—定子每相电势有效值(v);

f1—定子供电电源频率(hz);

n1—定子绕组有效匝数;

фm—定子磁通(wb)。

通用变频器控制是采用通用变频器对受控的水泵电机、风机电机进行单独的控制。当其控制系统检测到某一受控量值时，就按这个量值与给定值之间的误差进行比例（P）、积分（1）和微分（D）之间的线性组合进行控制，即PID控制。这种控制方法只适合于线性系统中，并对单一控制对象实施控制。

动态变流量节能控制系统是采用模糊控制技术与变频技术相结合的控制原理，固然也使用了通用变频器（VVVF），但它不是采用PID控制方式，而是采用模糊控制方法。也就是在整个系统控制过程中，以语言描述人类知识，并把它表示成模糊规则或关系，通过推理、利用知识库，把某些知识与过程状态结合起来的控制行为。它并不具有明显的PID结构，但也可以称为非线性PID控制器，它是根据系统的误差信号和误差的微分或差分来决定控制器的参数，尤其适合非线性和时变性的被控对象。

变频器在纺织细纱机上的运用：

细纱机对传动装置要求高效率、软起动和良好的速度控制特性。MM420的FCC控制功能可提供非常平稳的运行速度和高的输出转矩；快速的捕捉再 起动功能，当电网故障时再同步纱锭速度以避免断纱发生。通过RS485串行通讯口使用USS协议，增强了系统的控制性能，减少了系统布线和调试时间。 MM440变频器还可用于电梯控制。

变频器在起重机负载晃动控制

起重机用来提升和运送重物，由于起重机的每一次加速都会引起货物的晃动，使用变频器可避免并优化电机转矩，ICRAS VC 是Vacon专门为起重机的运行负载的晃动情况进行控制的应用程序。

通用变频器在软硬件特性和控制功能方面都有显着的提高，具有替代专用变频器或工程型变频器某些功能的特点，这对于变频器系统的选型、降低设备成本和提高系统运行效率十分有益。

伴随着主动化范畴的不断向前开展，变频器的运用也深化到了各行各业各个范畴，变频器也在不断地移风易俗，功用越来越强壮，可靠性也相应地越来越高。可是假 设运用不妥，操作有误，维护不及时，仍会发作故障或作业状况改动缩短设备的运用寿数。因此，平时的维护与修理作业尤为主要。

一． 留心事项：操作人员有必要了解变频器的根本作业原理、功用特色，具有电工操作根本知识。在对变频器查看及养护之前，有必要是在设备总电源悉数堵截；并且等变频器灯完全平息的状况下进行。

二． 平时查看事项：在变频器上电之前应先查看周围环境的温度及湿度，温度过高时会致使变频器过热报警，严峻的则会直接致使变频器功率器材损坏、电路短路；空气 过于湿润会致使变频器内部直接短路。

变频器作业时要留心其冷却体系是不是正常，比如：风道排风是不是流畅，风机是不是有反常声响。通常防护等级对比高的变 频器如：IP20以上的变频器可直接打开装置，IP20以下的变频器通常应是柜式装置，所以变频柜散热效果如何将直接影响变频器的正常的作业。

三． 定时养护 打扫空气过滤器冷却风道及内部尘埃。查看螺丝钉、螺栓以及即插件等是不是松动，输入输出电抗器的对地及相间电阻是不是有短路景象，正常应大于几十兆欧。导 体及绝缘体是不是有腐蚀景象，如有要及时用酒精擦试洁净。如条件容许的状况下，要用示波器测量开关电源输出各路电压的平稳性，如：5V、12V、15V、 24V等电压。

测量驱动电路各路波形的方波是不是有畸变。UVW相间波形是不是为正弦波。触摸器的触点是不是有打火痕迹，严峻的要跟换同类型或大于原容量 的新品；承认操控电压的正确性，进行次序维护动作实验；承认维护显现回路无反常；承认变频器在单独作业时输出电压的平衡度。 主张定时查看，应一年进行一次。

四.  备件的替换 变频器由多种部件构成，其间一些部件经长时刻作业后其性能会逐步下降、老化，这也是变频器发作故障的首要要素，为了确保设备长时刻的正常作业，下列器材应定时替换：

1．冷却电扇 变频器的功率模块是发热最严峻的器材，其接连作业所发作的热量有必要要及时排出，通常电扇的寿数大约为10Kh-40Kh。按变频器接连作业折算为2-3 年就要替换一次电扇，直接冷却电扇有二线和三线之分，二线电扇其间一线为正极，另一线为负极，替换时不要接错；三线电扇除了正、负极外还有一根查看线，替 换时千万留心，不然会致使变频器过热报警。交流电扇通常为220V、380V之分，替换时电压等级不要搞错。

2．滤波电容 中间电路滤波电容：又称电解电容，其首要效果即是平滑直流电压，吸收直流中的低频谐波，它的接连作业发作的热量加上变频器本身发作的热量都会加快其电解液 的干涸，直接影响其容量的巨细。正常状况下电容的运用寿数为5年。主张每年至少定时查看电容容量一次，通常其容量削减20%以上就需求替换了。

维护功用及故障处理
一、导言

变频器本身具有适当丰厚的反常故障显现和维护功用。若维护功用动作时，变频器当即跳闸，LED显现故障代码，或许将故障信息存储在程序的某个参数内，使电动机处于自由作业状况到中止。

在消除故障要素、用TESET键或操控电路端子RST输进复位之前，一直保持跳闸状况，以便修理查看。变频器反常故障分为软故障和硬故障两大类，前者多因操作或参数设置不妥构成的，硬故障是因为变频器本身器材损坏构成的，修理起来也许很不方便。

处理故障前应留心查看故障前变频器的作业记录，首要包含电流、转速、绕组及轴承温度等，以便于故障的剖析和查看。当呈现变频器显现某类故障，但故障扫除过程中却未发作相应故障的状况，此刻应仔细查看故障查看元件或故障信息处理体系有无标题。

故障查看或修理时，留心须先堵截电源，将变频器的输进变压器进线侧的高压柜断路器摇出，并将变频器A1、A2进线柜主开关断开，且须等断电8min电容放电结束后，方可打开柜门进行修理，切忌停机后当即进行查看。

因变频器额外作业时，其直流母排电压可到达1000V摆布，且滤波所用电解电容器的数目达120个，单个容量6800μF，贮存了很多的电能，停机后须待 电容模块前的电压平衡电阻将其放电，电压下降后(其放电时刻为8min)，方可开柜进行查看。通常来说，变频器多见的维护功用有以下几个方面。

二、过电流维护功用

变频器中过电流维护的目标首要指带有骤变性质的、电流的峰值超越了过电流查看值(约额外电流的200%)，变频器显现OC表明过电流，因为逆变器材的过载才能较差,所以变频器的过电流维护是至关主要的一环。

三、过电流要素剖析

过流故障可分为加快、减速、恒速过电流。其也许是因为变频器的加减速时刻太短、负载发作骤变、负荷分配不均，输出短路等要素致使的。这时通常可经过延 伸加减速时刻、削减负荷的骤变、外加能耗制动元件、进行负荷分配规划、对线路进行查看等来处理。假设断开负载变频器仍是过流故障，阐明变频器逆变电路已 坏，需求替换变频器。依据变频器显现，可从以下

几方面寻觅要素：

（1）作业中过电流，即拖动体系在作业过程中呈现过电流。其要素大致有以下几方面：

● 一是电动机碰到冲击负载或传动组织呈现“卡住”景象,致使电动机电流的忽然添加；

● 二是变频器输出侧发作短路，如输出端到电动机之间的衔接线发作彼此短路,或电动机内部发作短路等、接地（电机焚毁、尽缘劣化、电缆破损而致使的触摸、接地等）；

● 三是变频器本身作业不正常,如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器材在不断替换的作业过程中呈现反常。如环境温度过高，或逆变器元器材本身老化等要素，使逆变器 的参数发作变化，致使在替换过程中，一个器材现已导通、而另一个器材却还未来得及关断，致使同一个桥臂的上、下两个器材的“直通”，使直流电压的正、负极 间处于短路状况。

（2）升速、降速时过电流：当负载的惯性较大，而升速时刻或降速时刻又设定得太短时，也会致使过电流。在升速过程中，变频器作业频率上升太快，电动机 的同步转速敏捷上升，而电动机转子的转速因负载惯性较大而跟不上往，结果是升速电流太大；在降速过程中，降速时刻太短，同步转速敏捷下降，而电动机转子因 负载的惯性大，仍保持较高的转速，这时相同能够使转子绕组切开磁力线的速度太大而发作过电流。

处理办法

（1）起动时一升速就跳闸，这是过电流十分严峻的景象，首要查看：

● 作业机械有没有卡住；

● 负载侧有没有短路,用兆欧表查看对地有没有短路；

● 变频器功率模块有没有损坏；

● 电动机的起动转矩过小，拖动体系转不起来。

（2）起动时不立刻跳闸，而在作业过程中跳闸，首要查看：

● 升速时刻设定太短，加长加快时刻；

● 减速时刻设定太短，加长减速时刻；

● 转矩抵偿（U/f比）设定太大，致使低频时空载电流过大；

● 电子热继电器整定不妥，动作电流设定得太小，致使变频器误动作

四、过载维护及要素剖析

电动性能够旋转，但作业电流超越了额外值，称为过载。过载的根本反映是：电流当然超越了额外值，但超越的起伏不大，通常也不构成较大的冲击电流。输出电流超越反时限特性过载电流额外值，维护功用动作，变频器的容量偏小。

过载的首要要素

（1）机械负荷过重：负荷过重的首要特征是电动机发热，并可从显现屏上读取作业电流来发现。首要要素是变频器负载太大，加减速时刻、作业周期时刻太短；V/F特性的电压太高；变频器功率太小。

（2）三相电压不平衡：致使某相的作业电流过大，致使过载跳闸，其特色是电动机发热不均衡，从显现屏上读取作业电流时不一定能发现(因显现屏只显现一相电流)。

（3）误动作：变频器内部的电流查看有些发作故障，查看出的电流信号偏大，致使跳闸。

查看办法

（1）查看电动机是不是发热

假设电动机的温升不高，则首要应查看负载的巨细，加减速时刻，作业周期时刻设置是不是公正，并批改V/F特性，查看变频器的电子热维护功用预置得是不 是公正，如变频器尚有余量，则应放宽电子热维护功用的预置值；如变频器的容许电流现已没有余量，不能再放宽，且依据生产工艺，所呈现的过载归于正常过载， 则阐明变频器的挑选不妥，应加大变频器的容量，替换变频器。

这是因为，电动机在拖动变化负载或断续负载时，只要温升不超越额外值，是容许短时刻(几分钟，甚或几十分钟)过载的，而变频器则不容许。假设电动机的温升 过高，而所呈现的过载又归于正常过载，则阐明是电动机的负荷过重。这时，首要应思考能否适当加大传动比，以减轻电动机轴上的负荷。如能够加大，则加大传动比；假设传动比无法加大，则应加大电动机的容量。

（2）查看电动机侧三相电压是不是平衡

若电动机侧的三相电压不平衡，则应再查看变频器输出端的三相电压是不是平衡，如不平衡，标题在变频器内部，应查看变频器的逆变模块及其驱动电路；如变 频器输出端的电压平衡，则标题呈如今从变频器到电动机之间的线路上，应查看一切接线端的螺钉是不是都已紧固，假设在变频器和电动机之间有触摸器或别的电 器，则还应查看有关电器的接线端是不是都已紧固，以及触点的触摸状况是不是良好等。

假设电动机侧三相电压平衡，则应了解跳闸时的作业频率：如作业频率较低，又未用矢量操控(或无矢量操控)，则首要下降U/f比，如下降后仍能股动负 载，则阐明本来预置的U/f比过高，励磁电流的峰值偏大，可经过下降U/f比来减小电流；假设下降后带不动负载了，则应思考加大变频器的容量；假设变频用 具有矢量操控功用，则应选用矢量操控办法。

（3）查看是不是误动作

经过以查看，均未找到要素时，应查看是不是误动作。断定的办法是在轻载或空载的状况下，用电流表测量变频器的输出电流，与显现屏上显现的作业电流值 进行对比，假设显现屏显现的电流读数比实践测量的电流大得较多，则阐明变频器内部的电流测量有些差错较大，“过载”跳闸有也许是误动作。

五、欠电压维护

欠压也是我们在运用中常常碰到的标题。电源电压下降后，主电路直流电压若降到欠电压查看值以下，维护功用动作。别的，电压若降到不能保持变频器操控电路的作业，则悉数维护功用主动复位（查看值：DC400V）。当呈现欠压故障时，首要应当查看输进电源是不是缺相，假设输进电源没有标题，就要查看整流回路是不是有标题，假设都没有标题，那就要看直流查看电路上是不是有标题了。

假设因为主回路电压太低(380V系列低于400V)，首要要素是整流桥某一路损坏或晶闸管三相电路中有一相作业不正常，都有也许致使欠压故障的呈现，其次主回路断路器、触摸器损坏，致使直流母线电压损耗在充电电阻上面有也许致使欠压。电压查看电路发作故障而呈现欠压标题,因为变频器故障或噪声致使的误动作等构成主电路直流端（P、N之间）超越了查看值，这就需与制造商联络。

六、过电压维护

来自电动机的再生电流添加，主电路直流电压若超越电压查看值，过错施加过高电压时维护功用动作（查看值：DC750V）。过电压维护首要有三种景象：加快时过电压、减速时过电压、恒速时过电压。过电压报警通常是呈如今停机的时分，其首要要素是减速时刻太短或制动电阻及制动单元有标题。

变频器的过电压会集表如今直流母线的电压上。正常状况下，变频器直流电为三相全波整流后的均匀值。若以380V线电压核算，则均匀直流电压 Ud=1.35UL=513V。在过电压发作时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上至760V摆布时，变频器过电压维护动作。因此，变频器都有一个正 常的作业电压规模，当电压超越这个规模时很也许损坏变频器。

多见的过电压首要是发电制动时的过电压，这种状况呈现的概率较高，首要是电机的同步转速比实践转速还高，使电动机处于发电状况，而变频器又没有装置制动单元，有两起状况能够致使这一故障。

（1）当变频器拖动大惯性负载时，其减速时刻设的对比小，在减速过程中，变频器输出的速度对比快，而因为负载特性本身阻力减速对比慢，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，电动机处于发电状况，而变频器没有能量回馈单元，因此变频器直流回路电压添加，超出维护值，呈现故障。

而纸机中的这类故障常常发作在枯燥有些，处理这种故障能够添加再生制动单元，或许批改动频器参数，把变频器减速时刻设的长一些。添加的再生制动单元有能量 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，经过查看直流母线电压来操控功率管的通断。

并联直流母线吸收型运用在多电机传动体系，这种体系往往有一台或几台电机常常作业于发电状况，发作再生能量，这些能量经过并联母线被处于电动状况的电机吸收。能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的，当有再生能量发作时可逆变流器就将再生能量回馈给电网。

（2）多个电动机拖动同一个负载时，也也许呈现这一故障，首要因为没有负荷分配致使的。以两台电动机拖动一个负载为例，当一台电动机的实践转速大于另一台电动机的同步转速时，则转速高的电动机适当于原动机，转速低的处于发电状况，致使故障。

七、别的维护

1 过热OH4

过热是常常会碰到的一个故障。当碰到这种状况时，首要会想到散热电扇是不是作业，调查机器外部就会看到电扇是不是作业，此外关于30kW以上的机器在 机器内部也带有一个散热电扇，此电扇的损坏也会致使OH4的报警。依据L1-04的设定值，变频器中止输出，电机过热时，批改负载的巨细，加减速时刻，作 业周期时刻；批改V/F特性；承认从端子A1/A2输进的电机温度。

.2 接地故障GF

接地故障也是常会碰到的故障，变频器输出侧的接地电流超越了变频器额外输出电流的50%，首要要素是变频器输出侧发作了接地短路（电机焚毁、尽缘劣 化、电缆破损而致使的触摸、接地等）。在扫除电机接地存在标题的要素外，最也许发作故障的有些即是霍尔传感器了，霍尔传感器因为受温度，湿度等环境要素的 影响，作业点很容易发作飘移，致使GF报警。关于安川变频器，假设快熔未烧坏，则需查验触发板上的光耦；假设快熔烧坏了,则需求替换模块、快熔，还需查验 触发板上的光耦合等。

3 电动机不旋转

（1）即便按下操作器的RUN键，电机也不转，这时，可思考以下要素：作业办法的设定有过错。（作业指令的挑选）b1－02=1（操控回路端子）时， 即便按下了RUN键，电机也不作业，按下LOCAL/REMOTE键切换到操作器或设定b1－02=0（操作器）。频率指令太低：频率指令低于 E1-09（最低输出频率）所设定了的频率时，变频器不能作业，改变频率指令使大于最低频率。

（2）即便输进了外部作业信号，电机仍不转，主要的要素是：未处在驱动形式，变频器在准备状况，不能起动。按下MENU键，DRIVE LED闪耀，再按下DATA/ENTER键，进进驱动形式。进进了驱动形式，DRIVE LED灯亮。

（3）加快时及衔接负载时，电机停转了，负载太大。变频器当然有避免失速功用及全主动力矩提升功用。可是加快度太大及负载太大时，超越了电机的响应边界，请延伸加快时刻，减小负载。别的也能够思考加大电机的功率。

（4）电机只能向一个方向转。挑选了制止回转，当b1－04(挑选制止回转)=1（制止回转）时，变频器不接受回转指令。正转、回转两方向都要运用时，请设定b1－04=0（能够回转）。