知識(shí)｜40種變頻器常見問題解答

知識(shí)｜ 種變頻器常見問題解答
40
2016-08-10
1、什么是變頻器？
變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電
能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變
功率因數(shù)、過流/過壓/過載保護(hù)等功能。
2、PWM 和PAM的不同點(diǎn)
PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫，按一定規(guī)律改變
脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)制方式。PAM是英文Pulse
Amplitude Modulation (脈沖幅值調(diào)制) 縮寫，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖
幅度，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。3、電壓型與電流型有什么不同？
變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的
變頻器，直流回路的濾波是電容；電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，
其直流回路濾波是電感。
4、為什么變頻器的電壓與頻率成比例的改變？
任何電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩都是電流和磁通相互作用的結(jié)果，電流是不允許超過
額定值的，否則將引起電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱。因此，如果磁通減小，電磁轉(zhuǎn)矩也必減小，
導(dǎo)致帶載能力降低。
由公式E=4.44*K*F*N*Φ 可以看出，在變頻調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的磁路隨著運(yùn)
行頻率fX是在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，它極容易使電動(dòng)機(jī)的磁路嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致
勵(lì)磁電流的波形嚴(yán)重畸變，產(chǎn)生峰值很高的尖峰電流。
因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時(shí)控制變頻器輸出電壓，
使電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用于
風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能型變頻器。
5、電動(dòng)機(jī)使用工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí)，電壓下降則電流增加；對(duì)于變頻器驅(qū)動(dòng)，如果
頻率下降時(shí)電壓也下降，那么電流是否增加？
頻率下降（低速）時(shí)，如果輸出相同的功率,則電流增加，但在轉(zhuǎn)矩一定的
條件下,電流幾乎不變。
6、采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩怎樣？
采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓，起動(dòng)電流被限制在
150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同，為125%～200%)。用工頻電源直接起動(dòng)時(shí)，
起動(dòng)電流為額定電流6～7倍，因此，將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳
動(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長)。起動(dòng)電流為額定電流的1.2～1.5倍，起動(dòng)
轉(zhuǎn)矩為70%～120%額定轉(zhuǎn)矩；對(duì)于帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為
100%以上，可以帶全負(fù)載起動(dòng)。7、V/f模式是什么意思？
頻率下降時(shí)電壓V也成比例下降，這個(gè)問題已在回答4說明。V與f的比例
關(guān)系是考慮了電機(jī)特性而預(yù)先決定的，通常在控制器的存儲(chǔ)裝置（ROM）中存有
幾種特性，可以用開關(guān)或標(biāo)度盤進(jìn)行選擇。
8、按比例地改V 和f時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩如何變化？
頻率下降時(shí)完全成比例地降低電壓，那么由于交流阻抗變小而直流電阻不變，
將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。因此，在低頻時(shí)給定V/f,要使輸出
電壓提高一些，以便獲得一定地起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,這種補(bǔ)償稱增強(qiáng)起動(dòng)?？梢圆捎酶鞣N
方法實(shí)現(xiàn)，有自動(dòng)進(jìn)行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法。
9、在說明書上寫著變速范圍 60～6Hz，即10：1，那么在 6Hz以下就沒有輸出
功率嗎？
在6Hz以下仍可輸出功率，但根據(jù)電機(jī)溫升和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小等條件，最低
使用頻率取6Hz左右，此時(shí)電動(dòng)機(jī)可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會(huì)引起嚴(yán)重的發(fā)熱問題。
變頻器實(shí)際輸出頻率（起動(dòng)頻率）根據(jù)機(jī)種為0.5～3Hz。
10、對(duì)于一般電機(jī)的組合是在 60Hz以上也要求轉(zhuǎn)矩一定，是否可以？
通常情況下時(shí)不可以的。在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）電壓不變，大體
為恒功率特性，在高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時(shí)。
11、所謂開環(huán)是什么意思？
給所使用的電機(jī)裝置設(shè)速度檢出器（PG），將實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進(jìn)行
控制的，稱為“閉環(huán) ”，不用 PG運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”。通用變頻器多為開環(huán)
方式，也有的機(jī)種利用選件可進(jìn)行PG反饋.無速度傳感器閉環(huán)控制方式是根據(jù)建
立的數(shù)學(xué)模型根據(jù)磁通推算電機(jī)的實(shí)際速度，相當(dāng)于用一個(gè)虛擬的速度傳感器形
成閉環(huán)控制。12、實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)于給定速度有偏差時(shí)如何辦？
開環(huán)時(shí)，變頻器即使輸出給定頻率，電機(jī)在帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速在額
定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)（1%～5%）變動(dòng)。對(duì)于要求調(diào)速精度比較高，即使負(fù)載變動(dòng)也
要求在近于給定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)的場合，可采用具有PG反饋功能的變頻器（選用件）。
13、如果用帶有 PG 的電機(jī)，進(jìn)行反饋后速度精度能提高嗎？
具有PG反饋功能的變頻器，精度有提高。但速度精度的值取決于PG本身的
精度和變頻器輸出頻率的分辨率。
14、失速防止功能是什么意思？
如果給定的加速時(shí)間過短，變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過轉(zhuǎn)速（電角頻率）
的變化，變頻器將因流過過電流而跳閘，運(yùn)轉(zhuǎn)停止，這就叫作失速。為了防止失
速使電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，就要檢出電流的大小進(jìn)行頻率控制。當(dāng)加速電流過大時(shí)適當(dāng)
放慢加速速率。減速時(shí)也是如此。兩者結(jié)合起來就是失速功能。
15、有加速時(shí)間與減速時(shí)間可以分別給定的機(jī)種，和加減速時(shí)間共同給定的機(jī)
種，這有什么意義？
加減速可以分別給定的機(jī)種，對(duì)于短時(shí)間加速、緩慢減速場合，或者對(duì)于小
型機(jī)床需要嚴(yán)格給定生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的場合是適宜的，但對(duì)于風(fēng)機(jī)傳動(dòng)等場合，加
減速時(shí)間都較長，加速時(shí)間和減速時(shí)間可以共同給定。
16、什么是再生制動(dòng)？
電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中如果降低指令頻率，則電動(dòng)機(jī)變?yōu)楫惒桨l(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行，作
為制動(dòng)器而工作，這就叫作再生（電氣）制動(dòng)。
17、是否能得到更大的制動(dòng)力？
從電機(jī)再生出來的能量貯積在變頻器的濾波電容器中，由于電容器的容量和
耐壓的關(guān)系，通用變頻器的再生制動(dòng)力約為額定轉(zhuǎn)矩的10%～20%。如采用選用
件制動(dòng)單元，可以達(dá)到50%～100%。18、請(qǐng)說明變頻器的保護(hù)功能？
保護(hù)功能可分為以下兩類：
（1）檢知異常狀態(tài)后自動(dòng)地進(jìn)行修正動(dòng)作，如過電流失速防止，再生過電壓失
速防止。
（2）檢知異常后封鎖電力半導(dǎo)體器件PWM控制信號(hào)，使電機(jī)自動(dòng)停車。如過電
流切斷、再生過電壓切斷、半導(dǎo)體冷卻風(fēng)扇過熱和瞬時(shí)停電保護(hù)等。
19、為什么用離合器連接負(fù)載時(shí)，變頻器的保護(hù)功能就動(dòng)作？
用離合器連接負(fù)載時(shí)，在連接的瞬間，電機(jī)從空載狀態(tài)向轉(zhuǎn)差率大的區(qū)域急
劇變化，流過的大電流導(dǎo)致變頻器過電流跳閘，不能運(yùn)轉(zhuǎn)。
20、在同一工廠內(nèi)大型電機(jī)一起動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)中變頻器就停止，這是為什么？
電機(jī)起動(dòng)時(shí)將流過和容量相對(duì)應(yīng)的起動(dòng)電流，電機(jī)定子側(cè)的變壓器產(chǎn)生電壓
降，電機(jī)容量大時(shí)此壓降影響也大，連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或
瞬停的判斷，因而有時(shí)保護(hù)功能（IPE）動(dòng)作，造成停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
21、什么是變頻分辨率？有什么意義？
對(duì)于數(shù)字控制的變頻器，即使頻率指令為模擬信號(hào)，輸出頻率也是有級(jí)給定。
這個(gè)級(jí)差的最小單位就稱為變頻分辨率。 變頻分辨率通常取值為0.015～0.5Hz.
例如，分辨率為0.5Hz，那么 23Hz的上面可變?yōu)?3.5、24.0 Hz，因此電機(jī)的動(dòng)
作也是有級(jí)的跟隨。這樣對(duì)于像連續(xù)卷取控制的用途就造成問題。在這種情況下，
如果分辨率為0.015Hz左右，對(duì)于4級(jí)電機(jī)1個(gè)級(jí)差為1r/min 以下，也可充分
適應(yīng)。另外，有的機(jī)種給定分辨率與輸出分辨率不相同。