变频器的调试与维修

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1、变频器的调试与维修山东新风光电子科技发展有限公司周加胜引言：变频器自上世纪90年代进入中国市场，经过近二十多年的发展，随着国家节能减排政策的不断推进，已日益称为各行各业不可缺少的调速产品，在改善生产工艺、提高生产效率、推进生产的自动化运行、节能降耗方面呈现出巨大的优势，在工矿企业、塑料制品、水利电力、学校及事业单位等各方面应用日益普及，可以这样说，只要用电机的地方，几乎随处都可看到变频器的身影，已日益成为交流电机的姊妹产品，发挥着越来越大的作用。但是，变频器毕竟是一个技术含量比较高的科技产品，在应用

2、中，由于各个企事业单位的电工或设备维护人员对这一产品的认识还有一段距离，对这一产品还不可能象普通的工频控制柜那样比较熟练的进行应用、维修或维护，加之国产变频器在器件选型、产品设计、安装调试过程中也存在着一定的局限性，也不可避免的会产生这样或那样的问题，虽然是一个好产品，正像其他的设备一样，应用好了会带来良好的经济效益，若应用不好，也同样会带来副作用，甚至会出现相反的结果，导致设备不能正常运行，影响生产和工艺，给企事业的生产和人民生活造成损失，酿成很坏的影响。笔者从上世纪90年代后期，从事变频器的安装

3、、调试及维修工作，在10多年的工作中，积累了丰富的经验，其中也不乏比较深刻的教训，因此，我想从这一期开始，将自己在工作中遇到的问题及解决的方法，运用变频器的工作原理，结合具体的应用实例，探讨一下变频器在应用过程中所应注意的问题，在安装、调试、维修工作中的基本方法，以期与广大的同行及朋友、各位老师尤其是变频器的使用者进行比较有益的交流，帮助大家尽快的掌握变频器的基本工作原理，安装、调试方法，基本的维修维护要领，把这一产品尽快的应用到实际工作中，发挥她本身应有的工作效能，服务于各行各业的人民的生产生活中

4、。第一讲、对变频器的基本认识1、首先我们要了解变频调速的定义。所谓变频器，就是通过调节频率实现电机调速的装置。由电动机的转速公式知道：n=60f/P*(1-s)可知当电机的极对数p、转差率s不变时，改变电源的供电频率f，就可以平滑的改变电机的转速，即：n=Kf，n与f成正比，这就是改变频率可以平滑改变电机转速的原理。但是就是这样一个普通的道理，制造变频器却经过了一百多年的时间，科技人员在三相交流异步电动机问世的同时，就积极研究变频调速的问题，由于大功率开关器件的制约，加之控制器件的局限性，经过了一个

5、世纪的艰苦的研制与探索，在上世纪70—80年代才有了初步的成果，并经过近20多年的发展，才具备了今天的成就。在改变频率实现调速的过程中，有一个必须解决的问题，就是在调频的同时，必须进行调压，即调节电机输入端的电压。对于异步交流电机，变频器输出电压与频率以及气空隙磁通存在以下对应关系：U=4.44fs*Ns*Ks*Φ式中，Ns为定子每相绕组串联匝数；Ks为基波绕组系数；Φ为电机气隙中每极合成磁通。在变频器调速过程中，要保证磁通恒定，因为对于电动机而言，磁通太大，电机绕组容易饱和，严重时会烧毁电机，磁通

6、太弱，电机力矩就会不足，电机在重载下就会启动不了，难以正常运转。从上式来看，在调频的过程中，4.44、Ns、Ks都是常数，要保证磁通Φ恒定，在改变频率fs的同时，必须同时改变电压U，即保证U/fs=KΦ，K为常数，这就是变频同时变压的原理，也即恒V/f控制。2、基本工作原理:图1、变频器基本电路如图1所示是变频器最基本的主回路图，三相交流380V/50Hz的工频电源，经三相全波整流后，变成脉动的直流，再经过大电解电容平滑滤波后，变成比较平稳的直流电源，经过IGBT开关管的控制，逆变成频率和电压都可以

7、调节的交流电，供电机运行。而由直流变成交流的逆变环节，是变频器的核心控制部分。当然随着变频器的发展，为了适应现场电机及电源电压的要求，又派生出变频器的许多不同品类，如：为了适应大功率电机的需要，采用IGBT模块、整流模块直接并联或单元并联的方式，产生低压大功率变频器。为了适应电压升高的需要，产生了中压变频器，采用整流模块、IGBT模块直接串联，采用三电平、五电平、七电平等主回路方式，使输出波形及电源谐波尽量满足现场需要。对于高压大功率变频器，现在主要采用美国罗宾康公司的单元串联完美无谐波的主电路及控

8、制电路的方式进行控制，实现用低压配件进行高压控制的目的。为了适应控制方式的需要，又在V/f控制的基础上，研发了矢量控制、直接转矩控制等多种控制方式。这些都是普通变频器的派生产品。3、变频器的分类变频器的分类方式有很多种。首先按有无中间直流环节分为交---交型和交---直---交型。交—交变频一般采用晶闸管控制，但调频效率低，范围窄，一般在0---25Hz的范围内，多用在大型的轧钢机设备上。交—直—交变频器应用很广泛，现在的通用变频器基本都采用这种控制方式，又根据中间直