設備防止異物進入和防水的能力，使IEC標準之一。其兩個數字分別代表防異物和防水的能力，數值越高表明可以防止更細小的物體進入以及經受更強烈的水流沖擊。一般為IP54（防塵，防潑灑水滴）以上防護等級的設備可以直接應用于露天。2）絕緣等級（Insulation Grade）：考察一個電氣設備（一般針對電機）在保證良好絕緣特性的前提下所能承受的極限溫升能力，是IEC標準之一。一般有B級（85度）、F級（105度）、H級（125度）。
3）工作制。
三.知識入門
1、什么是變頻器？
變頻器是利用電力半導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。
2、PWM和PAM的不同點是什么？
PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調制)縮寫，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調節(jié)輸出量和波形的一種調值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脈沖幅度調制)縮寫，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度，以調節(jié)輸出量值和波形的一種調制方式。
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，其直流回路濾波石電感。
4、為什么變頻器的電壓與電流成比例的改變？
異步電動機的轉矩是電機的磁通與轉子內流過電流之間相互作用而產生的，在額定頻率下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就過大，磁回路飽和，嚴重時將燒毀電機。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓，使電動機的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現象的產生。這種控制方式多用于風機、泵類節(jié)能型變頻器。
5、電動機使用工頻電源驅動時，電壓下降則電流增加;對于變頻器驅動，如果頻率下降時電壓也下降，那么電流是否增加？
頻率下降(低速)時,如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉矩一定的條件下,電流幾乎不變。
6、采用變頻器運轉時，電機的起動電流、起動轉矩怎樣？
采用變頻器運轉，隨著電機的加速相應提高頻率和電壓，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據機種不同，為125%~200%)。用工頻電源直接起動時，起動電流為6~7倍，因此，將產生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動轉矩為70%~120%額定轉矩；對于帶有轉矩自動增強功能的變頻器，起動轉矩為100%以上，可以帶全負載起動。
7、V/f模式是什么意思？
頻率下降時電壓V也成比例下降，這個問題已在回答4說明。V與f的比例關系是考慮了電機特性而預先決定的，通常在控制器的存儲裝置(ROM)中存有幾種特性，可以用開關或標度盤進行選擇。
8、按比例地改V和f時，電機的轉矩如何變化？
頻率下降時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，將造成在低速下產生地轉矩有減小的傾向。因此，在低頻時給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動轉矩,這種補償稱增強起動�？梢圆捎酶鞣N方法實現,有自動進行的方法、選擇V/f模式或調整電位器等方法
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，但根據電機溫升和起動轉矩的大小等條件，最低使用頻率取6Hz左右，此時電動機可輸出額定轉矩而不會引起嚴重的發(fā)熱問題。變頻器實際輸出頻率(起動頻率)根據機種為0.5~3Hz.
10、對于一般電機的組合是在60Hz以上也要求轉矩一定，是否可以？
通常情況下時不可以的。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矩時，必須注意電機與變頻器容量的選擇
11、所謂開環(huán)是什么意思？
給所使用的電機裝置設速度檢出器(PG)，將實際轉速反饋給控制裝置進行控制的，稱為“閉環(huán)”，不用PG運轉的就叫作“開環(huán)”。通用變頻器多為開環(huán)方式，也有的機種利用選件可進行PG反饋。
12、實際轉速對于給定速度有偏差時如何辦？
開環(huán)時，變頻器即使輸出給定頻率，電機在帶負載運行時，電機的轉速在額定轉差率的范圍內(1%~5%)變動。對于要求調速精度比較高，即使負載變動也要求在近于給定速度下運轉的場合，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，進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。但速度精度的植取決于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？
如果給定的加速時間過短，變頻器的輸出頻率變化遠遠超過轉速(電角頻率)的變化，變頻器將因流過過電流而跳閘，運轉停止，這就叫作失速。為了防止失速使電機繼續(xù)運轉，就要檢出電流的大小進行頻率控制。當加速電流過大時適當放慢加速速率。減速時也是如此。兩者結合起來就是失速功能。
15.變頻器的散熱
1). 如果要正確的使用變頻器, 必須認真地考慮散熱的問題.
變頻器的故障率隨溫度升高而成指數的上升，使用壽命隨溫度升高而成指數的下降。環(huán)境溫度升高10度，變頻器平均使用壽命減半。在變頻器工作時，流過變頻器的電流是很大的, 變頻器產生的熱量也是非常大的，不能忽視其發(fā)熱所產生的影響通常，變頻器安裝在控制柜中。我們要了解一臺變頻器的發(fā)熱量大概是多少. 可以用以下公式估算:
發(fā)熱量的近似值＝ 變頻器容量（KW）×55 【W】
在這里, 如果變頻器容量是以恒轉矩負載為準的 (過流能力150% * 60s) 　如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器, 并且也在柜子里面, 這時發(fā)熱量會更大一些。 電抗器安裝在變頻器側面或測上方比較好�！　　　∵@時可以用估算: 變頻器容量（KW）×60 【W】 　因為各變頻器廠家的硬件都差不多, 所以上式可以針對各品牌的產品. 　注意： 如果有制動電阻的話，因為制動電阻的散熱量很大，因此最好安裝位置最好和變頻器隔離開， 如裝在柜子上面或旁邊等。
2. ）怎樣降低控制柜內的發(fā)熱量?
當變頻器安裝在控制機柜中時，要考慮變頻器發(fā)熱值的問題。根據機柜內產生熱量值的增加，要適當地增加機柜的尺寸。因此，要使控制機柜的尺寸盡量減小，就必須要使機柜中產生的熱量值盡可能地減少。如果在變頻器安裝時，把變頻器的散熱器部分放到控制機柜的外面，將會使變頻器有70％的發(fā)熱量釋放到控制機柜的外面。由于大容量變頻器有很大的發(fā)熱量，所以對大容量變頻器更加有效。還可以用隔離板把本體和散熱器隔開, 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。
注意：變頻器散熱設計中都是以垂直安裝為基礎的，橫著放散熱會變差的!
3. ）關于冷卻風扇　一般功率稍微大一點的變頻器， 都帶有冷卻風扇。同時，也建議在控制柜上出風口安裝冷卻風扇。進風口要加濾網以防止灰塵進入控制柜。注意控制柜和變頻器上的風扇都是要的，不能誰替代誰。
4.）其他關于散熱的問題
1。 在海拔高于1000m的地方，因為空氣密度降低，因此應加大柜子的冷卻風量以改善冷卻效果。理論上變頻器也應考慮降容，每1000m降低5%。但由于實際上因為設計上變頻器的負載能力和散熱能力一般比實際使用的要大，所以也要看具體應用。 比方說在1500m的地方，但是周期性負載，如電梯，就不必要降容。
2。 開關頻率：變頻器的發(fā)熱主要來自于IGBT， IGBT的發(fā)熱有集中在開和關的瞬間。因此開關頻率高時自然變頻器的發(fā)熱量就變大了。 有的廠家宣稱降低開關頻率可以擴容， 就是這個道理。
16.關于漏電流的問答　　Q: 有那些漏電流的形式？　　A: 有 2種：電機電纜對地漏電流和電纜　　　Q: 為什么會有漏電流的問題？　　A: 不使用變頻器時，漏電流一般較小。使用變頻器時，因為逆變器的功率模塊高速開關，輸出電流中有高次諧波的存在。有因為電纜對地、電纜之間存在電感，因此產生了較大的漏電流（可達不用變頻器時的10倍）。　　　　Q: 漏電流和開關頻率有和關系？　　A: 開關頻率越小，漏電流越小�！　　�Q: 漏電流和電機功率的關系？　　A: 功率越大，漏電流越大。　　　　Q: 漏電流和接地的關系？　　A: 無直接關系。但接地不好會增加觸電的可能性�！　　　�Q: 漏電流對策有那些？　　A: 降低開關頻率，是電纜之間，電纜和地的距離增加，增加開關的漏電流設定水平等。　　　　Q: 對變頻器的漏電流水平可有什么規(guī)定? 　　A: 現在還沒有。
17. 目前，變頻交流調速已遍布冶金、電力、等各個領域。變頻器是利用交流電動機的同步轉速隨電機電壓頻率變化而變化的特性而實現電動機調速運行的裝置，其中，有幾個參數的設定非常重要，將直接影響變頻器的合理使用。
幾個重要參數的設定
1 .V/f類型的選擇 V/f類型的選擇包括最高頻率、基本頻率和轉矩類型等。
最高頻率是變頻器-電動機系統(tǒng)可以運行的最高頻率。由于變頻器自身的最高頻率可能較高，當電動機容許的最高頻率低于變頻器的最高頻率時，應按電動機及其負載的要求進行設定。基本頻率是變頻器對電動機進行恒功率控制和恒轉矩控制的分界線，應按電動機的額定電定電壓設定。轉矩類型指的是負載是恒轉矩負載還是變轉矩負載。用戶根據變頻器使用說明書中的V/f類型圖和負載的特點，選擇其中的一種類型。我們根據電機的實際情況和實際要求，最高頻率設定為83.4Hz，基本頻率設定為工頻50Hz。負載類型：50Hz以下為恒轉矩負載，50~83.4Hz為恒功率負載。
2.如何調整啟動轉矩
調整啟動轉矩是為了改善變頻器啟動時的低速性能,使電機輸出的轉矩能滿足生產啟動的要求。 在異步電機變頻調速系統(tǒng)中,轉矩的控制較復雜.在低頻段,由于電阻、漏電抗的影響不容忽略，若仍保持V/f為常數，則磁通將減小，進而減小了電機的輸出轉矩。為此，在低頻段要對電壓進行適當補償以提升轉矩。可是，漏阻抗的影響不僅與頻率有關，還和電機電流的大小有關，準確補償是很困難的。近年來國外開發(fā)了一些能自行補償的變頻器，但所需計算量大，硬件、軟件都較復雜，因此一般變頻器均由用戶進行人工設定補償。針對我們所使用的變頻器，轉矩提升量設定為1%~5%之間比較合適。
3. 如何設定加、減速時間 電機的運行方程式：
式中：Tt為電磁轉矩；T1為負載轉矩 電機加速度dw/dt取決于加速轉矩（Tt,T1），而變頻器在啟、制動過程中的頻率變化率則由用戶設定。若電機轉動慣量J、電機負載變化按預先設定的頻率變化率升速或減速時，有可能出現加速轉矩不夠，從而造成電機失速，即電機轉速與變頻器輸出頻率不協(xié)調，從而造成過電流或過電壓。因此，需要根據電機轉動慣量和負載合理設定加、減速時間，使變頻器的頻率變化率能與電機轉速變化率相協(xié)調。檢查此項設定是否合理的方法是按經驗選定加、減速時間設定。若在啟動過程中出現過流，則可適當延長加速時間；若在制動過程中出現過流，則適當延長減速時間；另一方面，加、減速時間不宜設定太長，時間太長將影響生產效率，特別是頻繁啟、制動時。我們將加速時間設定為15s,減速時間設定為5s。
4 .頻率跨跳 V/f控制的變頻器驅動異步電機時，在某些頻率段。
電機的電流、轉速會發(fā)生振蕩，嚴重時系統(tǒng)無法運行，甚至在加速過程中出現過電流保護使得電機不能正常啟動，在電機輕載或轉動量較小時更為嚴重。因此變通變頻器均備有頻率跨跳功能，用戶可以根據系統(tǒng)出現振蕩的頻率點，在V/f曲線上設置跨跳點及跨跳點寬度。當電機加速時可以自動跳過這些頻率段，保證系統(tǒng)正常運行。
5 過負載率設置 該設置用于變頻器和電動機過負載保護。
當變頻器的輸出電流大于過負載率設置值和電動機額定電流確定的OL設定值時，變頻器則以反時限特性進行過負載保護（OL），過負載保護動作時變頻器停止輸出。 2.6 電機參數的輸入 變頻器的參數輸入項目中有一些是電機基本參數的輸入，如電機的功率、額定電壓、額定電流、額定轉速、極數等。這些參數的輸入非常重要，將直接影響變頻器中一些保護功能的正常發(fā)揮，一定要根據電機的實際參數正確輸入，以確保變頻器的正常使用。
四.變頻器在調試與使用過程中經常遇到的問題
1.)其中過電壓現象最為常見。 過電壓產生后，變頻器為了防止內部電路損壞，其過電壓保護功能將動作，使變頻器停止運行，導致設備無法正常工作。因此必須采取措施消除過電壓，防止故障的發(fā)生。由于變頻器與電機的應用場合不同，產生過電壓的原因也不相同，所以應根據具體情況采取相應的對策。
2、)過電壓的產生與再生制動所謂變頻器的過電壓，是指由于種種原因造成的變頻器電壓超過額定電壓，集中表現在變頻器直流母線的直流電壓上。正常工作時，變頻器直流部電壓為三相全波整流后的平均值。
若以380V線電壓計算，則平均直流電壓Ud=1.35U線=513V。在過電壓發(fā)生時，直流母線上的儲能電容將被充電，當電壓上升至700V左右時，（因機型而異）變頻器過電壓保護動作。造成過電壓的原因主要有兩種：電源過電壓和再生過電壓。
電源過電壓是指因電源電壓過高而使直流母線電壓超過額定值。而現在大部分變頻器的輸入電壓最高可達460V，因此，電源引起的過電壓極為少見。本文主要討論的問題是再生過電壓。產生再生過電壓主要有以下原因：當大GD2（飛輪力矩）負載減速時變頻器減速時間設定過短；電機受外力影響（風機、牽伸機）或位能負載（電梯、起重機）下放。由于這些原因，使電機實際轉速高于變頻器的指令轉速，也就是說，電機轉子轉速超過了同步轉速，這時電機的轉差率為負，轉子繞組切割旋轉磁場的方向與電動機狀態(tài)時相反，其產生的電磁轉矩為阻礙旋轉方向的制動轉矩。所以電動機實際上處于發(fā)電狀態(tài)，負載的動能被“再生”成為電能。再生能量經逆變部續(xù)流二極管對變頻器直流儲能電容器充電，使直流母線電壓上升，這就是再生過電壓。因再生過電壓的過程中產生的轉矩與原轉矩相反，為制動轉矩，因此再生過電壓的過程也就是再生制動的過程。換句話說，消除了再生能量，也就提高了制動轉矩。如果再生能量不大，因變頻器與電機本身具有20%的再生制動能力，這部分電能將被變頻器及電機消耗掉。若這部分能量超過了變頻器與電機的消耗能力，直流回路的電容將被過充電，變頻器的過電壓保護功能動作，使運行停止。為避免這種情況的發(fā)生，必須將這部分能量及時的處理掉，同時也提高了制動轉矩，這就是再生制動的目的。
3、)過電壓的防止措施： 由于過電壓產生的原因不同，因而采取的對策也不相同。對于在停車過程中產生的過電壓現象，如果對停車時間或位置無特殊要求，那么可以采用延長變頻器減速時間或自由停車的方法來解決。所謂自由停車即變頻器將主開關器件斷開，讓電機自由滑行停止。如果對停車時間或停車位置有一定的要求，那么可以采用直流制動（DC制動）功能。直流制動功能是將電機減速到一定頻率后，在電機定子繞組中通入直流電，形成一個靜止的磁場。電機轉子繞組切割這個磁場而產生一個制動轉矩，使負載的動能變成電能以熱量的形式消耗于電機轉子回路中，因此這種制動又稱作能耗制動。在直流制動的過程中實際上包含了再生制動與能耗制動兩個過程。這種制動方法效率僅為再生制動的30-60％，制動轉矩較小。由于將能量消耗于電機中會使電機過熱，所以制動時間不宜過長。而且直流制動開始頻率，制動時間及制動電壓的大小均為人工設定，不能根據再生電壓的高低自動調節(jié)，因而直流制動不能用于正常運行中產生的過電壓，只能用于停車時的制動。對于減速（從高速轉為低速，但不停車）時因負載的GD2（飛輪轉矩）過大而產生的過電壓，可以采取適當延長減速時間的方法來解決。其實這種方法也是利用再生制動原理，延長減速時間只是控制負載的再生電壓對變頻器的充電速度，使變頻器本身的20%的再生制動能力得到合理利用而已。至于那些由于外力的作用（包括位能下放）而使電機處于再生狀態(tài)的負載，因其正常運行于制動狀態(tài)，再生能量過高無法由變頻器本身消耗掉，因此不可能采用直流制動或延長減速時間的方法。再生制動與直流制動相比，具有較高的制動轉矩，而且制動轉矩的大小可以跟據負載所需的制動力矩（即再生能量的高低）由變頻器的制動單元自動控制。因此再生制動最適用于在正常工作過程中為負載提供制動轉矩。
4、)再生制動的方法：
1． 能量消耗型：這種方法是在變頻器直流回路中并聯一個制動電阻，通過檢測直流母線電壓來控制一個功率管的通斷。在直流母線電壓上升至700V左右時，功率管導通，將再生能量通入電阻，以熱能的形式消耗掉，從而防止直流電壓的上升。由于再生能量沒能得到利用，因此屬于能量消耗型。同為能量消耗型，它與直流制動的不同點是將能量消耗于電機之外的制動電阻上，電機不會過熱，因而可以較頻繁的工作。
2． 并聯直流母線吸收型：適用于多電機傳動系統(tǒng)（如牽伸機），在這個系統(tǒng)中，每臺電機均需一臺變頻器，多臺變頻器共用一個網側變流器，所有的逆變部并接在一條共用直流母線上。這種系統(tǒng)中往往有一臺或數臺電機正常工作于制動狀態(tài)，處于制動狀態(tài)的電機被其它電動機拖動，產生再生能量，這些能量再通過并聯直流母線被處于電動狀態(tài)的電機所吸收。在不能完全吸收的情況下，則通過共用的制動電阻消耗掉。這里的再生能量部分被吸收利用，但沒有回饋到電網中。
3． 能量回饋型：能量回饋型的變頻器網側變流器是可逆的，當有再生能量產生時，可逆變流器將再生能量回饋給電網，使再生能量得到完全利用。但這種方法對電源的穩(wěn)定性要求較高，一旦突然停電，將發(fā)生逆變顛覆。
五.應用中需要注意的幾個問題
隨著通用變頻器市場的日益繁榮，變頻器及其附屬設備的安裝、調試、日常維護及維修工作量劇增，針對造成以上問題的原因，從應用環(huán)境、電磁干擾與抗干擾、電網質量、電機絕緣等方面進行分析。
1.工作環(huán)境問題 在變頻器實際應用中，由于國內客戶除少數有專用機房外，大多為了降低成本，將變頻器直接安裝于工業(yè)現場。工作現場一般是灰塵大、溫度高，在南方還有濕度大的問題。對于線纜行業(yè)還有金屬粉塵，在陶瓷、印染等行業(yè)還有腐蝕性氣體和粉塵，在煤礦等場合，還有防爆的要求等等。因此必須根據現場情況做出相應的對策。
2 變頻器的安裝設計基本要求
(1) 變頻器應該安裝在控制柜內部。(2) 變頻器最好安裝在控制柜內的中部;變頻器要垂直安裝，正上方和正下方要避免安裝可能阻擋排風、進風的大元件。(3) 變頻器上、下部邊緣距離控制柜頂部、底部、或者隔板、或者必須安裝的大元件等的最小間距，應該大于300mm。柜內安裝變頻器的基本要求(4) 如果特殊用戶在使用中需要取掉鍵盤，則變頻器面板的鍵盤孔，一定要用膠帶嚴格密封或者采用假面板替換，防止粉塵大量進入變頻器內部。(5) 對變頻器要進行定期維護，及時清理內部的粉塵等。(6) 其它的基本安裝、使用要求必須遵守用戶手冊上的有關說明;如有疑問請及時聯系相應廠家技術支持人員。
3. 防塵控制柜的設計要求
在多粉塵場所，特別是多金屬粉塵、絮狀物的場所使用變頻器時，采取正確、合理的防護措施是十分必要的，防塵措施得當對保證變頻器正常工作非常重要。總體要求控制柜整體應該密封，應該通過專門設計的進風口、出風口進行通風;控制柜頂部應該有防護網和防護頂蓋出風口;控制柜底部應該有底板和進風口、進線孔，并且安裝防塵網。
(1) 控制柜的風道要設計合理，排風通暢，避免在柜內形成渦流，在固定的位置形成灰塵堆積。
(2) 控制柜頂部出風口上面要安裝防護頂蓋，防止雜物直接落入；防護頂蓋高度要合理，不影響排風。防護頂蓋的側面出風口要安裝防護網，防止絮狀雜物直接落入。
(3) 如果采用控制柜頂部側面排風方式，出風口必須安裝防護網。
(4) 一定要確�？刂乒耥敳康妮S流風機旋轉方向正確，向外抽風。如果風機安裝在控制柜頂部的外部，必須確保防護頂蓋與風機之間有足夠的高度；如果風機安裝在控制柜頂部的內部，安裝所需螺釘必須采用止逆彈件，防止風機脫落造成柜內元件和設備的損壞。建議在風機和柜體之間加裝塑料或者橡膠減振墊圈，可以大大減小風機震動造成的噪音。
(5) 控制柜的前、后門和其他接縫處，要采用密封墊片或者密封膠進行一定的密封處理，防止粉塵進入。
(6) 控制柜底部、側板的所有進風口、進線孔，一定要安裝防塵網。阻隔絮狀雜物進入。防塵網應該設計為可拆卸式，以方便清理、維護。防塵網的網格要小，能夠有效阻擋細小絮狀物(與一般家用防蚊蠅紗窗的網格相仿);或者根據具體情況確定合適的網格尺寸。防塵網四周與控制柜的結合處要處理嚴密。
(7) 對控制柜一定要進行定期維護，及時清理內部、外部的粉塵、絮毛等雜物。維護周期可根據具體情況而定，但應該小于2～3個月;對于粉塵嚴重的場所，建議維護周期在1個月左右。防塵控制柜的安裝要求4.防潮濕霉變的控制柜的設計要求 多數變頻器廠家內部的印制板、金屬結構件均未進行防潮濕霉變的特殊處理，如果變頻器長期處于這種狀態(tài)，金屬結構件容易產生銹蝕，對于導電銅排在高溫運行情況下，更加劇了銹蝕的過程。對于微機控制板和驅動電源板上的細小銅質導線，由于銹蝕將造成損壞，因此，對于應用于潮濕和和含有腐蝕性氣體的場合，必須對于使用變頻器的內部設計有基本要求，例如印刷電路板必須采用三防漆噴涂處理，對于結構件必須采用鍍鎳鉻等處理工藝。
4.除此之外，還需要采取其它積極、有效、合理的防潮濕、防腐蝕氣體的措施。(1) 控制柜可以安裝在單獨的、密閉的采用空調的機房，此方法適用控制設備較多，建立機房的成本低于柜體單獨密閉處理的場合，此時控制柜可以采用如上防塵或者一般環(huán)境設計即可。(2) 采用獨立進風口。單獨的進風口可以設在控制柜的底部，通過獨立密閉地溝與外部干凈環(huán)境連接，此方法需要在進風口處安裝一個防塵網，如果地溝超過5m以上時，可以考慮加裝鼓風機。(3) 密閉控制柜內可以加裝吸濕的干燥劑或者吸附毒性氣體的活性材料，并近期更換。
5. 干擾問題5.1 變頻器對微機控制板的干擾 在注塑機、電梯等的控制系統(tǒng)中，多采用微機或者PLC進行控制，在系統(tǒng)設計或者改造過程中，一定要注意變頻器對微機控制板的干擾問題。由于用戶自己設計的微機控制板一般工藝水平差，不符合EMC國際標準，在采用變頻器后，產生的傳導和輻射干擾，往往導致控制系統(tǒng)工作異常，因此需要采取必要措施。
(1) 良好的接地。電機等強電控制系統(tǒng)的接地線必須通過接地匯流排可靠接地，微機控制板的屏蔽地，最好單獨接地。對于某些干擾嚴重的場合，建議將傳感器、I/O接口屏蔽層與控制板的控制地相連【3】。
(2) 給微機控制板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環(huán)等，成本低�？梢杂行б种苽鲗Ц蓴_。另外在輻射干擾嚴重的場合，如周圍存在GSM、或者小靈通機站時，可以對微機控制板添加金屬網狀屏蔽罩進行屏蔽處理。微機控制板的電源抗干擾措施
(3) 給變頻器輸入加裝EMI濾波器，可以有效抑制變頻器對電網的傳導干擾，加裝輸入交流和直流電抗器L1、L2，可以提高功率因數，減小諧波污染，綜合效果好。在某些電機與變頻器之間距離超過100m的場合，需要在變頻器側添加交流輸出電抗器L3，解決因為輸出導線對地分布參數造成的漏電流保護和減少對外部的輻射干擾。一個行之有效的方法就是采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法，并將鋼管外殼或者電纜屏蔽層與大地可靠連接。請注意，在不添加交流輸出電抗器L3時，如果采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法，增大了輸出對地的分布電容，容易出現過流。當然在實際中一般只采取其中的一種或者幾種方法。
(4) 減小變頻器對外部控制設備的干擾措施 對模擬傳感器檢測輸入和模擬控制信號進行電氣屏蔽和隔離。在變頻器組成的控制系統(tǒng)設計過程中，建議盡量不要采用模擬控制，特別是控制距離大于1M，跨控制柜安裝的情況下。因為變頻器一般都有多段速設定、開關頻率量輸入輸出，可以滿足要求。如果非要用模擬量控制時，建議一定采用屏蔽電纜，并在傳感器側或者變頻器側實現遠端一點接地。如果干擾仍舊嚴重，需要實現DC/DC隔離措施�？梢圆捎脴藴实腄C/DC模塊，或者采用V/F轉換，光藕隔離再采用頻率設定輸入的方法。
5.2 變頻器本身抗干擾問題
當變頻器的供電系統(tǒng)附近，存在高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源或者采用滑環(huán)供電的場合，變頻器本身容易因為干擾而出現保護。應采用如下措施：
(1) 在變頻器輸入側添加電感和電容，構成LC濾波網絡。
(2) 變頻器的電源線直接從變壓器側供電。
(3) 在條件許可的情況下，可以采用單獨的變壓器。
(4) 在采用外部開關量控制端子控制時，連接線路較長時，建議采用屏蔽電纜。當控制線路與主回路電源均在地溝中埋設時，除控制線必須采用屏蔽電纜外，主電路線路必須采用鋼管屏蔽穿線，減小彼此干擾，防止變頻器的誤動作。
(5) 在采用外部模擬量控制端子控制時，如果連接線路在1M以內，采用屏蔽電纜連接，并實施變頻器側一點接地即可;如果線路較長，現場干擾嚴重的場合，建議在變頻器側加裝DC/DC隔離模塊或者采用經過V/F轉換，采用頻率指令給定模式進行控制。
(6) 在采用外部通信控制端子控制時，建議采用屏蔽雙絞線，并將變頻器側的屏蔽層接地(PE)，如果干擾非常嚴重，建議將屏蔽層接控制電源地(GND)。對于RS232通信方式，注意控制線路盡量不要超過15m，如果要加長，必須隨之降低通信波特率，在100m左右時，能夠正常通信的波特率小于600bps。對于RS485通信，還必須考慮終端匹配電阻等。對于采用現場總線的高速控制系統(tǒng)，通信電纜必須采用專用電纜，并采用多點接地的方式，才能夠提高可靠性。
6. 電網質量問題
在高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源等場合，電壓經常出現閃變;在一個車間中，有幾百臺變頻器等容性整流負載在工作時，電網的諧波非常大，對于電網質量有很嚴重的污染，對設備本身也有相當的破壞作用，輕則不能夠連續(xù)正常運行，重則造成設備輸入回路的損壞�？梢圆扇∫韵碌拇胧�：集中整流的直流共母線供電方式
(1) 在高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源等場合建議用戶增加無功靜補裝置，提高電網功率因數和質量。
(2) 在變頻器比較集中的車間，建議采用集中整流，直流共母線供電方式。建議用戶采用12脈沖整流模式。優(yōu)點是，諧波小、節(jié)能，特別適用于頻繁起制動、電動運行與發(fā)電運行同時進行的場合。
(3) 變頻器輸入側加裝無源LC濾波器，減小輸入諧波，提高功率因數，成本較低，可靠性高，效果好。
(4) 變頻器輸入側加裝有源PFC裝置，效果最好，但成本較高。
7. 電機的漏電、軸電壓與軸承電流問題
變頻器驅動感應電機的電機模型，Csf為定子與機殼之間的等效電容，Csr為定子與轉子之間的等效電容，Crf為轉子與機殼之間的等效電容，Rb為軸承對軸的電阻;Cb和Zb為軸承油膜的電容和非線性阻抗。高頻PWM脈沖輸入下，電機內分布電容的電壓耦合作用構成系統(tǒng)共模回路，從而引起對地漏電流、軸電壓與軸承電流問題。變頻器驅動感應電機的電機模型漏電流主要是PWM三相供電電壓極其瞬時不平衡電壓與大地之間通過Csf產生。其大小與PWM的dv/dt大小與開關頻率大小有關，其直接結果將導致帶有漏電保護裝置動作。另外，對于舊式電機，由于其絕緣材料差，又經過長期運行老化，有些在經過變頻改造后造成絕緣損壞。因此，建議在改造前，必須進行絕緣的測試。對于新的變頻電機的絕緣，要求要比標準電機高出一個等級。軸承電流主要以三種方式存在：dv/dt電流、EDM(Electric Discharge Machining)電流和環(huán)路電流。軸電壓的大小不僅與電機內各部分耦合電容參數有關，且與脈沖電壓上升時間和幅值有關。dv/dt電流主要與PWM的上升時間tr有關，tr越小，dv/dt電流的幅值越大;逆變器載波頻率越高，軸承電流中的dv/dt電流成分越多。EDM電流出現存在一定的偶然性，只有當軸承潤滑油層被擊穿或者軸承內部發(fā)生接觸時，存儲在電子轉子對地電容Crf上的電荷(1/2 Crf×Urf)通過軸承等效回路Rb、Cb和Zb對地進行火花式放電，造成軸承光潔度下降，降低使用壽命，嚴重地造成直接損壞。損壞程度主要取決于軸電壓和存儲在電子轉子對地電容Crf的大小。環(huán)路電流發(fā)生在電網變壓器地線、變頻器地線、電機地線及電機負載與大地地線之間的回路(如水泵類負載)中。環(huán)路電流主要造成傳導干擾和地線干擾，對變頻器和電機影響不大。避免或者減小環(huán)流的方法就是盡可能減小地線回路的阻抗。由于變頻器接地線(PE變頻器)一般與電機接地線(PE電機1)連接在一個點，因此，必須盡可能加粗電機接地電纜線徑，減小兩者之間的電阻，同時變頻器與電源之間的地線采用地線銅母排或者專用接地電纜，保證良好接地。對于潛水深井泵這樣的負載，接地阻抗ZE電機2可能小于ZE變壓器與ZE變頻器之和，容易形成地環(huán)流，建議斷開ZE變頻器，抗干擾效果好。在變頻器輸出端串由電感、RC組成的正弦波濾波器是抑制軸電壓與軸承電流的有效途徑。目前有多家廠家可提供標準濾波器。
六.變頻器功能參數
變頻器功能參數很多，一般都有數十甚至上百個參數供用戶選擇。實際應用中，沒必要對每一參數都進行設置和調試，多數只要采用出廠設定值即可。但有些參數由于和實際使用情況有很大關系，且有的還相互關聯，因此要根據實際進行設定和調試�！　∫蚋黝愋妥冾l器功能有差異，而相同功能參數的名稱也不一致，為敘述方便，本文以富士變頻器基本參數名稱為例。由于基本參數是各類型變頻器幾乎都有的，完全可以做到觸類旁通。
一 加減速時間　　加速時間就是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時間，減速時間是指從最大頻率下降到0所需時間。通常用頻率設定信號上升、下降來確定加減速時間。在電動機加速時須限制頻率設定的上升率以防止過電流，減速時則限制下降率以防止過電壓�！　〖铀贂r間設定要求：將加速電流限制在變頻器過電流容量以下，不使過流失速而引起變頻器跳閘；減速時間設定要點是：防止平滑電路電壓過大，不使再生過壓失速而使變頻器跳閘。加減速時間可根據負載計算出來，但在調試中常采取按負載和經驗先設定較長加減速時間，通過起、停電動機觀察有無過電流、過電壓報警；然后將加減速設定時間逐漸縮短，以運轉中不發(fā)生報警為原則，重復操作幾次，便可確定出最佳加減速時間。
二 轉矩提升又叫轉矩補償，是為補償因電動機定子繞組電阻所引起的低速時轉矩降低，而把低頻率范圍f/V增大的方法。設定為自動時，可使加速時的電壓自動提升以補償起動轉矩，使電動機加速順利進行。如采用手動補償時，根據負載特性，尤其是負載的起動特性，通過試驗可選出較佳曲線。對于變轉矩負載，如選擇不當會出現低速時的輸出電壓過高，而浪費電能的現象，甚至還會出現電動機帶負載起動時電流大，而轉速上不去的現象。
三 電子熱過載保護
本功能為保護電動機過熱而設置，它是變頻器內CPU根據運轉電流值和頻率計算出電動機的溫升，從而進行過熱保護。本功能只適用于“一拖一”場合，而在“一拖多”時，則應在各臺電動機上加裝熱繼電器。電子熱保護設定值(%)=【電動機額定電流(A)/變頻器額定輸出電流(A)】×100%。
四 頻率限制　　即變頻器輸出頻率的上、下限幅值。頻率限制是為防止誤操作或外接頻率設定信號源出故障，而引起輸出頻率的過高或過低，以防損壞設備的一種保護功能。在應用中按實際情況設定即可。此功能還可作限速使用，如有的皮帶輸送機，由于輸送物料不太多，為減少機械和皮帶的磨損，可采用變頻器驅動，并將變頻器上限頻率設定為某一頻率值，這樣就可使皮帶輸送機運行在一個固定、較低的工作速度上。
五 偏置頻率 有的又叫偏差頻率或頻率偏差設定。其用途是當頻率由外部模擬信號(電壓或電流)進行設定時，可用此功能調整頻率設定信號最低時輸出頻率的高低，
有的變頻器當頻率設定信號為0%時，偏差值可作用在0～fmax范圍內，有的變頻器(如明電舍、三墾)還可對偏置極性進行設定。如在調試中當頻率設定信號為0%時，變頻器輸出頻率不為0Hz，而為xHz，則此時將偏置頻率設定為負的xHz即可使變頻器輸出頻率為0Hz。
六 頻率設定信號增益
此功能僅在用外部模擬信號設定頻率時才有效。它是用來彌補外部設定信號電壓與變頻器內電壓(+10v)的不一致問題；同時方便模擬設定信號電壓的選擇，設定時，當模擬輸入信號為最大時(如10v、5v或20mA)，求出可輸出f/V圖形的頻率百分數并以此為參數進行設定即可；如外部設定信號為0～5v時，若變頻器輸出頻率為0～50Hz，則將增益信號設定為200%即可。
七 轉矩限制　　可分為驅動轉矩限制和制動轉矩限制兩種。它是根據變頻器輸出電壓和電流值，經CPU進行轉矩計算，其可對加減速和恒速運行時的沖擊負載恢復特性有顯著改善。轉矩限制功能可實現自動加速和減速控制。假設加減速時間小于負載慣量時間時，也能保證電動機按照轉矩設定值自動加速和減速�！　◎寗愚D矩功能提供了強大的起動轉矩，在穩(wěn)態(tài)運轉時，轉矩功能將控制電動機轉差，而將電動機轉矩限制在最大設定值內，當負載轉矩突然增大時，甚至在加速時間設定過短時，也不會引起變頻器跳閘。在加速時間設定過短時，電動機轉矩也不會超過最大設定值。驅動轉矩大對起動有利，以設置為80～100%較妥。 制動轉矩設定數值越小，其制動力越大，適合急加減速的場合，如制動轉矩設定數值設置過大會出現過壓報警現象。如制動轉矩設定為0%，可使加到主電容器的再生總量接近于0，從而使電動機在減速時，不使用制動電阻也能減速至停轉而不會跳閘。但在有的負載上，如制動轉矩設定為0%時，減速時會出現短暫空轉現象，造成變頻器反復起動，電流大幅度波動，嚴重時會使變頻器跳閘，應引起注意。
八 加減速模式選擇 又叫加減速曲線選擇。一般變頻器有線性、非線性和S三種曲線，通常大多選擇線性曲線；非線性曲線適用于變轉矩負載，如風機等；S曲線適用于恒轉矩負載，其加減速變化較為緩慢。設定時可根據負載轉矩特性，選擇相應曲線，但也有例外，筆者在調試一臺鍋爐引風機的變頻器時，先將加減速曲線選擇非線性曲線，一起動運轉變頻器就跳閘，調整改變許多參數無效果，后改為S曲線后就正常了。究其原因是：起動前引風機由于煙道煙氣流動而自行轉動，且反轉而成為負向負載，這樣選取了S曲線，使剛起動時的頻率上升速度較慢，從而避免了變頻器跳閘的發(fā)生，當然這是針對沒有起動直流制動功能的變頻器所采用的方法。
九 轉矩矢量控制
矢量控制是基于理論上認為：異步電動機與直流電動機具有相同的轉矩產生機理。矢量控制方式就是將定子電流分解成規(guī)定的磁場電流和轉矩電流，分別進行控制，同時將兩者合成后的定子電流輸出給電動機。因此，從原理上可得到與直流電動機相同的控制性能。采用轉矩矢量控制功能，電動機在各種運行條件下都能輸出最大轉矩，尤其是電動機在低速運行區(qū)域�！　‖F在的變頻器幾乎都采用無反饋矢量控制，由于變頻器能根據負載電流大小和相位進行轉差補償，使電動機具有很硬的力學特性，對于多數場合已能滿足要求，不需在變頻器的外部設置速度反饋電路。這一功能的設定，可根據實際情況在有效和無效中選擇一項即可�！　∨c之有關的功能是轉差補償控制，其作用是為補償由負載波動而引起的速度偏差，可加上對應于負載電流的轉差頻率。這一功能主要用于定位控制。
十 節(jié)能控制
風機、水泵都屬于減轉矩負載，即隨著轉速的下降，負載轉矩與轉速的平方成比例減小，而具有節(jié)能控制功能的變頻器設計有專用V/f模式，這種模式可改善電動機和變頻器的效率，其可根據負載電流自動降低變頻器輸出電壓，從而達到節(jié)能目的，可根據具體情況設置為有效或無效�！　∫�說明的是，九、十這兩個參數是很先進的，但有一些用戶在設備改造中，根本無法啟用這兩個參數，即啟用后變頻器跳閘頻繁，停用后一切正常。究其原因有：(1)原用電動機參數與變頻器要求配用的電動機參數相差太大。(2)對設定參數功能了解不夠，如節(jié)能控制功能只能用于V/f控制方式中，不能用于矢量控制方式中。(3)啟用了矢量控制方式，但沒有進行電動機參數的手動設定和自動讀取工作，或讀取方法不當。

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