變頻器的工作原理

變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。主要通過控制電路來控制主電路，主電路中的整流器將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡绷髦虚g電路將直流電進(jìn)行平滑濾波，逆變器最后將直流電再轉(zhuǎn)換為所需頻率和電壓的交流電。

變頻器的組成

變頻器是一種電源轉(zhuǎn)換裝置，將輸入給變頻器固定頻率，固定電壓的三相交流電，轉(zhuǎn)換成可調(diào)頻率和可調(diào)電壓的三相交流點(diǎn)，主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成的。

1、整流器

近大量使用的是二級(jí)管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。

2、平波回路

在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。為了抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓（電流）。裝置容量小時(shí)，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡(jiǎn)單的平波回路。

3、逆變器

同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時(shí)間使6個(gè)開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到三相交流輸出。

4、主電路和控制電路

主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，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。

它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。

控制電路是給異步電動(dòng)機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號(hào)的回路，它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”組成。

（1）運(yùn)算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。

（2）電壓、電流檢測(cè)電路：與主回路電位隔離檢測(cè)電壓、電流等。

（3）驅(qū)動(dòng)電路：驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。

（4）速度檢測(cè)電路：以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸機(jī)上的速度檢測(cè)器（tg、plg等）的信號(hào)為速度信號(hào)，送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。

（5）保護(hù)電路：檢測(cè)主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。

變頻器的作用

1、變頻器可以調(diào)整電機(jī)的功率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行，以此來達(dá)到省電的目的。例子體現(xiàn)在離心風(fēng)機(jī)和水泵上，當(dāng)離心風(fēng)機(jī)和水泵使用了變頻器后，操作人員變頻調(diào)速，可根據(jù)需要輕松控制流量，從而節(jié)省了能源。

2、變頻器可以降低電力線路中電壓的波動(dòng)，避免了一旦電壓發(fā)生異常而導(dǎo)致設(shè)備的跳閘或者出現(xiàn)異常運(yùn)行的現(xiàn)象。

3、變頻器可以減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，從而有效地減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有效功率。

4、變頻器還可以減少機(jī)械中傳動(dòng)部件之間的磨損，在一定程度上也降低了成本，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

5、此外變壓器的控制功能非常齊全，可以很好的配合其他的控制設(shè)備或者一起，從而實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視和實(shí)時(shí)控制，為用戶解決了很多系統(tǒng)兼容性的麻煩等問題。

變頻器的分類有哪些

1、按輸入電壓等級(jí)分類

變頻器按輸入電壓等級(jí)可分低壓變頻器和高壓變頻器，低壓變頻器國(guó)內(nèi)常見的有單相220 V變頻器、三相220 V變頻器、i相380 V變頻器。高壓變頻器常見有6 kV、10 kV變壓器，控制方式一般是按高低一高變頻器或高一高變頻器方式進(jìn)行變換的。

2、按變換頻率的方法分類

變頻器按頻率變換的方法分為交-交型變頻器和交-直交型變頻器。交-交型變頻器可將工頻交流電直接轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可以控制的交流，故稱直接式變頻器。交直-交型變頻器則是先把工頻交流電通過整流裝置轉(zhuǎn)變成直流電，然后再把直流電變換成頻率、電壓均可以調(diào)節(jié)的交流電，故又稱為間接型變頻器。

3、按直流電源的性質(zhì)分類

在交-直-交型變頻器中，按主電路電源變換成直流電源的過程中，直流電源的性質(zhì)分為電壓型變頻器和電流型變頻器。

4、按照用途分類

可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。

5、按照工作原理分類

可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等。

變頻器怎么接線

主電路的接線

1、電源應(yīng)接到變頻器輸入端R、S、T接線端子上，一定不能接到變頻器輸出端(U、V、W)上，否則將損壞變頻器。接線后，零碎線頭必須清除干凈，零碎線頭可能造成異常，失靈和故障，必須始終保持變頻器清潔。

2、在端子+，PR間，不要連接除建議的制動(dòng)電阻器選件以外的東西，或絕對(duì)不要短路。

3、電磁波干擾，變頻器輸入/輸出(主回路)包含有諧波成分，可能干擾變頻器附近的通訊設(shè)備。因此，安裝選件無線電噪音濾波器FR-BIF或FRBSF01或FR-BLF線路噪音濾波器，使干擾降到最小。

4、長(zhǎng)距離布線時(shí)，由于受到布線的寄生電容充電電流的影響，會(huì)使快速響應(yīng)電流限制功能降低，接于二次側(cè)的儀器誤動(dòng)作而產(chǎn)生故障。因此，最大布線長(zhǎng)度要小于規(guī)定值。不得已布線長(zhǎng)度超過時(shí)，要把Pr.156設(shè)為1。

5、在變頻器輸出側(cè)不要安裝電力電容器，浪涌抑制器和無線電噪音濾波器。否則將導(dǎo)致變頻器故障或電容和浪涌抑制器的損壞。

6、為使電壓降在2%以內(nèi)，應(yīng)使用適當(dāng)型號(hào)的導(dǎo)線接線。變頻器和電動(dòng)機(jī)間的接線距離較長(zhǎng)時(shí)，特別是低頻率輸出情況下，會(huì)由于主電路電纜的電壓下降而導(dǎo)致電機(jī)的轉(zhuǎn)矩下降。

7、運(yùn)行后，改變接線的操作，必須在電源切斷10min以上，用萬用表檢查電壓后進(jìn)行。斷電后一段時(shí)間內(nèi)，電容上仍然有危險(xiǎn)的高壓電。

控制電路的接線

變頻器的控制電路大體可分為模擬和數(shù)字兩種。

1、控制電路端子的接線應(yīng)使用屏蔽線或雙絞線，而且必須與主回路，強(qiáng)電回路(含200V繼電器程序回路)分開布線。

2、由于控制電路的頻率輸入信號(hào)是微小電流，所以在接點(diǎn)輸入的場(chǎng)合，為了防止接觸不良，微小信號(hào)接點(diǎn)應(yīng)使用兩個(gè)并聯(lián)的節(jié)點(diǎn)或使用雙生接點(diǎn)。

3、控制回路的接線一般選用0.3～0.75平方米的電纜。

地線的接線

1、由于在變頻器內(nèi)有漏電流，為了防止觸電，變頻器和電機(jī)必須接地。

2、變頻器接地用專用接地端子。接地線的連接，要使用鍍錫處理的壓接端子。擰緊螺絲時(shí)，注意不要將螺絲扣弄壞。

3、接地電纜盡量用粗的線徑，必須等于或大于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，接地點(diǎn)盡量靠近變頻器，接地線越短越好。

變頻器參數(shù)設(shè)置操作步驟

1、取出說明書

首先取出變頻的說明書，然后按變頻器上的編程按鍵。

2、找到設(shè)置參數(shù)

在說明書上找到想要設(shè)置參數(shù)的編號(hào)，如上限頻率，編號(hào)：F003。

3、調(diào)至編號(hào)

按上鍵或下鍵把變頻器上的編號(hào)調(diào)至F003。

4、點(diǎn)擊確認(rèn)

編號(hào)調(diào)好后，點(diǎn)擊中間的確認(rèn)按鍵。

5、調(diào)至頻率最高

點(diǎn)擊確認(rèn)好，按上鍵把頻率調(diào)至最高。

6、再次點(diǎn)擊確認(rèn)

頻率調(diào)至最高后，再次點(diǎn)擊中間的確認(rèn)按鍵。

7、點(diǎn)擊綠色運(yùn)行按鍵

后點(diǎn)擊綠色的運(yùn)行按鍵，變頻器的參數(shù)就設(shè)置好了。

變頻器的控制方式有哪些

1、控制面板控制

操作人員通過控制面板操控是最簡(jiǎn)單的操作指令方式。用戶可以通過變頻器操作界面上的操作鍵、停止/復(fù)位鍵和正/反轉(zhuǎn)/點(diǎn)動(dòng)鍵直接控制變頻器的運(yùn)行。

操作人員鍵盤控制最大的特點(diǎn)是方便實(shí)用，同時(shí)可以對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警，并能告知用戶變頻器是否在運(yùn)行、故障或報(bào)警。因此，用戶無需接線即可判斷變頻器是否運(yùn)行，并通過數(shù)字液晶屏顯示故障類型。

2、外部終端控制

端子控制是通過變頻器的外部輸入端子從外部輸入開關(guān)信號(hào)來控制變頻器運(yùn)行指令的一種方式。這些按鈕、選擇開關(guān)、繼電器、PLC或繼電器模塊取代了操作者鍵盤上的操作鍵、停止鍵、點(diǎn)動(dòng)鍵和復(fù)位鍵，可以遠(yuǎn)距離控制變頻器的運(yùn)行。

3、通信控制

通信控制的方式與通信給出的方式相同。無需增加線路，通過改變上位機(jī)到變頻器的傳輸數(shù)據(jù)就可以控制變頻器，如正反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)、故障復(fù)位等。為了正確建立通信，必須在變頻器中設(shè)置與通信相關(guān)的參數(shù)，如站號(hào)、波特率和奇偶校驗(yàn)。主機(jī)以主從模式與變頻器通信，主機(jī)和變頻器作為從機(jī)。網(wǎng)絡(luò)中只能有一臺(tái)主機(jī)。主機(jī)通過站號(hào)區(qū)分不同的從機(jī)，從機(jī)只有收到主機(jī)的讀寫命令后才發(fā)送數(shù)據(jù)。

變頻器故障怎么處理

1、過流故障

故障原因：起動(dòng)加速時(shí)間太短；逆變器與電機(jī)容量不匹配；接地故障。

解決方法：延長(zhǎng)加速時(shí)間，設(shè)計(jì)負(fù)荷分配，檢查線路。

2、欠壓故障

故障原因：電源缺相；多臺(tái)變頻器同時(shí)啟動(dòng)；受到外界的干擾。

解決方法：檢查變頻器電源空開，減少同時(shí)起動(dòng)的變頻器的臺(tái)數(shù)，增強(qiáng)變頻器的抗干擾能力。

3、過熱故障

故障原因：周圍環(huán)境溫度過高；變頻器通風(fēng)不良；風(fēng)扇卡阻或損壞；負(fù)載過重。

解決方法：降低變頻器所在場(chǎng)所的溫度，定期檢修變頻器，更換風(fēng)扇，減小負(fù)載。

4、過載故障

故障原因：電量太重，或者是電壓負(fù)荷不起相對(duì)應(yīng)的電壓。

解決方法：變換更加大的功率的變換器以及電機(jī)。