變頻器教程(變頻器入門必須掌握的操作有哪些?)
1.變頻器入門必須掌握的操作有哪些?
《變頻器維修入門與故障檢修238例》結(jié)合國(guó)內(nèi)變頻器的使用與維修技術(shù)現(xiàn)狀，以剛剛從事變頻器維修的人員為讀者對(duì)象，系統(tǒng)地介紹了變頻器維修的基礎(chǔ)知識(shí)、變頻器維修常用電工儀器儀表、變頻器故障的檢查方法、變頻器的故障分析與維修測(cè)試、變頻器故障報(bào)警信息的處理與檢修實(shí)例，集基礎(chǔ)知識(shí)、維修方法、變頻器故障報(bào)警信息處理、維修實(shí)例于一體，讀者可以以此為“橋梁”，全面了解和掌握變頻器維修的操作技能。
《變頻器維修入門與故障檢修238例》內(nèi)容新穎實(shí)用、文字通俗易懂，是剛剛從事變頻器維修的人員的必備讀物，也可作為職業(yè)技術(shù)學(xué)院電器維修專業(yè)、變頻器維修培訓(xùn)班學(xué)員和教師的參考用書。
2.變頻器的知識(shí),原理及操作方法
變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（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. 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變？ *1: r/min 電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度單位：每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)，也可表示為rpm. 例如：2 極電機(jī)50Hz 3000 [r/min] 4 極電機(jī)50Hz 1500 [r/min] $電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例. 本文中所指的電機(jī)為感應(yīng)式交流電機(jī)，在工業(yè)中所使用的大部分電機(jī)均為此類型電機(jī)。感應(yīng)式交流電機(jī)（以后簡(jiǎn)稱為電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機(jī)的極數(shù)和頻率。
由電機(jī)的工作原理決定電機(jī)的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個(gè)連續(xù)的數(shù)值（為2 的倍數(shù)，例如極數(shù)為2,4,6），所以一般不適和通過改變?cè)撝祦碚{(diào)整電機(jī)的速度。
另外，頻率能夠在電機(jī)的外面調(diào)節(jié)后再供給電機(jī)，這樣電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由的控制。 因此，以控制頻率為目的的變頻器，是做為電機(jī)調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。
n = 60f/p n： 同步速度f： 電源頻率p： 電機(jī)極對(duì)數(shù) 改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機(jī)控制方法 如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時(shí)會(huì)使電機(jī)出于過電壓（過勵(lì)磁），導(dǎo)致電機(jī)可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時(shí)必須要同時(shí)改變電壓。
輸出頻率在額定頻率以上時(shí)，電壓卻不可以繼續(xù)增加，最高只能是等于電機(jī)的額定電壓。 例如：為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減半，把變頻器的輸出頻率從50Hz 改變到25Hz，這時(shí)變頻器的輸出電壓就需要從400V 改變到約200V 2. 當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度（頻率）改變時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)怎樣？ *1： 工頻電源由電網(wǎng)提供的動(dòng)力電源（商用電源） *2： 起動(dòng)電流當(dāng)電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，變頻器的輸出電流 變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動(dòng)，電機(jī)在工頻電源供電時(shí)起動(dòng)和加速?zèng)_擊很大，而當(dāng)使用變頻器供電時(shí)，這些沖擊就要弱一些。
工頻直接起動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大的起動(dòng)起動(dòng)電流。而當(dāng)使用變頻器時(shí)，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機(jī)上的，所以電機(jī)起動(dòng)電流和沖擊要小些。
通常，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p小。減小的實(shí)際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊(cè)中會(huì)給出說明。
通過使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機(jī)低速時(shí)轉(zhuǎn)矩的不足，甚至在低速區(qū)電機(jī)也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。 3.當(dāng)變頻器調(diào)速到大于50Hz 頻率時(shí)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低。
通常的電機(jī)是按50Hz 電壓設(shè)計(jì)制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個(gè)電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速. （T=Te, P<=Pe）變頻器輸出頻率大于50Hz 頻率時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降。
當(dāng)電機(jī)以大于50Hz 頻率速度運(yùn)行時(shí)，電機(jī)負(fù)載的大小必須要給予考慮，以防止電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不足。 舉例，電機(jī)在100Hz 時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到50Hz 時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的1/2。
因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為恒功率調(diào)速. （P=Ue*Ie） 4. 變頻器50Hz 以上的應(yīng)用情況 大家知道， 對(duì)一個(gè)特定的電機(jī)來說， 其額定電壓和額定電流是不變的. 如變頻器和電機(jī)額定值都是： 15kW/380V/30A， 電機(jī)可以工作在50Hz 以上 當(dāng)轉(zhuǎn)速為50Hz 時(shí)， 變頻器的輸出電壓為380V， 電流為30A. 這時(shí)如果增大輸出頻率到60Hz， 變頻器的最大輸出電壓電流還只能為380V/30A. 很顯然輸出功率不變. 所以我們稱之為恒功率調(diào)速. 這時(shí)的轉(zhuǎn)矩情況怎樣呢？ 因?yàn)镻=wT (w：角速度， T：轉(zhuǎn)矩). 因?yàn)镻 不變， w 增加了， 所以轉(zhuǎn)矩會(huì)相應(yīng)減小. 我們還可以再換一個(gè)角度來看： 電機(jī)的定子電壓U = E + I*R (I 為電流， R 為電子電阻， E 為感應(yīng)電勢(shì)) 可以看出， U,I 不變時(shí)， E 也不變. 而E = k*f*X, (k：常數(shù)， f： 頻率， X：磁通)， 所以當(dāng)f 由50-->60Hz 時(shí)， X 會(huì)相應(yīng)減小。 對(duì)于電機(jī)來說， T=K*I*X, (K：常數(shù)， I：電流， X：磁通)， 因此轉(zhuǎn)矩T 會(huì)跟著磁通X 減小而減小. 同時(shí)， 小于50Hz 時(shí)， 由于I*R 很小， 所以U/f=E/f 不變時(shí)， 磁通（X）為常數(shù). 轉(zhuǎn)矩T和電流成正比. 這也就是為什么通常用變頻器的過流能力來描述其過載（轉(zhuǎn)矩）能力. 并稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速（額定電流不變-->最大轉(zhuǎn)矩不變） 結(jié)論： 當(dāng)變頻器輸出頻率從50Hz 以上增加時(shí)， 電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)減小. 5. 其他和輸出轉(zhuǎn)矩有關(guān)的因素 發(fā)熱和散熱能力決定變頻器的輸出電流能力，從而影響變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩能力。
載波頻率： 一般變頻器所標(biāo)的額定電流都是以最高載波頻率， 最高環(huán)境溫度下能保證持續(xù)輸出的數(shù)值. 降低載波頻率， 電機(jī)的電流不會(huì)受到影響。但元器件的發(fā)熱會(huì)減小。
環(huán)境溫度：就象不會(huì)因?yàn)闄z測(cè)到周圍溫度比較低時(shí)就增大變頻器保護(hù)電流值. 海拔高度： 海拔高度增加， 對(duì)散熱和絕緣性能都有影響.一般1000m 以下可以不考慮. 以上每1000 米降容5%就可以了. 6. 矢量控制是怎樣改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩能力的？ *1： 轉(zhuǎn)矩提升 此功能增加變頻器的輸出電壓（主要是低頻時(shí)），以補(bǔ)償定子電阻上電壓降引起的輸出轉(zhuǎn)矩?fù)p失，從而改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。 $ 改善電機(jī)低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù) 使用"矢量控制"，可以使電機(jī)在低速，如（無速度傳感器時(shí)）1Hz（對(duì)4 極電機(jī)，其轉(zhuǎn)速大約為30r/min）時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到電機(jī)在50Hz 供電輸出的轉(zhuǎn)矩（最大約為額定轉(zhuǎn)矩的150%）。
對(duì)于常規(guī)的V/F 控制，電機(jī)的電壓降隨著電機(jī)。
3.怎么學(xué)習(xí)變頻器知識(shí)?
首先，變頻器培訓(xùn)的老師建議：理論+實(shí)踐相結(jié)合
實(shí)踐：結(jié)合實(shí)踐的一些特殊要求做調(diào)試，這個(gè)需要經(jīng)驗(yàn)的累積
其次，您也可以去參加一些變頻器、PLC培訓(xùn)的機(jī)構(gòu)，以此來提高自己，通過參加培訓(xùn)，提升自身的技能，這種就是可以快速學(xué)習(xí)的一個(gè)途徑。
如果搞維修或售后的話，必須要知道變頻器的主電路圖，整流，濾波，逆變。一些電子元器件必須要知道，從便頻頻器的主電路中比如壓敏電阻，充電電阻，均壓電阻，無感電容，濾波電容，驅(qū)動(dòng)電路的多種光耦如250,350,3120,316，這是簡(jiǎn)稱，這些光耦的作用和管腳就一定要知道。因?yàn)榫S修的過程中始終要，判斷器件的好壞。
售后的話，一定要了解電機(jī)的工作特性，建議學(xué)一些宏觀的東西，就是電機(jī)這塊，你知道，否則，現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)壞了，肯定能導(dǎo)致變頻器不能正常工作。如電機(jī)的額定電流，電機(jī)的絕緣繞組這塊。還有的就是常用的低壓電器這塊，主要用到的是開關(guān)盒接觸器，繼電器，轉(zhuǎn)速表什么的，對(duì)了還有電位器（安裝時(shí)大都會(huì)用到的）。這只是你能很快能工作的最基本的。 如果想好好學(xué)下的話，學(xué)下這些課程（電力電子）（數(shù)，模電運(yùn)算部分）（電路，主要是運(yùn)放章節(jié)）（低壓電器）（電機(jī)與拖動(dòng)）有精力的話學(xué)下PLC。
變頻器的學(xué)習(xí)還是要注重操作，只有把所學(xué)的應(yīng)用到實(shí)際的項(xiàng)目中去才能有提高。
4.變頻器的基本操作方式
一、變頻器的空載通電驗(yàn) 11 將變頻器的接地端子接地。
21 將變頻器的電源輸入端子經(jīng)過漏電保護(hù)開關(guān)接到電源上。 31 檢查變頻器顯示窗的出廠顯示是否正常，如果不正確，應(yīng)復(fù)位，否則要求退換。
41 熟悉變頻器的操作鍵。 一般的變頻器均有運(yùn)行（RUN） 、停止（STOP） 、編程（PROG） 、 數(shù)據(jù)P確認(rèn)（DATAPENTER） 、增加（UP、▲） 、減少（DOWN、"） 等6 個(gè)鍵，不同變頻器操作鍵的定義基本相同。
此外有的變頻器還 有監(jiān)視（MONITORPDISPLAY） 、復(fù)位（RESET） 、寸動(dòng)（JOG） 、移位 （SHIFT） 等功能鍵。 二、變頻器帶電機(jī)空載運(yùn)行 11 設(shè)置電機(jī)的功率、極數(shù)，要綜合考慮變頻器的工作電流。
21 設(shè)定變頻器的最大輸出頻率、基頻、設(shè)置轉(zhuǎn)矩特性。VPf 類型的選擇包括最高頻率、基本頻率和轉(zhuǎn)矩類型等項(xiàng)目。
最高 頻率是變頻器—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以運(yùn)行的最高頻率，由于變頻器 自身的最高頻率可能較高，當(dāng)電動(dòng)機(jī)容許的最高頻率低于變頻 器的最高頻率時(shí)，應(yīng)按電動(dòng)機(jī)及其負(fù)載的要求進(jìn)行設(shè)定。基本 頻率是變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行恒功率控制和恒轉(zhuǎn)矩控制的分界 線，應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電壓進(jìn)行設(shè)定。
轉(zhuǎn)矩類型指的是負(fù)載是 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載還是變轉(zhuǎn)矩負(fù)載。用戶根據(jù)變頻器使用說明書中的 VPf 類型圖和負(fù)載特點(diǎn)，選擇其中的一種類型。
通用變頻器均 備有多條VPf 曲線供用戶選擇，用戶在使用時(shí)應(yīng)根據(jù)負(fù)載的性 質(zhì)選擇合適的VPf 曲線。如果是風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載，要將變頻器 的轉(zhuǎn)矩運(yùn)行代碼設(shè)置成變轉(zhuǎn)矩和降轉(zhuǎn)矩運(yùn)行特性。
為了改善變 頻器啟動(dòng)時(shí)的低速性能，使電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩能滿足生產(chǎn)負(fù)載啟 動(dòng)的要求，要調(diào)整啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)矩 的控制較復(fù)雜。
在低頻段，由于電阻、漏電抗的影響不容忽略， 若仍保持VPf 為常數(shù)，則磁通將減小，進(jìn)而減小了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn) 矩。為此，在低頻段要對(duì)電壓進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償以提升轉(zhuǎn)矩。
一般 變頻器均由用戶進(jìn)行人工設(shè)定補(bǔ)償。日立J300 變頻器則為用 戶提供兩種選擇：自行設(shè)定和自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升。
31 將變頻器設(shè)置為自帶的鍵盤操作模式，按運(yùn)行鍵、停止 鍵，觀察電機(jī)是否能正常地啟動(dòng)、停止。 41 熟悉變頻器運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)的保護(hù)代碼，觀察熱保護(hù)繼 電器的出廠值，觀察過載保護(hù)的設(shè)定值，需要時(shí)可以修改。
變頻 器的使用人員可以按變頻器的使用說明書對(duì)變頻器的電子熱繼 電器功能進(jìn)行設(shè)定。電子熱繼電器的門限值定義為電動(dòng)機(jī)和變 頻器兩者的額定電流的比值，通常用百分?jǐn)?shù)表示。
當(dāng)變頻器的 輸出電流超過其容許電流時(shí)，變頻器的過電流保護(hù)將切斷變頻 器的輸出。因此，變頻器電子熱繼電器的門限最大值不超過變 頻器的最大容許輸出電流。
三、帶載試運(yùn)行 11 手動(dòng)操作變頻器面板的運(yùn)行停止鍵，觀察電機(jī)運(yùn)行停止 過程及變頻器的顯示窗，看是否有異?，F(xiàn)象。 21 如果啟動(dòng)P停止電機(jī)過程中變頻器出現(xiàn)過流保護(hù)動(dòng)作，應(yīng) 重新設(shè)定加速P減速時(shí)間。
電機(jī)在加、減速時(shí)的加速度取決于加 速轉(zhuǎn)矩，而變頻器在啟、制動(dòng)過程中的頻率變化率是用戶設(shè)定 的。若電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量或電機(jī)負(fù)載變化，按預(yù)先設(shè)定的頻率變化 率升速或減速時(shí)，有可能出現(xiàn)加速轉(zhuǎn)矩不夠，從而造成電機(jī)失 速，即電機(jī)轉(zhuǎn)速與變頻器輸出頻率不協(xié)調(diào)，從而造成過電流或過 電壓。
因此，需要根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和負(fù)載合理設(shè)定加、減速時(shí) 間，使變頻器的頻率變化率能與電機(jī)轉(zhuǎn)速變化率相協(xié)調(diào)。檢查 此項(xiàng)設(shè)定是否合理的方法是先按經(jīng)驗(yàn)選定加、減速時(shí)間進(jìn)行設(shè) 定，若在啟動(dòng)過程中出現(xiàn)過流，則可適當(dāng)延長(zhǎng)加速時(shí)間；若在制 動(dòng)過程中出現(xiàn)過流，則適當(dāng)延長(zhǎng)減速時(shí)間。
另一方面，加、減速 時(shí)間不宜設(shè)定太長(zhǎng)，時(shí)間太長(zhǎng)將影響生產(chǎn)效率，特別是頻繁啟、 制動(dòng)時(shí)。 31 如果變頻器在限定的時(shí)間內(nèi)仍然保護(hù)，應(yīng)改變啟動(dòng)P停止 的運(yùn)行曲線，從直線改為S 形、U 形線或反S 形、反U 形線。
電機(jī)負(fù)載慣性較大時(shí)，應(yīng)該采用更長(zhǎng)的啟動(dòng)停止時(shí)間，并且根據(jù)其 負(fù)載特性設(shè)置運(yùn)行曲線類型。 41 如果變頻器仍然存在運(yùn)行故障，應(yīng)嘗試增加最大電流的 保護(hù)值，但是不能取消保護(hù)，應(yīng)留有至少10 %~20 %的保護(hù)余量。
51 如果變頻器運(yùn)行故障還是發(fā)生，應(yīng)更換更大一級(jí)功率的 變頻器。 61 如果變頻器帶動(dòng)電機(jī)在啟動(dòng)過程中達(dá)不到預(yù)設(shè)速度，可 能有兩種情況：。
5.變頻器工作原理演示
變頻器工作原理：
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”。
知識(shí)點(diǎn)延伸：
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。變頻器主要由整流（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。變頻器靠?jī)?nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。
6.變頻器基礎(chǔ)原理知識(shí)
1、避免振動(dòng)與沖擊。為了防止引發(fā)電器接觸不良。變頻器安裝場(chǎng)所應(yīng)
遠(yuǎn)離振動(dòng)源和沖擊源.并使用減振橡膠墊固定控制柜內(nèi)電磁開關(guān)之類易產(chǎn)生
振動(dòng)的元器件。
2、工作溫度宜低。變頻器的工作溫度應(yīng)控制在40℃以下、并嚴(yán)格遵守
產(chǎn)品說明書中的安裝要求.絕對(duì)不允許把發(fā)熱元器件緊靠變頻器的底部
安裝。
3、變頻器在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多干擾電磁波，對(duì)附近的儀表、儀器有一
定的干擾。因此柜內(nèi)的儀表和電子系統(tǒng)應(yīng)選用金屬外殼屏蔽，元器件可
靠接地。除此之外.變頻器控制線與電源線應(yīng)分開布線，切忌將各類導(dǎo)線捆
成一束走線。各電器元件、儀表及儀表之間的走線應(yīng)選用屏蔽控制電纜。如
果處理不好.電磁干擾會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)無法工作。
7.怎么學(xué)習(xí)變頻器知識(shí)
首先，變頻器培訓(xùn)的老師建議：理論+實(shí)踐相結(jié)合 實(shí)踐：結(jié)合實(shí)踐的一些特殊要求做調(diào)試，這個(gè)需要經(jīng)驗(yàn)的累積 其次，您也可以去參加一些變頻器、PLC培訓(xùn)的機(jī)構(gòu)，以此來提高自己，通過參加培訓(xùn)，提升自身的技能，這種就是可以快速學(xué)習(xí)的一個(gè)途徑。
如果搞維修或售后的話，必須要知道變頻器的主電路圖，整流，濾波，逆變。一些電子元器件必須要知道，從便頻頻器的主電路中比如壓敏電阻，充電電阻，均壓電阻，無感電容，濾波電容，驅(qū)動(dòng)電路的多種光耦如250,350,3120,316，這是簡(jiǎn)稱，這些光耦的作用和管腳就一定要知道。
因?yàn)榫S修的過程中始終要，判斷器件的好壞。 售后的話，一定要了解電機(jī)的工作特性，建議學(xué)一些宏觀的東西，就是電機(jī)這塊，你知道，否則，現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)壞了，肯定能導(dǎo)致變頻器不能正常工作。
如電機(jī)的額定電流，電機(jī)的絕緣繞組這塊。還有的就是常用的低壓電器這塊，主要用到的是開關(guān)盒接觸器，繼電器，轉(zhuǎn)速表什么的，對(duì)了還有電位器（安裝時(shí)大都會(huì)用到的）。
這只是你能很快能工作的最基本的。 如果想好好學(xué)下的話，學(xué)下這些課程（電力電子）（數(shù)，模電運(yùn)算部分）（電路，主要是運(yùn)放章節(jié)）（低壓電器）（電機(jī)與拖動(dòng)）有精力的話學(xué)下PLC。
變頻器的學(xué)習(xí)還是要注重操作，只有把所學(xué)的應(yīng)用到實(shí)際的項(xiàng)目中去才能有提高。
