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。 變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成的。

變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機的變速運行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要一個進行轉(zhuǎn)矩計算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。變頻調(diào)速是通過改變電機定子繞組供電的頻率來達到調(diào)速的目的。

(1)可調(diào)的轉(zhuǎn)矩極限：通過變頻調(diào)速后，能夠設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩極限來保護機械不致?lián)p壞，從而保證工藝過程的連續(xù)性和產(chǎn)品的可靠性。目前的變頻技術(shù)使得不僅轉(zhuǎn)矩極限可調(diào)，甚至轉(zhuǎn)矩的控制精度都能達到3％～5％左右。

(2)受控的停止方式：如同可控的加速一樣,在變頻調(diào)速中,停止方式可以受控，并且有不同的停止方式可以選擇(減速停車、自由停車、減速停車＋直流制動)，同樣它能減少對機械部件和電機的沖擊，從而使整個系統(tǒng)更加可靠，壽命也會相應(yīng)增加。

(3)節(jié)能：離心風(fēng)機或水泵采用變頻器后都能大幅度地降低能耗，這在十幾年的工程經(jīng)驗中已經(jīng)得到體現(xiàn)。由于最終的能耗是與電機的轉(zhuǎn)速成立方比，所以采用變頻后投資回報就更快。

(4)可逆運行控制：在變頻器控制中，要實現(xiàn)可逆運行控制無須額外的可逆控制裝置，只需要改變輸出電壓的相序即可，這樣就能降低維護成本和節(jié)省安裝空間。

(5)減少機械傳動部件：由于目前矢量控制變頻器加上同步電機就能實現(xiàn)高效的轉(zhuǎn)矩輸出，從而節(jié)省齒輪箱等機械傳動部件，最終構(gòu)成直接變頻傳動系統(tǒng)。從而就能降低成本和空間,提高穩(wěn)定性。

(6)啟動時需要的功率更低：電機功率與電流和電壓的乘積成正比，那么通過工頻直接啟動的電機消耗的功率將大大高于變頻啟動所需要的功率。如果采用變頻器進行電機起停,就不會產(chǎn)生類似的問題。

(7)可控的加速功能：變頻調(diào)速能在零速啟動并按照用戶的需要進行均勻地加速，而且其加速曲線也可以選擇(直線加速、S形加速或者自動加速)。而通過工頻啟動時對電機或相連的機械部分軸或齒輪都會產(chǎn)生劇烈的振動。

(8)可調(diào)的運行速度：運用變頻調(diào)速能優(yōu)化工藝過程，并能根據(jù)工藝過程迅速改變，還能通過遠控PLC或其他控制器來實現(xiàn)速度變化。

(9)控制電機的啟動電流：當(dāng)電機通過工頻直接啟動時，它將會產(chǎn)生7到8倍的電機額定電流。這個電流值將大大增加電機繞組的電應(yīng)力并產(chǎn)生熱量，從而降低電機的壽命。

(10)降低電力線路電壓波動：在電機工頻啟動時，電流劇增的同時，電壓也會大幅度波動，電壓下降的幅度將取決于啟動電機的功率大小和配電網(wǎng)的容量。而采用變頻調(diào)速后，由于能在零頻零壓時逐步啟動，則能最大程度上消除電壓下降。【詳細】

變頻器可分為電壓型和電流行兩種變頻器。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。而變頻器的主電路由整流器、平波回路和逆變器三部分構(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)生的電壓脈動的“平波回路。

1、整流器

它的作用是把三相(或單相)交流電源整流成直流電源。在SPWM變頻器中，大多采用全波整流電路。大多數(shù)中、小容量的變頻器中，整流器件采用不可控的整流二極管或者二極管模塊。

2、逆變器

它的作用與整流器相反，是將直流電逆變?yōu)殡妷汉皖l率可變的交流電，以實現(xiàn)交流電機變頻調(diào)速。逆變電路由開關(guān)器件構(gòu)成，大多采用橋式電路，常稱逆變橋。在SPWM變頻器中，開關(guān)器件接受控制電路中SPWM調(diào)制信號的控制，將直流電逆變成三相交流電。

3、控制電路

這部分電路由運算電路、檢測電路、驅(qū)動電路、保護電路等組成，一般均采用大規(guī)模集成電路。【詳細】

1、恒轉(zhuǎn)矩負載：

負載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n無關(guān)，任何轉(zhuǎn)速下TL總保持恒定或基本恒定。例如傳送帶、攪拌機，擠壓機等摩擦類負載以及吊車、提升機等位能負載都屬于恒轉(zhuǎn)矩負載。

變頻器拖動恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負載時，低速下的轉(zhuǎn)矩要足夠大，并且有足夠的過載能力。如果需要在低速下穩(wěn)速運行，應(yīng)該考慮標準異步電動機的散熱能力，避免電動機的溫升過高。

2、恒功率負載：

機床主軸和軋機、造紙機、塑料薄膜生產(chǎn)線中的卷取機、開卷機等要求的轉(zhuǎn)矩，大體與轉(zhuǎn)速成反比，這就是所謂的恒功率負載。負載的恒功率性質(zhì)應(yīng)該是就一定的速度變化范圍而言的。當(dāng)速度很低時，受機械強度的限制，TL不可能無限增大，在低速下轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩性質(zhì)。負載的恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)對傳動方案的選擇有很大的影響。電動機在恒磁通調(diào)速時，最大容許輸出轉(zhuǎn)矩不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；而在弱磁調(diào)速時，最大容許輸出轉(zhuǎn)矩與速度成反比，屬于恒功率調(diào)速。如果電動機的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的范圍與負載的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率范圍相一致時，即所謂“匹配”的情況下，電動機的容量和變頻器的容量均最小。

3、風(fēng)機、泵類負載：

在各種風(fēng)機、水泵、油泵中，隨葉輪的轉(zhuǎn)動，空氣或液體在一定的速度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的阻力大致與速度n的2次方成正比。隨著轉(zhuǎn)速的減小，轉(zhuǎn)速按轉(zhuǎn)速的2次方減小。這種負載所需的功率與速度的3次方成正比。當(dāng)所需風(fēng)量、流量減小時，利用變頻器通過調(diào)速的

方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量，可以大幅度地節(jié)約電能。由于高速時所需功率隨轉(zhuǎn)速增長過快，與速度的三次方成正比，所以通常不應(yīng)使風(fēng)機、泵類負載超工頻運行。【詳細】

1、環(huán)境溫度

一般適用在-10℃-40℃、濕變在底于90%的環(huán)境工作中。環(huán)境溫度若高于40℃時候，每升高1℃，變頻器應(yīng)降額5%使用。

2、安裝現(xiàn)場的普通要求

1）無腐蝕、無易燃易爆氣體、液體

2）無灰塵、漂浮性的纖維及金屬顆粒。

3）所安裝場所的基礎(chǔ)、墻壁應(yīng)堅固無損傷、無震動

4）要避免陽光直射

5）無電磁干擾

3、變頻器的安裝空間及通風(fēng)

變頻器內(nèi)部裝有冷卻風(fēng)扇以強制風(fēng)冷，為了使冷卻循環(huán)效果良好，所以必須將變頻器垂直安裝。將多臺變頻器安裝在同一裝置或控制箱里時，為減少相互熱影響，建議要橫向并列安裝。

4、變頻器蓋板的拆卸

在安裝中，需要對變頻器進行測試、檢查、接線等，這就需要對其蓋板進行拆卸。要注意不同變頻器的特點，根據(jù)他們的特點來安裝。

5、變頻器的接線

1）接線是否有誤

2）電線的線屑，尤其是金屬屑、短斷頭及其螺桿、螺母是否掉落在變頻器內(nèi)部

3）螺桿是否擰緊、電線是否有松動

4）端子接線的裸露部分是否與別的端子帶電部分相碰，是否觸及了變頻器外殼。

6、控制回路接線的注意事項

1）控制回路與主回路的接線，以及與其他動力線、電力線應(yīng)分開走線，并保持一定距離。

2）變頻器控制回路中的繼電器觸點端子引線，與其他控制回路端子的連線要分開走線，以免觸點閉合或斷開時造成干擾信號。

3）為了防止噪聲等信號引起的干擾，使變頻器產(chǎn)生誤動作，控制回路采用屏蔽線。【詳細】

1、必須正確選擇變頻器。

2、認真閱讀產(chǎn)品使用說明書，并按說明書的要求接線、安裝和使用。

3、變頻器裝置應(yīng)可靠接地，以抑制射頻干擾，防止變頻器內(nèi)因漏電而引起電擊。

4、注意通風(fēng)冷卻或適當(dāng)減低負載，以免電機溫升超過允許值。

5、供電線路的阻抗不能太小。

6、當(dāng)電網(wǎng)三相電壓不平衡度大于3%時，變頻器輸入電流的峰值就很大，會造成變頻器及連接線過熱或損壞電子元件，這時也需加裝交流電抗器。

7、不能因為提高功率因數(shù)而在進線側(cè)裝設(shè)過大的電容器，也不能在電機與變頻器間裝設(shè)電容器，否則會使線路阻抗下降，產(chǎn)生過流而損壞變頻器。

8、變頻器出線側(cè)不能并聯(lián)補償電容，也不能為了減少變頻器的輸出電壓的高次諧波而并聯(lián)電容器，否則可能損壞變頻器。為了減少諧波，可以串聯(lián)電抗器。

9、用變頻器調(diào)速的起動和停止，不能用斷路器及接觸器直接操作，而應(yīng)用變頻器的控制端子來操作，否則會造成變頻器失控，并可能造成嚴懲后果。

10、變頻器與電機間一般不宜加裝交流接觸器，以免斷流瞬間產(chǎn)生過電壓而損壞變頻器。若需加裝，在變頻器運行前，輸出接觸器應(yīng)先閉合；而在斷開前，變頻器應(yīng)先停止輸出。【詳細】

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。在控制臺上打孔時，要注意不要使碎片粉末等進入變頻器中。

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

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、長距離布線時，由于受到布線的寄生電容充電電流的影響，會使快速響應(yīng)電流限制功能降低，接于二次側(cè)的儀器誤動作而產(chǎn)生故障。因此，最大布線長度要小于規(guī)定值。不得已布線長度超過時，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)型號的導(dǎo)線接線。變頻器和電動機間的接線距離較長時，特別是低頻率輸出情況下，會由于主電路電纜的電壓下降而導(dǎo)致電機的轉(zhuǎn)矩下降。

7、運行后，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行。斷電后一段時間內(nèi)，電容上仍然有危險的高壓電。【詳細】

1、日常維護與檢查

對于連續(xù)運行的變頻器，可以從外部目視檢查運行狀態(tài)。定期對變頻器進行巡視檢查，檢查變頻器運行時是否有異?，F(xiàn)象。通常應(yīng)作如下檢查：

(1)環(huán)境溫度是否正常，要求在-10℃～+40℃范圍內(nèi)，以25℃左右為好；

(2)變頻器在顯示面板上顯示的輸出電流、電壓、頻率等各種數(shù)據(jù)是否正常；

(3)顯示面板上顯示的字符是否清楚，是否缺少字符；

(4)用測溫儀器檢測變頻器是否過熱，是否有異味；

(5)變頻器風(fēng)扇運轉(zhuǎn)是否正常，有無異常，散熱風(fēng)道是否通暢；

(6)變頻器運行中是否有故障報警顯示；

(7)檢查變頻器交流輸入電壓是否超過最大值。極限是418V(380V×1.1)，如果主電路外加輸入電壓超過極限，即使變頻器沒運行，也會對變頻器線路板造成損壞。

2、變頻器本身的保護

（1）變頻器本身具有各種保護功能，如：負載側(cè)接地保護、短路保護、電流限制、逆變器過熱、過載等，其自診斷功能、報警警告功能也特別完善。了解這些功能對于正確使用變頻器及故障查找是非常重要的。

（2）變頻器運行時，如頻繁出現(xiàn)限流報警或過流保護，應(yīng)檢查負載部分以及變頻器IGBT模塊是否正常，如正常，則此故障為變頻器主板霍爾磁補償式電流傳感器損壞。

（3）生產(chǎn)運行表明，粘膠纖維生產(chǎn)現(xiàn)場含硫化氫的腐蝕性氣體會給變頻器電路板的電子元器件帶來相當(dāng)大的危害，我們通過給電氣控制室送正壓新鮮風(fēng)來改善環(huán)境條件，并采用樂泰電子線路板用噴涂膠，對變頻器線路板表面作防腐涂層處理，有效地降低了變頻器的故障率，提高了使用壽命。

（4）電子元器件對靜電是非常敏感的，如被靜電放電破壞后，將造成電子元器件軟擊穿，軟擊穿會導(dǎo)致線路板無法正常工作。所以在更換線路板時必須注意人體的靜電對線路板造成損壞。【詳細】

1、參數(shù)設(shè)置類故障原因分析及處理

檢查變頻器的設(shè)定參數(shù)，經(jīng)檢查頻率增益f17，設(shè)定范圍為0.0～200%出廠設(shè)定值為100%，而用戶實際設(shè)定值為200%。由于頻率設(shè)定信號增益為設(shè)定模擬頻率信號對輸出頻率的比率，即如設(shè)定頻率為40hz，實際輸出頻率僅為20hz。將設(shè)定頻率增益設(shè)定值改為出廠設(shè)定值100%后，問題得到解決。

2、過電壓(ou)類故障原因分析及處理

應(yīng)該著重檢查制動回路，測量放電電阻沒有問題，在測量制動管(et191)時發(fā)現(xiàn)已擊穿，更換后上電運行，且快速停車都沒有問題。

3、欠壓(lu)類故障原因分析及處理

變頻器不能工作，按p鍵及重新停送電均無效，查操作手冊又無相關(guān)的介紹，在檢查外接dc24v電源時，發(fā)現(xiàn)電壓較低，解決后，變頻器工作正常。

4、過流(oc)類故障原因分析及處理

首先檢查逆變模塊沒有發(fā)現(xiàn)問題。其次檢查驅(qū)動電路也沒有異?，F(xiàn)象，估計問題不在這一塊，可能出在過流信號處理這一部位，將其電路傳感器拆掉后上電，顯示一切正常，故認為傳感器已壞，找一新品換上后帶負載實驗一切正常。

5、過載故障(olu)原因分析及處理

參考其使用說明書，檢查變頻器的參數(shù)，經(jīng)檢查，偏置頻率原設(shè)定為3hz，變頻器在接到運行指令但未給出調(diào)頻信號之前，電機將一直接收3hz的低頻運行指令而無法啟動。經(jīng)測定該電機的堵轉(zhuǎn)電流達到50a，約為電機額定電流的3倍；變頻器過載保護動作屬正常。修改變頻器的參數(shù)，將“偏置頻率”恢復(fù)出廠值，修改偏置頻率為0hz，電機啟動得以恢復(fù)正常。【詳細】