浅谈变频器与UPS运行与维护

1、 辽阳石化辽阳石化 20142014年年4 4月月 浅谈变频器与浅谈变频器与UPSUPS的运行和维护的运行和维护 20142014年年4 4月月（一）通用变频器的运行与维护（一）通用变频器的运行与维护1、 变频器运行（基本功能）变频器运行（基本功能）2、 变频器的某些特殊功变频器的某些特殊功3、 变频器的故障处理变频器的故障处理4、 变频器的维护检查变频器的维护检查5、 变频器的抗晃电措施变频器的抗晃电措施6、 讨论（影响变频器使用寿命的主要原讨论（影响变频器使用寿命的主要原 因及改进措施）因及改进措施） 通用变频器的结构通用变频器的结构1、简化结构框图、简化结构框图 2、基本原理图、基本原理

2、图3、基本原理图基本原理图通用变频器硬件结构一般由以下几部分组成通用变频器硬件结构一般由以下几部分组成1、整流单元：二极管整流模块。、整流单元：二极管整流模块。2、逆变单元：三相桥式逆变电路。、逆变单元：三相桥式逆变电路。3、滤波单元：电解电容。、滤波单元：电解电容。4、计算机控制单元：用于控制整个系统的运行，是变频器的核心。、计算机控制单元：用于控制整个系统的运行，是变频器的核心。5、主电路接线端子：电源接线端子、电动机接线端子、主电路接线端子：电源接线端子、电动机接线端子、 直流电抗器接线端子、制动单元和制动电阻接线端子直流电抗器接线端子、制动单元和制动电阻接线端子 。6、控制电源接线端子

3、：外接电源给计算机控制单元。、控制电源接线端子：外接电源给计算机控制单元。7、控制端子：用于控制变频器的启动、停止、外部频率信号给定、控制端子：用于控制变频器的启动、停止、外部频率信号给定、故障报警输出等。故障报警输出等。8、冷却风扇：用于变频器机体内的通风。、冷却风扇：用于变频器机体内的通风。9、功能单元（操作面板）：用于设定变频器的功能及频率。、功能单元（操作面板）：用于设定变频器的功能及频率。10、旁路接触器：用于旁路直流主电路上的限流电阻。、旁路接触器：用于旁路直流主电路上的限流电阻。通用变频器的结构通用变频器的结构（一）通用变频器的运行与维护（一）通用变频器的运行与维护1、 变频器运

4、行（基本功能）变频器运行（基本功能）2、 变频器的某些特殊功能变频器的某些特殊功能3、 变频器的故障处理变频器的故障处理4、 变频器的维护检查变频器的维护检查5、 变频器的抗晃电措施变频器的抗晃电措施6、 讨论（影响变频器使用寿命的主要原讨论（影响变频器使用寿命的主要原 因及改进措施）因及改进措施）1、 变频器运行（基本功能）变频器运行（基本功能）1.1 频率给定方式与选择频率给定方式与选择1.2 系统功能设定（功能预置）系统功能设定（功能预置）1.3 V/F控制功能控制功能1.4 上限频率与下限频率上限频率与下限频率1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式1.1 频率给定方式与选择频

5、率给定方式与选择一、给定方式的基本含义一、给定方式的基本含义 要调节变频器的输出频率，必须首要调节变频器的输出频率，必须首先向变频器提供改变频率的信号，这个先向变频器提供改变频率的信号，这个信号，称为频率给定信号。所谓给定方信号，称为频率给定信号。所谓给定方式，就是调节变频器输出频率的具体方式，就是调节变频器输出频率的具体方法法, 也就是提供给定信号的方式。也就是提供给定信号的方式。1.1 频率给定方式与选择频率给定方式与选择二、给定方式二、给定方式 有面板给定和外部给定两种有面板给定和外部给定两种 1、面板给定方式、面板给定方式 通过面板上的键盘或电位器进行频通过面板上的键盘或电位器进行频率

6、给定率给定(即调节频率即调节频率)的方式，称为面板的方式，称为面板给定方式，面板给定又有两种情况如图给定方式，面板给定又有两种情况如图所示所示:(b) 键盘给定频率的大小通过键盘上的升键键盘给定频率的大小通过键盘上的升键(键键)和降键和降键(键键) 来进行给定。键盘给定属于数字量给定，精度较高。来进行给定。键盘给定属于数字量给定，精度较高。(a) 电位器给定部分，变频器在面板上设置了电位器，如图电位器给定部分，变频器在面板上设置了电位器，如图 (a)所所 示。频率大小也可以通过电位器来调节。电位器给定属于模示。频率大小也可以通过电位器来调节。电位器给定属于模 拟量给定，精度稍低。拟量给定，精度

7、稍低。n多数变频器在面板上并无电位器，故说明多数变频器在面板上并无电位器，故说明书中所说的书中所说的“面板给定面板给定”，实际就是键盘，实际就是键盘给定。给定。n变频器的面板通常可以取下，通过延长线变频器的面板通常可以取下，通过延长线安置在用户操作方便的地方，如图所示。安置在用户操作方便的地方，如图所示。2、外部给定方式、外部给定方式 从外接输入端子输入频率给定信号，来调从外接输入端子输入频率给定信号，来调节变频器输出频率的大小，称为外部给定，或节变频器输出频率的大小，称为外部给定，或远控给定。远控给定。 主要的外部给定方式有主要的外部给定方式有: (1) 外接模拟量给定外接模拟量给定 通过外

8、接给定端子从变频器外部输入模拟量通过外接给定端子从变频器外部输入模拟量信号信号(电压或电流电压或电流)进行给定，并通过调节给定信进行给定，并通过调节给定信号的大小来调节变频器的输出频率。号的大小来调节变频器的输出频率。1.1 频率给定方式与选择频率给定方式与选择1.1 频率给定方式与选择频率给定方式与选择模拟量给定信号的种类有模拟量给定信号的种类有:n电压信号电压信号 以电压大小作为给定信号。给定信号的范围以电压大小作为给定信号。给定信号的范围有有:010V、210V、010V、05V、15V、05V等。等。n电流信号电流信号 以电流大小作为给定信号。给定信号的范围以电流大小作为给定信号。给定

9、信号的范围有有:020mA、420mA等。等。1.1 频率给定方式与选择频率给定方式与选择(2) 外接数字量给定外接数字量给定 通过外接开关量端子输入开关信号进行给定。通过外接开关量端子输入开关信号进行给定。(3) 外接脉冲给定外接脉冲给定 通过外接端子输入脉冲序列进行给定。通过外接端子输入脉冲序列进行给定。(4) 通讯给定通讯给定 由由PLC或计算机通过通讯接口进行频率给定。或计算机通过通讯接口进行频率给定。1.1 频率给定方式与选择频率给定方式与选择三、三、 选择给定方式的一般原则选择给定方式的一般原则 1、 面板给定和外接给定面板给定和外接给定 优先选择面板给定。因为变频器的操作面优先选

10、择面板给定。因为变频器的操作面板包括键盘和显示屏，而显示屏的显示功能十板包括键盘和显示屏，而显示屏的显示功能十分齐全。例如，可显示运行过程中的各种参数，分齐全。例如，可显示运行过程中的各种参数，以及故障代码等。以及故障代码等。 但由于受联接线长度的限制，控制面板与但由于受联接线长度的限制，控制面板与变频器之间的距离不能过长。变频器之间的距离不能过长。1.1 频率给定方式与选择频率给定方式与选择2、数字量给定与模拟量给定、数字量给定与模拟量给定 优先选择数字量给定。因为优先选择数字量给定。因为: (1) 数字量给定时频率精度较高。数字量给定时频率精度较高。 (2) 数字量给定通常用触点操作，非但

11、不数字量给定通常用触点操作，非但不 易损坏，且抗干扰能力强。易损坏，且抗干扰能力强。1.1 频率给定方式与选择频率给定方式与选择3、电压信号与电流信号、电压信号与电流信号 优先选择电流信号。因为电流信号在传输优先选择电流信号。因为电流信号在传输过程中，不受线路电压降、接触电阻及其压降、过程中，不受线路电压降、接触电阻及其压降、杂散的热电效应以及感应噪声等的影响，抗干杂散的热电效应以及感应噪声等的影响，抗干扰能力较强。扰能力较强。 但由于电流信号电路比较复杂，故在距离但由于电流信号电路比较复杂，故在距离不远的情况下，仍以选用电压给定方式居多。不远的情况下，仍以选用电压给定方式居多。1.2 系统功

12、能设定（功能预置）系统功能设定（功能预置） 以实验室富士变频器为例以实验室富士变频器为例 一、操作面板一、操作面板 二、基本操作二、基本操作 三、操作举例三、操作举例 四、基本功能参数一览表四、基本功能参数一览表1.3 V/F控制功能控制功能一、 V/F控制模式控制模式 1.3 V/F控制功能控制功能 1、指导思想指导思想 为了确保电动机在低频运行时，反电动势为了确保电动机在低频运行时，反电动势和频率之比保持不变，真正实现和频率之比保持不变，真正实现const，适，适当提高当提高U/f比，使比，使KUKf，从而使转矩得到补，从而使转矩得到补偿，提高电动机在低速时的带负载能力。如图偿，提高电动机

13、在低速时的带负载能力。如图中之曲线所示中之曲线所示(曲线是曲线是KUKf的的U/f线线)。这种方法称为转矩补偿或转矩提升，这种控制这种方法称为转矩补偿或转矩提升，这种控制方式称为方式称为V/F控制模式。控制模式。1.3 V/F控制功能控制功能2、基本频率、基本频率 与变频器的最大输出电压对应的频率称为基本频与变频器的最大输出电压对应的频率称为基本频率，用率，用fBA表示。在大多数情况下，基本频率等于电表示。在大多数情况下，基本频率等于电动机的额定频率，如图所示。动机的额定频率，如图所示。1.3 V/F控制功能控制功能3、基本基本U/f线线 在变频器的输出频率从在变频器的输出频率从0Hz上升到基

14、本频率上升到基本频率fBA的过的过程中，程中， 满足满足KU=Kf的的U/f线，线， 称为基本称为基本U/f线，如图线，如图(a)所所示。示。1.3 V/F控制功能控制功能4、弱磁点弱磁点 当电动机的运行频率高于额定频率时，当电动机的运行频率高于额定频率时，变频器的输出电压不再能随频率的上升而上变频器的输出电压不再能随频率的上升而上升，如图升，如图(b)中之点以后所示。在这种情况中之点以后所示。在这种情况下，由于下，由于U/f比将随频率的上升而下降，电动比将随频率的上升而下降，电动机磁路内的磁通也因此而减小，处于弱磁运机磁路内的磁通也因此而减小，处于弱磁运行状态。因此，通常把转折点称为弱磁点。

15、行状态。因此，通常把转折点称为弱磁点。1.3 V/F控制功能控制功能二、二、 U/f线的选择功能线的选择功能 1、不同负载在低速时对转矩的要求、不同负载在低速时对转矩的要求 各类负载在低速时所呈现的阻转矩是很不一样的，各类负载在低速时所呈现的阻转矩是很不一样的， 例如：例如：(1) 二次方律负载二次方律负载 阻转矩与转速阻转矩与转速的二次方成正比，如的二次方成正比，如图中的曲线所示。图中的曲线所示。低速时的阻转矩比额低速时的阻转矩比额定转矩小得多。定转矩小得多。1.3 V/F控制功能控制功能(2) 恒转矩负载恒转矩负载 在不同的转速下，负载的阻转矩基本不变，在不同的转速下，负载的阻转矩基本不变

16、， 如图中之曲线所示。低速时的阻转矩与额定转如图中之曲线所示。低速时的阻转矩与额定转速时是基本相同的。速时是基本相同的。(3) 恒功率负载恒功率负载 在不同的转速下，负载功率保持恒定，其机在不同的转速下，负载功率保持恒定，其机械特性呈双曲线状，如图中之曲线所示。低速械特性呈双曲线状，如图中之曲线所示。低速时的阻转矩比额定转速时还要大得多。时的阻转矩比额定转速时还要大得多。1.3 V/F控制功能控制功能2、变频器对变频器对U/f线的设置线的设置 因为每台变频器应用到什么负载上是因为每台变频器应用到什么负载上是不确定的，而不同负载在低频时对不确定的，而不同负载在低频时对U/f比的比的要求又很不一致

17、。要求又很不一致。 为此，各种变频器在为此，各种变频器在V/F控制模式下，控制模式下，提供了任意预置提供了任意预置U/f比的功能。使用户可以比的功能。使用户可以根据电动机在低速运行时负载的轻重来选根据电动机在低速运行时负载的轻重来选择择U/f比，如图所示。比，如图所示。1.3 V/F控制功能控制功能1.3 V/F控制功能控制功能3、U/f线的预置要点线的预置要点 (1) 预置不当的后果预置不当的后果 如果负载在低速时的转矩较大而转矩补偿如果负载在低速时的转矩较大而转矩补偿(U/f比比)预置得较小，则低速时带不动负载。反预置得较小，则低速时带不动负载。反之，之， 如果负载在低速时的转矩较轻而转矩

18、补偿如果负载在低速时的转矩较轻而转矩补偿(U/f比比)预置得较大，则补偿过分，低速时电动预置得较大，则补偿过分，低速时电动机的磁路将饱和，励磁电流发生畸变，严重时机的磁路将饱和，励磁电流发生畸变，严重时会因励磁电流峰值过高而导致会因励磁电流峰值过高而导致“过电流过电流”跳闸。跳闸。1.3 V/F控制功能控制功能(2) 预置要点预置要点 调试时，调试时，U/f比的预置宜由小逐渐加大，每比的预置宜由小逐渐加大，每加大一档，观察在最低频时能否带得动负载？加大一档，观察在最低频时能否带得动负载？直至能带动时，还应反过来观察空载时会不会直至能带动时，还应反过来观察空载时会不会跳闸？一直到在最低频率下运行

19、时，既能带得跳闸？一直到在最低频率下运行时，既能带得动负载，又不会空载跳闸时为止。动负载，又不会空载跳闸时为止。1.4 上限频率与下限频率上限频率与下限频率一、基础概念一、基础概念1、生产机械对转速范围的要求、生产机械对转速范围的要求 生产机械根据工艺过程的实际需要，常生产机械根据工艺过程的实际需要，常常要求对转速范围进行限制。以某搅拌机为常要求对转速范围进行限制。以某搅拌机为例，如图例，如图(a)所示。要求的最高转速是所示。要求的最高转速是600r/min，最低转速是，最低转速是150r/min。1.4 上限频率与下限频率上限频率与下限频率1.4 上限频率与下限频率上限频率与下限频率 2、变

20、频器的上、下限频率、变频器的上、下限频率 根据生产机械所要求的最高与最低转速，以及电根据生产机械所要求的最高与最低转速，以及电动机与生产机械之间的传动比，可以推算出相对应的动机与生产机械之间的传动比，可以推算出相对应的频率，分别称为上限频率频率，分别称为上限频率(用用fH表示表示)与下限频率与下限频率(用用fL表表示示)。在上例中，如传动比。在上例中，如传动比2，则如图，则如图(b)所示。所示。二、上限频率与最高频率的关系二、上限频率与最高频率的关系 1、上限频率小于最高频率、上限频率小于最高频率 2、上限频率比最高频率优先、上限频率比最高频率优先 这是因为，上限频率是根据生产机械的要求来决这

21、是因为，上限频率是根据生产机械的要求来决定的，所以具有优先权。定的，所以具有优先权。1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式一、基本概念一、基本概念 1、工频起动和变频起动、工频起动和变频起动 电动机从较低转速升至较高转速的过程电动机从较低转速升至较高转速的过程称为加速过程，加速过程的极限状态便是电称为加速过程，加速过程的极限状态便是电动机的起动。动机的起动。 (1)工频起动工频起动 这里所说的工频起动，是指电动机直接这里所说的工频起动，是指电动机直接接上工频电源时的起动，也叫直接起动或全接上工频电源时的起动，也叫直接起动或全压起动，如图压起动，如图(a)所示。在接通电源瞬间：所示。在

22、接通电源瞬间：1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式 电源频率为额定频率电源频率为额定频率(50Hz)，如图，如图(b)的上的上部所示。以极电动机为例，同步转速高达部所示。以极电动机为例，同步转速高达1500r/min。电源电压为额定电压。电源电压为额定电压(380V)， 如图如图(b)的下部所示。的下部所示。1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式 由于转子绕组与旋转磁场的相对速度很高，由于转子绕组与旋转磁场的相对速度很高，故转子电动势和电流都很大，从而定子电流也很故转子电动势和电流都很大，从而定子电流也很大，可达额定电流的大，可达额定电流的(47)倍，如图倍，如图(c)所

23、示。所示。 工频起动存在的主要问题有工频起动存在的主要问题有: （a）起动电流大。当电动机的容量较大时，）起动电流大。当电动机的容量较大时，其起动电流将对电网产生干扰。其起动电流将对电网产生干扰。 （b）对生产机械的冲击很大，影响机械的使）对生产机械的冲击很大，影响机械的使用寿命。用寿命。1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式(2) 变频起动变频起动 （软启动）（软启动） 采用变频调速的电路如图采用变频调速的电路如图(a)所示：所示： 1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式 起动过程的特点有：频率从最低频率起动过程的特点有：频率从最低频率(通通常是常是0Hz)按预置的加速时

24、间逐渐上升，如图按预置的加速时间逐渐上升，如图(b)的上部所示。仍以的上部所示。仍以4极电动机为例，假设在接极电动机为例，假设在接通电源瞬间，将启动频率降至通电源瞬间，将启动频率降至0.5Hz，则同步，则同步转速只有转速只有15r/min，转子绕组与旋转磁场的相，转子绕组与旋转磁场的相对速度只有工频起动时的百分之一。电动机的对速度只有工频起动时的百分之一。电动机的输入电压也从最低电压开始逐渐上升，如图输入电压也从最低电压开始逐渐上升，如图(b)的下部所示。的下部所示。1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式 转子绕组与旋转磁场的相对速度很低，故转子绕组与旋转磁场的相对速度很低，故起动瞬

25、间的冲击电流很小。同时，可通过逐渐起动瞬间的冲击电流很小。同时，可通过逐渐增大频率以减缓起动过程，如在整个起动过程增大频率以减缓起动过程，如在整个起动过程中，使同步转速中，使同步转速n0与转子转速与转子转速nM间的转差间的转差n限制限制在一定范围内，则起动电流也将限制在一定范在一定范围内，则起动电流也将限制在一定范围内，如图围内，如图(c)所示。所示。 另一方面，也减小了起动过程中的动态转矩，另一方面，也减小了起动过程中的动态转矩，加速过程将能保持平稳，减小了对生产机械的加速过程将能保持平稳，减小了对生产机械的冲击。冲击。1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式2、加速过程中的主要矛盾

26、、加速过程中的主要矛盾 (1) 加速过程中电动机的状态加速过程中电动机的状态 假设变频器的输出频率从假设变频器的输出频率从fX1上升至上升至fX2，如，如图图(b)所示。图所示。图(a)所示是电动机在频率为所示是电动机在频率为fX1时稳时稳定运行的状态，图定运行的状态，图(c)所示是加速过程中电动机所示是加速过程中电动机的状态。比较图的状态。比较图(a)和图和图(c)可以看出：当频率可以看出：当频率fX上升时，同步转速上升时，同步转速n0随即也上升，但电动机转子随即也上升，但电动机转子的转速的转速nM因为有惯性而不能立即跟上。结果是因为有惯性而不能立即跟上。结果是转差转差n增大了，导体内的感应

27、电动势和感应电增大了，导体内的感应电动势和感应电流也增大。流也增大。1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式(2) 加速过程的主要矛盾加速过程的主要矛盾 加速过程中，必须处理好加速的快慢与拖动系统加速过程中，必须处理好加速的快慢与拖动系统惯性之间的矛盾。惯性之间的矛盾。 一方面，在生产实践中，拖动系统的加速过程属一方面，在生产实践中，拖动系统的加速过程属于不进行生产的过渡过程，从提高生产率的角度出发，于不进行生产的过渡过程，从提高生产率的角度出发，加速过程应该越短越好。加速过程应该越短越好。 另一方面，由于拖动系统存在着惯性，频率上升另一

28、方面，由于拖动系统存在着惯性，频率上升得太快了，电动机转子的转速得太快了，电动机转子的转速nM将跟不上同步转速的将跟不上同步转速的上升，转差上升，转差n增大，引起加速电流的增大，甚至可增大，引起加速电流的增大，甚至可能超过一定限值而导致变频器跳闸。能超过一定限值而导致变频器跳闸。 所以，加速过程必须解决好的主要问题是：在防所以，加速过程必须解决好的主要问题是：在防止加速电流过大的前提下，尽可能地缩短加速过程。止加速电流过大的前提下，尽可能地缩短加速过程。 1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式3、变频调速系统的减速、变频调速系统的减速 (1) 减速过程中的电动机状态减速过程中的电动机

29、状态 电动机从较高转速降至较低转速的过程电动机从较高转速降至较低转速的过程称为减速过程。在变频调速系统中，是通过称为减速过程。在变频调速系统中，是通过降低变频器的输出频率来实现减速的，如图降低变频器的输出频率来实现减速的，如图(b)所示。图中，电动机的转速从所示。图中，电动机的转速从n1下降至下降至n2(变频器的输出频率从变频器的输出频率从fX1下降至下降至fX2)的过程的过程即为减速过程。即为减速过程。1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式 当频率刚下降的瞬间，旋转磁场的转速当频率刚下降的瞬间，旋转磁场的转速(同步转速同步转速)立即下

30、降，但由于拖动系统具有惯立即下降，但由于拖动系统具有惯性的缘故，电动机转子的转速不可能立即下降。性的缘故，电动机转子的转速不可能立即下降。于是，转子的转速超过了同步转速，转子绕组于是，转子的转速超过了同步转速，转子绕组切割磁场的方向和原来相反了。从而，转子绕切割磁场的方向和原来相反了。从而，转子绕组中感应电动势和感应电流的方向，以及所产组中感应电动势和感应电流的方向，以及所产生的电磁转矩的方向都和原来相反了，电动机生的电磁转矩的方向都和原来相反了，电动机处于发电机状态。由于所产生的转矩和转子旋处于发电机状态。由于所产生的转矩和转子旋转的方向相反，能够促使电动机的转速迅速地转的方向相反，能够促使

31、电动机的转速迅速地降下来，故也称为再生制动状态。降下来，故也称为再生制动状态。1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式(2) 泵升电压泵升电压 电动机在再生制动状态发出的电能，将通电动机在再生制动状态发出的电能，将通过和逆变管反并联的二极管过和逆变管反并联的二极管VD1VD6全波整全波整流后反馈到直流电路，使直流电路的电压流后反馈到直流电路，使直流电路的电压UD升升高，称为泵升电压。高，称为泵升电压。(3) 多余能量的消耗多余能量的消耗 如果直流电压如果直流电压UD升得太高，将导致整流和升得太高，将导致整流和逆变器件的损坏。所以，当逆变器件的损坏。所以，当UD上升到一定限值上升到一定限

32、值时，须通过能耗电路时，须通过能耗电路(制动电阻和制动单元制动电阻和制动单元)放放电，把直流回路内多余的电能消耗掉。电，把直流回路内多余的电能消耗掉。1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式4、减速过程中的主要矛盾、减速过程中的主要矛盾 (1) 减速快慢的影响减速快慢的影响 如上述，频率下降时，电动机处于再生制如上述，频率下降时，电动机处于再生制动状态。所以，和频率下降速度有关的因素有：动状态。所以，和频率下降速度有关的因素有： （a）制动电流，就是电动机处于发电机状）制动电流，就是电动机处于发电机状态时向直流回路输送电流的大小。态时向直流回路输送电流的大小。 （b）泵升电压，其大小将

33、影响直流回路电）泵升电压，其大小将影响直流回路电压的上升幅度。压的上升幅度。1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式(2) 减速过程的主要矛盾减速过程的主要矛盾 和加速过程相同，在生产实践中，拖动系统的减速过程和加速过程相同，在生产实践中，拖动系统的减速过程也属于不进行生产的过渡过程，故减速过程应该越短越好。也属于不进行生产的过渡过程，故减速过程应该越短越好。 同样，由于拖动系统存在着惯性的原因，频率下降得太同样，由于拖动系统存在着惯性的原因，频率下降得太快了，电动机转子的转速快了，电动机转子的转速nM将跟不上同步转速的下降，转差将跟不上同步转速的下降，转差n增大，引起再生电流的增大和

34、直流回路内泵升电压的升高，增大，引起再生电流的增大和直流回路内泵升电压的升高，甚至可能超过一定限值而导致变频器因过电流或过电压而跳甚至可能超过一定限值而导致变频器因过电流或过电压而跳闸。闸。 所以，减速过程必须解决好的主要问题是在防止减速电所以，减速过程必须解决好的主要问题是在防止减速电流过大和直流电压过高的前提下，尽可能地缩短减速过程。流过大和直流电压过高的前提下，尽可能地缩短减速过程。在一般情况下，直流电压的升高是更为主要的因素。在一般情况下，直流电压的升高是更为主要的因素。 1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式二、加、减速的功能设置二、加、减速的功能设置 变频器中，针对电动机

35、在升、降速过程中的特变频器中，针对电动机在升、降速过程中的特点，以及生产实际对拖动系统的各种要求，设置了点，以及生产实际对拖动系统的各种要求，设置了许多相关的功能，供用户进行选择。许多相关的功能，供用户进行选择。1、加、减速时间、加、减速时间 (1) 加速时间的定义加速时间的定义 变频器的输出频率从变频器的输出频率从0Hz上升到基准频率（如基上升到基准频率（如基本频率）所需要的时间。本频率）所需要的时间。 (2) 减速时间的定义减速时间的定义 变频器的输出频率从基准频率（如基本频率）变频器的输出频率从基准频率（如基本频率）下降到下降到0Hz所需要的时间。所需要的时间。 1.5 加、减速的时间与

36、方式加、减速的时间与方式1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式2、加、减速方式、加、减速方式(1) 加速方式加速方式 加速过程中，加速过程中， 变频器的输出频变频器的输出频 率随时间上升的率随时间上升的 关系曲线，称为关系曲线，称为 加速方式。变频加速方式。变频 器设置的加速方器设置的加速方 式有式有:1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式n线性方式线性方式 变频器的输出频率随时间成正比地上升，变频器的输出频率随时间成正比地上升，如图如图(a)所示。大多数负载都可以选用线性方式。所示。大多数负载都可以选用线性方式。n S形方式形方式 在加速的起始和终了阶段，频率的上升较在加

37、速的起始和终了阶段，频率的上升较缓，加速过程呈缓，加速过程呈S形，如图所示。例如，电梯形，如图所示。例如，电梯 在开始起动以及转入等速运行时，从考虑乘客在开始起动以及转入等速运行时，从考虑乘客的舒适度出发，应减缓速度的变化，以采用的舒适度出发，应减缓速度的变化，以采用S形形加速方式为宜。加速方式为宜。1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式n半半S形方式形方式 在加速的初始阶段或终了阶段，按线性方在加速的初始阶段或终了阶段，按线性方式加速；而在终了阶段或初始阶段，按式加速；而在终了阶段或初始阶段，按S形方形方式加速，如图式加速，如图(c)和和(d)所示。所示。 图图(c)所示方式主要用

38、于如风机一类具有较所示方式主要用于如风机一类具有较大惯性的二次方律负载中，由于低速时负荷较大惯性的二次方律负载中，由于低速时负荷较轻，故可按线性方式加速，以缩短加速过程；轻，故可按线性方式加速，以缩短加速过程；高速时负荷较重，加速过程应减缓，以减小加高速时负荷较重，加速过程应减缓，以减小加速电流；图速电流；图(d)所示方式主要用于惯性较大的负所示方式主要用于惯性较大的负载。载。1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式(2) 减速方式减速方式 和加速过程类似，变频器的减速方式也分线性方式、和加速过程类似，变频器的减速方式也分线性方式、S形方式形方式和半和半S形方式。形方式。n线性方式线性

39、方式 变频器的输出频率随时间成正比地下降，如图变频器的输出频率随时间成正比地下降，如图(a)所示。大多所示。大多数负载都可以选用线性方式。数负载都可以选用线性方式。n形方式形方式 在减速的起始和终了阶段，频率的下降较缓，减速过程呈在减速的起始和终了阶段，频率的下降较缓，减速过程呈形，如图形，如图 (b)所示。所示。n半半S形方式形方式 在减速的初始阶段或终了阶段，按线性方式减速；在减速的初始阶段或终了阶段，按线性方式减速； 而在终了而在终了阶段或初始阶段，按阶段或初始阶段，按S形方式减速，如图形方式减速，如图(c)和和(d)所示。减速时所示。减速时S形方式和半形方式和半S形方式的应用场合和加速

40、时相同。形方式的应用场合和加速时相同。1.5 加、减速的时间与方式加、减速的时间与方式 （一）通用变频器的运行与维护（一）通用变频器的运行与维护1、 变频器运行（基本功能）变频器运行（基本功能）2、 变频器的某些特殊功能变频器的某些特殊功能3、 变频器的故障处理变频器的故障处理4、 变频器的维护检查变频器的维护检查5、 变频器的抗晃电措施变频器的抗晃电措施6、 讨论（影响变频器使用寿命的主要原讨论（影响变频器使用寿命的主要原 因及改进措施）因及改进措施）2、 变频器的某些特殊功能变频器的某些特殊功能2.1 跳跃频率（回避频率）跳跃频率（回避频率）2.2 点动频率与点动功能点动频率与点动功能2.

41、3 载波频率载波频率2.4 第第2功能及第功能及第2功能选择功能选择2.5 瞬时停电再起动瞬时停电再起动2.6 变频调速的起动功能变频调速的起动功能2.7 变频调速的停机功能变频调速的停机功能2.8 模拟量给定的调整功能模拟量给定的调整功能2.9 模拟量给定的正、反转控制模拟量给定的正、反转控制2.10 模拟量给定的滤波时间模拟量给定的滤波时间2.11 变频器的控制功能变频器的控制功能2.1 跳跃频率（回避频率）跳跃频率（回避频率）一、一、 基本概念基本概念 任何机械在运转过程中，都或多或少会产生振动。任何机械在运转过程中，都或多或少会产生振动。每台机器又都有一个固有振荡频率，它取决于机械的每

42、台机器又都有一个固有振荡频率，它取决于机械的结构。如果生产机械运行在某一转速下时，所引起的结构。如果生产机械运行在某一转速下时，所引起的振动频率和机械的固有振荡频率相吻合的话，则机械振动频率和机械的固有振荡频率相吻合的话，则机械的振动将因发生谐振而变得十分强烈（也称为机械共的振动将因发生谐振而变得十分强烈（也称为机械共振），并可能导致机械损坏的严重后果。设置跳跃频振），并可能导致机械损坏的严重后果。设置跳跃频率的目的，就是使拖动系统率的目的，就是使拖动系统“回避回避”掉可能引起谐振掉可能引起谐振的转速，如图所示。的转速，如图所示。 2.1 跳跃频率（回避频率）跳跃频率（回避频率）2.1 跳跃频

43、率（回避频率）跳跃频率（回避频率）二、二、 跳跃频率的预置方法跳跃频率的预置方法1、设定中心跳跃频率、设定中心跳跃频率fJ和跳跃宽度和跳跃宽度fJ；2、只设定跳跃频率、只设定跳跃频率fJ ，跳跃宽度由变频器内定；，跳跃宽度由变频器内定；3、设定跳跃区的起始频率、设定跳跃区的起始频率fJL和终止频率和终止频率fJH 。 （P31P36） 2.2 点动频率与点动功能点动频率与点动功能一、点动频率（一、点动频率（P15、P16） 生产机械调试过程中，经常需要对电动机进行点生产机械调试过程中，经常需要对电动机进行点动，变频器可根据生产机械的特点和要求，预先一次动，变频器可根据生产机械的特点和要求，预先

44、一次性地设置一个性地设置一个“点动频率点动频率”，每次点动时，都按照这，每次点动时，都按照这个较低的预设点动频率来运转，而不必每次设置。个较低的预设点动频率来运转，而不必每次设置。二、点动运行选择（二、点动运行选择（P60P63）2.3 载波频率载波频率 PWM型变频器的载波频率决定恒幅调宽型变频器的载波频率决定恒幅调宽输出电压的脉冲频率，该频率会使电动机的铁输出电压的脉冲频率，该频率会使电动机的铁心振动而发出噪音。载波频率越大，噪音越小。心振动而发出噪音。载波频率越大，噪音越小。此外，载波频率太高，电子噪音增大，将影响此外，载波频率太高，电子噪音增大，将影响到同一机柜内其它电子设备（如可编程

45、控制器到同一机柜内其它电子设备（如可编程控制器等）的正常工作。为了减少干扰，也需要向下等）的正常工作。为了减少干扰，也需要向下调整载波频率。变频器为用户提供了可以在一调整载波频率。变频器为用户提供了可以在一定范围内调整载波频率的功能。（定范围内调整载波频率的功能。（P72）2.4 第第2功能及第功能及第2功能选择功能选择一、第一、第2功能（功能（P44P47） 主要用于一台变频器驱动两台电动机的主要用于一台变频器驱动两台电动机的分时工作。若第二台电动机的一些工作特性分时工作。若第二台电动机的一些工作特性不同于第一台电动机时，需另设定一套参数不同于第一台电动机时，需另设定一套参数与之配合，称这套

46、参数为第与之配合，称这套参数为第2功能。功能。二、第二、第2功能选择（功能选择（P60P63）2.5 瞬时停电再起动瞬时停电再起动 由于工业现场比较复杂，有时会发生瞬由于工业现场比较复杂，有时会发生瞬时停电或瞬时欠电压情况。在负载运行中，时停电或瞬时欠电压情况。在负载运行中，发生瞬时停电或欠电压时，变频器一般在大发生瞬时停电或欠电压时，变频器一般在大约数秒内即停止输出。所以，当恢复电源时，约数秒内即停止输出。所以，当恢复电源时，电动机正处于旋转之中，变频器常常起动不电动机正处于旋转之中，变频器常常起动不起来。为了防止这一现象，有效的方法是设起来。为了防止这一现象，有效的方法是设定瞬时停电再起动

47、的功能。（定瞬时停电再起动的功能。（P57P58）2.6 变频调速的起动功能变频调速的起动功能一、起动频率与暂停加速功能一、起动频率与暂停加速功能 1、 起动频率起动频率 （P13） (1) 功能含义功能含义 电动机开始起动时，并不从电动机开始起动时，并不从0Hz开始加速，而是开始加速，而是直接从某一频率下开始加速。在开始加速瞬间，变频直接从某一频率下开始加速。在开始加速瞬间，变频器的输出频率便是起动频率。器的输出频率便是起动频率。 设置起动频率是部分生产机械的实际需要，例如设置起动频率是部分生产机械的实际需要，例如:n有些负载在静止状态下的静摩擦力较大，难以从有些负载在静止状态下的静摩擦力较

48、大，难以从0Hz开始起动，设置了起动频率后，可以在起动瞬间有一开始起动，设置了起动频率后，可以在起动瞬间有一点冲力，使拖动系统较易起动起来；点冲力，使拖动系统较易起动起来；2.6 变频调速的起动功能变频调速的起动功能n在若干台水泵同时供水的系统里，由于管路内已经存在若干台水泵同时供水的系统里，由于管路内已经存在一定的水压，后起动的水泵在频率很低的情况下将在一定的水压，后起动的水泵在频率很低的情况下将难以旋转起来，故也需要电动机在一定频率下直接起难以旋转起来，故也需要电动机在一定频率下直接起动；动；n锥形电动机如果从锥形电动机如果从0Hz开始逐渐升速，开始逐渐升速， 将导致定、转将导致定、转子之

49、间的磨擦。所以，子之间的磨擦。所以， 设置了起动频率；设置了起动频率； n可以在起动时很快建立起足够的磁通，使转子与定子可以在起动时很快建立起足够的磁通，使转子与定子间保持一定的空气隙等等。间保持一定的空气隙等等。2.6 变频调速的起动功能变频调速的起动功能(2) 设置起动频率的方式设置起动频率的方式 主要有两种方式主要有两种方式:n稍有给定信号稍有给定信号(X=0+)，变频器的输出频率即为起动，变频器的输出频率即为起动频率频率fS，如图，如图(a)所示；所示；n设置一个死区设置一个死区XS%，在给定信号，在给定信号XXS%的范围内，的范围内，变频器的输出频率为变频器的输出频率为0Hz； 当给

50、定信号当给定信号X=XS%时，变频器直接输出与时，变频器直接输出与XS%对应对应的频率，如图的频率，如图(b)所示。所示。2.6 变频调速的起动功能变频调速的起动功能2.6 变频调速的起动功能变频调速的起动功能2、 暂停加速功能暂停加速功能 （1）功能含义）功能含义 电动机起动后，先在较低频率电动机起动后，先在较低频率fDR下运行一个短下运行一个短时间，然后再继续加速的功能。时间，然后再继续加速的功能。 在下列情况下，应考虑预置暂停加速功能：在下列情况下，应考虑预置暂停加速功能：n对于惯性较大的负载，起动后先在较低频率下持续对于惯性较大的负载，起动后先在较低频率下持续一个短时间一个短时间tDR

51、，然后再加速；，然后再加速；n齿轮箱的齿轮之间总是存在间隙的，起动时容易发齿轮箱的齿轮之间总是存在间隙的，起动时容易发生齿间的撞击，如在较低频率下持续一个短时间生齿间的撞击，如在较低频率下持续一个短时间tDR，可以减缓齿间的撞击；可以减缓齿间的撞击；2.6 变频调速的起动功能变频调速的起动功能n起重机械在起吊重物前，吊钩的钢丝绳通常是处起重机械在起吊重物前，吊钩的钢丝绳通常是处于松弛状态的，预置了暂停加速功能后，可首先于松弛状态的，预置了暂停加速功能后，可首先使钢丝绳拉紧后再上升；使钢丝绳拉紧后再上升；n有些机械在环境温度较低的情况下，润滑油容易有些机械在环境温度较低的情况下，润滑油容易凝固，

52、故要求先在低速下运行一个短时间，使润凝固，故要求先在低速下运行一个短时间，使润滑油稀释后再加速；滑油稀释后再加速；n对于附有机械制动装置的电磁制动电动机，在磁对于附有机械制动装置的电磁制动电动机，在磁抱闸松开过程中，为了减小闸皮和闸辊之间的磨抱闸松开过程中，为了减小闸皮和闸辊之间的磨擦，要求先在低频下运行，待磁抱闸完全松开后擦，要求先在低频下运行，待磁抱闸完全松开后再升速，等等。再升速，等等。2.6 变频调速的起动功能变频调速的起动功能（2）设置暂停加速的方式设置暂停加速的方式 设置暂停加速的方式主要有两种设置暂停加速的方式主要有两种:n变频器输出频率从变频器输出频率从0Hz开始上升至暂停频率

53、开始上升至暂停频率fDR，停留，停留tDR后再加速，如图后再加速，如图(a)所示；所示；n变频器直接输出起动频率变频器直接输出起动频率fS后暂停加速，停后暂停加速，停留留tDR后再加速，如图后再加速，如图(b)所示。所示。2.6 变频调速的起动功能变频调速的起动功能2.6 变频调速的起动功能变频调速的起动功能二、起动前直流制动功能二、起动前直流制动功能 1、 功能含义功能含义 起动前先在电动机的定子绕组内通入直流电起动前先在电动机的定子绕组内通入直流电流，以保证电动机在零速的状态下开始起动。流，以保证电动机在零速的状态下开始起动。 如果电动机在起动前，拖动系统的转速不为如果电动机在起动前，拖动

54、系统的转速不为0的话，而变频器的输出频率从的话，而变频器的输出频率从0Hz开始上升，则在开始上升，则在起动瞬间，电动机或处于强烈的再生制动状态起动瞬间，电动机或处于强烈的再生制动状态(起起动前为正转时动前为正转时)，或处于反接制动状态，或处于反接制动状态(起动前为反起动前为反转时转时)，容易引起电动机的过电流。例如，容易引起电动机的过电流。例如:2.6 变频调速的起动功能变频调速的起动功能n拖动系统以自由制动的方式停机，在尚未停住前又拖动系统以自由制动的方式停机，在尚未停住前又重新起动重新起动;n风机在停机状态下，叶片由于自然通风而自行转动风机在停机状态下，叶片由于自然通风而自行转动(通常是反

55、转通常是反转)。2、功能设置、功能设置n选择功能选择功能: 即选择是否需要起动前的直流制动功能即选择是否需要起动前的直流制动功能;n制动量：即应向定子绕组施加多大的直流电压制动量：即应向定子绕组施加多大的直流电压UDB;n直流制动时间：即进行直流制动直流制动时间：即进行直流制动(施加直流电压施加直流电压)的的时间时间tDB。2.7 变频调速的停机功能变频调速的停机功能一、基本概念一、基本概念 1、电动机的停机方式、电动机的停机方式 在变频调速系统中，电动机可以设定的停机方式有在变频调速系统中，电动机可以设定的停机方式有: (1) 减速停机减速停机 即按预置的减速时间和减速方式停机，如上述，即按

56、预置的减速时间和减速方式停机，如上述，在减速过程中，电动机处于再生制动状态。在减速过程中，电动机处于再生制动状态。 (2) 自由制动自由制动 变频器通过停止输出来停机，这时，变频器通过停止输出来停机，这时， 电动机的电电动机的电源被切断源被切断, 拖动系统处于自由制动状态。由于停机时间拖动系统处于自由制动状态。由于停机时间的长短由拖动系统的惯性决定，的长短由拖动系统的惯性决定， 故也称为惯性停机。故也称为惯性停机。2.7 变频调速的停机功能变频调速的停机功能(3) 减速加直流制动减速加直流制动 首先按预置的减速时间减速，然后转为直流制动，首先按预置的减速时间减速，然后转为直流制动，直至停机。直

57、至停机。(4) 在低频状态下短暂运行后停机，当频率下降到接近于在低频状态下短暂运行后停机，当频率下降到接近于0时，先在低速下运行一个短时间，时，先在低速下运行一个短时间， 然后再将频率下然后再将频率下降为降为0Hz 。 在下列情况下，应考虑预置暂停减速功能在下列情况下，应考虑预置暂停减速功能: n惯性大的负载从高速直接减速至惯性大的负载从高速直接减速至0Hz时，有可能因停时，有可能因停不住而出现滑行的现象。如先在低速段运行，然后从不住而出现滑行的现象。如先在低速段运行，然后从低速降为低速降为0Hz，可消除滑行现象；，可消除滑行现象；2.7 变频调速的停机功能变频调速的停机功能n对于需要准确停车

58、的场合，如卷扬机，为准确停车，对于需要准确停车的场合，如卷扬机，为准确停车，即在低速短时运行即爬行后，再减至即在低速短时运行即爬行后，再减至0Hz，即可达，即可达到准确停车的目的。到准确停车的目的。n对于附有机械制动装置的电磁制动电动机，在磁抱对于附有机械制动装置的电磁制动电动机，在磁抱闸抱紧前先在低速段作短时运行，可减少磁抱闸的闸抱紧前先在低速段作短时运行，可减少磁抱闸的磨损，等等。磨损，等等。n(2) 设置暂停减速的方式设置暂停减速的方式n 和暂停加速相同，需要预置的参数有和暂停加速相同，需要预置的参数有:n (a) 暂停减速的频率暂停减速的频率fDD；n (b) 停留时间停留时间tDD

59、。2.7 变频调速的停机功能变频调速的停机功能二、变频器的直流制动功能二、变频器的直流制动功能 1、基本概念、基本概念 (1) 采取直流制动的必要性采取直流制动的必要性n有的负载要求能够迅速停机，但减速时间太短将引起有的负载要求能够迅速停机，但减速时间太短将引起电动机实际转速的下降跟不上频率的下降，产生较大电动机实际转速的下降跟不上频率的下降，产生较大的泵升电压，使直流回路的电压超过允许值。采用直的泵升电压，使直流回路的电压超过允许值。采用直流制动，能增大制动转矩、缩短停机时间，且不产生流制动，能增大制动转矩、缩短停机时间，且不产生泵升电压；泵升电压；n有的负载由于惯性较大，常常停不住，停机后

60、有有的负载由于惯性较大，常常停不住，停机后有“爬爬行行”现象，可能造成十分危险的后果。采用直流制动，现象，可能造成十分危险的后果。采用直流制动，可以实现快速停机，并消除爬行现象。可以实现快速停机，并消除爬行现象。2.7 变频调速的停机功能变频调速的停机功能(2) 原理和方法原理和方法 直流制动就是向定子绕组内通入直流电流，使异直流制动就是向定子绕组内通入直流电流，使异步电动机处于能耗制动状态，如图步电动机处于能耗制动状态，如图 (a)。 由于定子绕由于定子绕组内通入的是直流电流，故定子磁场的转速为组内通入的是直流电流，故定子磁场的转速为0。这。这时，时， 转子绕组切割磁力线后产生的电磁转矩与转