变频器教学讲解课件

变频器技术讲座驻马店机械电子工程学校邓阿春变频器技术讲座驻马店机械电子工程学校1第一章变频技术综合应用第二章电动机的基础知识第三章变频器的调速原理第四章电力电子器件主电路第五章控制电路第六章电动机调速特点第七章接电抗器的作用第八章变频器的抗干扰第九章安装接线调试与维修第一章变频技术综合应用2第一章变频技术综合应用

变频技术在照明和电源设备上的应用

变频技术在空调设备上的应用

变频技术在机床设备上的应用

变频技术在电梯设备上的应用

变频技术在生产线中的应用

变频技术在家用电器中的应用第一章变频技术综合应用3变频技术的应用可分为两大类：一种是用于传动调速；另一种是用于各种静止电源。而变频器最为典型的应用是以各种机械的节能为目的。序号变频器传动的特点效果用途1可以使标准电机调速可以使原有电动机调速风机、水泵、空调、一般帆械2可以连续调速可选择最佳速度机床、搅拌机、压缩机、游粱式抽油机3起动电流小电源设备容量可以小压缩机4最高速度不受电源影响最大工作能力不受电源频率影响泵、风机、空调、一般机械5电动机可以高速化、小型化可以得到用其它调速装置不能实现的高速度内圆磨床、化纤机械、运送机械6防爆容易与直流电机相比，防爆容易、体积小、成本低药品机械、化学工厂7低速时定转矩输出低速时电机堵转也无妨定尺寸装置8可以调节加减速的大小能防止载重物倒塌运送机械9可以使用笼型电动机，不需维修不需要维护电动机生产流水线、车辆、电梯表8—1变频器传动的特点1，变频技术应用概述变频技术的应用可分为两大类：一种是用于传动调速4序号项目名称需改造数量或千瓦数节电百分比(％)年节电量／亿kw·h1轧机、提升机(变频器交流传动代替直流传动)320万台30262电力机车和内燃机车(变频交流代直流)120台电力机车256O3IGBT直流励磁电源(代替晶闸管)30万kw203．54无轨电车(交流变频调速或直流斩波代替电阻调速)5000辆301.05工矿电机车(变频交流或直流斩波代电阻调速)5x105辆30206风机，水泵(交流变频调速代替风门，阀门)3700万台改造10％即370万台30517高效节能荧光灯(逆变镇流器)5000万台20308中频感应加热电源(逆变电源)100万台3099电解电源400万kw55.610电焊机(IGBT逆变电源)200万台改造10％即20万台303．111电镀电源340万台3021.612搅拌机，挤压机，精纺机，纤维机械，抽油机，空压机，起重机2000万kw3051．213总计282变频器在工业领域中的节电潜力序号项目名称需改造数量或千瓦数节电百分比年节电量1轧机、提升5应用效果用途应用方法以前的调速方式节能鼓风机、泵、搅拌机、挤压机、精纺机(1)调逸运转(2)采用工频电源恒速运转与采用变频器调速运转相结合(1)采用工频电源恒速运转(2)采用挡板、阀门控制(3)机械式变速机(4)液压联轴器省力化自动化各种搬运机械(1)多台电机以比例速度运转；(2)联动运转，同步运转(1)机械式变速减速机(2)定子电压控制(3)电磁滑差离合器控制提高产量机床撤运机械纤维机械游梁式抽油机(1)增速运转(2)消除缓冲起动停止(3)对稠油降低冲次(1)采用土领电源恒速运转(2)定子电压控制(3)带轮调速提高设备的效率(节省设备)金属加工机械采用高频电机进行高速运转直流发电机—电动机减少维修(恶劣环境的对策)纤维机械(主要为纺纱机)，机床的主袖传动，生产流水线，车辆传动取代直流电机直流电机提高质量机床搅拌机纤维机械制茶机选择无级的最佳速度运转采用工频电源桓速运转提高舒适性空调机采用压缩机调速运转，进行连续温度控制采用工频电源的通、断控制变频器的应用效果应用效果用途应用方法以前的调速方式节能鼓风机、泵、搅拌机、挤6变频技术在照明和电源设备上的应用应用变频技术的目的之一就是节能。我国重点实施的“绿色照明工程”中，变频电子节能灯是主要推广项目，其工作频率高达20～50KHZ以上。高频镇流器的内耗一般在1W左右，而电感镇流器却高达8W左右，仅镇流器一项即可节电20%，再配上稀土三基色高效荧光灯，取代普通的白炽灯可节电60%～80%；取代普通的荧光灯可节电25%～50%。变频技术在照明和电源设备上的应用应用变频技术的目的之一就是节7高频照明技术是气体放电灯的高频高效化技术。气体放电灯包括普通荧光灯(φ38mm)、细管荧光灯(≤φ26mm)、稀土三基色荧光灯(节能型荧光灯，即紧凑型荧光灯)、高压钠灯、金属卤化物灯和低压钠灯等。它们都比白炽灯的发光效率高得多。气体放电灯发光效率不仅与灯的种类和结构有关，还与工作频率有关。即使是节能型荧光灯，其工作频率由50Hz升至30kHz时，光效可提高20％，为白炽灯光效的5倍；灯管寿命可延长25％，为白炽灯的10倍。

高频照明技术

高频照明技术是气体放电灯的高频高效化技术。气体放电灯包括普通8变频器ppt教学讲解课件9（2）LC耦合串联谐振基本电路（2）LC耦合串联谐振基本电路10变频电源

在高频电源中，又分为脉宽调制(PWM)型和谐振型两种类型。前者是采用固定频率，脉冲通过改变脉冲宽度(导通时间)进行全功率开关转换，称为硬转换型；后者是采用正弦波固定导通时间在交流过零(零电压)或电流过零(零电流)时进行开关转换，称为软转换。后者功率损耗几乎为零，谐波干扰、电磁干扰和射频干扰也较小，成为最有发展前途的新一代开关电源。谐振型开关电源的类型主要有：电流谐振型、电压谐振型、多谐振型和部分谐振型。电源装置根据主次作用分为主电源(一次电源)和辅助电源(二次电源)。如程控交换机的48V电源是主电源，容量较大；而辅助电源由主电源输入，二次输出多种电压，容量较小。变频电源

在高频电源中，又分为脉宽调制(PWM)型和谐振型两11UPS发展方向

1)高频化所谓高频化，一是先逆变为18～20kHz的高频交流电，然后再经二次变频输出工频交流电。UPS发展方向

1)高频化12变频技术在空调设备上的应用

空调现已经被广泛应用。空调电动机一般为380V、15～55KW。作为建筑物重要的耗电设备，空调风机采用变频调速已是大事所趋。采用变转矩变频器，即可满足空调的需要，且可节电30%～60%，又延长了空调机的寿命。再加上温湿度传感器和微机闭环控制，成为现代化的空调室。而小型空调器数量大，应用面广，多为单相电动机驱动，故效率低，又笨重。后采用微型三相电动机，与相同功率单相电动机比，体积和重量可减少30%～50%左右。变频器可由三相供电，也可单相输入、三相输出。变频技术在空调设备上的应用

空调现已经被广泛应用。空调电动机138.3.1中央（集中）空调1.中央空调系统的构成冷却塔8.3.1中央（集中）空调1.中央空调系统的构成冷却塔14家用空调

1.分体式一个房间用的空调

过去通常房间用的空调是采用ON／OFF控制方式，用笼型电机带动压缩机来调节冷暖气，但它存在着以下的问题：1)根据地区气候、房屋的朝向等估计一年中最大负载，从而选择恰当的空调机是比较困难。2)由于是ON／OFF方式运行，室内温度和湿度会发生波动时，会引起不舒适的感觉。3)在50／60Hz地区会产生较大差别。4)压缩机电机在起动时有很大的冲击电流，因此需要比连续运行时更大的电源容量。5)由于压缩机转速恒定，外面温度变化会引起冷暖空调能力的变化(特别在暖气运行时，外面气温下降会导致暖气效果下降，这是很大的弱点)。家用空调

1.分体式一个房间用的空调15变频器ppt教学讲解课件16数控机床是由数字控制技术操纵的一切工作母机的总称，是集现代机械制造技术、微电子技术、功率电子技术、通讯技术、控制技术、传感技术、光电技术、液压气动技术等为一体的机电一体化产品，是兼有高精度、高效率、高柔性的高度自动化生产制造设备。

变频技术在机床设备上的应用

数控机床

数控机床是由数字控制技术操纵的一切工作母机的总称，是17这里从节电的角度来考虑数控机床的电气拖动问题。数控机床的电力驱动主要分为3种类型：1）进给伺服驱动系统

2）主轴驱动系统

3）电机内装式高速交流主轴驱动系统1.数控机床的电力驱动2.主轴变频交流调速使用通用型变频器可以对标准电机直接变速传动，所以除去离合器很容易实现主轴的无级调速。这里从节电的角度来考虑数控机床的电气拖动问题。18变频器ppt教学讲解课件19对于通常采用主轴直流调速的高级机种，引入主轴专用变频器进行交流调速后，可以得到以下的效果：1)由于有更高的主轴速度，可以实现对铝等软工件的高效率切削以及更高精度的最终切削。2)由于不需要维护电刷，主轴电机的安装位置可更自由地选择。3)由于采用全封闭式电机，适应环境性更好。4)由于不需要励磁线圈，更节省电能。另外，对于通常采用离合器变速的车床，引入通用变频器后，也可取得如下的效果：1)简化了动力传递机构。2)能实现精细的恒线速控制。3)不用对离合器进行维护。4)容易实现高速恒功率运转。对于通常采用主轴直流调速的高级机种，引入主轴专用变频器进行交20车床

1.立式车床车床

1.立式车床21对于自动车床，采用具有下列功能的变频器可以缩短加工周期：(1)可不经过停止状态直接由正转变反转。(2)变频器输出频率为120Hz以上，可加快速度。(3)备有相应于急剧减速的再生制动装置。而且有制动功能，减速结束时不用机械闸就能完全停止。(4)低速时速度变化率小，运行平滑。

使用效果有：(1)缩短了加工周期，使生产率提高。(2)将以往的带制动器电机更换为通用电机，因而不需要维护。(3)由于采用数控变频器，使速度再现性好，产品质量稳定。

2.自动车床对于自动车床，采用具有下列功能的变频器可以缩短加工周期：2.22动力来自电动机，一般选11kW或15kW的异步电动机。曳引机的作用有三点：一是调速，二是驱动曳引钢丝绳，三是在电梯停车时实施制动。为了加大载重能力，钢丝绳的一端是轿厢，另一端加装了配重装置，配重的重量随电梯载重量的大小而变化。计算公式如下：配重的重量＝(载重量／2十轿厢自重)×45％。公式中的45％是平衡系数，一般要求平衡系数在45％～50％之间。这种施动机构可使电梯的载重能力大为提高，在电梯空载上行或重载下行时，电动机的负载最小，甚至是处在发电状态；而电梯在重载上行和空载下行时，电动机的负载最大，是处在拖动状态，这就要求电动机在四象限内运行。为满足乘客的舒适感和平层精度，要求电动机在各种负载下都有良好的调速性能和难确停车性能。电梯的工作原理

动力来自电动机，一般选11kW或15kW的异步电动机。曳引机23变频器ppt教学讲解课件24变频器ppt教学讲解课件251.变频调速器在电机的应用1.变频调速器在电机的应用26第二章电动机的基础知识第二章电动机的基础知识271.异步电动机构造和原理图2-1异步电动机构造a）外形b）定子c）转子1.异步电动机构造和原理图2-1异步电动机构造a）282.旋转原理图2-2三相交流异步电动机旋转原理a）三相交流电流b）三相绕组c）旋转原理2.旋转原理图2-2三相交流异步电动机旋转原理a）293.电动机定子和转子的能量传递图2-3能量传递a）从电能转变成机械能b）定子与转子能量传递3.电动机定子和转子的能量传递图2-3能量传递a）从30电流特性：

输入电机电流=励磁电流+转矩电流输出电流取决于负载的大小电流特性：317.异步电动机的特性:

启动力矩——电动机停止，通电后,电动机产生的力矩

Ts=1.25TN

;

最大转矩——电动机在最大转差Sm时，产生的最大转矩Tm;

空载电流——空载电流主要是励磁电流，转速几乎达到同步;电动状态——电机产生转矩，带动负载转动;再生制动状态——由于负载原因，电机实际转速超过同步转速，即设备带动电机转动.7.异步电动机的特性:32三.变频器调速原理三.变频器调速原理33~380V50HZf

=0~500HZ图3-1变频调速

变频调速f变极对数调速P变转差率调速S

1.变频调速原理~380Vf=0~500HZ342.交—直—交变频器基本结构图3-2交—直—交变频器主回路图整流器滤波器逆变器2.交—直—交变频器基本结构图3-2交—直—交变频35变频器ppt教学讲解课件363.三相逆变桥示意图图3-3三相逆变桥3.三相逆变桥示意图图3-3三相逆变桥374.开关元器件应满足的条件图3-4开关元器件的条件4.开关元器件应满足的条件图3-4开关元器件的条件381.

能承受足够大的电压和电流2.

允许长时间频繁接通和关断3.

接通和关断的控制十分方便开关元器件应满足的条件IGBT的特点：耐压1200V开关频率高达30~40KHZ驱动电路电流小，功耗很少1.能承受足够大的电压和电流开关元器件应满足的条件IGBT39第四章电力电子器件晶闸管的特性参数及保护门极关断晶闸管的特性参数功率晶体管的特性参数及驱动电路MOS器件的特性参数及保护绝缘栅双极型晶体管IGBT的特性参数、驱动电路及其保护集成门极换流晶闸管和功率集成电路简介本章要点第四章电力电子器件晶闸管的特性参数及保护本章要点40电力电子器件是电力电子技术的物质基础和技术关键，也是变频技术技术发展的“龙头”。可以说，电力电子技术起步于晶闸管，普及于GTR，提高于IGBT。新型电力电子器件的涌现与发展，促进了电力电子电路的结构、控制方式、装置性能的提高。本章从应用的角度出发，对电力电子器件的种类、性能及应用等加以介绍。电力电子器件是电力电子技术的物质基础和技术关键，也是变频技术412.1半控型电力电子器件

2.1.1晶闸管（SCR）的特性及参数晶闸管的特性2.1半控型电力电子器件

2.1.1晶闸管（SCR）的特42（1）晶闸管的阳极伏安特性

晶闸管有三个引线端子：阳极（anode）A、阴极(cathode)K和门极(gate)G，有三个PN结。晶闸管的结构见图2-1（1）晶闸管的阳极伏安特性

晶闸管有三个引线端子：阳极（an43变频器ppt教学讲解课件44变频器ppt教学讲解课件45（2）晶闸管的并联1）主回路对并联晶闸管电流分配的影响2）正向压降对并联晶闸管电流分配的影响常用的均流电路有：①串联电阻均流电路②串联电抗器均流电路晶闸管的正向压降等于与正向电流无关的恒定压降与内阻压降之和。由于晶闸管内阻很小，并联晶闸管各回路的阻抗又不相同，因此，各支路电流分配也不均衡。当负载电流很大时，各并联支路的电阻和自感必须相等，互感也应尽量相等。（2）晶闸管的并联1）主回路对并联晶闸管电流分配的影响2）正46③采用直流电抗器的均流电路③采用直流电抗器的均流电路47

工作原理：当主电路过电流时，电流反馈信号电压Ufi增大，稳压管VS被击穿，晶体管V导通，直流快速灵敏继电器KA得电并自锁，并断开了电源接触器KM吸引线圈电压，使KM失电切断主电路交流电源，以达到过电流保护的目的。过电流故障排除后，想要恢复供电，先按下复位按钮SB，KA失电，其KA常闭触点闭合，按下主电路起动按钮SB2，KM得电接通主电路交流电源，恢复正常供电。调节电位器RP，可以很方便地调节过电流跳闸动作电流的大小。2）过电流继电器保护工作原理：当主电路过电流时，电流反馈信号电压484）利用反馈控制作过电流保护这种保护的特点是控制系统本身的动作速度快，在一些容易发生短路的设备如逆变器中，常采用这种保护方法，但内部发生短路时还得靠快速熔断器来保护。4）利用反馈控制作过电流保护这种保护的特点是控492.2门极关断晶闸管

门极关断晶闸管GTO（gateturnoffthyristor）。它与普通晶闸管相比，属“全控型器件”或“自关断器件”，既可控制器件的开通，又可控制器件的关断。因此，使用GTO的装置与使用普通型晶闸管的装置相比，具有主电路器件少，结构简单；装置小巧；无噪声；装置效率高；易实现脉宽调制，可改善输出波形等优点。其结构见图2-25所示，也属于PNPN四层三端器件。2.2门极关断晶闸管

门极关断晶50变频器ppt教学讲解课件512.2.1门极关断晶闸管的特性及参数

1．GTO的特性下图为GTO的工作电路简图。A、K和G分别为GTO的阳极、阴极和门极，EA和RK分别为工作电压和负载电阻；EG1和RG1分别为正向触发电压和限流电阻；EG2和RG2分别为反向关断电压和限流电阻。当S置于“1”时，GTO导通，阴极电流IK＝IA十IG。当S置于“2”时，GTO关断。2.2.1门极关断晶闸管的特性及参数

1．GTO的特性522.2.2用万用表对晶闸管的检测

如图2-27所示，这里介绍利用万用表判定GTO电极、检查GTO的触发能力和关断能力、估测关断增益βoff的方法。图2-27GTO的检测2.2.2用万用表对晶闸管的检测

如图2531．判定GTO的电极2．检查触发能力3．检查关断能力将万用表拨至R×1档，测量任意两脚间的电阻，仅当黑表笔接G极，红表笔接K极时，电阻呈低阻值，对其它情况电阻值均为无穷大。由此可判定G、K极，剩下的就是A极。如图2-27(a)所示，首先将表Ⅰ的黑表笔接A极，红表笔接K极，电阻为无穷大；然后用黑表笔尖也同时接触G极，加上正向触发信号，表针向右偏转到低阻值即表明GTO已经导通；最后脱开G极，只要GTO维持通态，就说明被测管具有触发能力。现采用双表法检查GTO的关断能力，如图2-27(b)所示，表Ⅰ的档位及接法保持不变。将表Ⅱ拨至R×10档，红表笔接G极，黑表笔接K极，施以负向触发信号，如果表Ⅰ的指针向左摆到无穷大位置，证明GTO具有关断能力。1．判定GTO的电极2．检查触发能力3．检查关断能力546.GTR大功率晶体管图3-5GTR逆变桥6.GTR大功率晶体管图3-5GTR逆变桥552.3大功率晶体管

大功率晶体管GTR（GiantTransistor）也称为电力晶体管PTR（PowerTransistor），是一种具有发射极（e）、基极（b）、集电极(c)区的三层器件，有npn和pnp两种结构，故又称双结型晶体管BJT（BiJunctionTansistor）。它既有晶体管的固有特性，又扩大了功率容量。在大功率电力变换电路中,10kHz以下的应用较多。GTR的缺点是耐冲击能力差，易受二次击穿而损坏，所以使用时必须考虑以下参数：击穿电压、电流增益、耗散功率和开关速度，这四个参数是相互制约的。2.3大功率晶体管

大功率晶体管GTR（Giant562.3.1GTR的结构及特性参数

1.GTR的结构双极型硅晶体管有PNP和NPN两种结构。对于高压、大功率晶体管常用NPN结构。图2-28所示为电力晶体管的结构及符号示意图。PNP型GTRNPN型GTR2.3.1GTR的结构及特性参数

1.GTR的结构57晶体管通常连接成共发射极电路2．GTR的特性晶体管通常连接成共发射极电路2．GTR的特性582.4MOS器件

2.4.1功率MOSFET场效应晶体管1.结构MOSFET有N沟道和P沟道两种。N沟道中载流子是电子，P沟道中载流子是空穴，都是多数载流子。其中每一类又可分为增强型和耗尽型两种。所谓耗尽型就是当栅源间电压UGS＝0时存在导电沟道，漏极电流ID≠0；所谓增强型就是当UGS＝0时没有导电沟道，ID＝0，只有当UGS＞0(n沟道)或UGS＜0(P沟道)时才开始有ID。2.4MOS器件

2.4.1功率MOSFET场效应59变频器ppt教学讲解课件607.IGBT绝缘栅晶体管图3-6IGBT逆变桥7.IGBT绝缘栅晶体管图3-6IGBT逆变桥612.5绝缘栅双极晶体管(IGBT)

2.5.1结构特点IGBT（IsolotedGateBipolarTransistor）是在VDMOS的基础上增加了一个P+层漏极，形成PN结jl，并由此引出漏极(D)，栅极(G)和源极(S)。IGBT栅极输入高阻抗，是场控器件，这一点是MOSFET的特性；另外，IGBT的输出特性饱和压降低，这一点是GTR的特性。目前，IGBT的容量已经达到GTR的水平，而且它的驱动简单、保护容易、不用缓冲电路、开关频率高。2.5绝缘栅双极晶体管(IGBT)

2.5.1结构特点62变频器ppt教学讲解课件632.5.3IGBT的驱动与保护技术

1.驱动电路（1）对驱动电路的要求对驱动电路的要求体现在以下几方面：由于IGBT以MOSFET为输入级，所以MOSFET的驱动电路同样适用于IGBT。2.5.3IGBT的驱动与保护技术

1.驱动电路（1）对641）IGBT与MOSFET都是电压驱动，都具有一个2.5～5V的阈值电压，有一个容性输入阻抗，因此IGBT对栅极电荷非常敏感，故驱动电路必须很可靠，要保证有一个低阻抗值的放电回路，即驱动电路与IGBT的连线要尽量短。2）用内阻小的驱动源对栅极电容充放电，以保证栅极控制电压有足够陡的前后沿，使IGBT的开关损耗尽量小。IGBT开通后，栅极驱动源能提供足够的功率，使IGBT不退出饱和而损坏。3）驱动电路要能传递几﹢kHz的脉冲信号。4）驱动电平+UGE的选择必须综合考虑。在有短路过程的设备中，由于负载短路时的IC增大，IGBT能承受短路电流的时间减少，对其安全不利，因此UGE应取得小一些，一般为12～15V。5）在关断过程中，为尽快抽取PNP管的存储电荷，应施加一负偏压UGE，但其受IGBT的G、E间的最大反向耐压限制，一般取-1～-10V。6）在大电感负载下，IGBT的开关时间不能太短，以限制di/dt所形成的尖峰电压，确保IGBT的安全。7）由于IGBT在电力电子设备中多用于高压场合，故驱动电路与控制电路在电位上应严格隔离。8）IGBT的栅极驱动电路应简单实用，其自身带有对IGBT的保护功能，有较强的抗干扰能力。1）IGBT与MOSFET都是电压驱动，都具有一个2.565（2）集成化驱动电路大电流高电压IGBT已模块化，图2-60为IGBT绝缘栅双极晶体管模块外形图。图2-61为IGBT模块内部结构图。图2-60IGBT模块外形图2-61IGBT模块内部结构图（2）集成化驱动电路大电流高电压IGBT已模块化，图66变频器ppt教学讲解课件679.整流和滤波电路图3-8整流和滤波电路9.整流和滤波电路图3-8整流和滤波电路6810.充电过程的限流电路图3-9合上电源时的充电过程10.充电过程的限流电路图3-9合上电源时的充电过6911.逆变电路的基本结构图3-10逆变电路的结构a）逆变电路b）输出电压波形c）输出电压等效波形11.逆变电路的基本结构图3-10逆变电路的结构70小功率变频器（5.5-7.5）KW小功率变频器（5.5-7.5）KW71中功率中功率72控制端子接线图控制端子接线图731、测试整流电路

找到变频器内部直流电源的P(positive)端和N(negative)端，将万用表调到电阻X10档，红表棒接到P，黑表棒分别依到R、S、T，应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。相反将黑表棒接到P端，红表棒依次接到R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端，重复以上步骤，都应得到相同结果。如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。

1、测试整流电路

找到变频器内部直流电源的P(positiv74变频器ppt教学讲解课件75

变频器ppt教学讲解课件76变频器ppt教学讲解课件77变频器ppt教学讲解课件782、测试逆变电路

将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上，应该有几十欧的阻值，且各相阻值基

本相同，反相应该为无穷大。将黑表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则

可确定逆变模块故障

2、测试逆变电路

将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上79二、动态测试

在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。在上电前后必须注意

以下几点:

1、上电之前，须确认输入电压是否有误，将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机（炸电容、压敏电阻、模块等）。

2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动,连接异常有时可能导致变频器出现故障,严重时会出现炸机等情况。

3、上电后检测故障显示内容,并初步断定故障及原因。

4、如未显示故障,首先检查参数是否有异常,并将参数复归后,进行空载(不接电机)情况下启动变频器,并测试U、V、W三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况，则模块或驱动板等有故障

5、在输出电压正常（无缺相、三相平衡）的情况下，带载测试。测试时，最好是满负载测试二、动态测试

在静态测试结果正常以后，才可进行动态测80三、故障判断

1、整流模块损坏

一般是由于电网电压或内部短路引起。在排除内部短路情况下，更换整流桥。在现场处理故障时，应重点检查用户电网情况，如电网电压，有无电焊机等对电网有污染的设备等。

2、逆变模块损坏

一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起。在修复驱动电路之后，测驱动波形良好状态下，更换模块。在现场服务中更换驱动板之后，还必须注意检查马达及连接电缆。在确定无任何故障下，运行变频器。

3、上电无显示

一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电路无直流电引起，如启动电阻损坏，也有可能是面板损坏。

三、故障判断

1、整流模块损坏

一般是由于电网电814、上电后显示过电压或欠电压

一般由于输入缺相，电路老化及电路板受潮引起。找出其电压检测电路及检测点，更换损坏的器件。

5、上电后显示过电流或接地短路

一般是由于电流检测电路损坏。如霍尔元件、运放等。

6、启动显示过电流

一般是由于驱动电路或逆变模块损坏引起。

7、空载输出电压正常,带载后显示过载或过电流

该种情况一般是由于参数设置不当或驱动电路老化,模块损伤引起4、上电后显示过电压或欠电压

一般由于输82反并联二极管的作用：

电机绕组磁场作功，发电状态，电流通过反并联二极管流向直流电路。反并联二极管的作用：83第五章控制电路第五章控制电路8420.PAM（脉幅调制）整流变压逆变变频图3-19脉幅调制

整流变压逆变变频20.PAM（脉幅调制）整流变压逆变变频图38521.PWM图3-20脉宽调制整流逆变变频变压脉宽调制21.图3-20脉宽调制整8622.正弦脉宽调制（SPWM）图3-21

正弦脉宽调制（SPWM）22.正弦脉宽调制（SPWM）图3-21正弦脉宽调制8723.实现SPWM（单极性）图3-22

单极性调制23.实现SPWM（单极性）图3-22单极性调制88变频器是一种电源变换的设备，给电动机提供的电源必须满足电动机的使用要求。即输出正弦波形的电压和电流。逆变SPWM等幅不等宽的矩形脉冲波形面积，与正弦波形面积等效。逆变器的特性：变频器是一种电源变换的设备，给电动机提供的电源必须满足电动机8924.双极性SPWM图3-23

双极性调制24.双极性SPWM图3-23双极性调制9025.双极性调制的死区及影响图3-24

双极性调制的死区及影响25.双极性调制的死区及影响图3-24双极性调制的死91第五章电动机调速特点第五章电动机调速特点921.变频器的输出电流图4-1电动机的电流1.变频器的输出电流图4-1电动机的电流932.电流和功率的关系图4-2

转速下降.输出功率下降.节能2.电流和功率的关系图4-2转速下降.输出功率下降.94变频器各部分电流关系：

变频器输出电流IM取决于负载转矩，当负载转矩恒定，IM大小与速度无关；直流回路的电流随频率下降而减少；变频器输入电流随频率下降而减少。变频器各部分电流关系：954.去掉减速器的错误去掉减速器图4-4用变频器取代减速器！能量守恒，降速降功率4.去掉减速器的错误去掉减速器图4-4966.一台变频器带多台电动机图4-6一台变频器带多台电动机6.一台变频器带多台电动机图4-6一台变频器带多台97变频器的额定电流：多台电动机同时启动和运行

IN＞1.05~1.1×∑IMN多台电动机分别启动

IN＞（1.05~1.1×∑IMN＋K1×∑IST）/K2一台变频器带多台电动机IST=电机起动电流

K1=1.2，1.5~2自由状态K2=1.5

变频器过载能力变频器的额定电流：一台变频器带多台电动机IST=电机起动电98第七章变频调速系统接电抗器的作用第七章变频调速系统接电抗器的作用991.变频器输出端接入电抗器的场合图6-1需要接入电抗器的场合a）电机与变频器距离远b）小变频器带轻载大电机1.变频器输出端接入电抗器的场合图6-1需要接入电100输出电抗器作用：

抑制变频器电磁幅射干扰抑制电动机电压谐振输出电抗器作用：1012.输入交流电抗器作用：1）提高功率因数2）抑制高次谐波3）削弱电流浪涌2.输入交流电抗器作用：1）提高功率因数2）抑制高次102变频器ppt教学讲解课件1034.电抗器变频器的输入电流中含有许多高次谐波成分，这些高次谐波电流都是无功电流，使变频调速系统的功率因数降低到0．75以下。所以，在容量较大的变频调速系统中，应考虑接入电抗器，以提高功率因数。图7-14电抗器外形图4.电抗器变频器的输入电流中含有许多高次谐波成1043.接入交流电抗器的场合图6-3接入交流电抗器的场合a）多台变频器接同一电源b）同一电源上接有大容量晶闸管设备c）变压器容量超过变频器容量十倍以上d）电源电压不平衡度≥3%3.接入交流电抗器的场合图6-3接入交流电抗器的场1054.直流电抗器作用：1）提高功率因数2）拟制电流尖峰4.直流电抗器作用：1）提高功率因数2）拟106电动机容量/kw3037～5575～90110～132160～200220280允许电流／A75150220280370560740电感量／μH6003002001401107055注：变频器功率大于30Kw时才考虑配置表7—5常用直流电抗器的规格电动机容量/kw3037～5575～90110～132160107第八章变频器的抗干扰第八章变频器的抗干扰1081.变频器的干扰源图7-1变频器的电压、电流波形1.变频器的干扰源图7-1变频器的电压、电流波形1092.电路耦合干扰—电路传播：1）电源线2）地线措施：1）隔离变压器2）光耦隔离3）正确接地2.电路耦合干扰—电路传播：1）电源线2）地线措施1103.感应耦合干扰—电磁感应—静电感应1）电磁感应是电流干扰传播方式2）静电感应是电压干扰传播方式3.感应耦合干扰—电磁感应1）电磁感应是电流干扰传播方式1114.抗干扰措施远离、相绞、屏蔽、不平行图7-4绞线抗干扰4.抗干扰措施远离、相绞、屏蔽、不平行图7-4绞线抗1125.空中幅射干扰图7-5空中幅射与接地—电磁幅射5.空中幅射干扰图7-5空中幅射与接地—电磁幅射1136.抗干扰措施

1）准确接地2）接入滤波器图7-6接入滤波器抑制电磁幅射6.抗干扰措施1）准确接地114第9章变频器的安装接线、调试与维修

本章要点

变频器的原理框图及接线图

变频调速系统的主电路

变频器的控制电路及电线

变频器的安装及抗干扰

可编程控制器与变频器的连接

变频调速系统的调试

变频器的维护

变频器实例第9章变频器的安装接线、调试与维修

本章要点1157.1变频器的原理框图及接线

7.1.1变频器的基本结构目前生产中广泛应用的是通用变频器，根据功率的大小，从外形上看有书本型结构(0．75～37KW)和装柜型结构(45～1500kW)两种。7.1变频器的原理框图及接线

7.1.1变频器的基本结116变频器ppt教学讲解课件1177.1.2原理框图和接线图原理框图：如图7—2所示。从图中可知变频器的各组成部分，以便于接线和维修。接线图：图7—3所示为富士FRN—G9S/P9S系列变频器基本接线图。卸下表面盖板就可看见出接线端子。7.1.2原理框图和接线图原理框图：如图7—2所示。从图中可118变频器ppt教学讲解课件119变频器ppt教学讲解课件120接线时应注意以下几点，以防接错：①输入电源必须接到R、S、T上，输出电源必须接到端子U、V、W上，若错接，会损坏变频器。②为了防止触电、火灾等灾害和降低噪声，必须连接接地端子。③端子和导线的连接应牢靠，要使用接触性好的压接端子。④配完线后，要再次检查接线是否正确，有无漏接现象，端子和导线间是否短路或接地。⑤通电后，需要改接线时，即使已经关断电源，也应等充电指示灯熄灭后，用万用表确认直流电压降到安全电压(DC25V以下)后再操作。若还残留有电压就进行操作，会产生火花，这时先放完电后再进行操作接线时应注意以下几点，以防接错：1211.主电路的连接1.主电路的连接122端子符号端子名称说明R、S、T主电路电源端子连接三相电源U、V、W变频器输出端子连接三相电动机P1、P(+)直流电抗器连接用端子改善功率因数的电抗器P(+)，DB外部制动电阻器连接用端子连接外部制动电阻(选用件)P(+)，N(—)制动单元连接端子连接外部制动单元PE变频器接地用端子变频器机壳的接地端子表7—1主电路端子和连接端子的功能端子符号端子名称说明R、S、T主电路电源端子连接三相电123进行主电路连接时应注意以下几点：(1)主电路电源端子R、S、T，经接触器和空气开关与电源连接。不用考虑相序。(2)变频器的保护功能动作时，继电器的常闭触点控制接触器电路，会使接触器断开，从而切断变频器的主电路电源。(3)不应以主电路的通断来进行变频器的运行、停止操作。需用控制面板上的运行键(RUN)和停止键(STOP)或用控制电路端子FWD（REV）来操作。(4)变频器输出端子(U、V、W)最好经热继电器再接至三相电机上，当旋转方向与设定不一致时，要调换U、V、W三相中的任意二相。(5)变频器的输出端子不要连接到电力电容器或浪涌吸收器上。(6)从安全及降低噪声的需要出发，及防止漏电和干扰侵入或辐射出去，必须接地。根据电气设备技术标准规定，接地电阻应小于或等于国家标准规定值，且用较粗的短线接到变频器的专用接地端子PE上。当变频器和其他设备，或有多台变频器一起接地时，每台设备应分别和地相接，而不允许将一台设备的接地端和另一台的接地端相接后再接地，如图7—5所示进行主电路连接时应注意以下几点：124图7—5变频器接地方式示意图a)专用地线（好）b)共用地线（正确）c)共通地线（不正确）图7—5变频器接地方式示意图1256）控制电路端子上的连接电线用0．75mm2及以下规格的屏蔽线或绞合在一起的聚乙烯线。7）屏蔽线的接线时把一端连接到各自的共用端子(11、CM)上，另一端不接。6）控制电路端子上的连接电线用0．75mm2126变频器ppt教学讲解课件1271.电线的种类一般，控制信号的传送所使用的电线采用聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套屏蔽电线。2.电线的粗细

控制电线导体的粗细必须考虑机械强度、规程、电压降及铺设费用以后再决定。推荐使用导体截面l.25mm2或2mm2的电线。但是，如果铺设距离短、电压降在容许值以内，使用0．75mm2比较经济。3.电线的分开铺设

变频器的控制电线与主回路电线或其他电力电线需分开铺设。相隔距离取电气设备技术标准所确定的距离。1.电线的种类1284.电线的屏蔽(1)电线不能分开铺设或者即使分开铺设也不会有抗干扰效果时，要进行有效的屏蔽。(2)