變頻器的應用

張澤禮一、電動機調(diào)速技術的發(fā)展（3）二、變頻器的應用(2)三、變頻器額種類(11)四、變頻器的結構（15)五、工作原理（23）六、變頻器的選擇（62）七、變頻器的接線（71）八、參數(shù)設置（77）九、變頻器的常見控制方式（84）十、西門子MM440變頻器使用說明（118）十一、變頻器的維護（131）十二、變頻器額檢測（143）十三、變頻器的維修（152）一、電動機調(diào)速技術的發(fā)展1、調(diào)速傳動中需要調(diào)節(jié)電動機轉速的問題：過去一般使用直流電機調(diào)速來實現(xiàn)無級連續(xù)調(diào)速。直流電動機具有結構復雜，故障率高、成本高的缺點，三相交流異步電動機具有結構簡單、成本低的優(yōu)點。2、我國電動機調(diào)速技術的發(fā)展：我國在上世紀60、70年代采用電動機—發(fā)電機—電動機調(diào)速技術。即用三相交流電動機拖動直流發(fā)電機，再由直流發(fā)電機拖動直流電動機，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出電壓和電動機勵磁繞組勵磁電流實現(xiàn)調(diào)速。這種調(diào)速方法結構復雜、成本高、可靠性低。例如龍門刨床。

我國在上世紀80年代及90年代初采用晶閘管靜止調(diào)速技術，即用晶閘管相控整流輸出電壓驅(qū)動直流電動機，這都屬于模擬調(diào)速控制，難以與計算機控制技術結合實現(xiàn)高水平的自動控制。變頻調(diào)速技術，由輸出頻率、電壓、電流能夠自動調(diào)節(jié)電力電子裝置----變頻器直接拖動交流電動機實現(xiàn)調(diào)速，80年代末進入中國市場，在本世紀初在我國工業(yè)上應用相當普及。

二.變頻器的應用主要方面

工藝要求，在冶金、石油、化工、紡織、電力、建材、煤炭等行業(yè)，有的工藝不允許電機直接啟動，需要由變頻器調(diào)速和協(xié)調(diào)工作才能滿足工藝要求。這是必須采用變頻器的。比如冶金行業(yè)需要采用變頻器的電機大概達到70%。節(jié)能控制，用交流變頻調(diào)速取代原來等速機械調(diào)節(jié)，能夠具有顯著的節(jié)能效果。典型應用調(diào)速控制：在多個方面取代直流電機調(diào)速，可以連續(xù)均勻的調(diào)節(jié)控制電動機的轉速。通過設置啟動時間和力矩變化曲線實現(xiàn)柔性啟動，通過設置制動時間實現(xiàn)柔性制動。降低啟動電流，增大啟動轉矩。通過設置減速時間實現(xiàn)柔性制動，減小機械沖擊和電流沖擊，延長機械使用壽命。減少機械沖擊。例如在電梯中運用變頻器后會感到比以前的電梯舒適。提高控制的精確度：例如車床加工，龍門刨床等，提高產(chǎn)品質(zhì)量：

變頻器在自動化系統(tǒng)中的應用，變頻器除去具有調(diào)速控制功能之外，還具有運算控制和智能控制的功能，輸出頻率的精度達到0.1%以上，還設置了完善的監(jiān)測保護環(huán)節(jié)，在工業(yè)上應用極為普遍。

全面取代直流電動機調(diào)速，用數(shù)字PID技術取代模擬PID控制技術。過去在許多需要調(diào)速控制的場合使用直流電動機調(diào)速系統(tǒng)，直流電動機調(diào)速系統(tǒng)因為直流電機結構負載、其換向器故障率高需要經(jīng)常維護。而交流變頻調(diào)速可以直接使用三相交流異步電動機或者永磁式同步電動機，從而克服了直流電動機調(diào)速的缺點。

典型案例

印染行業(yè)的張力伺服，需要根據(jù)坯布承受的張力變化自動調(diào)節(jié)電動機轉動速度，過去普遍采用直流電動機調(diào)速系統(tǒng)，現(xiàn)在普遍被交流變頻調(diào)速系統(tǒng)取代。城市中的變頻器恒壓供水，變頻器通過自動調(diào)整電動機轉速達到壓力恒定。油田提油機也普遍采用了變頻器拖動，取得顯著節(jié)能效果。風機水泵應用變頻器器后節(jié)電高達20%，因為一般定速轉動閥門控制浪費能量。在過去的定值閉環(huán)自動控制系統(tǒng)中，常常采用雙位控制技術，這種方法控制及驅(qū)動電路簡單成本低，但是需要系統(tǒng)頻繁的啟動。例如壓力控制、溫度控制系統(tǒng)中。在冰箱、空調(diào)系統(tǒng)中，采用雙位控制每小時啟動4～6次，啟動時啟動電流大、效率低，而且存在機械、電氣方面的沖擊，不但浪費電能而且會縮短系統(tǒng)的使用壽命。采用PID變頻調(diào)速控制，可以避免電動機的頻繁啟動，從而克服了雙位控制的缺點。

變頻自動扶梯在短時間沒人進入時低速在有人時自動轉入高速運行，在長時間無人是自動停止，也可以啟動省電的效果。變頻器在提高產(chǎn)品質(zhì)量方面的應用也很廣泛，使用變頻器后可以減少機械噪聲，延長機械的使用壽命，簡化機械傳動環(huán)節(jié)。三、變頻器的種類按工作過程分為交-交變頻器和交-直-交變頻器。按照調(diào)制信號調(diào)制方式分為PAM和PWM兩種方式。按照內(nèi)部控制方式分為：VVVF變頻器、VC矢量變頻器和DTC直接轉矩控制變頻器.1.按變換方式分類交-交變頻器：利用兩組輸出極性相反的相控整流電路構成。電路簡單調(diào)速范圍窄，調(diào)速性能差。交-直-交變頻器：將輸入交流電整流成為直流電源給逆變電路供電，逆變輸出變頻的三相交流電。應用變頻器普遍為交-直-交變頻器PAM及PWM變頻器PAM是幅度調(diào)制變頻器，由于這種方式開關脈沖的幅度是變化的，因此需要供電電壓是變化的，現(xiàn)代變頻器中不采用這種方式。PWM調(diào)制變頻器是脈沖寬度調(diào)制，供電電壓不變，而其占空比D是可調(diào)的，變頻器中采用SPWM調(diào)制。VVVF變頻器即恒磁通控制變頻器，這種方式輸出的三相SPWM脈沖波形和調(diào)制頻率相同，因此控制計算要求較低，一般使用16位單片機控制。VC矢量控制變頻器，三相SPWM輸出脈沖的幅度頻率瞬時值可以是不同的，要根據(jù)調(diào)速要求和負責情況計算，其計算復雜，一般采用32位DSP處理器。DTC直接轉矩控制變頻器，其性能優(yōu)于矢量變頻器。按控制方式四、變頻器的結構變頻器由：主變換電路、驅(qū)動電路、主控電路、面板操作顯示單元、檢測電路和開關電源組成。主變換電路M驅(qū)動電路主控電路操作顯示單元開關電源主變換電路

主變換電路是強電電路，提供電動機所需電壓電流。由輸入三相橋式整流、濾波電路、制動電路和三相逆變橋組成輸入整流模塊為三相整流橋，內(nèi)部由6只PD器件（電力二極管）構成，輸入端分別與R、S、T連接。初加電電容充電限制電路，由限流電阻和開關組成，初加電時開關斷開，延時一段時間自動接通，有的使用交流接觸器做開關，有的使用SCR晶閘管做開關。其作用是保護整流橋堆。輸出逆變模塊，中小容量變頻器使用絕緣柵雙極晶體管IGBT，大容量高壓變頻器使用門極關斷晶閘管IGCT。散熱裝置變頻器主電流具有功耗大、熱量高的工作特點，因此散熱很重要。中小容量的低壓變頻器采用強制風冷的散熱方式。大容量變頻器采用循環(huán)水冷散熱方式。風冷式散熱裝置主要由散熱器和冷卻風扇構成，散熱器和整流模塊、逆變模塊緊密結合在一起，中間涂有散熱硅脂。散熱風扇一般使用24V供電，風扇數(shù)量與變頻器的容量有關。散熱風扇的故障率是比較高的，它是變頻器中唯一的轉動部件，正常3年左右需要更換。主控電路

主控電路用于控制、驅(qū)動主控電路中的逆變橋、制動電路工作。主要輸出逆變橋中6只IGBT工作所需的SPWM脈沖，和制動單元制動時的PWM脈沖，接受輸入的線控信號和通訊口輸入串行信號，通過內(nèi)部預存的程序進行控制，是變頻器核心部分。一般VVVF變頻器主控單元為16位單片機，VC變頻器的主控單元采用32位DSP處理器。有的變頻器直接由MCU輸出SPWM脈沖，有的由專門的DDS芯片產(chǎn)生SPWM脈沖。驅(qū)動電路驅(qū)動電路是主控電路與逆變電路之間的接口，用于實現(xiàn)對SPWM信號的放大、電平轉換和隔離。驅(qū)動電路普遍采用集成模塊，輸入用光電耦合器，采用四組電源供電。三個上橋臂各有三組獨立電源供電，下橋臂共用一組電源。驅(qū)動電路的故障率較高。驅(qū)動電路作為逆變電路的一部分，對變頻器的三相輸出有著巨大的影響。驅(qū)動電路的設計一般有這樣幾種方式：(1)分立插腳式元件組成的驅(qū)動電路;(2)光耦驅(qū)動電路;(3)厚膜驅(qū)動電路;(4)專用集成塊驅(qū)動電路等幾種

(1)分立插腳式元件的驅(qū)動電路分立插腳式元件組成的驅(qū)動電路在80年代的日本和臺灣變頻器上被廣泛使用,主要包括日本(富士:G2,G5.三肯:SVS,SVF,MF.,春日,三菱Z系列K系列等)臺灣(歐林,普傳,臺安.)等一系列變頻器。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展及貼片工藝的出現(xiàn),這類設計電路復雜，集成化程度低的驅(qū)動電路已逐漸被淘汰。

(2)光耦驅(qū)動電路光耦驅(qū)動電路是現(xiàn)代變頻器設計時被廣泛采用的一種驅(qū)動電路，由于線路簡單，可靠性高，開關性能好，被歐美及日本的多家變頻器廠商采用。由于驅(qū)動光耦的型號很多，所以選用的余地也很大。驅(qū)動光耦選用較多的主要由東芝的TLP系列，夏普的PC系列,惠普的HCPL系列等。保護電路根據(jù)檢測到的數(shù)據(jù)，決定是否中斷變頻器輸出，以實現(xiàn)對變頻器及電動機的保護。保護電路有：過流保護、過電壓保護、過載保護，欠壓保護、缺相保護等。過流與短路保護：保護變頻器內(nèi)功率器件，器件中流過的電流大于額定值時，極易使管芯結溫增高，過流與短路保護的響應必須在10微秒內(nèi)完成。過流大多是指某種原因引起負載過載，短路是指橋臂直通，或主電壓經(jīng)開關IGBT的無負載回路。

1、過流保護：小功率的變頻器（5.5kW以下），直接串電阻檢測變頻器的輸出電流，響應快無延遲，電路簡單，檢測電路和主電路不隔離，電阻上有功耗。中等功率的變頻器（7.5～37kW）分流電阻內(nèi)置在模塊基板上，精度高，可檢測過流和短路電流。大功率變頻器用霍爾器件、電子式電流互感器

2、短路保護：通過檢測IGBT的VCE壓降實現(xiàn)。

3、過載保護過載保護功能是保護電動機過載的，同樣也保護變頻器。從根本上說，對電動機和變頻器進行過載保護的目的，是使電動機和變頻器不因過熱而燒壞。因此，進行保護的主要依據(jù)便是電動機和變頻器的溫升不應超過其額定值。

(a)發(fā)熱保護的反時限特性

電動機的熱保護功能具有反時限特性。即電動機的過載電流越大，允許過載的時間越短，保護動作的時間也越短。

例如，當運行電流為額定電流的105%時，可維持5.8min后才進行保護跳閘；當運行電流為額定電流的150%時，運行1min就需進行保護跳閘；而當運行電流為額定電流的180%時，允許的持續(xù)運行時間只有36s（0.6min）。

操作顯示面板

操作面板由8位單片機及LED或者LCD顯示屏、發(fā)光二極管、操作按鍵構成，與變頻器插接在一起。用于是參數(shù)功能指示數(shù)據(jù)顯示和參數(shù)及功能設置。沒有操作顯示面板變頻器也能工作。

LED數(shù)碼管用于顯示設置或者運行參數(shù)，發(fā)光二極管用于指示顯示內(nèi)容或者變頻器工作狀態(tài)。

操作按鍵分為：轉換鍵（PHOG或MODE)、確認回車鍵、升降鍵、控制鍵（start、STOP)。分別用于設置和面板操作控制。操作顯示面板是獨立單元，可通過專門插接口與變頻器主控電路連接，其顯示裝置采用LED或者LCD顯示運行參數(shù)、設置參數(shù)、故障代碼等，用LED指示工作狀態(tài)。其操作面板一般有6個左右按鍵，分為功能鍵、狀態(tài)控制鍵及復合鍵。用于選擇變頻器的設置、正常工作燈狀態(tài)。狀態(tài)控制鍵一般有：正轉（FWD）、反轉(REV)、停止或者運行（RUN）、停止(STOP)。復合鍵由增減鍵和復位鍵，在運行狀態(tài)可以使用增減鍵調(diào)節(jié)運行頻率，在參數(shù)設置狀態(tài)可以使用增減鍵選擇狀態(tài)參數(shù)或工作參數(shù)，復位鍵在設置時用于參數(shù)確認，運行時做停止鍵使用。開關電源變頻器的開關電源用于提供主控電路、驅(qū)動電路的工作電壓。一般需要提供+5V、+12V或者+24V和四路+15V/-9V電壓。變頻器開關電源功率30～40W，開關調(diào)整管一般采用VDMOS管。檢測監(jiān)控電路對電源輸入側電壓檢測，確定輸入三相交流有無欠壓、過壓、缺相。對輸出電壓檢測有無缺相及異常。對輸出電流進行檢測有無過流。對逆變模塊的溫度進行檢測，有無過熱。如出現(xiàn)異常，由控制電路實施停車保護，并顯示故障代碼。電流檢測一般采用串聯(lián)電阻或無鐵芯超小型電流互感器。輸入電壓檢測采用電阻分壓光電耦合器隔離的方法檢測輸入電源側電壓，正常情況低壓變頻器PN兩端之間電壓530V脈動頻率300Hz，電源欠壓或者輸入出現(xiàn)缺相會導致UPN下降。出現(xiàn)欠壓時變頻器禁止輸出，顯示故障代碼或者LV指示。出現(xiàn)過壓時變頻器禁止輸出，顯示OV指示。一般過壓情況較少見。變頻器電源側電壓檢測電路輸出電壓/頻率檢測分別將U、V、W相輸出電壓與P端直流電壓比較，由供電耦合器隔離后輸出，然后由低壓側電路對輸出脈動檢測出輸出頻率，通過比較判斷是否缺相。輸出電流檢測小容量(3KW）變頻器的輸出電流檢測采用電阻采樣的方法，容量大一些變頻器采用無鐵芯微型電子互感器檢測輸出電流。檢測結果通過模擬口輸出可用用接在控制箱門上的電流表指示輸出電流，也送入微處理器進行處理，判斷是否出現(xiàn)過流。溫度檢測與保護在散熱器上安裝PTC熱敏電阻，將溫度轉化電壓信號送入微處理器。當模塊溫度上升到45°時，散熱風扇啟動，當溫度達到80°以上發(fā)出過熱報警，顯示OH過熱故障。變頻器出現(xiàn)過熱故障，應該首先檢查散熱風扇是否正常工作。五.工作原理1.逆變橋2.IGBT3.IGCT4.IPM5.SPWM調(diào)制：6.SPWM調(diào)制波的產(chǎn)生7.逆變電路的工作原理1逆變橋

概述：變頻技術是建立在電力電子技術基礎之上的。在低壓交流電動機的傳動控制中，應用最多的功率器件有IGBT以及智能模塊IPM。一般5.5KW一下變頻器多采用IPM，10KW一下采用7合1或者6合1的IGBT模塊，10～27KW多用2合1三塊IGBT模塊，容量較大采用6個單體IGBT模塊。這樣做的目的是為了更好的散熱。在小容量的變頻器中常使用將IGBT及其驅(qū)動保護電路整合在一起功率集成電路PIC---IPM。2絕緣柵雙極晶體管IGBTIGBT是VDMOSFET(增強型功率場效應晶體管）和GTR（巨型晶體三極管）取長補短相結合的產(chǎn)物，具有柵極G、集電極C、和發(fā)射極E的三個引出端。與GTR（功率晶體管）相比大大減小了驅(qū)動功率，而且具有導通壓降低，開關速度快、沒有二次擊穿的優(yōu)點，取代了GTR，在低壓變頻器中得到了廣泛的應用。輸入回路：電壓控制型，控制信號為uGE，輸入阻抗高，柵極電流iG約為零，驅(qū)動功率小。輸出回路：為IGBT的主電路，與GTR相同，工作電流為iC。IGBT集射電壓Vces＜3V,頻率可達到20KHz,內(nèi)含的集射極間超快速二極管反向恢復時間可達150ns。其發(fā)展的方向是損耗更低,開關速度更快、電壓更高,容量更大。目前，采用新技術的第四代IGBT大幅度降低了集電極一發(fā)射極之間的飽和壓降，使變頻器的性能有了很大的提高。等效電路和電氣圖形符號特點是輸出特性好，開關速度快，工作頻率高，一般可達到20KHz以上，通態(tài)壓降比MOSFET低，輸入阻抗高，耐壓、耐流能力比MOSFET和GTR提高，最大電流可達1800A，最高電壓可達4500V。在中小容量變頻器電路中，IGBT的應用處于絕對的優(yōu)勢。3集成門換流晶閘管IGCTIGCT是在GTO（可關斷晶閘管）基礎上發(fā)展起來的超大功率電力電子器件，將驅(qū)動與關斷電路與其整合在一起，不但對GTO進行了改進，提高了開關速度，而且將GTO的驅(qū)動電路整合進去。特點高耐壓，已經(jīng)達到6000V/3000A的容量，用于高壓變頻器和直流超高壓輸電中。

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智能功率模塊IPMIPM是將IGBT及其驅(qū)動電路、保護電路整合在一起的逆變模塊。IPM驅(qū)動電路的配線設計上做到優(yōu)化，所以浪涌電壓，門極振蕩，噪聲引起的干擾等問題能有效得到控制。IPM的保護功能較為豐富，如電流保護、電壓保護、溫度保護一應俱全，隨著技術的進步，保護功能將進一步日臻完善.IPM的外形目前IPM的售價已逐漸接近IGBT．而計入采用IPM后的開關電源容量、驅(qū)動功率容量的減小和器件的節(jié)省以及綜合性能提高等因素后在許多場合其性價比已高過IGBT。。IPM也在向更高的水平發(fā)展，新型IPM不需要外接光耦;通過內(nèi)部自舉電路可單電源供電并采用了低電感的封裝技術，在實現(xiàn)系統(tǒng)小型化，專用化，高性能，低成本。5SPWM調(diào)制工頻逆變電路的工作狀態(tài)占空比PWM調(diào)制SPWM調(diào)制工頻逆變電路的工作狀態(tài)逆變與順變：將直流轉化為交流叫做逆變，將交流轉化為直流叫做順變（或曰整流）。整流可以利用電網(wǎng)實現(xiàn)換流，逆變只能通過器件或者負載實現(xiàn)換流。為了減少諧波污染和電磁損耗，實用逆變器一般為輸出正弦波的正弦逆變器。小容量中高頻逆變器常常采用LC振蕩或者RC振蕩方法產(chǎn)生，逆變管工作在放大狀態(tài)。這種方式管耗大、效率低。例如日光燈電子鎮(zhèn)流器，超聲波電源等。工頻功率逆變器不能采用LC、RC振蕩的方法產(chǎn)生，逆變管必須工作在開關狀態(tài)。占空比D占空比周期性脈沖序列的脈沖寬度與脈沖周期的比值叫做占空比。用D表示，其值純小數(shù)。周期性單極性脈沖序列的平均值與其幅度及占空比成正比。UAC=DUm改變占空比可以調(diào)節(jié)輸出電壓平均值。直流電機調(diào)速采用這種方法。PWM調(diào)制PWM調(diào)制，如果用低頻或者脈動直流信號去控制調(diào)節(jié)占空比，可以得到占空比按要求變化矩形脈沖序列，即PWM調(diào)制波。被調(diào)制矩形脈沖叫做載波。PWM調(diào)制的應用很廣泛，例如電動車的調(diào)速，開關式穩(wěn)壓電源等。開關式穩(wěn)壓電源就是通過對D實時調(diào)節(jié)實現(xiàn)穩(wěn)壓的。計算機可以根據(jù)PWM調(diào)制，預存D值實現(xiàn)波形的數(shù)字合成。計算機常常采用輸出PWM脈沖方式輸出模擬量。電視機遙控系統(tǒng)利用PWM調(diào)制實現(xiàn)音量、亮度、色度等模擬量的遙控控制。SPWM調(diào)制SPWM調(diào)制，即D是按照正弦規(guī)律變化的PWM調(diào)制。采用SPWM調(diào)制既可以使得逆變器件工作在開關狀態(tài)，又可以濾波后得到正弦波。在UPS不間斷電源和變頻器中，SPWM調(diào)制得到廣泛應用。變頻器逆變單元工作情況：變頻器要求輸出正弦交流電壓，逆變單元必須工作在開關狀態(tài)，因此普遍采用SPWM調(diào)制的方法解決這個問題。SPWM調(diào)制波SPWM是將一個正弦波電壓分為N等份，并把正弦曲線每一等份所包圍的面積都用一個與其面積相等的等幅矩形脈沖來代替，脈沖的寬度與正弦波的大小成正比，這樣得到的脈沖列，就是SPWM波。被分割正弦波即調(diào)制波，脈沖部分為載波。SPWM脈沖序列產(chǎn)生的方法變頻器的SPWM脈沖，是采用數(shù)字合成的方式產(chǎn)生的。在當代變頻器中有兩種情況，一種是由主控芯片直接產(chǎn)生，另一種是由單獨DDS芯片完成。由于輸出的SPWM脈沖的瞬時D值即是時間的函數(shù)，又與輸出頻率有關，還與輸出電流的無功分量和有功分量有關，需要的計算速度很快，這就對主控CPU提出了較高的要求。逆變電路的工作狀態(tài)兩電平逆變電路中，同一橋臂的上下兩管輪流導通，因此輸出點電位或N或P只有兩種電平。其上下兩管的導通角均為180°，不同橋臂導通時間相差120°。一般上橋臂輸入低頻方波脈沖，下橋臂輸入SPWM調(diào)制脈沖。IGBT反向并聯(lián)的二極管其續(xù)流作用，這樣可減小電流的高頻脈動。SPWM的調(diào)制信號頻率即變頻器的輸出頻率，其載波信號頻率在10KHz以上，隨著IGBT開關頻率升高，載波信號頻率也將升高。逆變橋的上臂一般施加方波脈沖，逆變橋的下壁施加SPWM調(diào)制脈沖，獲得逆變輸出變頻三相交流電。調(diào)頻調(diào)壓的原理SPWM調(diào)制改變調(diào)制信號的頻率或者周期即可達到變頻的目的。VVVF變頻器中，三相SPWM信號的周期是相同的，在VC變頻器中，三相SPWM信號的周期則不一定相同，能夠獨立實時進行微調(diào)。SPWM調(diào)制通過改變D值的比例系數(shù)可以調(diào)節(jié)輸出電壓。一般SPWM脈沖序列可表為d=Dmsinwt，各點D值按正弦規(guī)律變化，只要改變Dm就可以改變輸出電壓。兩電平逆變器兩電平逆變器輸出端U、V、W只有P、N兩電平。每單元IGBT承受P、N兩點之間的電壓，電路簡單使用器件少，一般用于小容量變頻器。三電平逆變器

三電平逆變電路中，可由多種電平輸出。以U相輸出橋臂為例，當T1、T2導通T3、T4阻斷時輸出高電平P，當T3、T4導通T1、T2關斷時輸出低電平N，當T2、T3導通，T1、T4阻斷時輸出0電平。如果從D2、D4中間引線輸出即中性線。三電平輸出適合較高電壓輸出的變頻器，這是變頻器逆變電路中的新技術。三電平逆變器器件承受反向電壓低，用于大容量變頻器。恒磁通控制VVVF變頻器VVVF變頻器是保持定子繞組端電壓與頻率比值不變的變頻器。是從安全的角度采用恒磁通控制。從可知恒磁通控制要求：采用恒磁通控制，在頻率一定的情況下，變頻輸出相電壓是不變的。但是不具備轉矩控制功能，無法準確地控制電動機的實際轉速，僅能夠滿足一般調(diào)速場合的要求，為改善啟動性能和低速運行特性，在低頻下提高定子電壓實現(xiàn)轉矩提升功能。VC矢量變頻器矢量變頻器是能夠?qū)Χㄗ有D磁場的大小和角速度都能進行實時控制的變頻器。由于電動機的電磁轉矩與主磁通及轉子電流及其功率因數(shù)有關，定子磁場的角速度控制實際實現(xiàn)對轉差率控制，因此其調(diào)速性能比VVVF變頻器好得多，可以與直流電機調(diào)速媲美。矢量變頻器對電壓的控制主要考慮輸出頻率，以防止磁飽和導致變頻器的損壞。對角速度的控制根據(jù)兩個方面因素，安裝PLG轉速傳感器可直接規(guī)矩轉差率對旋轉磁場角速度進行控制。無速度傳感器則根據(jù)電流的有功分量與無功分量進行控制。直接轉矩控變頻器(DTC變頻器)直接轉矩控制是繼矢量變頻器后的一種新型交流變頻調(diào)速技術，利用矢量分析的方法，直接在定子坐標系計算出電動機輸出轉矩，使得轉矩波動限定子較小范圍之內(nèi)，是一種高靜態(tài)和動態(tài)性能的交流變頻調(diào)速方法。直接轉矩控制變頻器不但三相SPWM脈沖的等效幅度不同，而且波形根據(jù)需要修正（占空比D可實時修正，可以是非正弦波形）。六、變頻器的選擇容量選擇品牌選擇類型的選擇容量選擇容量選擇考慮拖動電動機的容量，負載特點及工作特點。風機水泵類負載：對于2/4極電動機，可選擇變頻器的容量與電機的容量相同。6極以上變頻器容量比電動機大一個規(guī)格。恒轉矩負載變頻器的容量應比電動機大一規(guī)格以上。品牌的選擇變頻器的品牌分為：歐、美、日品牌，價位最高（如：瑞士ABB、丹麥丹佛斯，德國西門子，日本富士、三菱、松下、日立等）港、臺、韓品牌價位適中（如南韓三星、現(xiàn)代，臺灣臺達等），國產(chǎn)品牌，價位較低（如南京華為以后為愛默生、成都森藍、煙臺歐瑞（以前叫惠豐）、汶上風光等）。一般要求可選用國產(chǎn)品牌，高可靠性要求選歐、美、日品牌。類型的選擇類型與變頻器的價格有關，要根據(jù)負載特點選擇類型。風機、水泵類負載選用VVVF變頻器即可。對于控制對象有一定的動態(tài)、靜態(tài)指標要求，可選擇無速度傳感器的VC矢量控制變頻器。對于控制對象有較高的動態(tài)、靜態(tài)指標要求，可選擇有速度傳感器的VC矢量控制變頻器。六、變頻器的控制方式變頻器的狀態(tài)控制方式有三種，面板控制方式（用于單電機控制，無需接線，應用很少），端子控制方式（利用輸入端子進行線控，是最常用的控制方式），通訊口控制（用于工業(yè)總線控制）。變頻器的頻率給定方式有三種，面板升降鍵給定，外接電位器給定，通訊口給定。變頻器的控制方式、頻率給定方式均可以通過功能、參數(shù)設置進行選擇。選擇控制方式的方法控制方式通過參數(shù)設置來進行選擇，變頻器內(nèi)部通過模擬多路開關實現(xiàn)控制信號的切換，通過存入的選擇參數(shù)決定模擬開關的狀態(tài)。各變頻器都有控制方式選擇參數(shù)，一般通過操作面板進行設定。例如三菱FR變頻器由PR79選擇控制方式，0為可選控制模式，1為PU控制，2為EXR端子控制，3、4是組合控制模式。面板控制模式在面板控制模式下（PU模式或者叫做BOP模式，使用變頻器自帶顯示操作面板控制電動機狀態(tài)。一般在面板控制模式，使用RUN鍵啟動電動機，使用STOP鍵控制電動機停止?；蛘哂肦WD控制電動機正轉，用REV控制電動機反轉。使用升降鍵調(diào)節(jié)電動機運行頻率。這種方式用于單電機控制簡單系統(tǒng)中。端子控制模式利用變頻器的控制端子實現(xiàn)對變頻器的控制，這是運用最普遍的控制模式。端子控制模式是最為常用的控制模式，由繼電器或者PLC輸出開關量對變頻器進行控制。端子控制模式一般使用外接電位器調(diào)節(jié)電動機轉速。變頻器不允許使用電源側安裝接觸器直接控制電動機運行，加電10秒鐘后方可啟動變頻器。通訊口控制模式通訊口控制模式可以通過通訊口由PC或者PLC對變頻器實施控制。實際上是通過通訊口給變頻器寫入控制字實現(xiàn)控制的。通訊口控制一般用于自動生產(chǎn)線中，或者DCS、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中。七.變頻器的接線主電路接線控制電路接線注意事項主電路接線1．交流電源輸入端子R、S、T，沒有相序要求，只要輸入電壓與銘牌符合即可。連線線徑應根據(jù)電流選擇，每平方毫米5A為宜。2．逆變輸出端子U、V、W與電機連接，導線盡量使用多股線。3.PE線要可靠接地，防止漏電和實現(xiàn)電磁屏蔽。4、PI與P+之間用于選擇外接濾波電感，不使用外接電感時短接。5、P+與PR之間外接制動電阻選擇。當要求快速停車時，需要外接制動電阻。主電路接線注意事項(1)變頻器的輸出端不能連接電容或電涌吸收器；(2)變頻器與電動機之間的連線不能很長，因?qū)Ь€的分布電容會產(chǎn)生高頻漏電流。一般3.7kW以下電動機，連線不超過50m；3.7kW以上電動機，連線不超過100m。(3)變頻器與電動機之間不能連接開關；注意：R、S、T和U、V、W端不能錯接?？刂齐娐方泳€選擇外接端子控制時需要控制電路的接線。輸入信號有開關控制信號和模擬信號兩類，輸出信號也有開關信號和模擬信號兩類。開關控制信號（狀態(tài)控制信號）模擬控制信號（調(diào)速控制信號）輸出顯示信號端子（如頻率、電流等是模擬信號）輸出控制信號端子（輸出開關信號）輸出報警信號端子（輸出開關信號）輸入控制信號狀態(tài)控制信號有正轉（FWD）、反轉（REV)、點動（JOG)、停止（STOP)、高速RH、中速RM、低速RL及預留端子，公共端COM，狀態(tài)控制端子為漏極輸出型，一般將常開觸點接在相應控制端與COM之間即可。這種線控方法，內(nèi)部24V直流電源供電，與PLC輸出端子連接基本相同。模擬量控制端子，主要用于電動機轉速控制，有兩路VR1、IR1，VR2、IR2，以實現(xiàn)比例控制或PID控制。反饋輸入信號，用于PLG編碼器連接。GND為控制電源地，也是信號的公共端。輸出信號輸出控制信號（多功能輸出端子Y1、Y2、Y3)負載能力直流24V/50mA，及故障報警輸出端子（30A、30B、30C）負載能力交流220V/1A，用于輸出變頻器的狀態(tài)及故障報警信號，例如運行、停止、頻率到達、欠壓、過載、過熱等信號輸出。模擬量輸出端子，用于與外接指示系儀表連接顯示變頻器輸出頻率、電流或功率，如AO、FO端子。八.變頻器的參數(shù)設置變頻器的參數(shù)設置是使用變頻器的前提，不正確的參數(shù)設置會導致變頻器不能正常工作，例如啟動時過流，制動時過壓報警，也容易導致變頻器的損壞。變頻器的端子功能、保護功能、程序控制功能均通過參數(shù)設置實現(xiàn)。設置是通過操作面板進行，操作面板上的的模式選擇鍵（PROG或MODE)用于選擇變頻器是設置狀態(tài)或是運行狀態(tài)，加減鍵用于參數(shù)選擇，回車鍵或復位鍵用于確認。功能參數(shù)的設置分為基本功能參數(shù)設置和高級設置兩種情況。必須經(jīng)過基本參數(shù)設置，變頻器才能夠啟動。功能參數(shù)具有關聯(lián)性。變頻器的參數(shù)設置有以下內(nèi)容：首先進行電動機參數(shù)設置：主要是根據(jù)電動機參數(shù)對變頻器進行設置，使得變頻器對電動機具有保護作用。工作參數(shù)的設置：用于設定變頻器的啟動參數(shù)、停止參數(shù)、極限參數(shù)，載波頻率及回避頻率等參數(shù)設置，這是變頻器和電動機正常工作的前提條件?？刂品绞皆O置：用于選擇變頻器的控制方式，這要根據(jù)負載的控制要求確定。電動機參數(shù)設置根據(jù)電動機名牌給出的數(shù)據(jù)，設置變頻器中電動機額定電壓、額定電流、額定功率、額定頻率、額定轉速。基本參數(shù)設置上限頻率設置，用于確定變頻器輸出的最高頻率。下限頻率設置，用于確定變頻器的最低輸出頻率。啟動頻率設置，用于設定電動機啟動時的起始頻率，啟動頻率必須大于下限頻率低于上限頻率。加速時間設置，用于確定變頻器啟動所需的時間，時間過短容易導致電路跳閘或者變頻器保護。減速時間設置，用于設定輸入停止信號到變頻輸出頻率到0所需時間。載波頻率，SPWM脈沖的頻率，可以設定，過低波形不好噪聲大，過高損耗加大?；乇茴l率，避免機械諧振的頻率，根據(jù)機械系統(tǒng)可以設定，是變頻避開這一頻率?？刂品绞皆O置，用于確定使用面板、端子或者通訊控制模式。例如三菱FR-A540變頻器的Pr079用于選擇控制模式，1為PU/EXT模式可切換；2為PU模式；3為EXT模式；3為運行頻率PU設定的端子控制模式，4為啟動控制外部輸入，頻率給定PU輸入；5為程序控制模式。再如西門子MM440變頻器的P0700功能：1為BOP控制，2為外端子控制；最大值6為COM口控制。頻率給定方式設置，用于確定給定頻率的方式。頻率給定也有三種模式，面板升降鍵調(diào)節(jié)，外接電位器調(diào)節(jié)，通訊口給定。如西門子MM420變頻器P1000功能：頻率設定選擇，1BOP給定，2模擬設定，3固定頻率。保護模式參數(shù)禁止寫入模式，可防止設定參數(shù)被修改。例如三菱FR-A540變頻器的Pr077，0為僅在停止時在PU模式下寫入；1為不可寫入（僅僅Pr22、Pr75、Pr77、Pr79可顯示修改）。密碼保護，一般變頻器設有密碼保護選項，設定密碼后，不輸入正確密碼不能修改參數(shù)，是更高一級的禁止寫入模式。高級功能設置程序控制功能設置（多段速控制），把工作過程分為幾個階段，該功能可以設置每一段時間內(nèi)的輸出頻率、轉動方向、加減速時間。例如三菱FR-A540變頻器的Pr079設定為5，報警代碼設置Pr076設置為3。PID控制功能，用于轉速調(diào)節(jié)控制，如恒壓供水，張力伺服控制等。通訊口控制，需要組態(tài)軟件，且變頻器與上位機匹配。九、變頻器常見控制模式面板控制模式端子控制模式組合控制模式變頻器的多速控制變頻器的多段速控制模式變頻器的PID控制變頻器面板控制只要完成主電路連接，進行相應參數(shù)設置即可實現(xiàn)面板控制。參數(shù)設置：需要進行電動機參數(shù)輸入、控制模式選擇、相關頻率的設置即可。三菱FR-S520變頻器面板控制參數(shù)保護Pr77=0，不能選1否則不能設定下面參數(shù)。電動機參數(shù)輸入：Pr9=電動機額定電流，為過電流保護參數(shù)。Pr19=電動機額定電壓，基底頻率電壓。Pr3基準頻率設定參數(shù)，取電動機額定頻率?？刂颇Ｊ絽?shù)選擇Pr79=0,1。0為面板PU，端子EXT可有面板上轉換鍵切換的工作模式。1為只能使用PU控制的模式。反轉禁止選項Pr78，0為正反轉均可，1禁止反傳，2為禁止正轉。PU模式電動機轉動方向選項Pr17，0為正傳，1為反轉。上限頻率設定Pr1，取電動機額定頻率，一般50Hz。下限頻率設定Pr2，默認0，可根據(jù)需要設定。啟動頻率設定Pr13，必須大于下限頻率，否則不能啟動。加速時間設定Pr7，0～數(shù)百秒之間選擇，一般5～10秒。減速時間設定Pr8，0～數(shù)百秒之間選擇，一般5～10秒。三菱FR-S520變頻器端子控制控制模式參數(shù)選擇Pr79=0為PU/EXT面板切換模式，可有面板上轉換鍵切換的工作模式。1為面板PU模式，2為端子EXT模式。3為PU調(diào)節(jié)頻率端子控制模式；4為運行頻率由端子決定，面板控制（多段速）；6為運行時可以進行PU/EXT切換模式。在端子控制模式下使用外接電位器調(diào)節(jié)頻率。Pr77=1禁止改寫參數(shù)，PR77=0方可以改寫參數(shù)。三菱FR-S520變頻器組合控制控制模式參數(shù)選擇Pr79=3，運行頻率由外接電位器調(diào)節(jié)，啟動控制使用面板。其它參數(shù)與上面情況相同。這種情況適合用于不經(jīng)常啟停，需要外部調(diào)速的場合?？刂颇Ｊ絽?shù)選擇Pr79=4，運行頻率面板給定，控制信號端子給定。這種情況需要頻率相對穩(wěn)定，經(jīng)常啟停的場合。三菱FR-S520的多速控制多速控制就是用控制端子有級分檔控制電動機轉速，類似有變速箱的作用。多速控制中參數(shù)設置有定義端子功能，設定端子對于的轉速，一般用RH、RM、RL實現(xiàn)三段速控制。三菱FR-S520變頻器Pr3、4、5為三速高、中、低設定，出廠默認值為50、30、10Hz，可根據(jù)需要修改。Pr60、61、62為RH、RM、RL端子功能選項，其中0、1、2分別為高、中、低速度控制端子。Pr24、25、26、27為4、5、6、7速設定，可以利用RH、RM、RL三個端子組合產(chǎn)生7種轉速。如果考慮前3段速，如3位同二進制組合0～7。RHRMRL4OFFONON5ONOFFON6ONONOFF7ONONON三菱FR-S520的PID控制PID控制即比例、微分、積分控制，是最常用的定值控制，這是一種閉環(huán)控制技術。通過將反饋量與給定值的比較產(chǎn)生誤差信號。如果用誤差信號直接控制輸出量的變化即比例P控制。P控制容易引起振蕩，因此穩(wěn)定性不好。如果將誤差信號進行積分濾波后去控制輸出量及比例積分控制PＩ，PＩ控制能夠消除系統(tǒng)振蕩，但是導致相應速度變慢。在PＩ控制的基礎上加入微分正反饋可以提高反應速度即PID控制。用變頻器實現(xiàn)PID控制，給定值可以有端子給定，也可以有面板給定。端子給定需要兩個模擬量輸入端，一個給定信號輸入端與電位器連接，一個反饋信號輸入端，有傳感器或者變送器給定。因此PID控制連接除模擬量輸入外，控制方式即可采用端子控制，也可以采用面板控制。相關的參數(shù)從功能上不難想到，有模擬量設置、比例放大倍數(shù)設置、積分時間常數(shù)設置和微分時間常數(shù)的設置。負作用：當偏差（設定值-反饋量）為正時，增加執(zhí)行量。正作用：當偏差（設定值-反饋量）為負時，增加執(zhí)行量。PID控制的接線

給定信號從2輸入，由電位器給定；反饋信號加在4、5之間。在變頻器內(nèi)部完成比較放大、積分、微分后輸出。外部偏差信號從1輸入。端子設定說明端子2與5，設定0為0%，5為100%，或者10V為100%。當Pr73設定單數(shù)時為5V=100%,雙數(shù)時10V=100%。參數(shù)設定Pr128，用于選擇PID控制，選擇10、11，20、21為PID控制，Pr129，PID比例范圍常數(shù)（放大倍數(shù)）。Pr130，積分時間常數(shù)Pr131，設定PID控制上限。Pr132，設定PID控制下限。Pr133，控制設定值Pr134，微分時間常數(shù)設定。設定范例Pr128=20，PID控制為4端輸入，負作用。Pr130=0.5S，積分時間常數(shù)0.5S。Pr183=14，RT端子功能為PID控制有效Pr193=4，OL端子功能Pr42頻率檢測(下限頻率）開關量輸出。Pr194=5，F(xiàn)U端子功能設定為Pr50檢測（上下頻率）。Pr42=10，下限頻率10Hz.Pr50=48，上限頻率48Hz。PID控制無效選項Pr79=5為程序運行，PID控制無效。Pr79=6為切換模式，PID控制無效。Pr95=1時PID控制無效。工頻變頻自動切換電路切換電路的工作原理工頻允許：SA=1，按下SBI，KA吸合自鎖，KM3得電吸合，電動機啟動。在運行中按下SB2，KM3失電釋放，電動機停止。變頻運行，SA=2，按下按下SBI，KA吸合自鎖，KM2、KM3相繼得電，使得變頻器在停止狀態(tài)實現(xiàn)主電路連接。當按下啟動按鈕SB3時，中間繼電器KA閉合自鎖，使得變頻器的FWD端子與CM端接電動機啟動。按下SB2后KA失電,KM2、KM3釋放。采用變頻器的電動機間歇正反轉控制電路(工程案例）

濱州市絲綢公司下屬多個蠶繭站的蠶繭烘干灶，一直采用手動控制模式。蠶繭烘干灶的組成由加熱爐灶，強制對流風機組成。基本控制要求風機正反轉各15分鐘循環(huán)控制。我們設計了多個方案，有繼電器自動控制、PLC控制、電子裝置控制和變頻器循環(huán)自動控制，其中變頻器控制效果最好。風機電機的功率2.2KW，選用3KW的國產(chǎn)海利浦變頻器?？刂品桨讣半娐返谝浑A段為等速正轉15分鐘，然后反轉15分鐘循環(huán)進行。中間通過設置啟動時間和制動時間實現(xiàn)軟性轉換，沒有機械及電氣沖擊。第二階段為兩種速度運行，高速10分鐘低速5分鐘。實踐證明第二種方案效果優(yōu)于第一種方案?？刂齐娐啡鐖D5所示：功能設置：

CD033=1設置控制方式外接按鈕控制CD050=1設置按鈕SB1為運行控制CD052=4設置按鈕SB2為停止控制CD076=4設置內(nèi)控多段速控制模式CD077=1自動循環(huán)運行CD079=0加減速時間選擇CD012=10設置第一加速時間10秒。CD013=10設置第一減速時間10秒。CD000=50設置主頻（第一時段運行頻率）CD087=600設置第一時段運行時間CD000=48設置第一段時間允許速度CD080=35設置第二時段運行速度CD088=290設置第二時段運行時間CD081=48設置第三時段運行速度CD089=600設置第三時段運行時間CD082=35設置第四時段運行速度CD090=290設置第四時段運行時間CD083=48設置第五時段運行速度CD091=600設置第五時段運行時間CD084=35設置第六時段運行速度CD092=290設置第六時段運行時間CD085=48設置第七時段運行速度CD093=600設置第七時段運行時間CD086=35設置第八時段運行速度CD094=290設置第八時段運行時間。CD078=85設置間歇運行模式為：1、2正轉-3、4反轉-5、6正轉-7、8反轉的循環(huán)模式。CD078=204（11001100）設置轉速方向，0正轉1反轉。第1、2、5、6段時間內(nèi)正轉，第3、4、7、8段時間內(nèi)反轉。補充說明改進方案一：可以以每段時間內(nèi)4中不同速度運行，這樣需要修改每段時間數(shù)值，保證其和15分鐘。CD079=15或者240。改進方案二：將電動機多段速轉動，改為PID自動調(diào)速控制，可以根據(jù)爐溫自動調(diào)節(jié)風機轉速，溫度高高速，溫度低低速。評價方案好壞判據(jù)是最終根據(jù)效果。變頻器恒壓供水控制變頻器恒壓供水的目的，水泵的出水量大于用水量時壓力上升，否則壓力下降。因此壓力是控制參量，保持水泵出水量用于用水量平衡則壓力穩(wěn)定。系統(tǒng)構成，目標信號XT，即給定端子VRF上得到的信號，也可以由鍵盤給定。反饋信號XF，由壓力變送器SP反饋回來。兩信號在變頻器內(nèi)部完成PID計算。

系統(tǒng)的工作過程兩輸入信號是相減的誤差信號XD=XT-XF經(jīng)處理后產(chǎn)生輸出頻率給定信號控制電動機轉速。當用水量減少時輸出壓力上升XD增大，電動機轉速下降，反之用水量增大時XD減小，電動機轉速上升。變頻器的選型與功能設置最好選用供水專用變頻器，選用V/F控制方式為宜。功能設置：最高頻率與電動機額定頻率相同，不能超速運行。上限頻率等于或者低于最高頻率均50Hz，取49Hz。下限頻率不可過低，為30Hz以上。啟動頻率不宜過低取10Hz以上。升降速時間去5～10S即可。睡眠功能，專用變頻器在最低頻率運行壓力高于某值后可使水泵停轉。當供水壓力低于下限時自動啟動。多臺水泵調(diào)速時的切換控制供水系統(tǒng)中供水量變化很大，早晚是高峰期。如果單泵運行不但效率低，而且難以滿足要求，因此一般采用多泵運行。從經(jīng)濟角度考慮，多泵運行中一般一臺泵工作變頻器調(diào)速狀態(tài)，其它泵為補水泵，處于間歇式自動運行狀態(tài)。這樣需要解決變頻泵與補水泵切換控制的問題。變頻泵與補水泵切換及控制，可以使用PLC與變頻器配合控制，專用變頻器則具有這種PLC的功能，因而不必使用PLC。一臺變頻器控制多臺水泵的

“1控x”的切換當用水量大1號泵已達到額定頻率，供水壓力仍然偏低時，經(jīng)過一段時間延時后將1號泵切換為工頻運行狀態(tài)，啟動2號泵處于變頻狀態(tài)下運行。在1號泵工頻運行2號泵變頻運行狀態(tài)，如果仍然供水壓力不足，2號泵已經(jīng)達到額定頻率時，延時一段時間后，2號泵也切換為工頻狀態(tài)運行，啟動3號泵處于工頻運行狀態(tài)。當用水量減少時，壓力升高3號泵轉速下降到下限頻率，延時一段時間后，一號泵退出，如繼續(xù)下降則2號泵也退出?！?控x”的切換電路控制電路以成都森蘭B12S系列變頻器為例，附加配套繼電器擴展板，完成切換。參考前面PID控制。功能預置功能碼F53（電動機臺數(shù)），預置3功能碼F54（啟動順序），預置0（1號先啟動）功能碼F55（附屬電機），預置0（無附屬電機）功能碼F56（換機間歇時間），預置100mS。功能碼F57（切換頻率上限），49~50Hz為宜。功能碼F58（切換頻率下限），30~35Hz為宜。PID參數(shù)預置F800=1允許PID功能F801=50%為默認值F802=50%F803=50%F804=50%F805=1反饋信號選擇F806=0反饋通道1選擇VR2F807=1反饋通道2選擇IRI十.西門子變頻器使用說明MM4系列通用變頻器簡介MM440外形及原理圖MM440技術規(guī)范及參數(shù)MM440安裝及調(diào)試MM440故障顯示及保護MM4系列通用變頻器簡介具有多種控制特性，矢量控制采用最新軟件及32為DSP處理器。具有可選的文本顯示操作面板，由三種LCD文本操作面板供選擇：狀態(tài)顯示SDP、基本操作面板BOP、高級操作面板GOP。復合制動技術，不需要外接制動電阻，二是通過控制繞組中的直流電流實施制動。MM410緊湊型、MM420標準型、MM430節(jié)能型、MM440矢量型。MM410外形圖MM420外形圖MM430外形圖MM440外形圖

MM440原理圖1.MM440參數(shù)編排格式

參數(shù)號用0000~99994位數(shù)字表示，前面冠有r表示只讀參數(shù)，其它參數(shù)冠有p。參數(shù)名稱，有些參數(shù)名稱前面冠以字母BI=、BO=、CI=、CO=、CO/BO=，分別表示二進制輸入、輸出和模擬量輸入輸出。參數(shù)調(diào)試狀態(tài)：調(diào)試C、運行U、準備運行T。表示參數(shù)在何時可以修改。參數(shù)組：即具有特定功能的一組參數(shù)。2用戶訪問級和參數(shù)過濾器用戶訪問級P0003，定義用戶訪問參數(shù)組的等級，共有5個選項0~4，1為標準級、3為專家級、4為維修級。參數(shù)過濾器，按功能篩選出相關的參數(shù)，有多種選項，0為全部參數(shù)，2為變頻器參數(shù)，3為電動機參數(shù)，13電動機控制，22工藝參量控制（PID)等。3.常用的參數(shù)R0000驅(qū)動裝置只讀參數(shù)的顯示值，默認-P0003參數(shù)訪問級，默認1P0004參數(shù)過濾器，默認0P0010調(diào)試用參數(shù)過濾器，默認0P0014存儲方式，默認0P0199設備系統(tǒng)序號，默認04.變頻器的參數(shù)R0037co變頻器的溫度R0039能量消耗計量R0203變頻器的實際型號P0290變頻器過在報警信號P1800變頻器的調(diào)制頻率5.模擬I/O參數(shù)R0750-變頻器模擬量輸入通道數(shù)R0752-ADC實際輸入電壓或電流P0753-ADC濾波時間常數(shù)，默認3?！?有多項參數(shù)。6.設定值通道P1080---最小頻率，默認0。P1082---最大頻率，默認50。P1120---加速時間，默認10P1121---減速時間，默認107.MM440變頻器的可選件基本操作屏BOP，5位LED顯示，用于設定參數(shù)及數(shù)值。高級操作屏AOP，可讀出或者寫入?yún)?shù)，可控制31個變頻器。PC至變頻器的連接件，如果PC機安裝相應軟件（DriveMonitor)，可以直接控制變頻器。調(diào)試工具軟件Starter和DriveMonitor，可對參數(shù)讀寫、存儲和打印。8.MM440安裝調(diào)試

使用出廠默認值直接使用。快速調(diào)試電動機數(shù)據(jù)自動檢測使用BOP進行調(diào)試MM440的開關量控制6個數(shù)字量輸入端口，其功能P0701~P0706定義，每個參數(shù)值0~99，默認1。參數(shù)的意義如下：1為ON正轉OFF停車；2為ON反轉OFF停車；10正向點動、11反向點動；接線方法24V經(jīng)按鈕到端口，灌電流輸入。十一.變頻器的維護注意變頻器的散熱器的清潔，及時清掃，以免影響散熱。注意變頻器及電動機控制電路接頭情況，是否變色發(fā)熱，出現(xiàn)異常及時進行處理。注意檢查電動機的運行情況，如噪聲變化，溫升等。

目的：延長使用壽命。變頻器在長期運行中，由于溫度、濕度、灰塵、振動等使用環(huán)境的影響內(nèi)部元件會發(fā)生變化或老化。

變頻器的日常維護1、使用環(huán)境對變頻器的影響

溫度-10度40度，運行環(huán)境溫度過高會影響電阻、半導體器件、電解電容和風機等許多部件的使用壽命，這些部件的壽命通常與環(huán)境溫度是指數(shù)相關的，如工作溫度每降低10℃，電解電容的使用壽命就延長1倍。保證散熱風機可靠正常工作對于延長變頻器的使用壽命有著非常重要意義。

濕度90%以上結露，影響爬電距離，降低變頻器內(nèi)部的絕緣引起放電擊穿，導致PCB板發(fā)霉進而發(fā)生導線霉斷或接插件接觸不良，還會加速銅排和金屬結構件氧化，導致主回路或動力端子排接觸不良。電源電壓323～418V電壓低（436VDC）電流增大，IGBT易過熱。。

.原因：輸入電壓突波的主要成因有雷電直接擊中電網(wǎng)，電網(wǎng)中大感性負載分斷，大型功率因數(shù)補償器分合閘，同一段電網(wǎng)中有大的直流電機負載，負載短路電源跳閘，電源線絕緣不良打火等諸種。

.危害：輸入突波電壓或浪涌電壓會造成變頻器輸入整流模塊的損壞。由于電網(wǎng)電壓突波來自于外部，變頻器本身無法作主動性保護，只能作被動保護，保護的主要辦法為在變頻器電源進線側加裝金屬氧化物壓敏電阻和高頻吸收電容，在整流模塊上加裝吸收電容或靜電放電管。

.2過壓

變頻器的輸入突波電壓保護通?？偸前凑漳彻潭ǖ臉藴实?，能滿足絕大多數(shù)應用場合的需求，但是并不適合少數(shù)極端應用環(huán)境。如果在日常檢查中發(fā)現(xiàn)變頻器壓敏電阻有損壞情況，或調(diào)查發(fā)現(xiàn)以前發(fā)生過前級自動開關跳脫事件，則需要考慮外部加裝浪涌吸收器和快速熔斷器。3、灰塵及振動的影響

灰塵沉積在變頻器內(nèi)空氣潮濕時可能短路。環(huán)境太臟還會破環(huán)風機葉輪的動平衡，引起風機額外的振動，這會大大縮短風機軸承的使用壽命。環(huán)境中含腐蝕性氣體，環(huán)境太臟或太油對PCB板和小型電子元器件的損害較大，會顯著降低變頻器的使用壽命。

震動對一些重量比較大而重心又比較高的元件使其松動脫焊，特別是均壓電阻脫焊后，會產(chǎn)生嚴重后果。4、元件的老化對變頻器的影響

老化對器件影響有好、有壞，對半導體器件，老化后參數(shù)更穩(wěn)定；但也可能使一些元件的參數(shù)劣化，如有缺陷的元件，將失效；電容容量降低，噪聲增大、風機散熱變差等。重要設備中電子元件要進行老化處理，以降低設備的故障率。1、參數(shù)核對（1）運行參數(shù)是否在規(guī)定范圍內(nèi)，電源電壓是否正常？（2）變頻器操作面板顯示是否正常，儀表指示是否正確，是否有振動、震蕩現(xiàn)象？（3）冷卻風扇是否運轉正常，有無異常聲響？（4）變頻器和電動機是否有異常噪聲，異常震動及過熱現(xiàn)象？（5）變頻器及引出電纜是否過熱、變色、變形、異味、噪聲等？（6）變頻器的周圍環(huán)境是否符合標準規(guī)范，溫度和濕度是否正常？

變頻器日常維護的內(nèi)容2、定期檢查用戶根據(jù)環(huán)境情況，每3～6個月對變頻器進行一次定期檢查，操作注意安全。檢查和處理內(nèi)容：風扇運行情況變頻器的溫升情況主電路連接情況

變頻器的逆變模塊IGBT對短路過流的耐受時間非常之短，通常不允許短路時間超過10μS，因此變頻器都有非?？焖俚倪^流檢測和保護電路，但是盡管如此，由于短路時的電流值很大（約為額定值的10倍），會令半導體器件承受巨大應力，一般半導體廠商都認為短路過流是不能周期性重復的，而且短路過流保護具有概率特性，即短路過流保護不是100%成功的。頻繁輸出短路尤其是輸出對地短路對變頻器會造成非常致命的損害，所以需要日常檢查電機和電機電纜線的絕緣狀況，才能保障設備正常可靠地運行。

3、零部件更換

（1）冷卻風機3年更換。

（2）直流側電解電容5年更換。（3）電路板上的電容7年更換。過流、短路對變頻器壽命影響最大，短路可能是電機相間短路。（4）輸入、輸出端子和銅排是否過熱變色、變形、螺釘是否松動？（5）控制回路端子螺釘是否松動？（6）主回路的絕緣是否滿足要求？500V搖表對R、S、T、P、N、DB、U、V、W和PE之間的絕緣在5以上，控制電路不測試。（7）電解電容是否膨脹、漏液？

（8）用干燥的壓縮空氣吹去電路板、散熱器風道上的粉塵。（9）長期不用的變頻器，進行充電老化。方法是用調(diào)壓器慢慢升壓至額定電壓，時間2小時以上。無需帶負載，每年至少一次。

為確保變頻器可靠連續(xù)地運行，延長變頻器的使用壽命，關鍵在于日常維護保養(yǎng)。同時應當從維護保養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)的問題出發(fā)，針對外部使用環(huán)境、電網(wǎng)質(zhì)量等方面改進實際應用中的不良影響進行及時準確地處理。

十二.變頻器的檢測變頻器主電路整流輸出檢測變頻器逆變電路輸出檢測開關電源輸出電壓檢測整流模塊的檢測逆變模塊的檢測驅(qū)動電路的檢測一次變換電源側的檢測三相低壓變頻器輸入380V的線電壓時，整流濾波后的直流電壓為530V（P1與N兩端子之間的電壓），如果電源缺相，則三相橋式整流變?yōu)閱蜗鄻蚴秸?，兩端子之間的電壓低于500V。逆變電路檢測二次變換輸出是經(jīng)過SPWM調(diào)制的三相交流電壓，要用指針式萬用表檢測U、V、W三個端子之間的交流電壓，正常情況下為三相對稱電壓，如果不對稱則為驅(qū)動電路或者IGBT出現(xiàn)問題。如果測量U、V、W與P+、N端子之間的直流電壓。正常工作時為電源電壓的一半，而且三相是基本一致的如果出現(xiàn)某相過高或者過低，則為IGBT損壞。整流模塊檢測整流模塊是三相整流橋，內(nèi)部由六只電力二極管構成。P與R、S、T端子之間檢測與二極管相同，內(nèi)部相當三只共陰連接的三只二極管。N與R、S、T端子之間檢測與二極管相同，內(nèi)部相當三只共陰陽連接的三只二極管。

d).整流橋的測量：二極管的測量方法，比較幾個二極管的正向電阻值，二極管反向耐壓較高（1600V）。一般幾個二極管的正向電阻值接近，整流橋基本都是好的。

e).與此有關的故障：整流橋個別二極管損壞：負載輕，正常負載充電電阻損壞交流接觸器故障均壓電阻故障整流橋的代換：額定電流值，耐壓值注意事項：維修變頻器充電燈必須熄滅

IGBT逆變模塊的檢測IGBT的集電極與發(fā)射極之間反向電阻應大于20M?，可用Rх100檔測量。IGBT的集電極與發(fā)射極之間正向電阻很小，實際上是并聯(lián)二極管的正向電阻。IGBT的柵極與發(fā)射極之間具有電容測量屬性，穩(wěn)定后電阻無窮大。如果電阻很小為IGBT損壞。IPM的檢測IPM是將IGBT及其驅(qū)動保護電路整合在一起模塊。測量時給其供電端施加正常電壓+15V、-9V電壓。輸入信號為高電平時，輸出IGBT飽和導通，輸出信號低電平時輸出IGBT截止。驅(qū)動模塊的檢測驅(qū)動模塊檢查與IPM檢查相似，需要加模擬工作電壓。也可以借助比較方法確定其好壞。開關電源輸出檢測低壓開關電源為外界端子提供24V控制電壓，可以用萬用表測量VC與GND端子之間的電壓是否24V?？刂萍安僮髅姘鍎t由連接端口提供5V電壓。為驅(qū)動電路提供四路+15V/-9V供電電壓。可用萬用表測量相應電壓。變頻器指示燈由開關電源輸出電壓驅(qū)動，可觀察指示燈工作情況。變頻器的散熱風扇由開關電源輸出12V或者24V驅(qū)動?？捎^察風扇轉動情況。十三、變頻器常見故障維修變頻器的故障記錄與代碼電源指示燈不亮無輸出電源指示燈亮無輸出運行一段時間自動停機故障記錄與故障代碼變頻器一般通過顯示參數(shù)設置，可以讀出故障記錄1～4次。例如森蘭變頻器的FA08、09、10C存放三次故障記錄，F(xiàn)A11記錄最后一次母線電壓，F(xiàn)A12記錄最后一次輸出電流；FA13記錄最后一次輸出頻率；FA14記錄最后一次散熱器溫度；FA15用于清除記錄。故障記錄以代碼形式表示：如OC為過流，造成的原因有電壓異常、加減速時間過短、制動電阻阻值小等。OL表示過載，可能原因有電動機參數(shù)設置偏小，變頻器內(nèi)部故障等。OH表示過熱，如風扇損壞，模塊不良等。Lu表示欠壓，可能輸入電壓偏低或者缺相或變頻器內(nèi)部故障。DP為缺相，分為變頻器輸入端缺相和輸出缺相兩種情況，輸出缺相多數(shù)為驅(qū)動電路供電耦合器不良所致。FL為模塊故障，OLE為外部報警。

變頻器的控制電路有主控電路，保護電路和操作，顯示電路構成?？刂齐娐返暮诵氖荂PU，V/F控制型變頻器使用8XC196MC/MH，PD78366，M37705或TMS320C24X等。矢量控制變頻器采用TMS28X或雙CPU或DSP.

從維修角度講，修主板的難度較大。判定主板的好壞，最常用的方法就是代換法。板上明顯故障可修理，隱藏故障的修理比較復雜，利用示波器，加上經(jīng)驗，再分析判斷。常用的維修工具數(shù)字萬用表和模擬指針式各一塊，一般使用新型帶有RX100K的MF47型萬用表，數(shù)字萬用表用三位半普通數(shù)字萬用表即可。雙蹤示波器一臺，用于驅(qū)動波形比較和觀測。電熱風槍用于拆卸及焊接貼片集成電路等。帶放大鏡的臺燈，用于關系電路板的銅箔走向及貼片元件上字符。1～10K的1～5W線繞電位器，用于轉速控制。單相、三相自耦變壓器，用于提供變頻器通電電源，通過緩緩調(diào)節(jié)電壓，防止損壞更換的器件。這種變壓器的輸出端接有熔斷器、電壓表和電流表，以便隨時了解供電電壓和電流。故障規(guī)律逆變模塊和開關電源故障率最高，約分別占到30%，這是因為兩部分電路都直接承受高壓和負載電流額沖擊的原因，主元件均為高反壓大功率器件。整流模塊、充電電壓及充電電阻的故障約15%，驅(qū)動電路的故障10%以上，端子及其內(nèi)部電路故障達10%左右，其它CPU及通訊口故障5%左右。診斷故障的方法了解故障發(fā)生過程，讀出并記下最好一次開機的故障代碼。變頻器中的逆變模塊價格不菲，更換后不能盲目加電，否則造成二次損壞，必須防止損壞的安全措施，常用的方法有串聯(lián)燈泡法和串聯(lián)無極性電容法（對于交流側）。CPU電腦板上的主控器件缺少配件，不要輕易拆卸和調(diào)換實驗。要注意防靜電，防止因此造成的器件損壞。通電前要進行檢查測量，用電阻檔進行不帶電測量，無誤后方可在有安全措施額情況下加電觀察。2、變頻器主電路的檢修1、詢問用戶故障發(fā)生過程，初步判斷主電路電力電子器件是否正常。2、測量整流橋、逆變橋中的電力電子器件是否有擊穿短路、炸裂現(xiàn)象。3、如果模塊出現(xiàn)擊穿、炸裂現(xiàn)象，更換器件后不能直接加電，要有防止模塊損壞的安全措施。4、常用防止加電模塊損壞的安全措施一般有兩種。一種是串聯(lián)限流元件法（交流直流限流都可以用串燈泡法，交流可以用串電容法。），另一種是逐漸提高供電電壓法，也可以兩者混合使用。通電檢測的安全措施常用防止加電模塊損壞的安全措施一般有兩種。一種是串聯(lián)限流元件法（交流直流限流都可以用串燈泡法，交流可以用串電容法。），另一種是逐漸提高供電電壓法，也可以兩者混合使用。交流串電容法適合采用單相交流供電的容量很小的變頻器，因為采用三相供電的變頻器至少需要三個燈泡，使用不夠方便。直流側串燈泡法在整流與逆變之間拆下PI與P+之間短接片，然后用燈泡取代，可以限制逆變模塊的工作電流，有效防止逆變模塊的損壞。由于直流電壓達到530多伏，因此可采用多只燈泡串聯(lián)的方法，防止燈泡損壞。例如三只100W燈口串聯(lián)，串聯(lián)后最大電流只有320mA，可保證IGBT的安全。用燈泡做假負載此外還可以用六只燈泡做變頻器的假負載（兩只串聯(lián)作為一相負載），這樣既能限制電流也通過燈泡亮度判斷變頻器的工作情況。正常如果調(diào)低頻率燈泡具有閃爍現(xiàn)象，如果燈泡常亮可能是IGBT損壞或者驅(qū)動電路損壞。實際上只有一個橋臂短路，常常會導致同一臂上另一只IGBT的損壞。燈泡組的使用（兩只串聯(lián)作為一相負載），這樣既能限制電流也通過燈泡亮度判斷變頻器的工作情況。如果燈泡常亮可能是IGBT損壞或者驅(qū)動電路損壞。實際上只有一個橋臂短路，常常會導致同一臂上另一只IGBT的損壞。逐步升壓觀察法采用逐步加大供電電壓的方法，也是保護IGBT模塊的一種有效方法。具體做法是使用單相及三相自耦變壓器逐漸提升變頻器額供電電壓。制作測試變頻器的專用可調(diào)直流電源用于單獨給逆變電路供電，這也是一種有效方法。這種方法需要斷開PI與P+之間的短接片，電源指示燈不亮無輸出故障檢修電源