變頻器教程(變頻器入門(mén)必須掌握的操作有哪些?)
1.變頻器入門(mén)必須掌握的操作有哪些?
《變頻器維修入門(mén)與故障檢修238例》結合國內變頻器的使用與維修技術(shù)現狀，以剛剛從事變頻器維修的人員為讀者對象，系統地介紹了變頻器維修的基礎知識、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試、變頻器故障報警信息的處理與檢修實(shí)例，集基礎知識、維修方法、變頻器故障報警信息處理、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(mén)與故障檢修238例》內容新穎實(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(zhuān)業(yè)、變頻器維修培訓班學(xué)員和教師的參考用書(shū)。
2.變頻器的知識,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、驅動(dòng)單元、檢測單元微處理單元等組成的。
1. 電機的旋轉速度為什么能夠自由地改變？ *1: r/min 電機旋轉速度單位：每分鐘旋轉次數，也可表示為rpm. 例如：2 極電機50Hz 3000 [r/min] 4 極電機50Hz 1500 [r/min] $電機的旋轉速度同頻率成比例. 本文中所指的電機為感應式交流電機，在工業(yè)中所使用的大部分電機均為此類(lèi)型電機。感應式交流電機（以后簡(jiǎn)稱(chēng)為電機）的旋轉速度近似地確決于電機的極數和頻率。
由電機的工作原理決定電機的極數是固定不變的。由于該極數值不是一個(gè)連續的數值（為2 的倍數，例如極數為2,4,6），所以一般不適和通過(guò)改變該值來(lái)調整電機的速度。
另外，頻率能夠在電機的外面調節后再供給電機，這樣電機的旋轉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，是做為電機調速設備的優(yōu)選設備。
n = 60f/p n： 同步速度f(wàn)： 電源頻率p： 電機極對數 改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機控制方法 如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時(shí)會(huì )使電機出于過(guò)電壓（過(guò)勵磁），導致電機可能被燒壞。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)，電壓卻不可以繼續增加，最高只能是等于電機的額定電壓。 例如：為了使電機的旋轉速度減半，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. 當電機的旋轉速度（頻率）改變時(shí)，其輸出轉矩會(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)電流當電機開(kāi)始運轉時(shí)，變頻器的輸出電流 變頻器驅動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉矩和最大轉矩要小于直接用工頻電源驅動(dòng)，電機在工頻電源供電時(shí)起動(dòng)和加速沖擊很大，而當使用變頻器供電時(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上的，所以電機起動(dòng)電流和沖擊要小些。
通常，電機產(chǎn)生的轉矩要隨頻率的減小（速度降低）而減小。減小的實(shí)際數據在有的變頻器手冊中會(huì )給出說(shuō)明。
通過(guò)使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機低速時(shí)轉矩的不足，甚至在低速區電機也可輸出足夠的轉矩。 3.當變頻器調速到大于50Hz 頻率時(shí)，電機的輸出轉矩將降低。
通常的電機是按50Hz 電壓設計制造的，其額定轉矩也是在這個(gè)電壓范圍內給出的。因此在額定頻率之下的調速稱(chēng)為恒轉矩調速. （T=Te, P<=Pe）變頻器輸出頻率大于50Hz 頻率時(shí)，電機產(chǎn)生的轉矩要以和頻率成反比的線(xiàn)性關(guān)系下降。
當電機以大于50Hz 頻率速度運行時(shí)，電機負載的大小必須要給予考慮，以防止電機輸出轉矩的不足。 舉例，電機在100Hz 時(shí)產(chǎn)生的轉矩大約要降低到50Hz 時(shí)產(chǎn)生轉矩的1/2。
因此在額定頻率之上的調速稱(chēng)為恒功率調速. （P=Ue*Ie） 4. 變頻器50Hz 以上的應用情況 大家知道， 對一個(gè)特定的電機來(lái)說(shuō)， 其額定電壓和額定電流是不變的. 如變頻器和電機額定值都是： 15kW/380V/30A， 電機可以工作在50Hz 以上 當轉速為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(chēng)之為恒功率調速. 這時(shí)的轉矩情況怎樣呢？ 因為P=wT (w：角速度， T：轉矩). 因為P 不變， w 增加了， 所以轉矩會(huì )相應減小. 我們還可以再換一個(gè)角度來(lái)看： 電機的定子電壓U = E + I*R (I 為電流， R 為電子電阻， E 為感應電勢) 可以看出， U,I 不變時(shí)， E 也不變. 而E = k*f*X, (k：常數， f： 頻率， X：磁通)， 所以當f 由50-->60Hz 時(shí)， X 會(huì )相應減小。 對于電機來(lái)說(shuō)， T=K*I*X, (K：常數， I：電流， X：磁通)， 因此轉矩T 會(huì )跟著(zhù)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. 轉矩T和電流成正比. 這也就是為什么通常用變頻器的過(guò)流能力來(lái)描述其過(guò)載（轉矩）能力. 并稱(chēng)為恒轉矩調速（額定電流不變-->最大轉矩不變） 結論： 當變頻器輸出頻率從50Hz 以上增加時(shí)， 電機的輸出轉矩會(huì )減小. 5. 其他和輸出轉矩有關(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矩能力。
載波頻率： 一般變頻器所標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輸出的數值. 降低載波頻率， 電機的電流不會(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 )因為檢測到周?chē)鷾囟缺容^低時(shí)就增大變頻器保護電流值. 海拔高度： 海拔高度增加， 對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的輸出轉矩能力的？ *1： 轉矩提升 此功能增加變頻器的輸出電壓（主要是低頻時(shí)），以補償定子電阻上電壓降引起的輸出轉矩損失，從而改善電機的輸出轉矩。 $ 改善電機低速輸出轉矩不足的技術(shù) 使用"矢量控制"，可以使電機在低速，如（無(wú)速度傳感器時(shí)）1Hz（對4 極電機，其轉速大約為30r/min）時(shí)的輸出轉矩可以達到電機在50Hz 供電輸出的轉矩（最大約為額定轉矩的150%）。
對于常規的V/F 控制，電機的電壓降隨著(zhù)電機。
3.怎么學(xué)習變頻器知識?
首先，變頻器培訓的老師建議：理論+實(shí)踐相結合
實(shí)踐：結合實(shí)踐的一些特殊要求做調試，這個(gè)需要經(jīng)驗的累積
其次，您也可以去參加一些變頻器、PLC培訓的機構，以此來(lái)提高自己，通過(guò)參加培訓，提升自身的技能，這種就是可以快速學(xué)習的一個(gè)途徑。
如果搞維修或售后的話(huà)，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(wú)感電容，濾波電容，驅動(dòng)電路的多種光耦如250,350,3120,316，這是簡(jiǎn)稱(chēng)，這些光耦的作用和管腳就一定要知道。因為維修的過(guò)程中始終要，判斷器件的好壞。
售后的話(huà)，一定要了解電機的工作特性，建議學(xué)一些宏觀(guān)的東西，就是電機這塊，你知道，否則，現場(chǎng)電機壞了，肯定能導致變頻器不能正常工作。如電機的額定電流，電機的絕緣繞組這塊。還有的就是常用的低壓電器這塊，主要用到的是開(kāi)關(guān)盒接觸器，繼電器，轉速表什么的，對了還有電位器（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(huà)，學(xué)下這些課程（電力電子）（數，模電運算部分）（電路，主要是運放章節）（低壓電器）（電機與拖動(dòng)）有精力的話(huà)學(xué)下PLC。
變頻器的學(xué)習還是要注重操作，只有把所學(xué)的應用到實(shí)際的項目中去才能有提高。
4.變頻器的基本操作方式
一、變頻器的空載通電驗 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(guò)漏電保護開(kāi)關(guān)接到電源上。 31 檢查變頻器顯示窗的出廠(chǎng)顯示是否正常，如果不正確，應復位，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行（RUN） 、停止（STOP） 、編程（PROG） 、 數據P確認（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 有監視（MONITORPDISPLAY） 、復位（RESET） 、寸動(dòng)（JOG） 、移位 （SHIFT） 等功能鍵。 二、變頻器帶電機空載運行 11 設置電機的功率、極數，要綜合考慮變頻器的工作電流。
21 設定變頻器的最大輸出頻率、基頻、設置轉矩特性。VPf 類(lèi)型的選擇包括最高頻率、基本頻率和轉矩類(lèi)型等項目。
最高 頻率是變頻器—電動(dòng)機系統可以運行的最高頻率，由于變頻器 自身的最高頻率可能較高，當電動(dòng)機容許的最高頻率低于變頻 器的最高頻率時(shí)，應按電動(dòng)機及其負載的要求進(jìn)行設定。基本 頻率是變頻器對電動(dòng)機進(jìn)行恒功率控制和恒轉矩控制的分界 線(xiàn)，應按電動(dòng)機的額定電壓進(jìn)行設定。
轉矩類(lèi)型指的是負載是 恒轉矩負載還是變轉矩負載。用戶(hù)根據變頻器使用說(shuō)明書(shū)中的 VPf 類(lèi)型圖和負載特點(diǎn)，選擇其中的一種類(lèi)型。
通用變頻器均 備有多條VPf 曲線(xiàn)供用戶(hù)選擇，用戶(hù)在使用時(shí)應根據負載的性 質(zhì)選擇合適的VPf 曲線(xiàn)。如果是風(fēng)機和泵類(lèi)負載，要將變頻器 的轉矩運行代碼設置成變轉矩和降轉矩運行特性。
為了改善變 頻器啟動(dòng)時(shí)的低速性能，使電機輸出的轉矩能滿(mǎn)足生產(chǎn)負載啟 動(dòng)的要求，要調整啟動(dòng)轉矩。在異步電機變頻調速系統中，轉矩 的控制較復雜。
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，則磁通將減小，進(jìn)而減小了電機的輸出轉 矩。為此，在低頻段要對電壓進(jìn)行適當補償以提升轉矩。
一般 變頻器均由用戶(hù)進(jìn)行人工設定補償。日立J300 變頻器則為用 戶(hù)提供兩種選擇：自行設定和自動(dòng)轉矩提升。
31 將變頻器設置為自帶的鍵盤(pán)操作模式，按運行鍵、停止 鍵，觀(guān)察電機是否能正常地啟動(dòng)、停止。 41 熟悉變頻器運行發(fā)生故障時(shí)的保護代碼，觀(guān)察熱保護繼 電器的出廠(chǎng)值，觀(guān)察過(guò)載保護的設定值，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(shuō)明書(shū)對變頻器的電子熱繼 電器功能進(jìn)行設定。電子熱繼電器的門(mén)限值定義為電動(dòng)機和變 頻器兩者的額定電流的比值，通常用百分數表示。
當變頻器的 輸出電流超過(guò)其容許電流時(shí)，變頻器的過(guò)電流保護將切斷變頻 器的輸出。因此，變頻器電子熱繼電器的門(mén)限最大值不超過(guò)變 頻器的最大容許輸出電流。
三、帶載試運行 11 手動(dòng)操作變頻器面板的運行停止鍵，觀(guān)察電機運行停止 過(guò)程及變頻器的顯示窗，看是否有異常現象。 21 如果啟動(dòng)P停止電機過(guò)程中變頻器出現過(guò)流保護動(dòng)作，應 重新設定加速P減速時(shí)間。
電機在加、減速時(shí)的加速度取決于加 速轉矩，而變頻器在啟、制動(dòng)過(guò)程中的頻率變化率是用戶(hù)設定 的。若電機轉動(dòng)慣量或電機負載變化，按預先設定的頻率變化 率升速或減速時(shí)，有可能出現加速轉矩不夠，從而造成電機失 速，即電機轉速與變頻器輸出頻率不協(xié)調，從而造成過(guò)電流或過(guò) 電壓。
因此，需要根據電機轉動(dòng)慣量和負載合理設定加、減速時(shí) 間，使變頻器的頻率變化率能與電機轉速變化率相協(xié)調。檢查 此項設定是否合理的方法是先按經(jīng)驗選定加、減速時(shí)間進(jìn)行設 定，若在啟動(dòng)過(guò)程中出現過(guò)流，則可適當延長(cháng)加速時(shí)間；若在制 動(dòng)過(guò)程中出現過(guò)流，則適當延長(cháng)減速時(shí)間。
另一方面，加、減速 時(shí)間不宜設定太長(cháng)，時(shí)間太長(cháng)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)間內仍然保護，應改變啟動(dòng)P停止 的運行曲線(xiàn)，從直線(xiàn)改為S 形、U 形線(xiàn)或反S 形、反U 形線(xiàn)。
電機負載慣性較大時(shí)，應該采用更長(cháng)的啟動(dòng)停止時(shí)間，并且根據其 負載特性設置運行曲線(xiàn)類(lèi)型。 41 如果變頻器仍然存在運行故障，應嘗試增加最大電流的 保護值，但是不能取消保護，應留有至少10 %~20 %的保護余量。
51 如果變頻器運行故障還是發(fā)生，應更換更大一級功率的 變頻器。 61 如果變頻器帶動(dòng)電機在啟動(dòng)過(guò)程中達不到預設速度，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)機提供調壓調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(lèi)：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”。
知識點(diǎn)延伸：
變頻器是應用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過(guò)改變電機工作電源頻率方式來(lái)控制交流電動(dòng)機的電力控制設備。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、驅動(dòng)單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠?jì)炔縄GBT的開(kāi)斷來(lái)調整輸出電源的電壓和頻率，根據電機的實(shí)際需要來(lái)提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達到節能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載保護等等。隨著(zhù)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用。
6.變頻器基礎原理知識
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
遠離振動(dòng)源和沖擊源.并使用減振橡膠墊固定控制柜內電磁開(kāi)關(guān)之類(lèi)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控制在40℃以下、并嚴格遵守
產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中的安裝要求.絕對不允許把發(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，對附近的儀表、儀器有一
定的干擾。因此柜內的儀表和電子系統應選用金屬外殼屏蔽，元器件可
靠接地。除此之外.變頻器控制線(xiàn)與電源線(xiàn)應分開(kāi)布線(xiàn)，切忌將各類(lèi)導線(xiàn)捆
成一束走線(xiàn)。各電器元件、儀表及儀表之間的走線(xiàn)應選用屏蔽控制電纜。如
果處理不好.電磁干擾會(huì )使整個(gè)系統無(wú)法工作。
7.怎么學(xué)習變頻器知識
首先，變頻器培訓的老師建議：理論+實(shí)踐相結合 實(shí)踐：結合實(shí)踐的一些特殊要求做調試，這個(gè)需要經(jīng)驗的累積 其次，您也可以去參加一些變頻器、PLC培訓的機構，以此來(lái)提高自己，通過(guò)參加培訓，提升自身的技能，這種就是可以快速學(xué)習的一個(gè)途徑。
如果搞維修或售后的話(huà)，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(wú)感電容，濾波電容，驅動(dòng)電路的多種光耦如250,350,3120,316，這是簡(jiǎn)稱(chēng)，這些光耦的作用和管腳就一定要知道。
因為維修的過(guò)程中始終要，判斷器件的好壞。 售后的話(huà)，一定要了解電機的工作特性，建議學(xué)一些宏觀(guān)的東西，就是電機這塊，你知道，否則，現場(chǎng)電機壞了，肯定能導致變頻器不能正常工作。
如電機的額定電流，電機的絕緣繞組這塊。還有的就是常用的低壓電器這塊，主要用到的是開(kāi)關(guān)盒接觸器，繼電器，轉速表什么的，對了還有電位器（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(huà)，學(xué)下這些課程（電力電子）（數，模電運算部分）（電路，主要是運放章節）（低壓電器）（電機與拖動(dòng)）有精力的話(huà)學(xué)下PLC。
變頻器的學(xué)習還是要注重操作，只有把所學(xué)的應用到實(shí)際的項目中去才能有提高。
