1、 变频器的概述与应用及其常见问题的处理 摘要： 变频器在交流拖动系统应用中呈现优良的控制性， 可以实现软起动和无级调速， 进行加减速控制，使电动机获得高性能，而且具有显著的节能效果。所以应用变频调 速可以提高生产机械的控制精度、生产效率和产品质量，从而利于实现生产过程的自 动化。因此变频器近年来在工业生产各环节得到了广泛的应用。 一、变频器的概念及组成一、变频器的概念及组成 1、变频器的概念 变频器是一种用来改变交流电频率的电气设备。此外，它还具有改变交流电 电压的辅助功能。过去，变频器一般被包含在电动发电机、旋转转换器等电气设 备中。随着半导体电子设备的出现，人们已经可以生产完全独立的变频器
2、。 2、变频器主要是由主电路、控制电路组成。 1） 、 主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的 主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流 回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路 滤波是电感。 它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器” ，吸收 在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路” ，以及将直流功率变换为交流 功率的“逆变器” 。 （1）整流器：最近大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直 流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以 进行再生运转。 （2）平波
3、回路：在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频 率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波 动，采用电感和电容吸收脉动电压（电流） 。装置容量小时，如果电源和主电路 构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。 （3）逆变器：同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功 率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压 2 型 PWM 逆变器为例示出开关时间和电压波形。 2） 、控制电路是给异步电动机供电压的主电路提供控制信号的回路，它有 频率、电压的“运算电路” ，主电路的“电压、电流检测电路” ，电动机的“速度 检测电路
4、” ，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路” ，以及逆变器和电动 机的“保护电路”组成。 （1）运算电路：将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号 进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。 （2）电压、电流检测电路：与主 回路电位隔离检测电压、电流等。 （3）驱动电路：驱动主电路器件的电路。它与 控制电路隔离使主电路器件导通、关断。 （4）速度检测电路:以装在异步电动机 轴机上的速度检测器的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电 动机按指令速度运转。 （5）保护电路:检测主电路的电压、电流等，当发生过载 或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止
5、工作或抑 制电压、电流值。 二、变频器的选型 选用变频器要按照生产机械的类型、调速范围、静态速度精度、起动转矩的要求， 决定选用那种控制方式的变频器。通常负载有三种类型：恒转矩负载、风机泵类负载 和恒功率负载。因此选用变频器首先要搞清电动机所带负载的性质。不同负载类型， 选不同类型的变频器。并且两者功率要相互匹配。良好的选型是保证变频器长周期安 全运行的前提。 三、变频器推广应用 变频器在交流电机拖动应用中，其优势有目共睹。但是一些企业在新上和改建项 目过程中往往对变频器的应用不予考虑，其中设备投资高是主要原因，主观认为电动 机控制采用传统的控制方式能够节省不小的投资，这种观念实际上进入了一个
6、误区。 传统控制方式一般采用星-角转换和自藕变压器启动，从控制端到电动机之间需要两 条电缆，在中等规模以上企业由于电动机的控制均是集中控制，那么电缆大都有一定 的长度。所以变频器与传统控制方式相比，虽然设备投资高，但是节约了一条电缆， 3 而且近年来电缆的价格一直在走高， 因此55KW 以上电机采用变频器控制的投资和传统 控制方式相近，且技术产品质量都已成熟。另外其良好的节能性能，有很高投资回报 率。在风机、水泵等负载上使用两年就能收回投资，直接经济效益明显。还有变频器 的软启动性能对泵类机械设备的冲击磨损小，可延长机械设备的检修周期及使用寿 命，间接经济效益也是十分突出的。这方面的普及率还是非常低，应用推广缓慢，除 了技术、观念和意识保守，设计、技术改造理念上的延袭陈旧，是阻碍发展的主要原 因。应该采取措施打破阻碍发展的瓶颈，使变频器优良性能得到普遍应用。 四、变频器的运行环境即安装要点 变频器属精密电子装置，所以温度、灰尘与潮湿也对其寿命影响较大。变频器的 环境运行温度一般要求10+50， 良好的运行工作环
