信阳递恩变频器

变频器如何选型？
「解答】选型
一台喂料油隔泵采用变频控制，电机型号为JR127_10、115kW，Ue=380V，Ie=231A，使用FRNll0P7-4EX变频器。运行中发现有时虽然给定频率高，但实际频率调不上去、变频器跳闸频繁，故障指示为“OLl”，即变频器过载。经检查，变频器的额定电流为210A，而油隔泵电机在高下料量时运行电流在220A左右波动，驱动转矩达到极限设定，使频率不能上调，运行电流大于变频器额定电流，变频器过流跳停。分析认为其原因是变频器容量选择偏小。
变频器的选型应满足以下条件：
（1）电压等级与控制电机相符。
（2）额定电流为控制电机额定电流的1.1~1.5倍。
（3）根据被控设备的负载特性选择变频器的类型。
油隔泵为恒转矩负载，较好选用驱动转矩极限范围宽的G7变频器。选择FRNl60G7_4EX，变频器额定电压为400V，额定输出电流为304A，驱动转矩极限为150%，改用FRNl60G7.4EX后，上述问题再也没有发生。
什么情况下要用到变频器？

首先得知道变频器的作用是什么，下面是百科的内容：
变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。
说简单点，就是负载需要电机转的快点或者慢点，而**供电是50HZ，需要一个东西来改变频率，变频器的主要作用就是改变供电频率。

变频器原理
变频器原理是应用变频技术与微电子技术的原理，通过改变电机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。
我们使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。
变频器简介
无论是用于家庭还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准，如我国大陆规定，直接用户单相交流电压为220V，三相交流电线电压为380V，频率为50Hz，其它国家的电源电压和频率可能与我国的电压和频率不同，如有单相100V/60Hz，三相200V/60Hz等等，标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。
通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。
为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC），这个过程叫整流。
一般逆变器是把直流电源逆变为一定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变电源频率和电压可调的逆变器我们称为变频器。
变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。
对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦波，叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的15－－20倍。
变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中，不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。
用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。
变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。
变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。
变频器元件
整流电路
由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。对于380V的额定电源，一般二极管反向耐压值应选1200V，二极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。
电容C1
吸收电容,整流电路输出是脉动的直流电压，必须加以滤波。
变压器
一种常见的电气设备，可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。
压敏电阻
有三个作用：一、过电压保护；二、耐雷击要求；三、安规测试需要.
热敏电阻：过热保护
霍尔元件
安装在UVW的其中二相,用于检测输出电流值。选用时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。
充电电阻
作用是防止开机上电瞬间电容对地短路，烧坏储能电容开机前电容二端的电压为 0V；所以在上电（开机）的瞬间电容对地为短路状态。如果不加充电电阻在整流桥与电解电容之间，则相当于380V电源直接对地短路，瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。一般而言变频器的功率越大，充电电阻越小。充电电阻的选择范围一般为：10-300Ω。
储能电容
又叫电解电容，在充电电路中主要作用为储能和滤波。PN端的电压工作范围一般在 430VDC～700VDC 之间，而一般的高压电容都在 400VDC左右，为了满足耐压需要就必须是二个400VDC的电容串起来作800VDC。容量选择≥60uf/A
均压电阻：防止由于储能电容电压的不均烧坏储能电容；因为二个电解电容不可能做成完全一致，这样每个电容上所承受的电压就可能不同，承受电压高的发热严重（电容里面有等效串联电阻）或**过耐压值而损坏。
C2电容
吸收电容,主要作用为吸收IGBT的过流与过压能量。
电源板
开关电源电路向操作面板、主控板、驱动电路、检测电路及风扇等提供低压电源，开关电源提供的低压电源有：±5V、±15V 、±24V向CPU其附属电路、控制电路、显示面板等提供电源。
驱动板
主要是将CPU生成的PWM脉冲经驱动电路产生符合要求的驱动信号激励IGBT输出电压。

变频器两大致命因素
导致变频器损坏的原因很多，主要分为两类：一类为是由于变频器内部电子、电力元件自身原因引起的损坏；另一类是由于外部环境、人为因素和运行参数设定不当引起的损坏。
一、环境原因
变频器主要是电力电子器件的装置，工作环境是非常重要的，因此对安装环境的温度、湿度、粉尘含量、腐蚀性等因素要求较高。
1. 环境温度
由于变频器集成度高，整体结构紧凑，内含大功率电力电子元件，自身散热量较大.变频器与其他电子设备一样，对周围环境温度有一定的要求，一般要求在“0～40℃”的环境下运行。
变频器内部的大功率电子器件，较易受到工作温度的影响，为了保证变频器工作的安全性和可靠性，尽量将环境温度控制在40℃以下；**过50℃时，变频器应该降额使用。如环境温度太高且温度变化大时，变频器的绝缘性会大大降低，影响变频器的寿命，长期在高温下使用，变频器的寿命将大幅缩短。
变频器长期在高温环境下运行，*使元器件的击穿烧毁，特别是大功率器件，如逆变模块。
大量粉尘附着在电路板、电子器件表面，会改变电路特性，影响器件散热，使变频器未在设计参数下工作，久而久之，变频器就会出现工作异常，甚至炸机。粉尘多的场合(水泥厂,面粉厂等)，建议将变频器装入防护柜，加防尘罩，定期清理通风通道，清理变频器内部粉尘。
3. 运行环境腐蚀性太强
很多化工厂生产的产品具有一定腐蚀性，具有腐蚀性的气体、液体进入变频器，会对电路板和电子元器件产生腐蚀作用，从而改变特性，加速其老化，变频器的寿命急剧缩短。
4. 运行环境潮湿
一些化工厂，水厂，漏天设备环境潮湿，变频工作在潮湿的环境中，会使内部金属部件生锈，使电路特性改变，严重会发生短路故障。
二、人为因素和运行参数原因
1. 接线错误
直流母线“N”与接地“PE”控制线
2. 未正确接地
变频器“PE”端没有正确接入大地，导致变频器偶尔受干扰或出现故障，机壳带电或受瞬间高电压(如电网波动,雷击等)炸机。
3. 螺丝未拧紧
变频器大功率部件由于通过的电流大，螺丝一定要拧紧，螺丝松动会造成接触电阻增大，发热量高，甚至产生电弧，会造成接触部位烧坏，输出电流不稳定，久而久之，就会损坏变频器。
4. 电力配线与布置不合理
电力布线不合理，会产生各种干扰，使变频器误动作，影响变频器的正常运行。
5. 加减速时间设置过短
变频器加减速时间应根据负载情况合理设置，如果设置过短，会导致起动电流过大发生跳闸，或者烧坏模块，对于那些频繁起动的负载更是如此。
在大惯量负载，如离心风机、离心搅拌机等，如果设置的减速时间太短，电机处于发电状态使直流母线电压过高而损坏变频器。
6. 合理设置载波频率
当载波频率低时，来自电机的载波噪音虽然会增大，但是泄漏到大地的电流会减小，此时电机损耗增加，电机温升增加，但变频器本身的温升会减小。当载波频率高时，虽然电机噪声会减小，电机损耗降低，电机温升减小，但变频器损耗增加，变频器温升增加，干扰增加。
7. 合理设置转矩补偿
正确设置转矩补偿类型：直线型、平方型补偿。
合理设置补偿值。
如何选择变频器呢？几点建议
变频器可以帮助您将60Hz更改为50Hz，也可以通过内部升压变压器将110V升压至220V，反之亦然。在购买变频器之前，较好理解变频器将连接什么类型的负载。有五种常见的负载形式：1，电阻负载;2，感性负载;3，容性负载：4，整流器负载;5，再生负荷;6，混合载荷。应根据负载能力和类型选择变频器的功率容量。但考虑到电网电压波动，浪涌电流和短时过载等因素，我们应该在变频器的功率容量选择上保持适当的余量。以下对于变频器选择的一些建议。
一、电阻负载：功率容量=1.1倍负载功率容量。
二、RC负载：功率容量=1.1倍负载视在功率容量。
三、电机负载：电机起动电流约为在硬启动（直接启动）的情况下，额定电流的5-7倍，启动时间通常在2秒内。在触发过载保护之前，变频器过载能力在几毫秒内通常为200％。因此，考虑到启动容量，建议选择变频器的电源容量比电机容量高6倍，如果电机启动很硬，意味着变频器的额定电流应**负载启动电流。否则，你较好安装一个软启动或变频驱动电机。
四、整流器负载：输入电路包括整流二极管（或晶闸管）和滤波电容器，如果输入电路没有软启动器件，则负载可在输入开关闭合时被视为短路，这将产生巨大的冲击电流触发变频器过流保护。如果频繁启动浪涌电流大，也会影响负载电路。因此，整流器负载输入电路应采取软启动措施来限制启动电流。
五、由于整流器负载电流为脉冲电流，电流波峰因数可高达3〜3.5倍，因此长期影响输出电压波形，影响取决于负载电流波峰因数。一般情况下，当当前波峰因数2:00时，请按以下公式选择变频器的功率容量：功率容量=负载电流波峰因数/2倍负载视在功率。
六、再生负载：如可逆电机，变速电机负载，电机反转过程中会有高反电动势，*损坏变频器，请在订购变频器之前*此类负载。
七、混合负载：考虑每个负载功率容量的比例来选择合适的变频器。

变频器基本组成
变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。
整流单元：将工作频率固定的交流电转换为直流电。
高容量电容：存储转换后的电能。
逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。
控制器：按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。
给定方式
变频器常见的频率给定方式主要有：操作器键盘给定、接点信号给定、模拟信号给定、脉冲信号给定和通讯方式给定等。这些频率给定方式各有优缺点，须按照实际所需进行选择设置
控制方式
低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为0.75～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。
**代
1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式：
其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出较大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。
*二代
电压空间矢量(SVPWM)控制方式：
它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。
*三代
矢量控制(VC)方式：
矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流)，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。
*四代
直接转矩控制(DTC)方式：
1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授**提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足，并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了*发展。该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。 直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机，因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算；它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。
矩阵式交—交控制方式：
VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低，谐波电流大，直流电路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能进行四象限运行。为此，矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节，从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。该技术虽尚未成熟，但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是：
1、控制定子磁链引入定子磁链观测器，实现无速度传感器方式；
2、自动识别(ID)依靠精确的电机数学模型，对电机参数自动识别；
3、算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制；
4、实现Band—Band控制按磁链和转矩的Band—Band控制产生PWM信号，对逆变器开关状态进行控制。
矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应(2ms)，很高的速度精度(±2%，无PG反馈)，高转矩精度(+3%)；同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度，尤其在低速时(包括0速度时)，可输出150%～200%转矩。
VVC的控制原理：
VVC的控制原理是将矢量调制的原理应用于固定电压源PWM逆变器。这一控制建立在一个改善了的电机模型上，该电机模型较好的对负载和转差进行了补偿。
因为有功和无功电流成分对于控制系统来说都是很重要的，控制电压矢量的角度可显著的改善0-12HZ范围内的动态性能，而在标准的PWM U/F驱动中0-10HZ范围一般都存在着问题。
利用SFAVM或60°AVM原理来计算逆变器的开关模式，可使气隙转矩的脉动很小（与使用同步PWM的变频器相比）。
国产变频器在plc运用中的故障判断及排除
a：故障显示：
在HIM人机接口模块上，LCD显示通过显示一个与故障有关的简短的文本语句表示故障，当屏幕显示“clear faults”或国产变频器重新上电，国产变频器才不显示故障，在控制状况菜单中选择“故障序列”可显示已经发生的故障表
b：常见故障及排放方法:
(1)F13接地故障，当HIM、LCD显示F13故障时这是在一个或多个国产变频器输出端子中检测到接地电流**过100A，如果接地电流**过国产变频器额定电流220%，会直接产生一个“Overcurrent Fit”过电流故障，检查电动机和外部到国产变频器输出端子的接线或电动机负荷过大情况。
(2)F07过载故障与F64电源过载，检查电动机的传动机构是否有坏或者电动机本身抱死。
(3)F38 U相故障，F39 V相故障，F40 W相故障，国产变频器和电动机之间已经检测到此相接地故障检查国产变频器和电动机之间的接线，检查电动机相对地的情况。
(4)F10，串行通讯故障，检查HIM是否连接到合适的位置，检查SCANPORT适配器接线情况。
变频器的作用？有哪些功能？

变频器的作用功能：
1、变频器的作用主要是调整电机的功率、实现电机的变速运行，以达到省电的目的。
2、同时变频器的作用可以降低电力线路电压波动，因为电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常。
3、采用了变频器后，变频器的作用能在零频零压时逐步启动，这样能较大程度的消除电压下降，发挥更大的优势。
同时变频器的作用功能还包含以下功能：
1.可以减少对电网的冲击，就不会造成峰谷差值过大的问题。
2.可以加速功能可控，从而按照用户的需要进行平滑加速。
3.电机的和设备停止方式可控，使整个设备和系统更加安全，寿命也会相应增加。
4.控制电机的启动电流，充分降低启动电流，使电机的维护成本降低。
5.可以减少机械传动部件的磨损，从而降低采购成本,同时可以提高系统稳定性。
6.降低了电动机启动电流，提供更可靠的可变电压和频率。