變頻器維修原理知識集錦
變頻器使用者眾多。因變頻器節(jié)能環(huán)保增產(chǎn)降耗等等優(yōu)勢，在很多企事單位廣泛使用，市場上需求量也很大。當(dāng)然這也帶來第三產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，比如變頻器維修保養(yǎng)行業(yè)。變頻器維修行業(yè)從業(yè)者數(shù)量頗大。但是我們發(fā)現(xiàn)很多從業(yè)者學(xué)的更多的是操作技術(shù)，他們學(xué)會一些別人教給他的操作步驟，一旦碰到特殊情況，就無從著手，這無論對客戶還是對從業(yè)者自己，都是不太好的，這都因為這些人并沒沉下心來吸納充足的電氣知識。我們在此將內(nèi)部整理的大量電氣知識貼出來，供大家學(xué)習(xí)。 　　
我們要了解變頻器維修原理首先我們要了解變頻器工作原理究竟是怎樣進(jìn)行的?變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機的變速運行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要一個進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。這是變頻器修理中最變頻器的定義。 　
  　變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器;按照開關(guān)方式分類，可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器;按照工作原理分類，可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等;在ABB變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)，按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。 　　
在交流變頻器中使用的非智能控制方式有V/f協(xié)調(diào)控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。V/f控制是為了得到理想的轉(zhuǎn)矩-速度特性，基于在改變電源頻率進(jìn)行調(diào)速的同時，又要保證電動機的磁通不變的思想而提出的，在ABB變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡單，但是這種變頻器采用開環(huán)控制方式，不能達(dá)到較高的控制性能，而且，在低頻時，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補償，以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。在變頻器修理中，轉(zhuǎn)差頻率控制是一種直接控制轉(zhuǎn)矩的控制方式，它是在V/f控制的基礎(chǔ)上，按照知道異步電動機的實際轉(zhuǎn)速對應(yīng)的電源頻率，并根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，就可以使電動機具有對應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。在ABB變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)矢量控制是通過矢量坐標(biāo)電路控制電動機定子電流的大小和相位，以達(dá)到對電動機在d、q、0坐標(biāo)軸系中的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分別進(jìn)行控制，進(jìn)而達(dá)到控制電動機轉(zhuǎn)矩的目的。通過控制各矢量的作用順序和時間以及零矢量的作用時間，又可以形成各種PWM波，達(dá)到各種不同的控制目的。直接轉(zhuǎn)矩控制是利用空間矢量坐標(biāo)的概念，在定子坐標(biāo)系下分析交流電動機的數(shù)學(xué)模型，控制電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，通過檢測定子電阻來達(dá)到觀測定子磁鏈的目的，因此省去了矢量控制等復(fù)雜的變換計算，系統(tǒng)直觀、簡潔，計算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。 　
一、模電和數(shù)電的區(qū)別 　　
很多剛進(jìn)入電子行業(yè)，自動化行業(yè)的人士對模似電子電路和數(shù)字電子電路存在一些疑惑，由其是剛進(jìn)這行的人更是不明了，當(dāng)然在接觸變頻器維修與維護(hù)時肯定要熟悉。 　　所謂模似電子電路實際是相對數(shù)字電子電路而言。 　　
模電：一般指頻率在百兆HZ以下，電壓在數(shù)十伏以內(nèi)的模似信號以及對此信號的分析/處理及相關(guān)器件的運用。百兆HZ以上的信號屬于高頻電子電路范疇。百伏以上的信號屬于強電或高壓電范疇。
數(shù)電：在ABB變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)一般指通過數(shù)字邏輯和計算去分析、處理信號，數(shù)字邏輯電路的構(gòu)成以及運用。數(shù)電的輸入和輸出端一般由模電組成，構(gòu)成數(shù)電的基本邏輯元素就是模電中三級管飽和特性和截止特性。 由于數(shù)電可大規(guī)模集成，可進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算，對溫度、干擾、老化等參數(shù)不敏感，因此是今后的發(fā)展方向。但現(xiàn)實世界中信息都是模似信息(光線、無線電、熱、冷等)，模電是不可能淘汰的，但就一個系統(tǒng)而言模電部分可能會減少。理想構(gòu)成為：模似輸入——AD采樣(數(shù)字化)——數(shù)字處理——DA轉(zhuǎn)換——模似輸出。
二、運放與比較器區(qū)別
運算放大器與專用比較器在變頻器主控板的控電路中比較常見，在ABB變頻器維修中也會經(jīng)常碰到。它的作用也不用我去形容了，做這行的都比我清楚。
1、運放可以連接成為比較輸出，比較器就是比較。那么市面上為何單獨出售兩種產(chǎn)品，他們有相同和不同之處是什么呢?
2、比較器輸出一般是OC便于電平轉(zhuǎn)換;比較器沒有頻補，SLEW RATE比同級運放大，但接成放大器易自激。比較器的開環(huán)增益比一般放大器高很多，因此比較器正負(fù)端小的差異就引起輸出端變化。
3、頻響是一方面，另處運放當(dāng)比較器時輸出不穩(wěn)定，不一定能滿足后級邏輯電路的要求。
4、比較器為集電極開路輸出，容易輸出TTL電平，而運放有飽和壓降，使用不便。
關(guān)于運算放大器與專用比較器的區(qū)別可分為以下幾點：
1、比較器的翻轉(zhuǎn)速度快，大約在NS數(shù)量級，而運放翻轉(zhuǎn)速度一般為US數(shù)量級(特殊高速運放除外)
2、運放可以輸入負(fù)反饋電路，而比較器不能使用負(fù)反饋，雖然比較器也有同相和反相兩個輸入端，便因為其內(nèi)部沒有相位補償電路，如果輸入負(fù)反饋，電路不能穩(wěn)定工作，內(nèi)部無相位補償電路，這也是比較器比運放速度快的原因。
3、運放輸入初級一般采用推挽電路，雙極性輸出，而多數(shù)比較器輸出極為集電級開路結(jié)構(gòu)，所以需要上拉電阻，單極性輸出，容易和數(shù)字電路連接。三、肖特基二極管和快恢復(fù)二極管又什么區(qū)別
快恢復(fù)二極管是指反向恢復(fù)時間很短的二極管(5us以下)，工藝上多采用摻金措施，結(jié)構(gòu)上有采用PN結(jié)型結(jié)構(gòu)，在ABB變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)有的采用改進(jìn)的PIN結(jié)構(gòu)。其正向壓降高于普通二極管(1-2V)，反向耐壓多在1200V以下。從性能上可分為快恢復(fù)和超快恢復(fù)兩個等級。前者反向恢復(fù)時間為數(shù)百納秒或更長，后者則在100納秒以下。
肖特基二極管是以金屬和半導(dǎo)體接觸形成的勢壘為基礎(chǔ)的二極管，簡稱肖特基二極管(Schottky Barrier Diode)，具有正向壓降低(0.4--0.5V)、反向恢復(fù)時間很短(10-40納秒)，而且反向漏電流較大，耐壓低，一般低于150V，多用于低電壓場合。
這兩種管子通常用于開關(guān)電源。
肖特基二極管和快恢復(fù)二極管區(qū)別：前者的恢復(fù)時間比后者小一百倍左右，在ABB變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)前者的反向恢復(fù)時間大約為幾納秒~!前者的優(yōu)點還有低功耗，大電流，超高速~!電氣特性當(dāng)然都是二極管阿~!快恢復(fù)二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴散等工藝,可獲得較高的開關(guān)速度,同時也能得到較高的耐壓.目前快恢復(fù)二極管主要應(yīng)用在逆變電源中做整流元件.
肖特基二極管： 反向耐壓值較低40V-50V，通態(tài)壓降0.3-0.6V，小于10nS的反向恢復(fù)時間。它是具有肖特基特性的“金屬半導(dǎo)體結(jié)”的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外，還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導(dǎo)體材料采用硅或砷化鎵，多為N型半導(dǎo)體。這種器件是由多數(shù)載流子導(dǎo)電的，所以，在ABB變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導(dǎo)電的PN結(jié)大得多。由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)甚微，所以其頻率響僅為RC時間常數(shù)限制，因而，它是高頻和快速開關(guān)的理想器件。其工作頻率可達(dá)100GHz。并且，MIS(金屬-絕緣體-半導(dǎo)體)肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發(fā)光二極管。
快恢復(fù)二極管：有0.8-1.1V的正向?qū)▔航担?5-85nS的反向恢復(fù)時間，在導(dǎo)通和截止之間迅速轉(zhuǎn)換，提高了器件的使用頻率并改善了波形。快恢復(fù)二極管在制造工藝上采用摻金,單純的擴散等工藝,可獲得較高的開關(guān)速度,同時也能得到較高的耐壓.目前快恢復(fù)二極管主要應(yīng)用在逆變電源中做整流元件.
四、變頻器用——電解電容在電路中的作用
1，濾波作用，在電源電路中，整流電路將交流變成脈動的直流，而在整流電路之后接入一個較大容量的電解電容，利用其充放電特性，使整流后的脈動直流電壓變成相對比較穩(wěn)定的直流電壓。在實際中，為了防止電路各部分供電電壓因負(fù)載變化而產(chǎn)生變化，所以在西門子變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)在電源的輸出端及負(fù)載的電源輸入端一般接有數(shù)十至數(shù)百微法的電解電容.由于大容量的電解電容一般具有一定的電感，對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除，故在其兩端并聯(lián)了一只容量為0.001--0.lpF的電容，以濾除高頻及脈沖干擾.
2，耦合作用：在低頻信號的傳遞與放大過程中，為防止前后兩級電路的靜態(tài)工作點相互影響，常采用電容藕合.在西門子變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)為了防止信號中韻低頻分量損失過大，一般總采用容量較大的電解電容。
電解電容的判斷方法
電解電容常見的故障有，容量減少，容量消失、擊穿短路及漏電，其中容量變化是因電解電容在使用或放置過程中其內(nèi)部的電解液逐漸干涸引起，而擊穿與漏電一般為所加的電壓過高或本身質(zhì)量不佳引起。判斷電源電容的好壞一般采用萬用表的電阻檔進(jìn)行測量.具體方法為：將電容兩管腳短路進(jìn)行放電，用萬用表的黑表筆接電解電容的正極。紅表筆接負(fù)極(對指針式萬用表，用數(shù)字式萬用表測量時表筆互調(diào))，正常時表針應(yīng)先向電阻小的方向擺動，然后逐漸返回直至無窮大處。表針的擺動幅度越大或返回的速度越慢，說明電容的容量越大，反之則說明電容的容量越小.如表針指在中間某處不再變化，說明此電容漏電，如電阻指示值很小或為零，則表明此電容已擊穿短路.因萬用表使用的電池電壓一般很低，所以在測量低耐壓的電容時比較準(zhǔn)確，而當(dāng)電容的耐壓較高時，打時盡管測量正常，但加上高壓時則有可能發(fā)生漏電或擊穿現(xiàn)象.
電解電容的使用注意事項
1、電解電容由于有正負(fù)極性，因此在電路中使用時不能顛倒聯(lián)接。在電源電路中，輸出正電壓時電解電容的正極接電源輸出端，負(fù)極接地，輸出負(fù)電壓時則負(fù)極接輸出端，正極接地.當(dāng)電源電路中的濾波電容極性接反時，因電容的濾波作用大大降低，一方面引起電源輸出電壓波動，另一方面又因反向通電使此時相當(dāng)于一個電阻的電解電容發(fā)熱.當(dāng)反向電壓超過某值時，電容的反向漏電電阻將變得很小，這樣通電工作不久，即可使電容因過熱而炸裂損壞.
2.加在電解電容兩端的電壓不能超過其允許工作電壓，在設(shè)計實際電路時應(yīng)根據(jù)具體情況留有一定的余量，在設(shè)計穩(wěn)壓電源的濾波電容時，如果交流電源電壓為220~時變壓器次級的整流電壓可達(dá)22V，此時選擇耐壓為25V的電解電容一般可以滿足要求.但是，在西門子變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)假如交流電源電壓波動很大且有可能上升到250V以上時，最好選擇耐壓30V以上的電解電容。
3，電解電容在電路中不應(yīng)靠近大功率發(fā)熱元件，以防因受熱而使電解液加速干涸.
4、對于有正負(fù)極性的信號的濾波，可采取兩個電解電容同極性串聯(lián)的方法，當(dāng)作一個無極性的電容。
五、色環(huán)電阻估算
為了使廣大的初學(xué)者能夠迅速地算出色環(huán)電阻的阻值，在西門子變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)算色環(huán)電阻的“順口溜”現(xiàn)在常用的色環(huán)電阻多為四環(huán)電阻，也有少數(shù)是五環(huán)電阻，而且五環(huán)電阻屬于精密電阻，誤差很小。為黑環(huán)可直接寫成O，如綠、黑環(huán)直接寫為50。“阻值范圍三環(huán)定，幾點幾歐金銀環(huán)”指的是該電阻的阻值大小由三環(huán)決定，并且第三環(huán)是金、銀環(huán)的，說明該電阻的阻值范圍在幾點幾歐內(nèi)，如綠、棕、金環(huán)為5.1Q，而綠、棕、銀則為O.51Ω。“黑十棕百紅為千”是指電阻第三環(huán)為黑環(huán)時，該電阻的阻值在幾十歐以內(nèi)，棕色環(huán)時其阻值在幾百歐以內(nèi)，紅色環(huán)時阻值在幾千歐以內(nèi)。如橙、橙、黑為33Ω;橙、橙、棕為330Ω,;而橙、橙、紅則為3300Ω，以此類推。“阻值誤差百分算，差多差少看四環(huán)”是指色環(huán)電阻的誤差是用百分?jǐn)?shù)來計算的，其誤差多少要看第四環(huán)的顏色來確定。如顏色為金色，則該電阻的誤差是±5%，無色環(huán)為±20%，銀色環(huán)的則為±10%。上述三種誤差適用于四環(huán)電阻，而五環(huán)電阻的誤差是看第五道環(huán)，其中紫環(huán)的誤差為±o.1%，藍(lán)環(huán)誤差為±0.2%。綠環(huán)誤差為±O.5%，棕環(huán)誤差為±1%，紅環(huán)誤差為±2%。
六、變頻器用——壓敏電阻基礎(chǔ)知識
1、什么是“壓敏電阻”
“壓敏電阻是中國大陸的名詞，意思是"在一定電流電壓范圍內(nèi)電阻值隨電壓而變"，或者是說"電阻值對電壓敏感"的阻器。相應(yīng)的英文名稱叫“Voltage Dependent Resistor”簡寫為“VDR”。
壓敏電阻器的電阻體材料是半導(dǎo)體，所以它是半導(dǎo)體電阻器的一個品種。在三菱變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在大量使用的"氧化鋅"(ZnO)壓敏電阻器，它的主體材料有二價元素(Zn)和六價元素氧(O)所構(gòu)成。所以從材料的角度來看，氧化鋅壓敏電阻器是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導(dǎo)體”。在中國臺灣，壓敏電阻器是按其用途來命名的，稱為"突波吸收器"。壓敏電阻器按其用途有時也稱為“電沖擊(浪涌)抑制器(吸收器)”。
2、變頻器維修入門--壓敏電阻電路的“安全閥”作用壓敏電阻有什么用?壓敏電阻的最大特點是當(dāng)加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時，流過它的電流極小，相當(dāng)于一只關(guān)死的閥門，當(dāng)電壓超過UN時，流過它的電流激增，相當(dāng)于閥門打開。利用這一功能，可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過電壓，保護(hù)電路免受過電壓的損害
3、變頻器維修入門--應(yīng)用類型在三菱變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)不同的使用場合，應(yīng)用壓敏電阻的目的，作用在壓敏電阻上的電壓/電流應(yīng)力并不相同，因而對壓敏電阻的要求也不相同，注意區(qū)分這種差異，對于正確使用是十分重要的。
4、變頻器維修入門--電路功能用壓敏電阻壓敏電阻主要應(yīng)用于瞬態(tài)過電壓保護(hù)，但是它的類似于半導(dǎo)體穩(wěn)壓管的伏安特性，還使它具有多種電路元件功能，例如可用作：
(1)直流高壓小電流穩(wěn)壓元件，其穩(wěn)定電壓可高達(dá)數(shù)千伏以上，這是硅穩(wěn)壓管無法達(dá)到的。
(2)電壓波動檢測元件。
(3)直流電瓶移位元件。
(4)均壓元件。
(5)熒光啟動元件
5、變頻器維修入門--保護(hù)用壓敏電阻的基本性能
(1)保護(hù)特性，在三菱變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)當(dāng)沖擊源的沖擊強(或沖擊電流Isp=Usp/Zs)不超過規(guī)定值時，壓敏電阻的限制電壓不允許超過被保護(hù)對象所能承受的沖擊耐電壓(Urp)。
(2)耐沖擊特性，即壓敏電阻本身應(yīng)能承受規(guī)定的沖擊電流，沖擊能量，以及多次沖擊相繼出現(xiàn)時的平均功率。
(3)壽命特性有兩項，一是連續(xù)工作電壓壽命，即壓敏電阻在規(guī)定環(huán)境溫度和系統(tǒng)電壓條件應(yīng)能可靠地工作規(guī)定的時間(小時數(shù))。二是沖擊壽命，即能可靠地承受規(guī)定的沖擊的次數(shù)。
(4)壓敏電阻介入系統(tǒng)后，除了起到"安全閥"的保護(hù)作用外，還會帶入一些附加影響，這就是所謂"二次效應(yīng)"，它不應(yīng)降低系統(tǒng)的正常工作性能。這時要考慮的因素主要有三項，一是壓敏電阻本身的電容量(幾十到幾萬PF)，二是在系統(tǒng)電壓下的漏電流，三是壓敏電阻的非線性電流通過源阻抗的耦合對其他電路的影響。
七、變頻器維修入門--發(fā)光二極管的好壞測試
測試發(fā)光二極管的好壞，可以按照測試普通硅二極管正反向電阻的方法測試。指鐘式萬用表撥在R*100或R*1K檔，用黑表筆接發(fā)光二極管正極，紅表筆接負(fù)極，測得正向電阻應(yīng)在20=40K;用黑表筆接發(fā)光二極管負(fù)極，紅表筆接正極，測得反向電阻應(yīng)大于500K以上。用數(shù)字式萬用表撥在二極管檔，黑表筆接發(fā)光二極管正極，紅表筆接負(fù)極，阻值為無窮大。黑表筆接發(fā)光二極管負(fù)極，紅表筆接正極，發(fā)光二極管會有微亮，表示正常。測式方法如圖
變頻器維修入門--電路分析圖在三菱變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)對于變頻器修理，僅了解以上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還須深刻了解以下主要電路。主回路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路和檢測取樣電路部分組成。
1)驅(qū)動電路是將主控電路中CPU產(chǎn)生的六個PWM信號，經(jīng)光電隔離和放大后，作為逆變電路的換流器件(逆變模塊)提供驅(qū)動信號。對驅(qū)動電路的各種要求，因換流器件的不同而異。在三菱變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)一些開發(fā)商開發(fā)了許多適宜各種換流器件的專用驅(qū)動模塊。有些品牌、型號的變頻器直接采用專用驅(qū)動模塊。但是，大部分的變頻器采用驅(qū)動電路。從修理的角度考慮，這里介紹較典型的驅(qū)動電路。
1、什么是變頻器?
變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。
2、PWM和PAM的不同點是什么?
PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。
PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脈沖幅度調(diào)制) 縮寫，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。
3、電壓型與電流型有什么不同?
變頻器的主電路大體上可分為兩類：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。
4、為什么變頻器的電壓與頻率成比例的改變?
異步電動機的轉(zhuǎn)矩是電機的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過電流之間相互作用而產(chǎn)生的，在額定頻率下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就過大，磁回路飽和，嚴(yán)重時將燒毀電機。在三菱變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓，使電動機的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用于風(fēng)機、泵類節(jié)能型變頻器。
5、電動機使用工頻電源驅(qū)動時，電壓下降則電流增加;對于變頻器驅(qū)動，如果頻率下降時電壓也下降，那么電流是否增加?頻率下降(低速)時如果輸出相同的功率則電流增加但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下電流幾乎不變。
6、采用變頻器運轉(zhuǎn)時，電機的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩怎樣?
采用變頻器運轉(zhuǎn)，隨著電機的加速相應(yīng)提高頻率和電壓，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機種不同，為125%~200%)。用工頻電源直接起動時，起動電流為6~7倍，因此，將產(chǎn)生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩;對于帶有轉(zhuǎn)矩自動增強功能的變頻器，起動轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負(fù)載起動。
7、V/f模式是什么意思?
頻率下降時電壓V也成比例下降，這個問題已在回答4說明。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機特性而預(yù)先決定的，通常在控制器的存儲裝置(ROM)中存有幾種特性，可以用開關(guān)或標(biāo)度盤進(jìn)行選擇
8、按比例地改V和f時，電機的轉(zhuǎn)矩如何變化?
頻率下降時完全成比例地降低電壓，那么由于交流阻抗變小而直流電阻不變，將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。因此，在低頻時給定V/f要使輸出電壓提高一些以便獲得一定地起動轉(zhuǎn)矩這種補償稱增強起動。在東元變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)可以采用各種方法實現(xiàn)有自動進(jìn)行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法
9、在說明書上寫著變速范圍60~6Hz，即10：1，那么在6Hz以下就沒有輸出功率嗎?
在6Hz以下仍可輸出功率，但根據(jù)電機溫升和起動轉(zhuǎn)矩的大小等條件，最低使用頻率取6Hz左右，此時電動機可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會引起嚴(yán)重的發(fā)熱問題。變頻器實際輸出頻率(起動頻率)根據(jù)機種為0.5~3Hz.
10、對于一般電機的組合是在60Hz以上也要求轉(zhuǎn)矩一定，是否可以?
通常情況下時不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)電壓不變，大體為恒功率特性，在東元變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)在 高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時，必須注意電機與變頻器容量的選擇。
11、所謂開環(huán)是什么意思?
給所使用的電機裝置設(shè)速度檢出器(PG)，將實際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進(jìn)行控制的，稱為“閉環(huán) ”，不用PG運轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”。通用變頻器多為開環(huán)方式，也有的機種利用選件可進(jìn)行PG反饋.無速度傳感器閉環(huán)控制方式是根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型根據(jù)磁通推算電機的實際速度，相當(dāng)于用一個虛擬的速度傳感器形成閉環(huán)控制。
變頻器的工作原理：
1：變頻器的工作原理被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。例如計算機電源的供電，在該項應(yīng)用中，
變頻器用于抑制反向電壓、頻率的波動及電源的瞬間斷電。驅(qū)動電路　為驅(qū)動主電路器件的電路，它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。I/0輸入輸出電路 為了變頻器更好人機交互，變頻器具有多種輸入信號的輸入 (比如運行、多段速度運行等)信號，還有各種內(nèi)部參數(shù)的輸出“比如電流、頻率、保護(hù)動作驅(qū)動等)信號 速度檢測電路
2.：電機的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變?
r/min 電機旋轉(zhuǎn)速度單位：每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)，也可表示為rpm.。例如：在東元變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)4 極電機60Hz 1,800 [r/min] ，4極電機50Hz 1,500 [r/min]，電機的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例。本文中所指的電機為感應(yīng)式交流電機，在工業(yè)領(lǐng)域所使用的大部分電機均為此類型電機。感應(yīng)式交流電機(以后簡稱為電機)的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機的極數(shù)和頻率。由電機的工作原理決定電機的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個連續(xù)的數(shù)值(為2 的倍數(shù)，例如極數(shù)為2，4，6)，所以不適和改變該值來調(diào)整電機的速度。另外，頻率是電機供電電源的電信號，所以該值能夠在電機的外面調(diào)節(jié)后再供給電機，這樣電機的旋轉(zhuǎn)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(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。 n = 60f/pn:：同步速度 f:：電源頻率 p： 電機極數(shù) 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，電機將被燒壞。在東元變頻器維修中會發(fā)現(xiàn)特別是當(dāng)頻率降低時，該問題就非常突出。為了防止電機燒毀事故的發(fā)生，變頻器在改變頻率的同時必須要同時改變電壓。例如：為了使電機的旋轉(zhuǎn)速度減半，變頻器的輸出頻率必須從60Hz 改變到30Hz，這時變頻器的輸出電壓就必須從200V 改變到約100V。例如：為了使電機的旋轉(zhuǎn)速度減半，變頻器的輸出頻率必須從60Hz 改變到30Hz，這時變頻器的輸出電壓就必須從200V改變到約100V。
3：如果要正確的使用變頻器, 必須認(rèn)真地考慮散熱的問題。變頻器的故障率隨溫度升 高而成指數(shù)的上升。使用壽命隨溫度升高而成指數(shù)的下降。環(huán)境溫度升高10 度，變頻器使用壽命減半。因此，我們要重視散熱問題!在變頻器工作時，流過變頻器的電流是很大的, 變頻器產(chǎn)生的熱量也是非常大的，不能忽視其發(fā)熱所產(chǎn)生的影響。我們在臺達(dá)變頻器維修中發(fā)現(xiàn)，變頻器安裝在控制柜中，我們要了解一臺變頻器的發(fā)熱量大概是多少。可以用以下公式估算：發(fā)熱量的近似值=變頻器容量(KW)×55 [W]。在這里, 如果變頻器容量是以恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載為準(zhǔn)的 (過流能力150% * 60s)，如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器, 并且也在柜子里面, 這時發(fā)熱量會更大一些。 電抗器安裝在變
4：加減速時間　加速時間就是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時間，減速時間是指從最大頻率下降到0所需時間。我們在臺達(dá)變頻器維修中發(fā)現(xiàn)通常用頻率設(shè)定信號上升、下降來確定加減速時間。在電動機加速時須限制頻率設(shè)定的上升率以防止過電流，減速時則限制下降率以防止過電壓。加速時間設(shè)定要求：將加速電流限制在變頻器過電流容量以下，不使過流失變頻器基本參數(shù)的調(diào)試速而引起變頻器跳閘;減速時間設(shè)定要點是：防止平滑電路電壓過大，不使再生過壓失速而使變頻器跳閘。加減速時間可根據(jù)負(fù)載計算出來，但在調(diào)試中常 采取按負(fù)載和經(jīng)驗先設(shè)定較長加減速時間，通過起、停電動機觀察有無過電流、過電壓報警;然后將加減速設(shè)定時間逐漸縮短，以運轉(zhuǎn)中不發(fā)生報警為原則，重復(fù)操 作幾次，便可確定出最佳加減速時間。變頻器容量(KW)×60 [W]，因為各變頻器廠家的硬件都差不多, 所以上式可以針對各品牌的產(chǎn)品。注意：如果有制動電阻的話，因為制動電阻的散熱量很大，因此最好安裝位置最好和變頻器隔離開，如裝在柜子上面或旁邊等。 那么, 在臺達(dá)變頻器維修中我們怎樣采能降低控制柜內(nèi)的發(fā)熱量呢?當(dāng)變頻器安裝在控制機柜中時，要考慮變頻器發(fā)熱值的問題。根據(jù)機柜內(nèi)產(chǎn)生熱量值的增加，要適當(dāng)?shù)卦黾訖C柜的尺寸。因此，要使控制機柜的尺寸盡量減小，就必須要使機柜中產(chǎn)生的熱量值盡可能地減少。如果在變頻器安裝時，把變頻器的散熱器部分放到控制機柜的外面，將會使變頻器有70%的發(fā)熱量釋放到控制機柜的外面。由于大容量變頻器有很大的發(fā)熱量，所以對大容量變頻器更加有效。還可以用隔離板把本體和散熱器隔開, 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。 變頻器散熱設(shè)計中都是以垂直安裝為基礎(chǔ)的，橫著放散熱會變差的! 特點是：當(dāng)輸入信號電壓在某一范圍時，電路處于線性放大狀態(tài)，具有恒定的放大倍數(shù)，而超出此范圍，進(jìn)入非線性區(qū)，放大倍數(shù)接近于零或很低。我們在臺達(dá)變頻器維修中發(fā)現(xiàn)在變頻器電路設(shè)計中要求也是很高的，要做一個好的變頻器維修技術(shù)員，了解它也相當(dāng)重要
5：矢量控制是怎樣使電機具有大的轉(zhuǎn)矩的?
轉(zhuǎn)矩提升: 此功能增加變頻器的輸出電壓，以使電機的輸出轉(zhuǎn)矩和電壓的平方成正比的關(guān)系增加，從而改善電機的輸出轉(zhuǎn)矩。改善電機低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù),使用”矢量控制”，可以使電機在低速,如(無速度傳感器時)1Hz(對4 極電機，其轉(zhuǎn)速大約為30r/min)時的輸出轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到電機在50Hz 供電輸出的轉(zhuǎn)矩(最大約為額定轉(zhuǎn)矩的150%)。對于常規(guī)的V/F 控制，電機的電壓降隨著電機速度的降低而相對增加，這就導(dǎo)致由于勵磁不足，而使電機不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了補償這個不足，變頻器中需要通過提高電壓，來補償電機速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個功能叫做”轉(zhuǎn)矩提升”。轉(zhuǎn)矩提升功能是提高變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓，電機轉(zhuǎn)矩并不能和其電流相對應(yīng)的提高。 因為電機電流包含電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其它分量(如勵磁分量)。“矢量控制”把電機的電流值進(jìn)行分配，從而確定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機電流分量和其它電流分量(如勵磁分量)的數(shù)值。“矢 量控制”可以通過對電機端的電壓降的響應(yīng)，進(jìn)行優(yōu)化補償，在不增加電流的情況下，允許電機產(chǎn)出大的轉(zhuǎn)矩。此功能對改善電機低速時溫升也有效。
6：變頻器制動的情況： 制動的概念：指電能從電機側(cè)流到變頻器側(cè)(或供電電源側(cè)),這時電機的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速。負(fù)載的能量分為動能和勢能。動能(由速度和重量確定其大小)隨著物體的運動而累積。當(dāng)動能減為零時，該事物就處在停止?fàn)顟B(tài)。機械抱閘裝置的方法是用制動裝置把物體動能轉(zhuǎn)換為摩擦和能消耗掉。對于變頻器，如果輸出頻率降低，電機轉(zhuǎn)速將跟隨頻率同樣降低。這時會產(chǎn)生制動過程。由制動產(chǎn)生的功率將返回到變頻器側(cè)。這些功率可以用電阻發(fā)熱消耗。在用于提升類負(fù)載,在下降時, 能量(勢能)也要返回到變頻器(或電源)側(cè),進(jìn)行制動。 這種操作方法被稱作“再生制動”，而該方法可應(yīng)用于變頻器制動。在減速期間，產(chǎn)生的功率如果不通過熱消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到變頻器電源側(cè)的方法叫做“功率返回再生方法”。在實際中，這種應(yīng)用需要“能量回饋單元”選件。怎樣提高制動能力?為了用散熱來消耗再生功率，需要在變頻器側(cè)安裝制動電阻。為了改善制動能力，不能期望增加變頻器的容量來解決問題。請選用“制動電阻”、”制動單元”或功率再生變換器”等選件來改善變頻器的制動容量
7: 當(dāng)電機的旋轉(zhuǎn)速度改變時，其輸出轉(zhuǎn)矩會怎樣?
工頻電源:由電網(wǎng)提供的動力電源(商用電源)。起動電流:當(dāng)電機開始運轉(zhuǎn)時，變頻器的輸出電流。變頻器驅(qū)動時的起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動。我們經(jīng)常聽到下面的說法：“電機在工頻電源供電時，電機的起動和加速沖擊很大，而當(dāng)使用變頻器供電時，這些沖擊就要弱一些“。如果用大的電壓和頻率起動電機，例如使用工頻電網(wǎng)直接供電，就會產(chǎn)生一個大的起動沖擊(大的起動電流)。而當(dāng)使用變頻器時，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機上的，所以電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要小于工頻電網(wǎng)供電的轉(zhuǎn)矩值。所以變頻器驅(qū)動的電機起動電流要小些。應(yīng)當(dāng)注意日常維護(hù)保養(yǎng)，應(yīng)注意運行數(shù)據(jù)記錄，故障記錄： 每天要記錄電機的運行數(shù)據(jù)，包括變頻器輸出頻率，輸出電流，輸出電壓，變頻器內(nèi)部直流電壓，散熱器溫度等參數(shù)，與合理數(shù)據(jù)對照比較，以利于早日發(fā)現(xiàn)故障隱患。變頻器如發(fā)生故障跳閘，必記錄故障代碼，和跳閘時變頻器的運行工況，以便具體分析故障原因。變頻器日常檢查： 每兩周進(jìn)行一次，檢查記錄運行中的變頻器輸出三相電壓，并注意比較之間的平衡度;檢查記錄變頻器的三相輸出電流，并注意比較他們之間的平衡度;檢查記錄環(huán)境溫度，散熱器溫度;察看變頻器有無異常振動，聲響，風(fēng)扇是否運轉(zhuǎn)正常。變頻器保養(yǎng)： 每臺變頻器每季度要清灰保養(yǎng)1次。保養(yǎng)要清除變頻器內(nèi)部和風(fēng)路內(nèi)的積灰，將變頻器表面擦拭干凈;變頻器的表面要保持清潔光亮;在保養(yǎng)的同時要仔細(xì)檢查變頻器，察看變頻器內(nèi)有無發(fā)熱變色部位，水泥電阻有無開裂現(xiàn)象，電解電容有無膨脹漏液防爆孔突出等現(xiàn)象，PCB板有否異常，有沒有發(fā)熱燒黃部位。保養(yǎng)結(jié)束后，要恢復(fù)變頻器的參數(shù)和接線，送電，帶電機工作在3Hz的低頻約1分鐘，以確保變頻器工作正常。通常，電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率減小(速度降低)的實際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊中會給出說明。通過使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機低速時轉(zhuǎn)矩的不足，甚至在低速區(qū)電機也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)變頻器調(diào)速到大于60Hz頻率時，電機的輸出轉(zhuǎn)矩將降低。通常的電機是按50Hz(60Hz)電壓設(shè)計制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。(T=Te, P<=Pe)變頻器輸出頻率大于0Hz 頻率時，電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降。當(dāng)電機以大于60Hz 頻率速度運行時，電機負(fù)載的大小必須要給予考慮，以防止電機輸出轉(zhuǎn)矩的不足。舉例，電機在100Hz 時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到50Hz 時產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的1/2。因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為恒功率調(diào)速。
8:常用的電氣圖常用的電氣圖有電氣原理圖、電器元件布置圖、電氣安裝接線圖。整個電路板的作用相當(dāng)于一個光耦隔離放大電路。它的核心部分是芯片HCPL-316J，其中由控制器(DSP-TMS320F2812)產(chǎn)生XPWM1及XCLEAR*信號輸出給HCPL-316J，同時HCPL-316J產(chǎn)生的IGBT故障信號FAULT*給控制器。同時在芯片的輸出端接了由NPN和PNP組成的推挽式輸出電路,目的是為了提高輸出電流能力，匹配IGBT驅(qū)動要求。當(dāng)HCPL-316J輸出端VOUT輸出為高電平時，推挽電路上管(T1)導(dǎo)通，下管(T2)截止， 三端穩(wěn)壓塊LM7915輸出端加在IGBT門極(VG1)上，IGBT VCE為15V，IGBT導(dǎo)通。當(dāng)HCPL-316J輸出端VOUT輸出為低電平時，上管(T1)截止，下管(T1)導(dǎo)通，VCE為-9V，IGBT關(guān)斷。以上就是IGBT的開通關(guān)斷過程。 電氣原理圖電氣原理圖是表達(dá)電氣控制系統(tǒng)的組成和連接關(guān)系，主要用來分析控制系統(tǒng)工作原理的電氣圖。日常安川變頻器維修工作中我們總結(jié)到它有以下規(guī)定：1)主電路、控制電路和其他輔助的信號、照明電路，保護(hù)電路一起構(gòu)成電氣控制系統(tǒng)，各電路應(yīng)沿水平方向獨立繪制。2)電路中所有電器元件均采用國家標(biāo)準(zhǔn)……
9:工作環(huán)境控制：環(huán)境溫度。日常安川變頻器維修工作中會發(fā)現(xiàn)溫度太高且溫度變化較大時，變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。必要時，必須在箱中增加干燥劑和加熱器。工作溫度。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)品一般要求為0～55℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時應(yīng)考慮留有余地，最好控制在40℃以下。日常安川變頻器維修工作中會發(fā)現(xiàn)在控制箱中，變頻器一般應(yīng)安裝在箱體上部，并嚴(yán)格遵守產(chǎn)品說明書中的安裝要求，絕對不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。腐蝕性氣體。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大，不僅會腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會加速塑料器件的老化，降低絕緣性能，在這種情況下，應(yīng)把控制箱制成封閉式結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行換氣。振動和沖擊。裝有變頻器的控制柜受到機械振動和沖擊時，會引起電氣接觸不良。這時除了提高控制柜的機械強度、遠(yuǎn)離振動源和沖擊源外，還應(yīng)使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關(guān)之類產(chǎn)生振動的元器件。日常安川變頻器維修工作中我們要提醒客戶在設(shè)備運行一段時間后，應(yīng)對其進(jìn)行檢查和維護(hù)。
電氣環(huán)境防止電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)，應(yīng)該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應(yīng)接地。如果處理不好電磁干擾，往往會使整個系統(tǒng)無法工作，導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。 請登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng) 瀏覽更多信息防止輸入端過電壓。變頻器電源輸入端往往有過電壓保護(hù)，但是，如果輸入端高電壓作用時間長，會使變頻器輸入端損壞。因此，在實際運用中，要核實變頻器的輸入電壓、單相還是三相和變頻器使用額定電壓。特別是電源電壓極不穩(wěn)定時要有穩(wěn)壓設(shè)備，否則會造成嚴(yán)重后果
10:圖形符號的分類

　　(1)導(dǎo)線和連接器件：各種導(dǎo)線、接線端子和導(dǎo)線的連接、連接器件、電纜附件等。

　　(2)無源元件：包括電阻器、電容器、電感器等。、

　　(3)半導(dǎo)體管和電子管：包括二極管、晶體管、晶閘管、電子管、輻射探測器等。

　　(4)電能的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換器件：包括繞組、發(fā)電機、電動機、變壓器、變流器等。

　　(5)開關(guān)、控制和保護(hù)裝置：包括觸點(觸頭)、開關(guān)裝置、控制裝置、電動機起動器、繼電器、熔斷器、間隙、避雷器等。

　　(6)測量儀表、燈和信號器件：包括指示計算和記錄儀表、熱電偶、遙測裝置、電鐘、傳感器、燈、喇叭和鈴等。

　　(7)電信交換和外圍設(shè)備：包括交換系統(tǒng)、選擇器、電話機、電報和數(shù)據(jù)處理設(shè)備、傳真機、換能器、記錄和播放等。

　　(8)電信傳輸：包括通信電路、天線、無線電臺及各種電信傳輸設(shè)備。

　　(9)電力、照明和電信布置：包括發(fā)電站、變電站、網(wǎng)絡(luò)、音響和電視的電纜配電系統(tǒng)、開關(guān)、插座引出線、電燈引出線、安裝符號等。適用于電力、照明、電信系統(tǒng)和平面圖。

　　(10)二進(jìn)制邏輯單元：包括組合和時序單元、運算器單元、延時單元、雙穩(wěn)、單穩(wěn)和非穩(wěn)單元、位移寄存器、計數(shù)器和存儲器等。

　　(11)模擬單元：包括函數(shù)器、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器、電子開關(guān)等。