變頻器控制電路設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　　變頻器控制電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué)生學(xué)號(hào)： </p><p>　　院 （系）： 電氣工程 &

2、lt;/p><p>　　年級(jí)專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　二〇一四年十二月</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　變頻器已應(yīng)用于各行各業(yè)多種設(shè)備,并成為

3、當(dāng)今節(jié)電,改造傳統(tǒng)工業(yè),改善工藝流程,提高生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平,提高產(chǎn)品質(zhì)量,改善環(huán)境主要技術(shù)之一。變頻器技術(shù)是一種綠色技術(shù),是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和日常生活中普遍需要新技術(shù),也是國(guó)際上技術(shù)更新?lián)Q代最快領(lǐng)域之一。 開(kāi)關(guān)器件是變頻器核心器件,絕緣柵雙極型品體管(ICBT)投入市場(chǎng)以后,很快成為中小功率電力電子設(shè)備主導(dǎo)器件,而且其電壓、容量及開(kāi)關(guān)頻率性能還在提高。智能功率模塊(IPM)集成了多個(gè)常規(guī)IGBT,為用戶降低設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本提供了便利條件

4、,并使系統(tǒng)性能和可靠性得到了有效提高。IPM內(nèi)部集成驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路可簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),其自我保護(hù)功能可使功率模塊在測(cè)試及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中損壞可能性大大降低。采用IPM后系統(tǒng)綜合性能極大提高,其性價(jià)比已經(jīng)超過(guò)IGBT,有很好經(jīng)濟(jì)性。 </p><p>　　本文使用IPM模塊PM50RSAl20設(shè)計(jì)一款小型通用變頻器,功率為1500 W,并將開(kāi)關(guān)電源也集成到變頻器中,體積小,方便在小功率場(chǎng)合使用。 </p>&l

5、t;p>　　關(guān)鍵詞：變頻器、控制電路、PM50RSAl20、小功率電路</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Composed with SCM of the VVVF controller being able to start from low frequency (50Hz) to 1000Hz.It can re

6、move the working band in the past start the impingement to the electric motor directly. At the same time, since the frequency converter can adjust output voltage fit in with itself, making loads motor can work under fixe

7、d voltage, which not only energy conservation but also prolong the life time of the motor.</p><p>　　In this paper, cross - straight - cross the main circuit design, in front of a rectifier circuit, the back

8、is a full-bridge inverter circuit, which by the four N-channel MOSFET component, such as tubes formed by the same symmetry of the bridge circuit of better control of small pressure drop, reducing the energy loss of this;

9、 output link using the LC filter circuit. Inverter circuit by the drive circuit composed of discrete components, that while an increase of circuit complexity, but greatly re</p><p>　　Keywords: Single-Chip Co

10、mputer，motor，PM50RSAl20，drive，inversion</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要……………………………………………………………………………</p><p>　　ABSTRACT…………………………………………………………………………</p><p>

11、;　　1.緒論……………………………………………………………………………‥2</p><p>　　2.課題可行性分析及方案比較…………………………………………………‥8</p><p>　　2.1.可行性分析……………………………………………………………‥…‥8</p><p>　　2.2.方案比較及確定………………………………………………………………8</p

12、><p>　　3.單元電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………………10</p><p>　　3.1.變頻器電路原理……………………………………………………………10</p><p>　　3.2.變頻器控制電路設(shè)計(jì)原理…………………………………………………13</p><p>　　3.3.輔助電源設(shè)計(jì)……………………………………………

13、…………………15</p><p>　　4.變頻器的容量計(jì)算及選擇方法………………………………………………16</p><p>　　5.參數(shù)計(jì)算與設(shè)定………………………………………………………………18</p><p>　　6.變頻器整體調(diào)試………………………………………………………………20</p><p>　　7.變頻器軟故障分析…………

14、…………………………………………………21</p><p>　　8.變頻器電路故障及分析………………………………………………………22</p><p>　　結(jié)論………………………………………………………………………………27</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………28</p><p>　　致謝……

15、…………………………………………………………………………29</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動(dòng)技術(shù)正面臨一場(chǎng)歷史性的革命。經(jīng)過(guò)了二十多年的發(fā)展，近代交流傳動(dòng)逐漸成為電氣傳動(dòng)的主流。異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，效率最高、性能最好的是變頻調(diào)速系統(tǒng)，因此，對(duì)變頻調(diào)速的研究是當(dāng)前電氣

16、傳動(dòng)研究中最活躍、最有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的工作。變頻器產(chǎn)業(yè)的潛力非常巨大，值得強(qiáng)調(diào)的是，這里的“變頻器產(chǎn)業(yè)”應(yīng)該是“變頻器技術(shù)產(chǎn)業(yè)”，或者是inverter technology產(chǎn)業(yè)。正如IT產(chǎn)業(yè)不僅限于PC一樣，變頻器技術(shù)產(chǎn)業(yè)包括所有與變頻器技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，即電力電子器件的生產(chǎn)、驅(qū)動(dòng)保護(hù)集成電路的生產(chǎn)、電氣傳動(dòng)與系統(tǒng)控制技術(shù)、工業(yè)應(yīng)用與其它。當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)在于高壓變頻器的研究開(kāi)發(fā)生產(chǎn)方面。變頻器的發(fā)展水平是由電力電子技術(shù)、電機(jī)控制方式以及自

17、動(dòng)化控制水平三個(gè)方面決定的。國(guó)產(chǎn)變頻器都停留在V/F控制方式，決定了國(guó)產(chǎn)變頻器只在中低端市場(chǎng)，特別是在風(fēng)機(jī)、泵類的調(diào)速應(yīng)用市場(chǎng)為主，難以和進(jìn)口品牌匹敵。</p><p>　　在低壓變頻器領(lǐng)域，由于電力電子器件的耐壓?jiǎn)栴}已解決，因此，形成了標(biāo)準(zhǔn)的電路拓樸結(jié)構(gòu)，也不容易產(chǎn)生新的創(chuàng)新拓樸。其中的應(yīng)用之一就是使真正的直接高壓變頻器成為了現(xiàn)實(shí)。電機(jī)控制方式?jīng)Q定了變頻器的性能水平和應(yīng)用范圍、效果。大功率高速開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)這一世

18、界難題的解決，實(shí)現(xiàn)了用低壓器件對(duì)高壓電能變換的控制，使人類從此可以對(duì)幾千伏、幾萬(wàn)伏、幾十萬(wàn)伏的高壓電能運(yùn)用電子技術(shù)進(jìn)行任意控制，如變頻、直流輸電、城市電網(wǎng)穩(wěn)壓、無(wú)功補(bǔ)償、有源濾波、大功率驅(qū)動(dòng)、蓄能電站控制等，必將提高到一個(gè)嶄新的水平，使電子技術(shù)的二次革命得以最后完成。而直接速度控制理論(DSC)的誕生，則標(biāo)志著中國(guó)在電機(jī)控制技術(shù)方面不僅超越了自我，也超越了國(guó)外同行。</p><p>　　IGBT直接高壓變頻器這樣

19、的新技術(shù)在大學(xué)和重要的學(xué)術(shù)交流研討會(huì)中產(chǎn)生轟動(dòng)，從而獲得了許多“第一”這樣的榮譽(yù)。成功地將這些技術(shù)轉(zhuǎn)化為公司的生產(chǎn)力是最重要的，只有將轟動(dòng)的技術(shù)轉(zhuǎn)化成商業(yè)應(yīng)用的公司才算是取得成功的公司。</p><p>　　變頻調(diào)速技術(shù)以其顯著的節(jié)電效果、優(yōu)良的調(diào)速性能以及廣泛的適用性而成為電氣傳動(dòng)發(fā)展的主流方向。</p><p>　　中國(guó)大部分用戶對(duì)于應(yīng)用變頻器首先是通過(guò)國(guó)外變頻器來(lái)獲得認(rèn)識(shí)的。因此中國(guó)

20、變頻器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與生俱來(lái)便是處于與狼共舞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)僅待調(diào)速節(jié)能的風(fēng)機(jī)就有4000萬(wàn)臺(tái)，耗電約1500億kWh, 節(jié)能潛力達(dá)450kWh/年; 我國(guó)電網(wǎng)總?cè)萘繛?.5億kW, 電機(jī)年耗用量約為86724億kWh，其中高壓電機(jī)占50%～60%，這是一個(gè)龐大的市場(chǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)1993年變頻器總銷售額為4億元，1995年為7億元，1999年為20億元，可見(jiàn)，調(diào)速變頻器尤其是高壓變頻器市場(chǎng)還處于初期開(kāi)發(fā)階段，但其20%～30%高速增長(zhǎng)的速度

21、及十五期間300多億的市場(chǎng)容量，吸引了眾多廠家和資金的投入，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇。</p><p>　　由于變頻器在空調(diào)、電梯、冶金、機(jī)械等行業(yè)的廣泛應(yīng)用，變頻調(diào)速電機(jī)和與之配套的變頻器發(fā)展迅速。從空氣動(dòng)力研究用的變頻控制器到潛艇船舶用的變頻螺旋槳控制器。從風(fēng)機(jī)水泵用的變頻器到家用中央空調(diào)變頻控制器。目前變頻器的國(guó)內(nèi)電機(jī)配比率仍低于1%，潛在市場(chǎng)巨大，國(guó)內(nèi)變頻器市場(chǎng)在未來(lái)的5~10年內(nèi)仍將保持高速發(fā)展。</p>

22、;<p>　　2．課題可行性分析及方案比較</p><p><b>　　2.1 可行性分析</b></p><p>　　設(shè)計(jì)思路：通用型變頻器的硬件電路主要由3部分組成:整流電路、開(kāi)關(guān)電源電路以及逆變電路。整流電路將工頻交流電整流為直流,并經(jīng)大電容濾波供給逆變單元;開(kāi)關(guān)電源電路為IPM和計(jì)算機(jī)控制電路供電;逆變電路是由PM50RSAl20組成,對(duì)于逆變電

23、路本文主要闡述其控制電路的設(shè)計(jì)。</p><p>　　應(yīng)用的技術(shù)分析：該課題涉及到電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、模電與數(shù)電技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等。</p><p>　　2.2 方案比較及確定</p><p>　　1、使用IPM模塊作為控制芯片</p><p>　　本論文使用IPM模塊PM50RSAl20設(shè)計(jì)一款小型通用變頻器,功率為1500W,并將開(kāi)

24、關(guān)電源也集成到變頻器中,體積小,方便在小功率場(chǎng)合使用。</p><p>　　2、使用50A/l200V智能功率模塊，開(kāi)關(guān)頻率20KHz</p><p>　　設(shè)計(jì)重點(diǎn)難點(diǎn)：逆變驅(qū)動(dòng)和電流采樣的硬件設(shè)計(jì)，控制軟件設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?、PM50RSAl20簡(jiǎn)介[1]</p><p>　　PM50RSAl20是日本三菱公司推出的50 A/l

25、200 V智能功率模塊,開(kāi)關(guān)頻率20kHz,其內(nèi)部電路如圖1所示。</p><p>　　PM．50RSAl20中共有7塊:IGBT,其中6塊構(gòu)成橋路,另一塊用于控制制動(dòng)電阻的接人。P-N間接人前方整流模塊整流后的直流電壓(0 V～800 V);U、V、W是輸出端子;B-P間接入制動(dòng)電阻,在能耗制動(dòng)過(guò)程中消耗制動(dòng)能量;VUP1-Vupc,VVP1-VVPC,VWP1- VWPC,VN1-VNC間提供各IGBT模塊的

26、電源．典型值為15 V；UP-VUPc，VP_VVPC，WP-VWPC，UN·VN·WN·Br-VNc間為控制各IGBT導(dǎo)通和截止的控制端.當(dāng)電壓在0．8 V以下時(shí)，IGBT導(dǎo)通，在4 V。15 V之問(wèn)時(shí)．：IGB3"。截止；UF0-VUPc,VFo_-VVPC，Wm-V州，F(xiàn)O-VNC間為錯(cuò)誤報(bào)告電壓提供端,為了使接口電路盡量簡(jiǎn)化．該IPM模塊用一個(gè)錯(cuò)誤指示信號(hào)來(lái)通知控制器在該模塊內(nèi)發(fā)生的所有錯(cuò)

27、誤?？刂破魍ㄟ^(guò)檢測(cè)來(lái)判斷是否發(fā)生了溫升過(guò)高、過(guò)電流或短路故障．區(qū)別以上故障的依據(jù)是檢測(cè)錯(cuò)誤指示信號(hào)維持時(shí)間。短路和過(guò)電流故障信號(hào)的維持時(shí)間的典型值是1.5 ms．溫升過(guò)高指示信號(hào)在溫度超過(guò)允許值時(shí)有效,一直維持到溫度降至復(fù)位值以下,這一過(guò)程的典型時(shí)間為十幾秒。</p><p><b>　　3單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　３．1變頻器電路原理</p&g

28、t;<p><b>　　1．驅(qū)動(dòng)電路</b></p><p>　　驅(qū)動(dòng)電路是將主控電路中CPU產(chǎn)生的六個(gè)PWM信號(hào)，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(dòng)信號(hào)。</p><p>　　對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的各種要求，因換流器件的不同而異。同時(shí)，一些開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)了許多適宜各種換流器件的專用驅(qū)動(dòng)模塊。有些品牌、型號(hào)的變頻器直接采用專用驅(qū)動(dòng)模塊。但是

29、，大部分的變頻器采用驅(qū)動(dòng)電路。從修理的角度考慮，這里介紹較典型的驅(qū)動(dòng)電路。圖2.2是較常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)電路（驅(qū)動(dòng)電路電源見(jiàn)圖2.3）。驅(qū)動(dòng)電路由隔離放大電路、驅(qū)動(dòng)放大電路和驅(qū)動(dòng)電路電源組成。三個(gè)上橋臂驅(qū)動(dòng)電路是三個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電源電路，三個(gè)下橋臂驅(qū)動(dòng)電路是一個(gè)公共的驅(qū)動(dòng)電源電路。</p><p><b>　　2、保護(hù)電路</b></p><p>　　當(dāng)變頻器出現(xiàn)異常時(shí)，為了使變

30、頻器因異常造成的損失減少到最小，甚至減少到零。每個(gè)品牌的變頻器都很重視保護(hù)功能，都設(shè)法增加保護(hù)功能，提高保護(hù)功能的有效性。</p><p>　　在變頻器保護(hù)功能的領(lǐng)域，廠商可謂使盡解數(shù)，作好文章。這樣，也就形成了變頻器保護(hù)電路的多樣性和復(fù)雜性。有常規(guī)的檢測(cè)保護(hù)電路，軟件綜合保護(hù)功能。有些變頻器的驅(qū)動(dòng)電路模塊、智能功率模塊、整流逆變組合模塊等，內(nèi)部都具有保護(hù)功能。</p><p>　　圖2.

31、4所示的電路是較典型的過(guò)流檢測(cè)保護(hù)電路。由電流取樣、信號(hào)隔離放大、信號(hào)放大輸出三部分組成。</p><p><b>　　3、開(kāi)關(guān)電源電路</b></p><p>　　開(kāi)關(guān)電源電路向操作面板、主控板、驅(qū)動(dòng)電路及風(fēng)機(jī)等電路提供低壓電源。圖2.5富士G11型開(kāi)關(guān)電源電路組成的結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　直流高壓P端加到高頻脈沖變壓器初級(jí)端，開(kāi)關(guān)調(diào)整

32、管串接脈沖變壓器另一個(gè)初級(jí)端后，再接到直流高壓N端。開(kāi)關(guān)管周期性地導(dǎo)通、截止，使初級(jí)直流電壓換成矩形波。由脈沖變壓器耦合到次級(jí)，再經(jīng)整流濾波后，獲得相應(yīng)的直流輸出電壓。它又對(duì)輸出電壓取樣比較，去控制脈沖調(diào)寬電路，以改變脈沖寬度的方式，使輸出電壓穩(wěn)定。</p><p>　　4、主控板上通信電路</p><p>　　當(dāng)變頻器由可編程（PLC）或上位計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面等進(jìn)行控制時(shí)，必須通過(guò)通信接口

33、相互傳遞信號(hào)。圖2.6是LG變頻器的通訊接口電路。</p><p>　　頻器通信時(shí)，通常采用兩線制的RS485接口。西門(mén)子變頻器也是一樣。兩線分別用于傳遞和接收信號(hào)。變頻器在接收到信號(hào)后傳遞信號(hào)之前，這兩種信號(hào)都經(jīng)過(guò)緩沖器A1701、75176B等集成電路，以保證良好的通信效果。所以，變頻器主控板上的通信接口電路主要是指這部分電路，還有信號(hào)的抗干擾電路。</p><p><b>

34、　　5、外部控制電路</b></p><p>　　變頻器外部控制電路主要是指頻率設(shè)定電壓輸入，頻率設(shè)定電流輸入、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)及停止運(yùn)行控制，多檔轉(zhuǎn)速控制。頻率設(shè)定電壓（電流）輸入信號(hào)通過(guò)變頻器內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)入CPU。其他一些控制通過(guò)變頻器內(nèi)輸入電路的光耦隔離傳遞到CPU中</p><p>　　3.２變頻器控制電路設(shè)計(jì)原理</p><p>　　通

35、用型變頻器的硬件電路主要由3部分組成:整流電路、開(kāi)關(guān)電源電路以及逆變電路。整流電路將工頻交流電整流為直流,并經(jīng)大電容濾波供給逆變單元;開(kāi)關(guān)電源電路為IPM和計(jì)算機(jī)控制電路供電;逆變電路是由PM50RSAl20組成,對(duì)于逆變電路本文主要闡述其控制電路的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1、整流電路原理</b></p><p>　　整流電路中,輸人為380V工頻交流電。

36、YRl～YR3為壓敏電阻,用于吸收交流側(cè)的浪涌電壓,以免造成變頻器損壞。輸人電源經(jīng)二極管整流橋6R130G-160整流為直流,并經(jīng)El～E4大電容濾波后成為穩(wěn)定的直流電壓,再經(jīng)電感和電容濾波后作為逆變單元和開(kāi)關(guān)電源單元的電源。R2和R3是為了消除電容的離散性而設(shè)置的均壓電阻,同時(shí)還起到放電的作用。發(fā)光二極管用于指示變頻器的工作狀態(tài)。Rl是啟動(dòng)過(guò)程中的限流電阻,由于E1～E4容量較大,上電瞬間相當(dāng)于短路,電流很大,尺l可以限制該電流大小,

37、電路正常狀態(tài)后由繼電器RLYl將該電阻短路以免增加損耗。繼電器的控制信號(hào)SHORT來(lái)自于計(jì)算機(jī),上電后延時(shí)一定時(shí)間計(jì)算機(jī)發(fā)出該信號(hào)將電阻切除。R1應(yīng)選擇大功率電阻,本電路中選擇的是20W的水泥電阻,而且為了散熱該電阻安裝時(shí)應(yīng)懸空。電路中的+5V、+12V和±15V電壓是由開(kāi)關(guān)電源提供的電壓。LVl是電壓傳感器,用于采集整流電壓值,供檢測(cè)和確定控制算法用。UDCM是電壓傳感器的輸出信號(hào)。通過(guò)外接插排連接至外接計(jì)算機(jī)控制電路。&l

38、t;/p><p><b>　　2、開(kāi)關(guān)電源電路</b></p><p>　　該電路主要由PWM控制器TL3842P、MOSFETK1317和開(kāi)關(guān)變壓器組成,其功能是對(duì)整流電路的直流輸出電壓進(jìn)行變換,為IPM模塊和外接的計(jì)算機(jī)控制電路提供電源,提供的電壓為±15V、+12V、+5v。</p><p>　　3、IPM的控制電路</p&g

39、t;<p>　　這里只給出了其中一個(gè)ICBT的控制電路,其它IGBT與之相同。</p><p>　　在電路中,HCPL4504是高速光耦,隔離計(jì)算機(jī)信號(hào)與變頻器控制板,LM、UM是算機(jī)輸入,控制對(duì)應(yīng)的IGBT導(dǎo)通的控制信號(hào),VNI、WN、F0、VNC為對(duì)應(yīng)IGBT的信號(hào)引腳。P52l是光電隔離器件,其輸出信號(hào)FOUT是錯(cuò)誤信號(hào),表明IPM內(nèi)部出現(xiàn)錯(cuò)誤,通過(guò)計(jì)算機(jī)響應(yīng)進(jìn)行錯(cuò)誤處理。LA58是電流傳感器

40、,用于采集變頻器輸出U相和W相的電流,為控制算法提供現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。在整個(gè)電路板中, 與計(jì)算機(jī)接口信號(hào)是通過(guò)插排接出的。</p><p><b>　　3.３輔助電源設(shè)計(jì)</b></p><p>　　需要注意的是6R130G-160、PM50RSAl20都屬于發(fā)熱量較大的器件,在電路板中要注意散熱問(wèn)題,必須安裝散熱片,并涂以散熱硅膠,以免溫度超過(guò)器件的額定溫升。</p&

41、gt;<p><b>　　1、整流器</b></p><p>　　最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。 </p><p><b>　　2、平波回路</b></p><p>　　在整流器整流后的直流電壓中，含有電

42、源6倍頻率的脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。為了抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓（電流）。裝置容量小時(shí)，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡(jiǎn)單的平波回路。 </p><p><b>　　3、逆變器</b></p><p>　　同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時(shí)間使6個(gè)開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可

43、以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開(kāi)關(guān)時(shí)間和電壓波形。 </p><p>　　控制電路是給異步電動(dòng)機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號(hào)的回路，它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”組成。 </p><p>　?。?）運(yùn)算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩

44、等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。 </p><p>　?。?）電壓、電流檢測(cè)電路：與主回路電位隔離檢測(cè)電壓、電流等。 </p><p>　?。?）驅(qū)動(dòng)電路：驅(qū)動(dòng)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。 </p><p>　?。?）速度檢測(cè)電路:以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸機(jī)上的速度檢測(cè)器(tg、plg等)的信號(hào)為速度

45、信號(hào)，送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。 </p><p>　　（5）保護(hù)電路:檢測(cè)主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過(guò)載或過(guò)電壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。</p><p>　　4、變頻器的容量計(jì)算及選擇方法 </p><p>　　采用變頻器驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速，在異步電動(dòng)機(jī)確定后，通常應(yīng)根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)

46、的額定電流來(lái)選擇變頻器，或者根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行中的電流最大值來(lái)選擇變頻器。當(dāng)運(yùn)行方式不同時(shí)，變頻器容量的計(jì)算方式和選擇方法不同，變頻器滿足的條件也不一樣。變頻器的運(yùn)行常見(jiàn)的有以下幾種。</p><p>　　1、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需變頻器容量的計(jì)算　　由于變頻器傳給電動(dòng)機(jī)的是脈沖電流，其脈運(yùn)值比工頻供電時(shí)電流要大，因此需將變頻器的容量留有適當(dāng)?shù)挠嗔浚藭r(shí)，變頻繁器應(yīng)同時(shí)滿足以下三個(gè)條件：</p>&l

47、t;p>　　Pcn≥kPm／nCOSa (kVA) (1)</p><p>　　Icn≥KIm (A) (2)</p><p>　　Pcn≥K1.732VmIm×1/1000 (kVA) (3)</p><p>

48、<b>　　式中：</b></p><p>　　Pm、n、COSa、Vm、Im分別為電動(dòng)機(jī)輸出功率、效率（取0.85），功率因素（取0.75），電壓（V），電流（A）：K：電流波形的修正系數(shù)(PWM方式取1．O5～ 1．1)；PCN：變頻器的額定容量(kVA)；IcN，變頻器的額定電流(A)式中IM如按電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行中的最大電流來(lái)選擇變頻器時(shí)，變頻器的容量可以適當(dāng)縮小。</p&g

49、t;<p>　　2、加減速時(shí)變頻器容量的選擇 變頻器的最大輸出轉(zhuǎn)矩是由變頻器的最大輸出電流決定的，一般情況下，對(duì)于短時(shí)的加減速而言， 變頻器允許達(dá)到輸出電流的130％～150％(視變頻 器容量)，因此，在短時(shí)加減速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩也可以增大；反之，如只需要較小的加減速轉(zhuǎn)矩時(shí)，也可降低選擇變頻器的容量。由于電流的脈運(yùn)原因，此時(shí) 應(yīng)將變頻器的最大輸出電流降低10％后再進(jìn)行選定。</p><p>　

50、　3、頻繁加減速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)變頻器容量的選定</p><p>　　根據(jù)加速、恒速、減速等各種運(yùn)行狀態(tài)下的電流值，按下式確定：</p><p>　　Icn=[(I1t1+I2t2+…+I5t5)/(t1+t2+…+t5)]Ko</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Icn:變頻器額定輸出電流（A）;&l

51、t;/p><p>　　I1t1+I2t2+…+I5t5:各運(yùn)行狀態(tài)平均電流(A);</p><p>　　t1+t2+…+t5:各運(yùn)行狀態(tài)下的時(shí)間;</p><p>　　Ko:安全系數(shù)（運(yùn)行頻繁時(shí)取1.2，其它條件下為1.1）。</p><p>　　4、電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)所需變頻器容量的計(jì)算</p><p>　　通常，三相異步

52、電動(dòng)機(jī)直接用工頻起動(dòng)時(shí)電流 為其額定電流的5～7倍，對(duì)于電動(dòng)機(jī)功率小于 10KW的電機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，可按下式選取變頻器：</p><p>　　Icn≥Ik/KgKg：變頻器的允許過(guò)載倍數(shù)Kg=1．3～1．</p><p>　　在運(yùn)行中，如電機(jī)電流不規(guī)則變化，此時(shí)不易獲得運(yùn)行特性曲線，這時(shí)可使電機(jī)在輸出最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的電流限制在變頻器的額定輸出電流內(nèi)進(jìn)行選定。</p><p&

53、gt;　　5、輕載電動(dòng)機(jī)時(shí)變頻器的選擇</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的實(shí)際負(fù)載比電動(dòng)機(jī)的額定輸出功率小時(shí)，多認(rèn)為可選擇與實(shí)際負(fù)載相稱的變頻器容量。</p><p>　　以上介紹的是幾種情況下變頻器的容量計(jì)算與選擇方法，具體選擇容量時(shí)，既要充分利用變頻器的過(guò)載能力，又要不至于在負(fù)載運(yùn)行時(shí)使裝置超溫。</p><p>　　6、變頻器的控制電路</p><

54、;p>　　給異步電動(dòng)機(jī)供電(電壓、頻率可調(diào))的主電路提供控制信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)，稱為控制回路，控制電路由頻率、電壓的運(yùn)算電路、主電路的電壓、電流檢測(cè)電路、電動(dòng)機(jī)的速度檢測(cè)電路，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的驅(qū)動(dòng)電路以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的保護(hù)電路等組成。無(wú)速度檢測(cè)電路為開(kāi)環(huán)控，在控制電路增加了速度檢測(cè)電路，即增加速度指令，可以對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行更精確的閉環(huán)控制。</p><p><b>　　參數(shù)計(jì)算與設(shè)定

55、</b></p><p>　　1、載波頻率(CFS)載波頻率是外接時(shí)鐘頻率和一個(gè)倍率系數(shù)N的函數(shù)，N的十進(jìn)制值由初始化寄存器中的一個(gè)3位的CFS字決定。載波頻率fCARR由式（1）決定。</p><p>　　fCARR=fCLK/(512×2 n＋1)（1）</p><p>　　式中：fCLK為時(shí)鐘輸入頻率，本系統(tǒng)所選用的晶振為20MHz。取n

56、=1，CFS=001，實(shí)際fCARR==9.766kHz。</p><p>　　2、輸出電源頻率范圍(FRS)頻率范圍給出了輸出頻率的上限值。頻率范圍fRANCE=fCARR×2m/384，取m=1，即FRS=(001)B。 </p><p>　　3、死區(qū)時(shí)間（tpdy）tpdy=（63－PDY）/（fCARR×512）；PDY在0～63之間，取PDY=37=（1001

57、01）B；則實(shí)際的tpdy=(26/26.2144)5μs=4.959μs。</p><p>　　4、脈沖取消時(shí)間(PDT)經(jīng)調(diào)制后SPWM的脈寬可以很小，但實(shí)際上，過(guò)小的脈寬沒(méi)有用，因?yàn)闀r(shí)間過(guò)短，功率管還沒(méi)來(lái)得及完全打開(kāi)就關(guān)閉了，只增加了功率管的損耗，降低了系統(tǒng)的效率。脈沖取消時(shí)間tpd=(127－PDT)/(fCARR×512)；依此公式，若定義最小寬度為3μs，實(shí)際最小脈寬為tpd－tpdy，則t

58、pd=7.959μs，可得PDT=85.272，取PDT=85=（1010101）B，因此，實(shí)際tpd=8.01μs，脈沖最小寬度為tpd－tpdy=8.01μs－4.959μs=3.051μs。</p><p>　　5、波形選擇SA866AE有三種標(biāo)準(zhǔn)波形供選擇，即純正弦波，正弦波帶三次諧波（增強(qiáng)型）和帶死區(qū)的三次諧波（高效型）。波形采用對(duì)稱技術(shù)保證每個(gè)功率管的開(kāi)通角度相同。本系統(tǒng)選用帶三次諧波的正弦波作為調(diào)制

59、波，即有：WS=（01）B。</p><p>　　6、V/f曲線控制FC用來(lái)確定是線性定律還是風(fēng)扇定律，本系統(tǒng)設(shè)定工作在線性曲線狀態(tài)，即FC=0。圖4為SA866AE/AM所提供的線性特性。PED是一個(gè)8位參數(shù)，用來(lái)確定在頻率為0時(shí)電機(jī)上的電壓。如果設(shè)置PED=255，則VVVF線性特性沒(méi)用。Pedestal(％)=PED×100/255，本系統(tǒng)的初始值設(shè)定為10％，可得PED=25.5，取25，實(shí)際的

60、Pedestal(％)=9.8。GRAD為一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)，決定恒轉(zhuǎn)矩區(qū)曲線的斜率，根據(jù)基頻和PED值計(jì)算：GRAD=(255－PED)×fRANGE/（16×fbase）；GRAD255，取fbase=50Hz；則有GRAD=15=（1111）B。</p><p>　　7、其他參數(shù)由于線性曲線中不用KAY，在此KAY=（0000000）B；A/D轉(zhuǎn)換的零閾值的控制參數(shù)ZTH=（00）B；將

61、上述所有參數(shù)字經(jīng)統(tǒng)計(jì)得CHKSUM=（001）B。AWS=（0000）B。</p><p>　　由上述計(jì)算可得到參數(shù)分布表如表1所列。</p><p><b>　　表1 參數(shù)分布表</b></p><p>　　表中“＊”表示任意項(xiàng)，在寫(xiě)入時(shí)寫(xiě)成01010101</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)做成的通用變頻器,進(jìn)行了調(diào)速、起

62、動(dòng)、停止、反向、過(guò)載調(diào)節(jié)和加減速時(shí)間調(diào)節(jié)等試驗(yàn)，試驗(yàn)表明，該變頻器各項(xiàng)性能良好，符合設(shè)計(jì)要求，并已先后在廣東和江蘇等地的空調(diào)制冷機(jī)、壓縮機(jī)、紡織生產(chǎn)線和塑料制品生產(chǎn)線上得到應(yīng)用。該變頻器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、成本低、可靠性高、具有較高的性價(jià)比和靈活的適應(yīng)性，是驅(qū)動(dòng)小功率電機(jī)及此類生產(chǎn)線最理想的選擇。</p><p><b>　　6、變頻器整體調(diào)試</b></p><p><

63、b>　　靜態(tài)測(cè)試</b></p><p><b>　　1、測(cè)試整流電路 </b></p><p>　　找到變頻器內(nèi)部直流電源的P端和N端，將萬(wàn)用表調(diào)到電阻X10檔，紅表棒接到P，黑表棒分別依到R、S、T，正常時(shí)有幾十歐的阻值，且基本平衡。相反將黑表棒接到P端，紅表棒依次接到R、S、T，有一個(gè)接近于無(wú)窮大的阻值。將紅表棒接到N端，重復(fù)以上步驟，都應(yīng)得到

64、相同結(jié)果。如果有以下結(jié)果，可以判定電路已出現(xiàn)異常，A.阻值三相不平衡，說(shuō)明整流橋有故障。B.紅表棒接P端時(shí)，電阻無(wú)窮大，可以斷定整流橋故障或啟動(dòng)電阻出現(xiàn)故障。 </p><p><b>　　2、測(cè)試逆變電路 </b></p><p>　　將紅表棒接到P端，黑表棒分別接U、V、W上，應(yīng)該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應(yīng)該為無(wú)窮大。將黑表棒N端，重復(fù)以上步驟應(yīng)得

65、到相同結(jié)果，否則可確定逆變模塊有故障。 </p><p><b>　　動(dòng)態(tài)測(cè)試</b></p><p>　　在表態(tài)測(cè)試結(jié)果正常以后，才可進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，即上電試機(jī)。在上電前后必須注意以下幾點(diǎn)： </p><p>　　1、上電之前，須確認(rèn)輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級(jí)變頻器之中會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)（炸電容、壓敏電阻、模塊等）。 </p&

66、gt;<p>　　2、檢查變頻器各接播口是否已正確連接，連接是否有松動(dòng)，連接異常有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出炸機(jī)等情況。 </p><p>　　3、上電后檢測(cè)故障顯示內(nèi)容，并初步斷定故障及原因。 </p><p>　　4、如未顯示故障，首先檢查參數(shù)是否有異常，并將參數(shù)復(fù)歸后，在空載（不接電機(jī)）情況下啟動(dòng)變頻器，并測(cè)試U、V、W三相輸出電壓值。如出現(xiàn)缺相、三相不平衡

67、等情況，則模塊或驅(qū)動(dòng)板等有故障。 </p><p>　　5、在輸出電壓正常（無(wú)缺相、三相平衡）的情況下，負(fù)載測(cè)試，盡量是滿負(fù)載測(cè)試。 </p><p><b>　　故障判斷</b></p><p><b>　　1、整流模塊損壞 </b></p><p>　　通常是由于電網(wǎng)電壓或內(nèi)部短路引起。在排除內(nèi)

68、部短路情況下，更換整流橋。在現(xiàn)場(chǎng)處理故障時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查用戶電網(wǎng)情況，如電網(wǎng)電壓，有無(wú)電焊機(jī)等對(duì)電網(wǎng)有污染的設(shè)備等。 </p><p><b>　　2、逆變模塊損壞 </b></p><p>　　通常是由于電機(jī)或電纜損壞及驅(qū)動(dòng)電路故障引起。在修復(fù)驅(qū)動(dòng)電路之后，測(cè)驅(qū)動(dòng)波形良好狀態(tài)下，更換模塊。在現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)中更換驅(qū)動(dòng)板之后，須注意檢查馬達(dá)及連接電纜。在確定無(wú)任何故障下，才能運(yùn)

69、行變頻器。 </p><p><b>　　3、上電無(wú)顯示 </b></p><p>　　通常是由于開(kāi)關(guān)電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無(wú)直流電引起，如啟動(dòng)電阻損壞，操作面板損壞同樣會(huì)產(chǎn)生這種狀況。 </p><p>　　4、顯示過(guò)電壓或欠電壓 </p><p>　　通常由于輸入缺相，電路老化及電路板受潮引起。解決方法是

70、找出其電壓檢測(cè)電路及檢測(cè)點(diǎn)，更換損壞的器件。 </p><p>　　5、顯示過(guò)電流或接地短路 </p><p>　　通常是由于電流檢測(cè)電路損壞。如霍爾元件、運(yùn)放電路等。 </p><p>　　6、電源與驅(qū)動(dòng)板啟動(dòng)顯示過(guò)電流 </p><p>　　通常是由于驅(qū)動(dòng)電路或逆變模塊損壞引起。</p><p>　　7、空載輸出電

71、壓正常，帶載后顯示過(guò)載或過(guò)電流 </p><p>　　通常是由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或驅(qū)動(dòng)電路老化，模塊損壞引起。</p><p>　　7、變頻器軟故障分析</p><p><b>　　1、過(guò)流 </b></p><p>　　過(guò)流是變頻器報(bào)警最為頻繁的現(xiàn)象。</p><p><b>　　1.1現(xiàn)

72、象</b></p><p>　　(1)重新啟動(dòng)時(shí)，一升速就跳閘。這是過(guò)電流十分嚴(yán)重的現(xiàn)象。主要原因有:負(fù)載短路，機(jī)械部位有卡住;逆變模塊損壞;電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩過(guò)小等現(xiàn)象引起。</p><p>　　(2)上電就跳，這種現(xiàn)象一般不能復(fù)位，主要原因有:模塊壞、驅(qū)動(dòng)電路壞、電流檢測(cè)電路壞。</p><p>　　(3)重新啟動(dòng)時(shí)并不立即跳閘而是在加速時(shí)，主要原因有:加

73、速時(shí)間設(shè)置太短、電流上限設(shè)置太小、轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(V/F)設(shè)定較高。</p><p><b>　　2、過(guò)壓</b></p><p>　　過(guò)電壓報(bào)警一般是出現(xiàn)在停機(jī)的時(shí)候，其主要原因是減速時(shí)間太短或制動(dòng)電阻及制動(dòng)單元有問(wèn)題。</p><p><b>　　3、欠壓</b></p><p>　　欠壓也是我們?cè)谑?/p>

74、用中經(jīng)常碰到的問(wèn)題。主要是因?yàn)橹骰芈冯妷禾?220V系列低于200V，380V系列低于400V)，主要原因:整流橋某一路損壞或可控硅三路中有工作不正常的都有可能導(dǎo)致欠壓故障的出現(xiàn)，其次主回路接觸器損壞，導(dǎo)致直流母線電壓損耗在充電電阻上面有可能導(dǎo)致欠壓.還有就是電壓檢測(cè)電路發(fā)生故障而出現(xiàn)欠壓?jiǎn)栴}。</p><p><b>　　4、過(guò)熱</b></p><p>　　過(guò)熱

75、也是一種比較常見(jiàn)的故障，主要原因:周?chē)鷾囟冗^(guò)高，風(fēng)機(jī)堵轉(zhuǎn)，溫度傳感器性能不良，馬達(dá)過(guò)熱。</p><p><b>　　5、輸出不平衡</b></p><p>　　輸出不平衡一般表現(xiàn)為馬達(dá)抖動(dòng)，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，主要原因:模塊壞，驅(qū)動(dòng)電路壞，電抗器壞等。</p><p><b>　　6、過(guò)載</b></p><p

76、>　　過(guò)載也是變頻器跳動(dòng)比較頻繁的故障之一，平時(shí)看到過(guò)載現(xiàn)象我們其實(shí)首先應(yīng)該分析一下到底是馬達(dá)過(guò)載還是變頻器自身過(guò)載,一般來(lái)講馬達(dá)由于過(guò)載能力較強(qiáng), 只要變頻器參數(shù)表的電機(jī)參數(shù)設(shè)置得當(dāng),一般不大會(huì)出現(xiàn)馬達(dá)過(guò)載.而變頻器本身由于過(guò)載能力較差很容易出現(xiàn)過(guò)載報(bào)警.我們可以檢測(cè)變頻器輸出電壓,電流檢測(cè)電路,等故障易發(fā)點(diǎn)來(lái)一一排除故障.</p><p>　　現(xiàn)階段，在能源日趨緊張，生產(chǎn)成本居高不下的時(shí)代，加大節(jié)能降耗

77、力度，最大限度降低電力消耗，是建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的內(nèi)在需要和必然選擇；而變頻技術(shù)無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要支柱。本文主要是向業(yè)界同仁介紹了變頻器的安裝、調(diào)試、故障處理、保養(yǎng)與維護(hù)；希望對(duì)于業(yè)界同仁們?cè)陔姎鈧鲃?dòng)設(shè)備技術(shù)改造和推進(jìn)高新技術(shù)產(chǎn)品的普及應(yīng)用工作中能有所參考和借鑒；減少由于低級(jí)錯(cuò)誤而引發(fā)重大的經(jīng)濟(jì)損失。</p><p>　　8、變頻器電路故障及分析</p><p>　　隨著變頻器在制藥生產(chǎn)

78、中被廣泛地應(yīng)用，了解變頻器的結(jié)構(gòu)、主要器件的電氣特性、常用參數(shù)的作用及其常見(jiàn)故障對(duì)于實(shí)際工作越來(lái)越重要。 </p><p><b>　　1、變頻器控制電路</b></p><p>　　給異步電動(dòng)機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號(hào)的，稱為控制回路?？刂齐娐酚深l率、電壓的運(yùn)算電路、主電路的電壓、電流檢測(cè)電路、電動(dòng)機(jī)的速度檢測(cè)電路、將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的驅(qū)

79、動(dòng)電路，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的保護(hù)電路等組成。無(wú)速度檢測(cè)電路為開(kāi)環(huán)控；在控制電路增加了速度檢測(cè)電路(即增加速度指令)，可以對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行更精確的閉環(huán)控制。其中： (1)運(yùn)算電路將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。</p><p>　　(2)電壓、電流檢測(cè)電路為與主回路電位隔離檢測(cè)電壓、電流等。</p><p>　　(3

80、)驅(qū)動(dòng)電路為驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路，它與控制電路隔離，控制主電路器件的導(dǎo)通與關(guān)斷。</p><p>　　(4) I/O電路使變頻更好地人機(jī)交互，其具有多信號(hào)（比如多段速度運(yùn)行等）的輸入，還有各種內(nèi)部參數(shù)（比如電流、頻率、保護(hù)動(dòng)作驅(qū)動(dòng)等）的輸入。</p><p>　　(5)速度檢測(cè)電路將裝在異步電動(dòng)機(jī)軸上的速度檢測(cè)器（TG、PLG等）的信號(hào)設(shè)為速度信號(hào)，送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按

81、指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　(6)保護(hù)電路檢測(cè)主電路的電壓、電流等。當(dāng)發(fā)生過(guò)載或過(guò)電壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。</p><p>　　2、逆變器控制電路中保護(hù)電路，可分為逆變器保護(hù)和異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)兩種，保護(hù)功能如下： （1）逆變器保護(hù) ①瞬時(shí)過(guò)電流保護(hù)，用于逆變電流負(fù)載側(cè)短路等，流過(guò)逆變電器回件電流達(dá)到異常值（超過(guò)容

82、許值）時(shí)，瞬時(shí)停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)，切斷電流，變流器輸出電流達(dá)到異常值，也同樣停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。 ②過(guò)載保護(hù)，逆變器輸出電流超過(guò)額定值，且持續(xù)流通超過(guò)規(guī)定時(shí)間，為防止逆變器器件、電線等損壞，要停止運(yùn)轉(zhuǎn)，恰當(dāng)保護(hù)需要反時(shí)限特性，采用熱繼電器或電子熱保護(hù)，過(guò)載是負(fù)載GD2（慣性）過(guò)大或因負(fù)載過(guò)大使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生。 ③再生過(guò)電壓保護(hù)，應(yīng)用逆變器使電動(dòng)機(jī)快速減速時(shí)，再生功率使直流電路電壓升高，超過(guò)容許值，可以采取停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)或停止快

83、速方法，防止過(guò)電壓。 ④瞬時(shí)停電保護(hù)，毫秒級(jí)內(nèi)瞬時(shí)斷電，控制電路工作正常。但瞬時(shí)停電達(dá)數(shù)10ms以上時(shí)，通?？刂齐娐氛`動(dòng)作，主電路供電，檢測(cè)出后使逆變器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 ⑤接過(guò)電流保護(hù)，逆變器負(fù)載接時(shí)，保護(hù)逆變器，要有接過(guò)電流保護(hù)功能。但保證人身安全，需要裝設(shè)漏電保護(hù)斷路器。 ⑥冷卻風(fēng)機(jī)異常，有冷卻風(fēng)機(jī)裝置，當(dāng)風(fēng)機(jī)異常時(shí)裝置內(nèi)溫度將上升，采用</p><p>　?。?）、異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)<

84、/p><p>　?、龠^(guò)載保護(hù)。過(guò)載檢測(cè)裝置與逆變器保護(hù)共用，但考慮低速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)熱時(shí)，在異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)埋入溫度檢出器，或者利用裝在逆變器內(nèi)的電子熱保護(hù)來(lái)檢出過(guò)熱。動(dòng)作過(guò)頻時(shí)，應(yīng)考慮減輕電動(dòng)機(jī)負(fù)荷，增加電動(dòng)機(jī)及逆變器的容量等。</p><p>　　②超速保護(hù)。逆變器的輸出頻率或者異步電動(dòng)機(jī)的速度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　?、鄯乐故龠^(guò)電流。加速時(shí)，如果異

85、步電動(dòng)機(jī)跟蹤遲緩，則過(guò)電流保護(hù)電路動(dòng)作，運(yùn)轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進(jìn)行（失速）。所以，在負(fù)載電流減小之前要進(jìn)行控制，抑制頻率上升或使頻率下降。對(duì)于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)中的過(guò)電流，有時(shí)也進(jìn)行同樣的控制。</p><p>　?、芊乐故僭偕^(guò)電壓。減速時(shí)產(chǎn)生的再生能量使主電路直流電壓上升，為防止再生過(guò)電壓電路保護(hù)動(dòng)作，在直流電壓下降之前要進(jìn)行控制，抑制頻率下降，防止不能運(yùn)轉(zhuǎn)（失速）。</p><p><b>

86、;　?。?）、其他保護(hù)</b></p><p>　　①防止失速過(guò)電流，加速時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)跟蹤遲緩，則過(guò)電流保護(hù)電路動(dòng)作，運(yùn)轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進(jìn)行（失速）。，負(fù)載電流減小之前要進(jìn)行控制，抑制頻率上升或使頻率下降。恒速運(yùn)轉(zhuǎn)中過(guò)電流，也進(jìn)行同樣控制。 ②防止失速再生過(guò)電壓，減速時(shí)產(chǎn)生再生能量使主電路直流電壓上升，為防止再生過(guò)電壓電路保護(hù)動(dòng)作，直流電壓下降之前要進(jìn)行控制，抑制頻率下降，防止不能運(yùn)轉(zhuǎn)（失速）。

87、</p><p>　　3、變頻器控制回路的抗干擾措施</p><p>　　由于主回路的非線性（進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作），變頻器本身就是諧波干擾源，而其周邊控制回路卻是小能量、弱信號(hào)回路，極易遭受其他裝置產(chǎn)生的干擾，造成變頻器自身和周邊設(shè)備無(wú)法正常工作。因此，變頻器在安裝使用時(shí)，必須對(duì)控制回路采取抗干擾措施。 （1）、變頻器的基本控制回路 一般而言，同外部進(jìn)行信號(hào)交流的基本回籠路有模擬

88、與數(shù)字兩種：(1)4～20 mA電流信號(hào)回路（模擬），1～5 V/0～5 V電壓信號(hào)回路（模擬）；(2)開(kāi)關(guān)信號(hào)回路，變頻器的開(kāi)停指令，正反轉(zhuǎn)指令等（數(shù)字）。 外部控制，指令信號(hào)通過(guò)上述基本回路導(dǎo)入變頻器，同時(shí)干擾源也在其回路上產(chǎn)生干擾電勢(shì)，以控制電纜為媒介侵入變頻器。 （2）、干擾的基本類型及抗干擾措施 ①靜電耦合干擾</p><p>　　靜電耦合干擾指控制電纜與周?chē)姎饣芈返撵o電容

89、耦合在電纜中產(chǎn)生的電勢(shì)。當(dāng)加大與干擾源電纜的距離，達(dá)到導(dǎo)體直徑40倍以上時(shí)，干擾程度就會(huì)不太明顯，也可在兩電纜間設(shè)置屏敝導(dǎo)體，再將屏蔽導(dǎo)體接地。 ②靜電感應(yīng)干擾</p><p>　　靜電感應(yīng)干擾指周?chē)姎饣芈樊a(chǎn)生的磁通變化在電纜中感應(yīng)出的電勢(shì)。其強(qiáng)度取決于干擾源電纜產(chǎn)生的磁通大小、控制電纜形成的閉環(huán)面積和干擾源電纜與控制電纜間的相對(duì)角度。</p><p><b>　?、?/p>

90、電波干擾</b></p><p>　　電波干擾指控制電纜成為天線，由外來(lái)電波在電纜中產(chǎn)生電勢(shì)?？垢蓴_措施同3.2.1、3.2.2，必要時(shí)將變頻器放入鐵箱內(nèi)進(jìn)行電波屏蔽，屏蔽用的鐵箱務(wù)必接地。</p><p><b>　?、芙佑|不良干擾</b></p><p>　　接觸不良干擾指變頻器控制電纜的電接點(diǎn)及繼電器觸點(diǎn)接觸不良，電阻發(fā)生變化

91、在電纜中產(chǎn)生的干擾，對(duì)此，采用并聯(lián)觸點(diǎn)或提高電器件等級(jí)來(lái)解決。對(duì)于電纜連接點(diǎn)應(yīng)定期做擰緊加固處理。</p><p><b>　?、萁拥馗蓴_</b></p><p>　　接地干擾指機(jī)體接地或信號(hào)接地，對(duì)于弱電壓，電流回路，任何不合理的接地均可誘發(fā)各種意想不到的干擾，比如設(shè)置兩個(gè)以上接地點(diǎn)，接地處會(huì)產(chǎn)生電位差，產(chǎn)生干擾?？蓪⑺俣冉o定的控制電纜取一點(diǎn)接地，接地線不作為信號(hào)的

92、通路使用，電纜的接地在變頻器側(cè)進(jìn)行，使用專設(shè)的接地端子，不與其他接地端子共用。 </p><p>　　4、變頻器的常見(jiàn)故障分析（1）、變頻器充電起動(dòng)電路故障</p><p>　　通用變頻器一般為用壓型變頻器，采用交—直—交工作方式。當(dāng)變頻器剛上電時(shí)，由于直流側(cè)的平波電容容量非常大，充電電流很大，通常采用一個(gè)起動(dòng)電阻來(lái)限制充電電流。充電完成后，控制電路通過(guò)繼電器的觸點(diǎn)將電阻短路。起動(dòng)電路故

93、障一般表現(xiàn)為起動(dòng)電阻燒壞，變頻器報(bào)警顯示為直流線線電壓故障。一般情況下，變頻器在設(shè)計(jì)時(shí)，為了減小變頻器的體積而選擇較小起動(dòng)電阻，其值多為10～50 Ω，功率為10～50 W；當(dāng)變頻器的交流輸入電源頻繁接通，或者旁路觸器的觸點(diǎn)接觸不良時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致起動(dòng)電阻燒壞。因此在替換電阻的同時(shí)，必須找出原因，如果故障是由輸入側(cè)電源頻率開(kāi)始引起的，必須消除這種現(xiàn)象才能將變頻器投入使用，如果故障只由旁路觸元件引起，則必須更換這些器件。 </p>

94、<p>　　（2）、變頻器無(wú)故障顯示</p><p>　　變頻器無(wú)故障顯示，卻不能高速運(yùn)行，經(jīng)檢查變頻器參數(shù)設(shè)置正確，調(diào)速輸入信號(hào)正常，經(jīng)上電運(yùn)行測(cè)試，變頻器直流母線電壓只有450V左右（正常應(yīng)在580～600 V），再測(cè)輸入側(cè)，發(fā)現(xiàn)缺了一相。故障原因是輸入側(cè)的一個(gè)空氣開(kāi)關(guān)一相接觸不良。造成變頻器輸入缺相不報(bào)警，仍能在低頻段工作，是因?yàn)槎鄶?shù)變頻器的母線電壓下限為400 V，只有當(dāng)母線電壓降至400

95、V以下時(shí)，變頻器才報(bào)告故障。而當(dāng)兩相輸入時(shí)，直流母線電壓為380 V×1.2=452 V＞400 V。當(dāng)變頻器不運(yùn)行時(shí)，由于平波電容的作用，直流電壓也可達(dá)到正常值，新型的變頻器都采用PWM控制技術(shù)，調(diào)壓調(diào)頻的工作在逆變橋完成，所以在低頻段輸入缺相時(shí)仍可以正常工作，但因輸入電壓，輸出電壓低，造成異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低頻率上不去。 （3）、變頻器顯示過(guò)流</p><p>　　出現(xiàn)這種顯示時(shí)，首先檢查加速時(shí)

96、間參數(shù)是否太短，力矩提升參數(shù)是否太大，然后檢查負(fù)載是否太重。如果沒(méi)有這些現(xiàn)象，可以斷開(kāi)輸出側(cè)的電流互感器和直流側(cè)的霍爾電流檢測(cè)點(diǎn)，復(fù)位后運(yùn)行，看是否出現(xiàn)過(guò)流現(xiàn)象。如果是，很可能是IPM模塊出現(xiàn)故障，因?yàn)镮PM模塊內(nèi)含有過(guò)壓過(guò)流，欠壓，過(guò)載、過(guò)熱，缺相、短路等保護(hù)功能，而這些故障信號(hào)都是經(jīng)模塊控制引腳的輸出Fn引腳傳送到控制器的。微控制器接收到故障信息后，一方面封鎖脈沖輸出，另一方面將故障信息顯示在面板上。此時(shí)應(yīng)更換IPM模塊。</

97、p><p>　?。?）、變頻器顯示過(guò)壓故障</p><p>　　變頻器出現(xiàn)過(guò)壓故障，一般是在雷雨天，由于雷電串入變頻器的電源中，使變頻器直流側(cè)的電壓檢測(cè)器動(dòng)作而跳閘，這種情形，通常只需斷開(kāi)變頻器電源1 min左右再上電即可；另一種情況是變頻器驅(qū)動(dòng)大慣性負(fù)載，而出現(xiàn)過(guò)電壓現(xiàn)象。這種情況下，可通過(guò)以下方法解決：（1）將減速時(shí)間參數(shù)加長(zhǎng)或增大制動(dòng)電阻（制動(dòng)單元）；（2）將變頻器的停止方式設(shè)置為自由停

98、車(chē)方式。</p><p>　?。?）、電機(jī)發(fā)熱，變頻器顯示過(guò)載</p><p>　　電機(jī)發(fā)熱，變頻器顯示過(guò)載，對(duì)于已經(jīng)投入運(yùn)行的變頻器，必須檢查負(fù)載狀況，對(duì)于新安裝的變頻器出現(xiàn)這種故障，很可能是V/F曲線設(shè)置不當(dāng)或電機(jī)參數(shù)設(shè)置有問(wèn)題，此時(shí)必須正確設(shè)置好各種參數(shù)。另外，電機(jī)在低頻的工作時(shí)散熱性能變差，也會(huì)出現(xiàn)這種情況，這時(shí)就需加裝散熱裝置。</p><p>　　采用變

99、頻器作為異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，盡管其可靠性很高，但是如果使用不當(dāng)或發(fā)生偶然事件，也會(huì)造成變頻器損壞。要想在生產(chǎn)過(guò)程中，使用好變頻器，熟悉變頻器的結(jié)構(gòu)原理，了解常見(jiàn)故障，對(duì)于技術(shù)人員尤為重要。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本文采用智能功率模塊PM50RSAl20設(shè)計(jì)了一款小型通用1500 W變頻器,該變頻器包含了交-直-交變頻電路和開(kāi)關(guān)電源

100、,具有結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高、可靠性高，體積小、穩(wěn)定性好、可靠性高等特性,適應(yīng)于小型電機(jī)驅(qū)動(dòng)及實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　采用變頻器作為異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，盡管其可靠性很高，使用不當(dāng)或偶然事件，也會(huì)造成變頻器損壞，要想生產(chǎn)過(guò)程中，使用好變頻器，熟悉變頻器結(jié)構(gòu)原理，了解常見(jiàn)故障，技術(shù)人員尤為重要。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中整流電路采用二極管整流，可獲得較高的功率因數(shù)，只用一級(jí)可控功率的環(huán)節(jié)，電

101、路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。逆變電路的驅(qū)動(dòng)電路均由分立元件組成，這樣做雖然增加了電路的復(fù)雜性，但大大降低了設(shè)計(jì)成本。采用SPWM能消除或抑制低次諧波，可以得到接近正弦波的輸出電壓，滿足負(fù)載需要，使負(fù)載電機(jī)在近正弦波的交變電壓下運(yùn)行，轉(zhuǎn)矩脈沖小，調(diào)速范圍寬。通過(guò)對(duì)輸出脈沖的寬度控制就可以改變輸出電壓的大小， 大大加快了變頻電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。</p><p>　　變頻器不僅調(diào)速平滑，范圍大，效率高，啟動(dòng)電流小，運(yùn)行平穩(wěn)，而且節(jié)能效

102、果明顯。因此，交流變頻調(diào)速已逐漸取代了過(guò)去的傳統(tǒng)滑差調(diào)速、變極調(diào)速、直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)，越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于冶金、紡織、印染、煙機(jī)生產(chǎn)線及樓宇、供水等領(lǐng)域。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　胡崇岳.現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998</p><p>　　王占奎.變頻調(diào)速應(yīng)用百例[M].科學(xué)出版

103、社,1999</p><p>　　徐甫榮，中高壓變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析比較[J]電氣傳動(dòng)自動(dòng)化，2003</p><p>　　吳楊，多電平高壓變頻器監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)[D];華北電力大學(xué)（北京）;2003年</p><p>　　潘江洪，級(jí)聯(lián)高壓變頻器電壓空間矢量研究和設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2006年</p><p>　　柏斌，高壓變頻器無(wú)

104、速度傳感器矢量控制研究 [D];西南交通大學(xué);2007年</p><p>　　劉森林，級(jí)聯(lián)多電平變頻器的控制策略及實(shí)現(xiàn)方法 [D];西南交通大學(xué);2008年</p><p>　　游廷豐，變頻器電路的對(duì)偶原理[J];微電子學(xué)與計(jì)算機(jī);1984年05期</p><p>　　周德賢，高壓大功率變頻器及其移相整流變壓器的發(fā)展近況[D]上海輕工設(shè)計(jì)院，2008年</p&

105、gt;<p>　　寧華，利用高壓變頻器對(duì)600MW機(jī)組進(jìn)行節(jié)能改造[D]中國(guó)設(shè)備工程.2010(2).-7-9</p><p>　　王剛，袁朝輝，束成軍，空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)的效果分析[D]中國(guó)設(shè)備工程.2010(2).-9-10，</p><p>　　王淮林，我國(guó)變頻器技術(shù)向縱深方向發(fā)展策略的研究[D]商場(chǎng)現(xiàn)代化.2010(3).-76-77</p>&l

106、t;p>　　李勝永，季本山，基于PLC和變頻器的港口橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)研究[D]機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新.2010(1).-159-161</p><p>　　龔仲華，當(dāng)代變頻器的技術(shù)性能與比較——變頻器的發(fā)展與展望系列之四[D]機(jī)床電器.2010(1).-4-6</p><p>　　宣士勇，變頻控制系統(tǒng)使用技術(shù)分析[D]計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用.2010(1).-67-67</p>

107、;<p>　　李方園，變頻器綜合實(shí)踐[D]浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p>　　李復(fù)玲，淺析變頻器控制電路及常見(jiàn)故障[D]機(jī)電信息.2010(5).-56-58</p><p>　　馮勝利，變頻器的常見(jiàn)故障類型及日常維護(hù)[D]中國(guó)科技信息.2010(2).-111-111,119</p><p>　　史峰，變頻器干擾對(duì)策研究[D]遼北技師學(xué)院,遼寧

108、調(diào)兵山112700</p><p>　　李偉龍，張文學(xué)，變頻器技術(shù)介紹[D]船電技術(shù).2010(1).-47-50</p><p>　　馮垛生等編著.變頻器實(shí)用指南.清華大學(xué)出版社,2001:5 </p><p>　　徐甫榮,陳輝明.高壓變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì).《變頻器世界》網(wǎng)絡(luò)版,2007:6 </p><p><b>　

109、　致謝</b></p><p>　　論文寫(xiě)作已結(jié)束，課題的研究也已經(jīng)告一段落?；厥讓W(xué)習(xí)的時(shí)間，無(wú)論在學(xué)習(xí)還是在生活中，自始至終都離不開(kāi)各位老師的關(guān)懷以及同學(xué)的幫助。</p><p>　　在這里要感謝我的指導(dǎo)老師，論文的完成是在于*老師的認(rèn)真指導(dǎo)與及時(shí)督促下進(jìn)行的，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)方法將長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響我今后的學(xué)習(xí)和工作，在此我謹(jǐn)向**老師致以深深的謝意，同時(shí)也感謝各科老師的教導(dǎo)，他們?yōu)槲?/p>