变频器：变频器的选用控制安装

变频器是现代工业中广泛使用的设备。如果你想实现软停、软起动、无级调速等功能或对速度升降的特殊要求，你需要现代异步电动机中较为先进的调速装置——变频器。该装置主电路采用交流-DC-交流电路，工作频率为0 ~ 400赫兹。低压通用变频器的输出电压为380~460 V，输出功率为0.37~400 kW。由于变频器控制的设备可以显著节省电能，因此得到广泛应用。然而，变频器在工作时产生严重的谐波电流，已成为电网的主要污染源。谐波引起的较常见故障现象是无功补偿装置损坏、跳闸、变压器过热等。

1、挑选合理的变频器

变频器使用过程当中，出现异常运行、设备故障等问题。，造成停产并造成不必要的经济损失，往往是变频器选型和安装不当造成的。因此，我们应该挑选一种经济实用，能更好地满足生产和技术的基本条件和要求的变频器。

1.1变频器和电机的指定指标参数匹配。

变频器作为电机的主要拖动对象，其类型的挑选应与电机的工作参数相匹配。

(1)电压匹配:变频器的额定电压与电机的负载电压一致。

(2)电流匹配:变频器的容量取决于变频器连续输出的额定电流。挑选变频器时，需要调速的电机必须挑选连续额定电流大于电机额定参数工作时额定电流的变频器，并有定量余量；一般4极以上的变频器不可根据电机的容量来挑选，而应根据电机目前的座检标准来挑选。即使电机负载轻，电流小于变频器额定电流，所选变频器也不可比电机容量小很多。

(3)容量匹配:根据电机不同的负载特性，对变频器容量的挑选有不同的要求。

2、变频器的控制方式

目前变频器的主要控制方式主要有以下几种。

(1)一代采用U/f=C控制，也称正弦脉宽调制(SPWM)控制方式。其特征控制电路结构简单，成本低，机械特性和硬度好，能满足一般变速器平稳调速的要求。然而，在低频时，输出电压低，这下降了较大输出扭矩，并恶化了低速时的稳定性。其特征在于无反馈装置的速比ni小于1/40，有反馈时ni=1/60。适用于一般风扇和泵。

(2)二代采用电压空间矢量控制(磁通轨迹法)，又称SVPWM控制方式。在三相波形整体产生效果的前提下，一次性产生三相调制波形，并以内接多边形逼近圆的方式进行控制。为了消除低速时定子电阻的影响，输出电压和电流都是闭合的，以提高动态精度和稳定性。其特色:无反馈装置，速比ni=1/100，适用于一般工业调速。

(3)三代采用矢量控制。变频调速矢量控制的本质是交流电机相当于DC电机，速度和磁场两个分量独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流，得到转矩和磁场两个分量，通过坐标变换实现正交或解耦控制。其特色是:无反馈时的速比ni=1/100，有反馈时的速比ni=1/1000，零速时的起动转矩为150%。由此可见，该方法适用于所有速度控制，适用于带反馈的高精度传动控制。

(4)直接转矩控制。直接转矩控制是区别于矢量控制的另一种高性能变频调速方式。磁链仿真模型和电磁转矩模型得到磁链和转矩数据，与给定值进行比较，产生迟滞比较状态信号，然后通过逻辑控制切换切换状态，实现恒磁链控制和电磁转矩控制。无需模仿DC电机控制，该技术已成功应用于牵引电机车的交流传动。其特色:无反馈装置的速比为ni=1/100，有反馈装置的速比为ni=1/1000，零速时的起动转矩可达150% ~ 200%。适用于大负荷起动和扭矩波动恒定的大负荷。

3、安装环境要求

(1)环境温度:变频器的环境温度是指变频器截面附近的温度。由于变频器主要由易受温度影响的大功率电力电子设备组成，变频器的寿命和可靠性在很大程度上取决于温度，一般在-10℃到+40℃之间。此外，还要考虑变频器本身和周围环境散热可能出现的极端情况，温度一般需要一定的余量。

(2)环境湿度:变频器周围环境的相对湿度不高于90%(表层无结露)。

(3)振动和冲击:变频器在安装和运行过程当中，应注意避免振动和冲击。避免变频器内部元件焊点和零件松动造成电气接触不良甚至短路等严重故障。因此，通常要求安装现场的振动加速度应限制在0.6 g以下，特殊地方可增加防震橡胶等抗震措施。

(4)安装地点:变频器的较大允许输出电流和电压受其散热能力的影响。但如果海拔高于1000 m，变频器的散热能力就会下降，所以一般要求变频器安装在海拔1000 m以下。

(5)变频器对安装现场的一般要求:无腐蚀，无易燃易爆气体或液体；无尘、漂浮的纤维和金属颗粒；避免阳光直射；没有电磁干扰。

4、结论

变频调速的研究是当前电力传动研究中活跃、实用的工作。变频器行业潜力巨大，广泛应用于空调、电梯、冶金、机械等行业。变频电机及其配套逆变器发展迅速。

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