周报52期 | 这30个变频器常见问题，建议你收藏起来！

技成周报：52期  



变频器常见问题解答


问：选择变频器传动的离心机有哪些要点？
答：离心机的转速惯量较大，需要较大的转速惯量。而且，加速时间长需要数分钟。因此，为了使加速中变频器的过载保护不发生动作，应选择变频器加速时电动机电流在变频器额定电流以下。


问：什么是变极对数调速方式？
答：变极对数调速是通过改变定子绕组的接线方式，来改变笼型电动机定子极对数，以达到调速目的。其特点是：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。双速电动机、三速电动机是变极调速中最常用的两种形式。双速电动机的定子绕组的连接方式常有两种：一种是绕组从三角形改成双星形，另一种是绕组从单星形转成双星形，这两种接法都能使电动机产生的磁极对数减少一半。


问：什么是机械特性？
答：机械特性是描述电动机转速n和转矩T、 转速n和转矩之间的关系的函数特性。以异步电动机为例，电动机内产生转矩的根本原因是电流和磁场间相互作用的结果。


问：什么是电动机的机械特性和负载的机械特性？
答：由电磁转矩公式T_m=K_T I_2 ∅_m  cos⁡〖θ_2 〗,可作出机械特性曲线1，常粗略地把异步电动机机械特性中的转矩看作是电动机轴上的输出转矩。负载的机械特性是描述机械设备的阻转矩和转速之间的关系曲线。阻转矩和转速成正比：T_L=T_0+K_T n_L^2。由阻转矩公式得到负载特性曲线2。因此，机械特性中的电动机转矩T_m可以看作是电动机输出轴的转矩；负载转矩T_L可以看作是负载阻转矩和损耗转矩之和。


问：什么是启动转矩？
答：异步电动机刚启动时的转矩称为启动转矩。


问：什么是额定转矩？
答：电动机在额定负载下工作时的电磁转矩称为额定转矩，忽略空载损耗转矩，则额定转矩等于机械负载转矩。


问：三相异步电动机带恒转矩负载额定运行时，会产生哪些损耗？
答：定子铜损耗，定子铁损耗，转子铜损耗，机械摩擦损耗，附加损耗。


问：异步电动机带负载启动，负载越大，启动电流是不是越大？
答：异步电动机带负载启动，启动电流与负载大小无关，只与电源电压及电动机本身阻抗有关，与负载转矩大小无关，所以并不是负载越大，启动电流越大。只是负载越大，启动加速度变小，速度上升变慢，启动时间变长。


问：什么是三相异步电动机的降压启动方式？
答：三相异步电动机的降压启动方式有星-三角换接启动、自耦降压启动方式。
正常运行时定子绕组为三角形连接的异步电动机，在启动时接成星形，启动完成时再转换成三角形连接的启动方式称为星-三角换接启动。星-三角换接启动时的启动电流和启动转矩只有直接启动时的1/3。利用三相自耦变压器将电动机在启动过程中的端电压降低，以达到减小启动电流的目的称为自耦降压启动。


问：变频器中间直流环节有什么作用？
答：由于逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载。无论电动机处于电动或发电制动状态，其功率因素都不会为1。因此在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换。这种无功能量主要靠中间直流环节的储能元件来缓冲。所以常将中间直流环节称为中间直流储能环节。


问：变频变压调速的定义是什么？
答：由于电动机实际电路中定子阻抗上存在压降，尤其是当电动机低速运行时，感应电动势较低，定子阻抗上的压降不能忽略，采用U/f控制的调速系统中工作频率较低时，电动机的A、 输出转矩将下降。为了改善低频时转矩特性，可采用补偿电源电压的方法，即低频时适当提升电压U来补偿电子阻抗上的压降，以保证电动机在低速区域运行时仍能得到极大的输出转矩，这种补偿功能称为变频器的转矩提升功能。综上所述，对电动机供电的变频器一般要求兼有调压和调频功能，通常将这种调速方式称为可变频率可变电压调速。


问：正弦脉宽调制（SPWM）的优势是什么？
答：SPWM的优点是能消除与抑制谐波，控制频率和电压并可同时控制频率和电压，消除与抑制谐波。如果逆变器输出是方波电压，这个电压波形除了含有正弦基波外还含有丰富的高次谐波如3次、5次、7次等，利用SPWM控制技术，将输出波形进行调整，可以大大削弱某些谐波，使负载电动机在近似正弦波的交变电压下运行，转矩脉动小，调速范围宽。SPWM的控制方法除了上述的正弦波比较法外，还有梯形波、马鞍形波等十余种。不论使用哪种方法，都是为了使变频器的输出电压能够更好地A、 获得对称的三相正弦波。此外，还有以各种目标为条件的优化PWM控制技术，它们与正弦PWM技术一起构成了PWM控制技术的整体。


问：变频器有哪些常见控制方式？
答：当对异步电动机调速时，需要根据电动机的特性对供电电压（电流）和频率进行适当控制，采用不同的控制方式所得到的调速性能、特性和作用是不同的。变频器所采用的控制方式可按系统结构分为两类，分别是开环控制和闭环控制。开环控制主要是U/f协调控制。闭环控制需要速度等反馈信息，可进行转差频率控制、矢量变换控制等。变频器控制方式也可以按非智能控制和智能控制方式区分。


问：什么是转差频率控制？
答：转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在U/f控制的基础上，按照异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式，在控制系统中需要安装速度传感器，有时还加有电流反馈，对频率和电流进行控制，因此，这是一种闭环控制方式，可以使得变频器具有良好的稳定性，并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。


问：什么情况下在变频器和电动机之间仍要安装热继电器？
答：电动机的容量过小，已经超出变频器的电子热继电器的保护范围，当使用一台变频器驱动多台电动机时，变频器不能对每台电动机提供保护。


问：选择变频器传动的离心机有哪些要点？
答：离心机的转速惯量较大，需要较大的加速转矩。而且，加速时间长需要数分钟。因此，为了使加速中变频器的过载保护不发生动作，应选择变频器加速时电动机电流在变频器额定电流以下。


问：如何根据负载的启动转矩选择变频器？
答：负载在启动时的转矩与恒转矩负载、二次方律负载、恒功率负载不相关。在选择变频器时，以额定工作点的转矩为100%，则负载启动转矩值大体如下。风扇、鼓风机：30%以下；挤压机、压缩机：150%以上。


问：变频器的功能包括哪些方面？
答：操作方式的选择功能、频率控制功能、加速与减速功能、特性调整功能、外接控制端子的设定功能、系统控制功能、保护功能


问：有一台鼓风机，每当运行在20Hz时，振动特别严重，如何解决？
答：当电动机在某一频率下运行时，其振动频率和机械的固有振荡频率相等或接近时，将发生机械的谐振。遇到这种情况，说明电动机不宜在该频率下运行。该频率属于应该回避的频率，称为回避频率。即是把该频率跳过去。


问：怎样简单地表示调频与调压的关系？
答：通常用频率调节比和电压调节比来表示。
（1）频率调节比。变频器的输出频率与额定频率之比称为频率调节比；
（2）电压调节比。变频器的实际输出电压与额定电压之比。


问：为什么说二次方律负载的节能效果最好？
答：二次方律负载的功率特点是，在忽略空载功率的情况下，负载的功率与转速的三次方成正比，所以，只要平均转速稍微下降一点，负载功率就下降得很多，从而取得可观的节能效果。


问：电动机在额定频率下就处于轻载运行状态，可以节能吗？
答：众所周知，异步电动机在轻载运行时，可以通过降低电压来节能。在变频调速系统中，在额定频率下降低电压的具体办法是：适当提高基本频率。


问：变频器怎样判断电动机是否过载？
答：不同的变频器预置电动机额定电流的方法不尽相同，主要有：（1）直接预置法。即直接向变频器预置电动机的额定电流。（2）间接预置法。考虑到a、在某些情况下，变频器的容量需要比电动机的容量加大一挡。b、即使变频器的容量与电动机的容量相吻合，但不同变频器的额定电流不相等；同容量电动机在比电动机的容量加大一挡的情况下，额定电流不相等。因此，须向变频器预置“电流取用比”。


问：导致变频器过电压的原因有哪些？
答：主要原因有以下几种：（1）电源过电压。这种现象并不多见。（2）减速过电压。变频器的输出频率在下降过程中，电动机处于再生制动状态，使变频器的直流回路中产生泵升电压。如果减速时间预置得太短，则在减速过程中泵升电压较大，导致直流电压超过上限值。（3）投入补偿电容。当变电所内的补偿电容柜刚投入时，变压器的输出电压将有一个过渡过程，在过渡过程中，变压器输出电压的波形将发生畸变，产生很高的尖峰电压，足以使变频器跳闸。


问：导致变频器欠电压的原因有哪些？
答：线路电阻损坏、电源缺相、变频器的互相干扰、其他设备的干扰。


问：变频器面板操作正常，但外接控制不工作，是什么原因？
答：十分明显的是，变频器的外接输入端子电路发生了故障。检查方法大致如下：首先用万用表测量接线端子上的电压。一个电压表测量变频器输出到外接给定电路的电压；另一个万用表则测量输入控制电路的电压。如果电压正常，则从外部进行检查，如电位器的滑动端是否接触不良等。如果电压是0V，则须打开盖子，把接插件CN1或CN2脱开，检查是内部电源不正常，还是接插件接触不良，或连接线与接插件之间接触不良。


问：什么是旋转磁场？用什么方法可以得到旋转磁场？
答：如果有一对磁极在空间旋转，则它产生的磁场便是旋转磁场。如果这种磁极是由直流电流进行励磁的话，可以称之为直流旋转磁场。大体上说，产生旋转磁场的方法有两大类：（1）用机械的方法产生。如上述的直流旋转磁场，它必须用一台电动机来带动它，方能旋转起来。（2）多相交变电流流入多相绕组后所产生的合成磁场，也是旋转磁场。


问：变频器是怎样实现变频又变压的？
答：在变频器中，电压的平均值是通过调节脉冲宽度和各脉冲间的“占空比”来改变的，称为脉宽调制，常用PWM表示。频率较高时，脉冲的占空比较大，频率较低时，脉冲的占空比较小，但两者的振幅值是一样的。PWM的优点是不必控制直流侧，因而大大简化了电路。


问：变频器各部分电流之间的关系怎样？
答：变频器的输出电流I_M决定于负载转矩，在负载转矩不变的前提下，I_M的大小与频率无关；直流回路的电流将随频率的下降而减小；变频器的输入电流将随频率的下降而减小。


问：变频器有几种频率给定方式？
答：面板给定、外接给定、接口给定、多功能输入端子给定。


来源：PLC发烧友，作者：技成辅导员
                                                                                                                                                                                                文章推荐周报51期 | 西门子全系列各项问题解答，有没有你碰到的疑难杂症呢？周报50期 | S7-200SMART 指令/通讯，博图软件等常见问题周报49期 | SMART PLC/S7-1200PLC通讯等常见问题解答周报48期 | 西门子SMART PLC 常见问题，必备知识点！周报47期 | 哇哦！西门子、触摸屏、电工，WINCC等一系列问题解答！周报46期 | 众多学员碰壁的西门子常见问题汇总，都给你！赶紧！周报45期 | 西门子SMART程序、西门子1200PLC等常见问题解答周报44期 | 西门子1200复位PLC、欧姆龙常见问题解答周报43期 | 三菱指令、西门子 指令、PN通讯常见问题解答周报42期 | 西门子SMART PLC 指令及WINCC常见问题周报41期 | 威纶通触摸屏怎么实现批量数据监视、三菱/西门子问题汇总周报40期 | 三菱、西门子软件安装常见出错解决方法！（绝对干货）
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