无内置滤波器(你想成为变频器高手吗工控人不得不知道100铁律（一）)

Posted 2023-05-28

篇首语：正因为生命有限，时光匆匆，所以才要加倍努力，不然以后拿什么来回忆。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了无内置滤波器(你想成为变频器高手吗工控人不得不知道100铁律（一）)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

无内置滤波器(你想成为变频器高手吗工控人不得不知道100铁律（一）)

对于变频器相信很多的电力从业人员都不陌生，相对于传统的电气电路控制而言，变频器的科技含量较高，是强电与弱电相结合的设备，因此其故障多种多样，只能从实践中结合理论知识不断的总结经验，下面例举了关于变频器的15个常见问题（变频名词定义和部分经常出现的故障），这些你都了解吗？

1 什么是变频器，其工作原理是什么

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）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。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，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。

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。变频器开始上电给电容充电，其中R0是充电电阻，一旦电容充满电，接触器K要闭合，这就是变频器上电后会有卡的一声的原因。

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。一般都是单片机或者DSP。

下图变频器的结构与原理图解

变频器（交直交）是先把交流电经整流器先整流成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，再经过逆变器把这个直流电流变成频率和电压都可变的交流电。

变频器主电路与控制电路

2 变频器在电力系统构成

1）熔电器，断路器没什么好说的，就是起到保护的作业，怎么选型我在下个资料再说

2）接触器，在变频器输入侧，可加可不加，反正我设计调速那么多G120也在输入侧加接触器也没事。

但是不要在输出侧加接触器。

3 ）进线电抗：是滤波作用，调高变频器功率因数。G120 15kw以下是需要配置的。

4 ）滤波器：就是滤掉电网中的谐波的，一个是保护变频器，另一个是防止变频器的误动作，误报警。

有的变频器是带内置滤波器的，比如G120订货号后面是XAL0,不带滤波的是XUL0。

5 ）出线电抗：主要作用是平衡出线电缆的分布容性负载，增大出线主回路的短路阻抗。两台以上变频器并联运行时，还起到限制换相环流和负荷平衡的作用。前者考虑电缆的长度而确定是否使用，后者则必须使用。一般电机里变频器100米就要考虑要加出现电抗。

6）制动电阻及单元：在变频调速系统中，电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的，在频率减小的瞬间，电机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电机的转子转速未变。当同步转速小于转子转速时，转子电流的相位几乎改变了180度，电机从电动状态变为发电状态；与此同时，电机轴上的转矩变成了制动转矩，使电机的转速迅速下降，电机处于再生制动状态。电机再生的电能经续流二极管全波整流后反馈到直流电路。由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网，仅靠变频器本身的电容吸收，虽然其他部分能消耗电能，但电容仍有短时间的电荷堆积，形成“泵升电压”，使直流电压升高。过高的直流电压将使各部分器件受到损害。
因此在机械惯性比较大的系统中，需要采用制动电阻，如升降机、数控机床、提升机等。

简单一句话，转子的速度大于旋转磁场，电机发电，电会返回到IGBT逆变模块，防止其被击穿，能量全部消耗在IGBT上，在现场，电机减速时间设的过短，变频器报过压，要么加大减速时间，要么配制动电阻。

具体怎么选型，比如从母线系统到变频器相关各个部件的选型，电源柜的布置图，下个资料会介绍。

V20接线图

4、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种，和加减速时间共同给定的机种，这有什么意义？

加减速可以分别给定的机种，对于短时间加速、缓慢减速场合，或者对于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适宜的，但对于风机传动等场合，加减速时间都较长，加速时间和减速时间可以共同给定。

5、什么是再生制动？

电动机在运转中如果降低指令频率，则电动机变为异步发电机状态运行，作为制动器而工作，这就叫作再生（电气）制动。

6、是否能得到更大的制动力？

从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中，由于电容器的容量和耐压的关系，通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%。如采用选用件制动单元，可以达到50%~100%。

7、变频器的保护功能?

保护功能可分为以下两类：（1）检知异常状态后自动地进行修正动作，如过电流失速防止，再生过电压失速防止。（2）检知异常后封锁电力半导体器件PWM控制信号，使电机自动停车。如过电流切断、再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等。

8、为什么用离合器连续负载时，变频器的保护功能就动作？

用离合器连接负载时，在连接的瞬间，电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化，流过的大电流导致变频器过电流跳闸，不能运转。

9、在同一工厂内大型电机一起动，运转中变频器就停止，这是为什么？

电机起动时将流过和容量相对应的起动电流，电机定子侧的变压器产生电压降，电机容量大时此压降影响也大，连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断，因而有时保护功能（IPE）动作，造成停止运转。

10、失速防止功能是什么意思？

如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速（电角频率）的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。

11、装设变频器时安装方向是否有限制？

变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的，上下的关系对通风也是重要的，因此，对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位，尽可能垂直安装。

12，变频器过压

过电压报警一般是出现在停机的时候，其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。

13，变频器温度过高

另外变频器还有温度过高故障，如发生温度过高报警，经检查温度传感器正常，则可能是干扰引起的，可以把故障屏蔽，另外还应检查变频器的风扇及通风情况。对于其它类型的故障，最好与厂家联系，获得快速可行的解决方法。

14，过流是变频器报警最为频繁的现象。

变频器过流现象

(1)重新启动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有：负载短路，机械部位有卡住；逆变模块损坏；电动机的转矩过小等现象引起。

(2)上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有：模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有：加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿(V/F)设定较高。

15、不采用软起动，将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以？

在很低的频率下是可以的，但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流（6~7倍额定电流），由于变频器切断过电流，电机不能起动。

16、电机超过60Hz运转时应注意什么问题？

超过60Hz运转时应注意以下事项

（1）机械和装置在该速下运转要充分可能（机械强度、噪声、振动等）。

（2）电机进入恒功率输出范围，其输出转矩要能够维持工作（风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比例增加，所以转速少许升高时也要注意）。

（3）产生轴承的寿命问题，要充分加以考虑。

17，变频器长期不用会怎么样？

1，变频器风机轴承润滑液干枯，影响使用。

2，高压滤波电容长期不用容易鼓包，低压电解电容容易漏液。

泰格工控原创，谢谢大家的赏脸

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