誤區1：為了省電而選用變頻器

很多廠家和業務員吹噓變頻器節電率有多高，用戶也信以為真，單純為了省電就花高成本選用變頻器，結果卻大失所望。

使用變頻器后能否省電，是由其驅動的負載類型決定的。對于風機、泵類負載，選用變頻器后節能效果顯著，而對于恒功率負載和恒轉矩負載，節能效果就差很多，甚至不能省電。

誤區2：通過電機銘牌額定功率來決定變頻器選型

以電動機的額定功率來選擇變頻器是有一定的理論依據的，但很多現場實際情況下，電機運行富裕量太大，或者電機超負荷運行，這樣變頻器選型要么太大，造成經濟浪費，要么變頻器選型過小，造成電機損壞或變頻器炸機。

最簡便的預估方法是，變頻器選型以電機穩定運行時最大的工作電流的1.1倍為依據，如果機械設備是重載類型，變頻器還需要放大一檔使用。

變頻器選型分析

變頻系統帶動的負載設備大致可分為三種類型

恒轉矩負載

恒功率負載

風機、泵類負載

恒功率區和恒轉矩區別：恒功率在負載比較輕的場合為多用，恒轉矩則多用在重負載。

所以不同負載類型選擇變頻器的型號不同。

>>>恒功率負載<<<

恒功率調速是指電機低速時輸出轉矩大，高速時輸出轉矩小，即輸出功率是恒定的。如機床、切割機、造紙機等。

例如：機床變頻器系統，是恒功率負載，負載慣性特大，變頻器選型應配置同功率的機型，外加制動單元和制動電阻。

>>>恒轉矩負載<<<

恒轉矩負載的特點是負載轉矩與轉速無關，任何轉速下轉矩總保持恒定或基本恒定。恒轉矩負載設備要求變頻器低頻轉矩大，動態響應速度快。比如傳送帶、攪拌機，擠壓機等摩擦類負載以及吊車、提升機等位能負載。

例如：某挖沙船主挖斗變頻器系統，是恒轉矩負載，雙電機，且負載過載時間長，因此變頻器選型配置應放大兩檔的機型，同時該設備的電源多為發電機供電，變頻器需配置輸入交流電抗器。

>>>恒風機、泵類負載載<<<

這是最適合用變頻調速的現場環境，對變頻器功能技術沒有過高的要求，使用變頻器后節能效果顯著。

例如：某東北一大型集中供暖設備變頻系統，其中鼓風機、引風機（離心風機）變頻器選型配置同功率機型；

補水泵（離心泵）、循環泵變頻器選型配置同功率的機型；

除渣機、皮帶機（輸煤機）變頻器選型配置放大一檔的機型；

破碎機（煤炭破碎機）變頻器選型配置放大一檔或兩檔的機型。

變頻器選型注意事項

變頻器選型主要是由驅動的負載特性及電機實際工作電流來定，除此之外，還有以下注意事項：

1環境

對于一些高溫度（高于50度）、高海拔（高于1000米）的應用場合，變頻器選型應適當留有一定余量，以保證變頻器和電機使用壽命。

2距離

變頻器安裝的地點與驅動電機之間的距離超過50米，變頻器選型時就要配合電抗器以降低載波頻率。

3 一拖多

一臺變頻器拖動多臺電機時，如果中間連接的電纜過長，通用變頻器選型時就要放大一檔使用，且每臺電機后面都要加裝熔斷器。

4 高速電機

高速電機運行過程中會產生大量諧波，增強變頻器的輸出電流，產生大量熱量。因此，變頻器選型時也要比普通電機大一檔。

5 防爆電機

在某些礦井、石油開采環境下，變頻系統中是防爆電機時，變頻器的選擇應選用具備防爆功能的變頻器，且將變頻器放置在較安全的場所。

6 防護等級

對于灰塵多，潮濕的應用場合，變頻器選型時要注意其防護等級。

7 單相電機

當現場使用單相電動機時，變頻器不起作用。

8 變極電機

當現場使用變極電動機時，變頻器選型應保證最大工作電流不要超過變頻器的額定電流，且在轉換電機極數時要防止空轉損壞變頻器。

變頻器選型原則及步驟

變頻器選型是個技術活，如果選擇不當，可能會使變頻器炸機損壞，嚴重則會影響工廠的正常生產，所以科學合理地選擇變頻器是至關重要的。下面羅列了變頻器造型的幾大原則，供終端用戶參考。

1、專業人做專業事

變頻器選型最好由廠家的技術工程師根據現場的實際情況來定，不僅選型準確，而且有利于后期的調試、安裝及售后服務。

2、負載設備功能要求

根據現場實際的工況需求（啟動轉矩、響應速度、調速精度等），考慮是選擇通用變頻器、矢量變頻器還是專用變頻器，是選擇重載還是輕載。

3、交流電機工作電流

變頻器選型要以電機的實際工作電流來確定功率。一般情況下，對于風機、泵類負載，電機的額定電流也可作為變頻器選型的依據。對于電機有可能超負荷運行的情況，變頻器選型通常需要放大一檔使用。

4、現場安裝環境

對于現場有金屬導電性粉塵，或者工作環境溫度過高時，變頻器選型需要慎重。這時需要有專門的空間放置變頻器，而且風扇散熱功能要好，以此確定變頻器選型是掛機、柜機還是工變頻一體機。

變頻器選型之外圍設備

變頻器選型完成后，還要根據現場的實際情況考慮是否需要配置其它外圍設備。變頻器選型的外圍設備主要有斷路器、電抗器、接觸器、制動電阻等。

1、斷路器

斷路器可方便地控制電路的斷電和閉合。主要用于當變頻系統出再逆電流、過流、短路和欠壓時自動斷開電源，起到隔離作用，保護電源。

2、電擾器

電抗器是變頻選型時常用的外圍設備。當變頻器與電機距離太長，或者變頻器與電源距離太近時，為改善功率因數，使輸入中的浪涌電流降到最低，在變頻器選型過程中必須添加直流電抗器或交流電抗器。

3、接觸器

接觸器分為輸入接觸器和輸出接觸器。當變頻系統某一部件發生故障時，自動切斷電源，防止遠距離接通燒壞設備。

4、制動電阻

當通用變頻器應用于數控機床、升降機等慣性負載，變頻器選型需要使用制動電阻，將變頻系統中產生的多余能量消耗掉。

變頻器40個疑問匯總解釋

01

變頻器

變頻器是利用電力半導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，能實現對交流異步電機的軟起動、變頻調速、提高運轉精度、改變功率因數、過流/過壓/過載保護等功能。

02

PWM和PAM的不同點

PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調制)縮寫，按一定規律改變脈沖列的脈沖寬度，以調節輸出量和波形的一種調制方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脈沖幅值調制) 縮寫，是按一定規律改變脈沖列的脈沖幅度，以調節輸出量值和波形的一種調制方式。

03

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。

04

為什么變頻器的電壓與頻率成比例的改變?

任何電動機的電磁轉矩都是電流和磁通相互作用的結果，電流是不允許超過額定值的，否則將引起電動機的發熱。因此，如果磁通減小，電磁轉矩也必減小，導致帶載能力降低。

由公式E=4.44*K*F*N*Φ 可以看出，在變頻調速時，電動機的磁路隨著運行頻率fX是在相當大的范圍內變化，它極容易使電動機的磁路嚴重飽和，導致勵磁電流的波形嚴重畸變，產生峰值很高的尖峰電流。

因此，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象的產生。這種控制方式多用于風機、泵類節能型變頻器。

05

電動機使用工頻電源驅動時，電壓下降則電流增加;對于變頻器驅動，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，但在轉矩一定的條件下,電流幾乎不變。

06

采用變頻器運轉時，電機的起動電流、起動轉矩怎樣?

采用變頻器運轉，隨著電機的加速相應提高頻率和電壓，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據機種不同，為125%~200%)。用工頻電源直接起動時，起動電流為額定電流6~7倍，因此，將產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，起動轉矩為70%~120%額定轉矩;對于帶有轉矩自動增強功能的變頻器，起動轉矩為100%以上，可以帶全負載起動。

07

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的比例關系是考慮了電機特性而預先決定的，通常在控制器的存儲裝置(ROM)中存有幾種特性，可以用開關或標度盤進行選擇。

08

按比例地改V和f時，電機的轉矩如何變化?

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，將造成在低速下產生地轉矩有減小的傾向。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矩,這種補償稱增強起動。可以采用各種方法實現，有自動進行的方法、選擇V/f模式或調整電位器等方法。

09

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，但根據電機溫升和起動轉矩的大小等條件，最低使用頻率取6Hz左右，此時電動機可輸出額定轉矩而不會引起嚴重的發熱問題。變頻器實際輸出頻率(起動頻率)根據機種為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，在高速下要求相同轉矩時11、所謂開環是什么意思?

給所使用的電機裝置設速度檢出器(PG)，將實際轉速反饋給控制裝置進行控制的，稱為“閉環 ”，不用PG運轉的就叫作“開環”。通用變頻器多為開環方式，也有的機種利用選件可進行PG反饋.無速度傳感器閉環控制方式是根據建立的數學模型根據磁通推算電機的實際速度，相當于用一個虛擬的速度傳感器形成閉環控制。

12

實際轉速對于給定速度有偏差時如何辦?

開環時，變頻器即使輸出給定頻率，電機在帶負載運行時，電機的轉速在額定轉差率的范圍內(1%~5%)變動。對于要求調速精度比較高，即使負載變動也要求在近于給定速度下運轉的場合，可采用具有PG反饋功能的變頻器(選用件)。

13

如果用帶有PG的電機，進行反饋后速度精度能提高嗎?

具有PG反饋功能的變頻器，精度有提高。但速度精度的值取決于PG本身的精度和變頻器輸出頻率的分辨率。

14

失速防止功能是什么意思?

如果給定的加速時間過短，變頻器的輸出頻率變化遠遠超過轉速(電角頻率)的變化，變頻器將因流過過電流而跳閘，運轉停止，這就叫作失速。為了防止失速使電機繼續運轉，就要檢出電流的大小進行頻率控制。當加速電流過大時適當放慢加速速率。減速時也是如此。兩者結合起來就是失速功能。

15

有加速時間與減速時間可以分別給定的機種，和加減速時間共同給定的機種，這有什么意義?

加減速可以分別給定的機種，對于短時間加速、緩慢減速場合，或者對于小型機床需要嚴格給定生產節拍時間的場合是適宜的，但對于風機傳動等場合，加減速時間都較長，加速時間和減速時間可以共同給定。

161

什么是再生制動?

電動機在運轉中如果降低指令頻率，則電動機變為異步發電機狀態運行，作為制動器而工作，這就叫作再生(電氣)制動。

17

是否能得到更大的制動力?

從電機再生出來的能量貯積在變頻器的濾波電容器中，由于電容器的容量和耐壓的關系，通用變頻器的再生制動力約為額定轉矩的10%~20%。如采用選用件制動單元，可以達到50%~100%。

18

請說明變頻器的保護功能?

保護功能可分為以下兩類：

(1)檢知異常狀態后自動地進行修正動作，如過電流失速防止，再生過電壓失速防止。

(2)檢知異常后封鎖電力半導體器件PWM控制信號，使電機自動停車。如過電流切斷、再生過電壓切斷、半導體冷卻風扇過熱和瞬時停電保護等。

19

為什么用離合器連接負載時，變頻器的保護功能就動作?

用離合器連接負載時，在連接的瞬間，電機從空載狀態向轉差率大的區域急劇變化，流過的大電流導致變頻器過電流跳閘，不能運轉。

20

在同一工廠內大型電機一起動，運轉中變頻器就停止，這是為什么?

電機起動時將流過和容量相對應的起動電流，電機定子側的變壓器產生電壓降，電機容量大時此壓降影響也大，連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷，因而有時保護功能(IPE)動作，造成停止運轉。

21

什么是變頻分辨率?有什么意義?

對于數字控制的變頻器，即使頻率指令為模擬信號，輸出頻率也是有級給定。這個級差的最小單位就稱為變頻分辨率。變頻分辨率通常取值為0.015~0.5Hz.例如，分辨率為0.5Hz，那么23Hz的上面可變為23.5、24.0 Hz，因此電機的動作也是有級的跟隨。這樣對于像連續卷取控制的用途就造成問題。在這種情況下，如果分辨率為0.015Hz左右，對于4級電機1個級差為1r/min 以下，也可充分適應。另外，有的機種給定分辨率與輸出分辨率不相同。

22

裝設變頻器時安裝方向是否有限制

變頻器內部和背面的結構考慮了冷卻效果的，上下的關系對通風也是重要的，因此，對于單元型在盤內、掛在墻上的都取縱向位，盡可能垂直安裝。

23

不采用軟起動，將電機直接投入到某固定頻率的變頻器時是否可以?

在很低的頻率下是可以的，但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動的條件相近。將流過大的起動電流(6~7倍額定電流)，由于變頻器切斷過電流，電機不能起動。

24

電機超過60Hz運轉時應注意什么問題?

超過60Hz運轉時應注意以下事項：

(1)機械和裝置在該速下運轉要充分可能(機械強度、噪聲、振動等)。

(2)電機進入恒功率輸出范圍，其輸出轉矩要能夠維持工作(風機、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加，所以轉速少許升高時也要注意)。

(3)產生軸承的壽命問題，要充分加以考慮。

(4)對于中容量以上的電機特別是2極電機，在60Hz以上運轉時要與廠家仔細商討。

根據減速機的結構和潤滑方式不同，需要注意若干問題。在齒輪的結構上通常可考慮70~80Hz為最大極限，采用油潤滑時，在低速下連續運轉關系到齒輪的損壞等。

25

變頻器能用來驅動單相電機嗎?可以使用單相電源嗎?

基本上不能用。對于調速器開關起動式的單相電機，在工作點以下的調速范圍時將燒毀輔助繞組;對于電容起動或電容運轉方式的，將誘發電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相，但對于小容量的，也有用單相電源運轉的機種。

26

變頻器本身消耗的功率有多少?

它與變頻器的機種、運行狀態、使用頻率等有關，但要回答很困難。不過在60Hz以下的變頻器效率大約為94%~96%，據此可推算損耗，但內藏再生制動式(FR-K)變頻器，如果把制動時的損耗也考慮進去，功率消耗將變大，對于操作盤設計等必須注意。

27

為什么不能在6~60Hz全區域連續運轉使用?

一般電機利用裝在軸上的外扇或轉子端環上的葉片進行冷卻，若速度降低則冷卻效果下降，因而不能承受與高速運轉相同的發熱，必須降低在低速下的負載轉矩，或采用容量大的變頻器與電機組合，或采用專用電機。

28

使用帶制動器的電機時應注意什么?

制動器勵磁回路電源應取自變頻器的輸入側。如果變頻器正在輸出功率時制動器動作，將造成過電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動器動作。

29

想用變頻器傳動帶有改善功率因數用電容器的電機，電機卻不動。

變頻器的電流流入改善功率因數用的電容器，由于其充電電流造成變頻器過電流(OCT),所以不能起動，作為對策，請將電容器拆除后運轉，至于改善功率因數，在變頻器的輸入側接入AC電抗器是有效的。

30

變頻器的壽命有多久?

變頻器雖為靜止裝置，但也有像濾波電容器、冷卻風扇那樣的消耗器件，如果對它們進行定期的維護，可望有10年以上的壽命。

31

變頻器內藏有冷卻風扇，風的方向如何?風扇若是壞了會怎樣?

對于小容量也有無冷卻風扇的機種。有風扇的機種，風的方向是從下向上，所以裝設變頻器的地方，上、下部不要放置妨礙吸、排氣的機械器材。還有，變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風扇發生故障時，由電扇停止檢測或冷卻風扇上的過熱檢測進行保護。

32

濾波電容器為消耗品，那么怎樣判斷它的壽命?

作為濾波電容器使用的電容器，其靜電容量隨著時間的推移而緩緩減少，定期地測量靜電容量，以達到產品額定容量的85%時為基準來判斷壽命。

33

裝設變頻器時安裝方向是否有限制。

應基本收藏在盤內，問題是采用全封閉結構的盤外形尺寸大，占用空間大，成本比較高。其措施有：

(1)盤的設計要針對實際裝置所需要的散熱;

(2)利用鋁散熱片、翼片冷卻劑等增加冷卻面積;

34

變頻器直流電抗器的作用是什么?

減小輸入電流的高次諧波干擾，提高輸入電源的功率因數。

35

變頻器附件正弦濾波器有什么作用?

正弦濾波器允許變頻器使用較長的電機電纜運行，也適用于在變頻器與電機之間有中間變壓器的回路。

36

變頻器的給定電位器的電阻值多大?

變頻器的給定電位器的阻值一般為1KΩ至10KΩ。

37

變頻器有哪些干擾方式及一般如何處理?

1. 傳播方式：

(1)輻射干擾;

(2)傳導干擾

1. 抗干擾措施：對于通過輻射方式傳播的干擾信號，主要通過布線以及對放射源和對被干擾的線路進行屏蔽的方式來削弱。對于通過線路傳播的干擾信號，主要通過在變頻器輸入輸出側加裝濾波器，電抗器或磁環等方式來處理。具體方法及注意事項如下：

(1)信號線與動力線要垂直交叉或分槽布線。

(2)不要采用不同金屬的導線相互連接。

(3)屏蔽管(層)應可靠接地，并保證整個長度上連續可靠接地。

(4)信號電路中要使用雙絞線屏蔽電纜。

(5)屏蔽層接地點盡量遠離變頻器，并與變頻器接地點分開。

(6)磁環可以在變頻器輸入電源線和輸出線上使用，具體方法為：輸入線一起朝同一方向繞4圈，而輸出線朝同一方向繞3圈即可。繞線時需注意，盡量將磁環靠近變頻器。

(7)一般對被干擾設備儀器，均可采取屏蔽及其它抗干擾措施。

38

想提高原有輸送帶的速度，以80Hz運轉，變頻器的容量該怎樣選擇?

輸送帶消耗的功率與轉速成正比，因此若想以80HZ運行，變頻器和電機的功率都要按照比例增加為80HZ/50HZ,即提高60%容量。

39

采用PWM和VVC+的區別是什么?

在VVC中，控制電路用一個數學模型來計算電機負載變化時的最佳的電機勵磁，并對負載加以補償。此外集成于ASIC電路上的同步60°PWM方法決定了逆變器半導體器件(IGBTS)的最佳開關時間。

40

為什么變頻器不能用作變頻電源?

變頻電源的整個電路由交流一直流一交流一濾波等部分構成，因此它輸出的電壓和電流波形均為純正的正弦波,非常接近理想的交流供電電源。可以輸出世界任何國家的電網電壓和頻率。而變頻器是由交流一直流一交流(調制波)等電路構成的,變頻器標準叫法應為變頻調速器。其輸出電壓的波形為脈沖方波,且諧波成分多,電壓和頻率同時按比例變化,不可分別調整,不符合交流電源的要求。原則上不能做供電電源的使用,一般僅用于三相異步電機的調速。