变频调速技术常见问题解答.ppt

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1、变频调速技术的常见问答 工控网用户名：LTTL1314 笔名：蓝海华腾 E-MAIL：LTTL2008126.C0M 2008-12-01 变频器调速技术的常见问答 1-第1至第21问为电机传动技术常 见问答 2-第21至第39问为变频调速技术常 见问答 01-电机的防护等级是什么意思？ n举例来说，ip23的电机指电机能够防止大于12mm的固 体物体侵入，防止人的手指接触到内部的零件防止中等 尺寸（直径大12mm）的外物侵入。能够防止喷洒的水 侵入 ，或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的 水进入造成损害。 nIP（INTERNATIONAL PROTECTION）防护等级系统 是由IE

2、C（INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）所起草。将电机依其防尘防湿气之特 性加以分级。这里所指的外物含工具，人的手指等均不 可接触到电机内之带电部分，以免触电。IP防护等级是 由两个数字所组成，第1个数字表示电机离尘、防止外 物侵入的等级，第2个数字表示电机防湿气、防水侵入 的密闭程度，娄字越大表示其防护等级越高。 02-什么样的电机是交流变频电机啊？ n简单点说就是交流电机的控制中使用了 变频技术。交流变频电机实际上是一种 靠调节交流电频率来调速的电机,调整交 流电频率要靠变频器,电机本身不会变频 ,在很多要求不高的场合就是拿普通电机 加变频器

3、调速当交流变频电机使用. 03-大功率电机都有一个减速机， 减速机在这里的作用？ n减速机的用途可简略归纳一下： 1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比 例按电机输出乘减速笔，但要注意不能 超出减速箱额定扭矩。 2）减速同时降低了负载的惯量，惯量的 减少为减速比的平方。大家可以看一下 一般电机都有一个惯量数据。 04-解答一下电机起动时转速慢的 原因？ n如果仅仅是起动时转速慢，起动后正常 。可能是起动电容不匹配、或者是电机 设计本来就是这样的（根据场所设计） n还有可能就是负载阻力过大等因素造成 的起动时间过长。 n如果起动后转速还慢，可能是问题可能 是电压不足、电容不匹配、转动阻力大 等。

4、05-绕线型异步电机转子集电环的 电刷怎样选择？ n主要根据电刷的工作条件是否满足电流 密度（A/cm2）和集电环园周边缘的线速 度（m/s）来确定。确定公式：电刷载 流量（A）=电刷电流密度（A/cm2）电 刷宽度L（cm）电刷厚度b（cm）电 机转子额定电流（A）；集电环园周边 缘的线速度（m/s）=电动机额定转速（ r/m）/60（s）集电环周长（m）电 刷适用的规定范围（m/s）。 06-请教60HZ的电机放在50HZ的电 源上用，需要注意什么？ n这是由于电机的电流频率低于设计频率 ，要使其转动中产生的空载反电动势减 小、空载电流增大，对电机造成损坏， 因此就要求其空载电压降低了。

5、n在变频调速技术中，电动机的频率和定 子电压是同时改变的。即是频率下降， 电压也要同时下降，电动机才不会过流 ，才会得到理想的运行效果。 07-同样的电机50HZ的电机和60HZ 的电机电阻一样吗？ n如果输出功率一样则电阻是一样的。 nPe=Ea*U*sin/Xe (写的字母不太一样) Pe为发电机电磁功率，忽略定子电阻，电磁功 率等于发电机有功功率 nEa为发电机电动势；QDrAG U为无穷大系统母线电压 为Ea与U的夹角，称为功角。 *D8bx9X#f|,lQ6+J Xe为包括发电机电抗在内的发电机到无穷大系 统母线的总电抗 08-调速电机能频繁起动吗？ n调速电动机能频繁启动，我们公司

6、做调 试用的电机都是调速电机，经常这样频 繁启动，也没出现过怎么问题。不过能 尽量减少频繁启动当然是最好了。不管 怎么电机频繁启动次数多，对电机都会 有损害。 09-请教高手怎么才能知道电机是 /Y接法？ n星形接法是三相绕组一端相连，另一端分别接 三相电源，形状像字母“Y”；三角接法是三 相绕组首尾相连，形成一个“”形，三角形 的顶端再接三相电源。 n它们的相电压不同，一般星形接法的电机额定 电压是220V，三角接法的额定电压是380V。 接法在接线盒的盖板内外侧一般都会有标明， 不同的接法对应不同的电源电压。 10-请教电机的极数对其选用有何 影响？ n电机的极对数越多，电机的转速就越低，

7、但它 的扭距就越大；在选用电机时，您要考虑负载 需要多大的起动扭距，比如象带负载起动的就 比空载起动的需要扭距就大，如果是大功率大 负载起动，还要考虑降压启动（或星三角启动 ）；至于在决定了电机极对数后和负载的转速 匹配问题，则可考虑用不同直径的皮带轮来传 动或用变速齿轮（齿轮箱）来匹配。如果由于 决定了电机极对数后经过皮带或齿轮传动后达 不到负载的功率要求，那就要考虑电机的使用 功率问题了。 11-请教什么是串激电机，具体原 理是什么？ n串激（串励）电机就是定子绕组和转子绕组串联的。 n工作原理：在交流电源供电时，产生旋转力矩的原理，仍可以用 直流电动机的运转原理来解释。当导体中通有电流时

8、，在导体的 周围产生磁场，其磁力线的方向取决于电流方向。将通电的导体 放入磁场中，这磁场与通电导体所产生的磁场相互作用，将使此 导体受到一个作用力F，并因此而产生运动，导体会从磁力线密 的地方向磁力线稀的方向移动，当将由两个互相相对的导体组成 的线圈放入磁场时，线圈的两个边也受到了作用力，此二力的方 向相反，产生力矩。当线圈在磁场中转动时，相应的二个线圈边 ，从一个磁极下转到另一个磁极下时，此时由于磁场极性有了改 变，将使导体受到的作用力的方向改变，也使转矩的方向改变， 从而使线圈向反方向转动，于是线圈只能绕中心轴来回摆动。 12-一台额定电流为12A的潜水泵，启动电流最大 达到了87A，此时

9、就会引发上游开关热磁保护动 作跳闸？ n起动电流的瞬时值与负载无关，即使泵叶卡涩也不应 该造成起动电流瞬时值的最大值变化。若果真泵叶卡 涩，只会造成起动电流持续时间较长，降不下来（这 倒可能造成上游开关热磁保护动作跳闸）。 n起动电流最大值偏大的原因还可能三相绕组的某一相 部分断线（若绕组采用双线并绕的话）。可以采用双 臂电桥测量三相绕组的直流电阻值，若发现偏差较大 ，应该怀疑某一相部分断线（电阻值较大的相断线） 。 此外，还应该注意该电机是否并联有改善功率因数的 电容器，若电容性能变差，也会造成起动电流值偏大 的现象。 13-怎么样判断三相异步电机的好坏？ n总结一下如何判定三相异步电机线圈

10、的好坏,要用什么仪表检查: 1.兆欧表 ；可用于电机相间和相对地间的绝缘电阻测量,并且 不可小于0.5兆欧. 2.万用表；用于检查电机线圈通断的测量. 3.单臂电桥 ；精确测量线圈电阻,可以知道每相线圈的电阻是 否接近,特别是对重新绕制后 n电动机的故障无非就是两大块：机械和电气。 n机械方面有： 1、轴承是否缺油或者损坏， 2、端盖是否“跑外套”，轴承是否“跑内套”？ n电气方面的主要有： 1、绝缘电阻是否合格？ 2、三相直流电阻是否合格？用双臂电桥测量。 3、转子是否断条？电动机的直流电阻是判断电动机的重要依据。 14-请问零线上面可以加断路器和 熔断器吗？ n1、只有单相电路时，可以加断

11、路器，即 零线火线可以进开关，进熔断器； n2、三相电路，零线切忌进断路器、进开 关、进熔断器。 15-请问电机软起动器是否能节能 ? n软启动节能效果有限，但可以减少启动 对电网的冲击，也可以实现平滑启动， 保护电机机组。 n根据能量守恒理论,由于加入了相对复杂 的控制电路,软启动不但不节能,还会加 大能量的消耗,但它可以减小电路的启动 电流,起到了保护的作用。 16-请教电机的过载和短路之间有 什么联系吗? n电机的过载有两种： 1.是机械负荷过载，是带动的负荷超过额 定值或者传动系统有卡阻现象的过载， 这和短路是没有什么关系的。 2.是负荷正常，电机电流过载，这就可能 是电机绕组有局部对

12、地、匝间之间的短 路现象。 17-使用100KVA变压器供给总功率 300kw电器（最大为37kw ）够用不？ n100KVA的变压器能带多大的负载?看了下面的 计算公式就知道了 nP=容量*功率因数*80100*0.9*80%=72KW 一般超负荷20%运行1小时是允许的，所以够用 。 n主要看总电流超没超，100KVA的变压器高压电 流是5.8A，低压电流是150A，即便偶尔的超也 不要紧，主要看温升别超过55度。温升等于实 际温度减去环境温度。 18-请问如何测量电机的绝缘电阻？ n如果是三相交流电机，测量电机三相绕组的相间和对地的绝缘电 阻。 如果是直流电机，测量电机电枢绕组对地，串激

13、绕组对地，他激 绕组对地，串激绕组对他激绕组。 按被测电机电压等级选择相应的摇表。 测量步骤: -断开电源 -对地放电 -如果是三相交流电机打开中心点（如果可以） -如果是直流电机，提起电刷。 -用摇表分别检测相间和对地绝缘电阻 -对地放电 -恢复线路 -记录绝缘电阻，及环境温度在案 19-请教什么是无刷无环起动器？ n无刷无环起动器是一种克服了绕线式异步电动 机装有滑环、碳刷和复杂的起动装置等缺点， 而保留了绕线电机起动电流小，起动转矩大等 优点的起动设备。凡原来采用电阻起动器、电 抗器、频敏变阻器、液体变阻起动器、软起动 器起动的 JR、JZR、YR、YZR 三相绕线转子 交流异步电动机

14、(变速、装有进相机的除外） 均可选用“无刷无环起动器”来更新换代。 20-发电机功率计算的公式怎么算？ n发电机额定功率电压电流 即(P=UI) n电机铭牌一般标为24V或12V，因此有的客户计 算电压时，所用公司为24(12) 电流，所算 出的功率与我公司所说的相差很大。实际上， 24V或12V是国家规定的车辆系统标称电压，但 发电机的工作电压要高于电瓶电压，以便向电 瓶充电，所以实际工作电压分别为28V或14V。 因此，电机功率应为其工作电压电流，即 28(14) 电流。 例如：JFB271C其铭牌标称为24V 70A，其功 率应为28V70A1960W，一般也称为2000W电 机。 21

15、-感应电动机启动时为什么电流 大？而启动后电流会变小？ n当感应电动机处在停止状态时，从电磁的角度看，就象变压器， 接到电源去的定子绕组相当于变压器的一次线圈，成闭路的转子 绕组相当于变压器被短路的二次线圈；定子绕组和转子绕组间无 电的的联系，只有磁的联系，磁通经定子、气隙、转子铁芯成闭 路。当合闸瞬间，转子因惯性还未转起来，旋转磁场以最大的切 割速度同步转速切割转子绕组，使转子绕组感应起可能达到 的最高的电势，因而，在转子导体中流过很大的电流，这个电流 产生抵消定子磁场的磁能，就象变压器二次磁通要抵消一次磁通 的作用一样。 n定子方面为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通，遂自动增 加电流。

16、因为此时转子的电流很大，故定子电流也增得很大，甚 至高达额定电流的47倍，这就是启动电流大的缘由。 n启动后电流为什么小：随着电动机转速增高，定子磁场切割转子 导体的速度减小，转子导体中感应电势减小，转子导体中的电流 也减小，于是定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通的影响 的那部分电流也减小，所以定子电流就从大到小，直到正常。 22-一台塑胶挤出设备,是由安川变频器控制电机 ，已有一年多,目前每运行一个小时，变频器就 显示马达过载，该故障是电机问题还是变频的问 题？ n这个问题,在没有确定的情况下两者都有可能 ： 1.电机也有可能由于使用时间长了，磨损耗大后 运行电流也大，或者厂家塑胶挤的原

17、料没有炼 好或质量不合格，而造成过载。 2.变频器也由于使用了一年多，功率板上电流检 测电路有故障，或传感器损坏等，可以调整一 下加速时间也有用。改善一下工作环境也是一 个办法，如清理灰尘，工作温度。 23-变压器能作为变频器的负载吗？ n从原理上讲应该是可以的，但在实际中却不实 用，变频器就是不用变压器升压，也应该有可 用于380V以上电路的品种的，如果要更高电压 的，那也有直接用220V或380V直接变频再用倍 压方式取得高压的电路可以采用。变频器主要 用于负载驱动（如电动机），很少用于电源变 频的，而变频器的功能远远不仅限于变频本身 ，还有很多的附加功能，如各类的保护等，如 果用变频器来

18、获得变频电源，从经济的角度考 虑是不可取的，建议采用其他变频电路。 24-变频器能否调至1Hz吗，最高 可以调多少HZ使用？ n有的品牌变频器最低频率可以调至0.1HZ,最高 频率可以调至3000HZ. n如果变频器用在一般的交流异步电机上，变频 器调至1Hz时已经接近直流，是绝对不可以的 ，电机将运行在变频器限制内的最大电流下工 作，电机将会发热严重，很有可能烧毁电机。 如果超过50Hz运行会增大电机的铁损，对电机 也是不利的，一般最好不要超过60Hz，（短时 间内超过是允许的）否则也会影响电机使用寿 命。 25-变频器的频率调节为什么调节电阻 能改变频率？ n变频器的频率调节电阻是用来把变

19、频器 的10V基准电压进行比例分压，然后送回 变频器的主控板。变频器主控板再把电 阻送回来的电压进行模数转换读取数据 ，然后再换算成额定频率的比例值输出 当前频率，因此调整电阻值即可以调整 变频器的频率。 26-变频器能对电机电流解耦吗？ n变频能解耦吗？不能！但它只要输出的 频率f、同步转速n1使得转差率保持在稳 定区或者额定转差率Se，就等于对电机 电流解耦，因为转子功率因数此时是1， 转子电流就是大家要解耦的要控制的转 矩电流！变频器是异步电机的调速装置 ，它不可能超越异步电机的机械特性而 进行所谓的任何控制！ 27-请教载波频率对变频器及电机 的影响？ n载波频率对变频器输出电流有影响

20、 （1）运行频率越高，则电压波的占空比越大，电流高次 谐波成份越小，即载波频率越高，电流波形的平滑性 越好； （2）载波频率越高，变频器允许输出的电流越小； （3）载波频率越高，布线电容的容抗越小（因为 Xc=1/2fC），由高频脉冲引起的漏电流越大。 n载波频率对电机的影响 载波频率越高，电机的振动越小，运行噪音越小，电 机发热也越少。但载波频率越高，谐波电流的频率也 越高，电机定子的集肤效应也越严重，电机损耗越大 ，输出功率越小。 28-为什么变频器不能用作变频电源？ n变频电源的整个电路由交流一直流一交流一滤 波等部分构成，因此它输出的电压和电流波形 均为纯正的正弦波,非常接近理想的交流

21、供电 电源。可以输出世界任何国家的电网电压和频 率。 n而变频器是由交流一直流一交流（调制波）等 电路构成的,变频器标准叫法应为变频调速器 。其输出电压的波形为脉冲方波,且谐波成分 多,电压和频率同时按比例变化,不可分别调整 ,不符合交流电源的要求。原则上不能做供电 电源的使用,一般仅用于三相异步电机的调速 。 29-使用变频器时，电机温升为什 么比工频时高呢？ n因为变频器输出电压波形不是正弦波， 而是畸形波，在额定扭矩下的电机电流 比工频时要多出约10%左右，所以温升比 工频时略有提高。 n另外还有一点：当电机转速降低的时候 ，电机散热风扇速度不够，电机温升会 高一些。 30-为什么漏电断

22、路器在使用变频 器时易跳闸呢？ n这是因为变频器的输出波形含有高次谐 波，而电机及变频器与电机间的电缆会 产生泄漏电流，该泄漏电流比工频驱动 电机时大了许多，所以产生该现象。 n变频器操作输出侧的漏电流大约为工频 操作时的3倍多，外加电动机等漏电流， 选择漏电保护器的动作电流应该大于工 频时漏电流的10倍。 31-请教变频器输出端为什么要加 输出电抗器，它作用是什么？ n变频器输出端增加输出电抗器，是为了增加变 频器到电动机的导线距离，输出电抗器可以有 效抑制变频器的IGBT开关时产生的瞬间高电压 ，减少此电压对电缆绝缘和电机的不良影响。 n电抗器的主要作用：是用以限制电机连接电缆 的容性充电

23、电流及使电机绕组上的电压上升率 限制在540V/s以内，它还用于钝化变频器输 出电压（开关频率）的陡度，减少逆变器中的 功率元件（如IGBT）的扰动和冲击。 32-变频空调是否省电节能？ n变频空调能省电: n1 能减少起动电流,减少对电网的冲击，延长压缩机 的使用寿命, 实现节能降耗.试想以下一个小区内只 用一台电源变压器，夏天都在用空调一旦变压器过负 荷调闸，再次合闸好合吗？如都用变频空调就好合的 多了 n2 当室内温度降低的时候自动降低频率即降低压缩机 转速,同时空调内的电子膨胀阀自动关小保持室外机 散热器的温度,使散热器对外的传热温差不变，即保 持空调的能效比不变，始终工作在较高的效率

24、下，最 终达到热平衡，即室外传进室内的热量等于空调打往 室外的热量。而普通空调随着室内空气温度的降低， 室外机散热器工作温度也降低，此时传热温差减少散 热效果变差，此时空调的能小比降低，不能保持空调 始终工作在较高的效率下。 33-一台变频器拖多台电机，应该 注意什么？ n1.可以一拖多，但必须是用在平移机构. n2.控制方式必须为v/f,不能用矢量控制. n3.变频器容量应=电机容量，具体放多 大容量视负载特性而定. n4.每台电机应加热保护. 34-我要做电机变频调速实验，普通电机可 以实现变频调速吗？还是必须买变频电机 ？ n要做电机变频调速实验用普通的交流电机就行 . n直流电机也可以

25、实现变频，例如现在的直流变 频空调：其把工频交流电转换为直流电源，并 送至功率模块，模块受微电脑送来的控制信号 控制，和交流变频所不同的是模块输出受控的 直流电源送至压缩机的直流电机，控制压缩机 的排量，从而实现“变频调速”。 35-电机加上变频调速器后有嗡嗡 声是怎么回事？ n所说的“嗡”的声音，那是因为变频器输出波形载波频 率引起的，通常如果你用的变频器是固定载波的话，此 时电机发出的是尖叫,对人耳刺激比较大，那你可以通过 调节载波频率(变频器技术手册功能表里有这个功能参数 )。载波频率越高声音越小，但载波越高的话此时电机就 越容易发热。所以要根据发热程序和发出的声音一起考 虑你所使用的载

26、波频率，一般出厂时都是在额定电流下 最合适的载波频率，一般情况下你不需要去改动他! n而如果变频器用的是随机载波的话，那电机发出的“嗡“ 的声音将比较柔和，但声音一般会比固定载波的声音要 好听点。呵呵(更容易让人接受)，如果你不会接受的话, 或者说你想静音运行的话，你也可以把载波频率向上调 ，调到满意为止。 36-变频器单相220v能变出三相 380v吗？ n是不可以的。变频器本身是不能升压的 ，更不能从单相220v变出三相380v。从 理论上这是可行的，用变压器将单相 220V升高为380V，然后单相380V转换为 三相380V。 37-交流伺服电机可以用变频器控 制吗？ n由于变频器和伺服

27、在性能和功能上的不同，应用也不大相同，所 以是不可以的： n1、在速度控制和力矩控制的场合要求不是很高的一般用变频器 ，也有在上位加位置反馈信号构成闭环用变频进行位置控制的， 精度和响应都不高。现有些变频也接受脉冲序列信号控制速度的 ，但好象不能直接控制位置。 n2、在有严格位置控制要求的场合中只能用伺服来实现，还有就 是伺服的响应速度远远大于变频，有些对速度的精度和响应要求 高的场合也用伺服控制，能用变频控制的运动的场合几乎都能用 伺服取代。 n关键是两点：一是价格伺服远远高于变频，二是功率的原因：变 频最大的能做到几百KW，甚至更高，伺服最大就几十KW。伺服的 基本概念是准确、精确、快速定

28、位。变频是伺服控制的一个必须 的内部环节，伺服驱动器中同样存在变频（要进行无级调速）。 38-采用变频器运转时，电机的起 动电流、起动转矩怎样？ n采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频 率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以 下(根据机种不同，为125%200%)。用工频电 源直接起动时，起动电流为67倍，因此，将 产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以 平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定 电流的1.21.5倍，起动转矩为70%120%额定 转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器， 起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。 39-变频调速在什么行业上应用? 有什么好处?

29、n变频调速在什么上应用? 对有调速要求的转动机械上都能应用 n有什么好处? 在变频调速实现之前（理论上早已实现，但是真正实 现是在电力电子器件发明之后）传统调速采用直流， 直流调速的缺点是： 1。直流电机结构复杂，维护成本高 2。由于换向器的存在，直流电机功率已经没有多少 上升空间。 因此变频调速的好处在于： 1。可以使交流电机得到比直流调速一样优异的调速 性能 2。交流鼠笼式异步电机维护简单方便 3。交流电机功率不存在换向器的限制 不懈追求完美，创新永无止境 本幻灯片主要总结归纳了自动化技术、 机械传动技术、变频器技术人员提出来 的问题，主要介绍了如何解决和处理这 些常见的问题，全部采用问答形式。希 望能提供给大家参考与学习。 如有错误之处，欢迎您指正！