下面是小编为大家整理的《变频器论文范文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！【摘要】随着变频器在工厂应用中的普及，变频器故障诊断技术日益重要。文章介绍了变频器常见出现故障以及处理方法。为工程技术人员在处理变频器故障时提供依据。【关键词】变频器;故障分析;故障诊断1、引言变频器与电动机构成的调速传动系统进入实用化阶段已经有近20年的历史。
第一篇：变频器论文范文
以富士变频器为例分析变频器低频运行问题解决方案
摘 要变频器低频运行是一种普遍存在的现象,且在此状态下运行性能不够理想,并表现出电机过热、噪声过大等外在表现,影响品质指标,本文针对此问题进行了变频器低频特性的分析,并提出优化策略,并以富士变频器为例进行说明。
关键词变频器;低频运行;解决方案
变频器(Variable-frequency Drive),是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。
变频器在家电产品中应用广泛。主要应用于家电产品的电机,例如空调等。
1变频器低频特性分析
在生活中,我们也时常发现变频器运行在低频区域时,其性能也会受到影响。主要表现为低频启动时启动转矩減小,造成系统启动困难甚至无法启动。还会引起电动机发热,噪声加大,电动机抖动等现象。
2变频器低频运行中优化策略
目前,针对于变频器低频运转中出现的问题,主要有以下几种优化策略:1)启动转距的提升; 2)革新低频转距脉动; 3)圆周PWM方法降低转距脉动。
3以富士G7.G9.变频器低频输出抖动分析为例
富士变频器全称为“富士交流变频调速器”,主要用于三相异步交流电机,用于控制和调节电机速度。当电机的工作电流频率低于50Hz的时候,会节省电能,因此变频器是国家号召提倡推广的节能产品之一。
富士变频器采用转矩矢量控制,改善驱动控制性能“矢量控制”是迄今所知的感应电动机最好的高性能控制方法。富士电机新开发的转矩矢量控制是将“矢量控制”概念应用于通用电机的一种控制方式,即在各种运行条件下,为了使电机能最大限度地输出转矩,对应负载状态计算转矩,最适当地控制电压、电流矢量。结果,确立了“高性能转矩计算功能”,特别是大大提高了低速领域的计算精度和速度。随着节能的普及和工业自动化的推广,变频器的使用越来越多,每年在中国有上百亿的销售额。富士变频器是世界知名的变频器之一,由富士电机株式会社生产,在世界各地占有率比较高。
以下是一个有关富士变频器的故障描述:富士变频器在低频启动时震动大,有时电机左右摆动,转不起来。到一个稳定的频率时,测量输出电压三相之间不平衡(用指针表测量),而且相同两相之间在两表笔对掉后所测得的结果也不一样,有的相差50伏。
当富士G7.G9.变频器发生抖动时,首先要弄清楚发生问题的原因,如果是电机的问题就只有换电机。如果电机本身没有问题,只是低频运行时震动,输出电压不平衡。可以参照以下参数:
选择电压跳线 400/415V
初始化
A1-03 =2220
按MENU选择“高级程序模式”ADV
A1-00=7 语言选择 7 代表汉语
A1-01=1 用户选择参数(仅可设定/查看A2-01~32所设定的参数)
A1-02=2 无PG的矢量控制
运行模式选择:
b1-01=1 控制回路端子(模拟量输入)模拟量
b1-02=1 控制回路端子(顺控输入)开关量
b1-05=0/2 设定输入了不足最低输出频率(E1-09)的频率指令时的运行方法
=0 按照频率指令运行(E1-09为无效)
=2 按E1-9 运行(输出E1-9 的设定频率)
b1-08=0 程序模式不能运行
调整:C
C1-01=10S 频率从0 %升到100%所需时间 QUICK模式(30S)
C1-02=10S 频率从100%降到0%所需时间(30S)
C2 初始圆弧(S特性)可选
D指令:
d2-01=100% 频率上限
d2-02=10% 频率下限(与H3-03设定一致)
E 电机参数:
E1-01=400 输入电压设定
E1-04=50.0 最高输出频率
E1-5=380/400V 最高输出电压
H 端子功能选择(H1 输入端子 H2 输出端子 H3 模拟量输入 H4 多功能模拟量输出)
H1-01=24 端子S3功能选择 (外部安全回路)
H1-03=F 无用 S5功能选择(减速)
H2-01=5 M1 M2 功能选择(抱闸)要设定L4-01(抱闸临界频率)
L4-01=3~10HZ观察U1-83峰值电流(1HZ)
H3-01=0 频率指令端子A1信号电平选择 0代表0~+10伏
H3-02=100% 端子A1输入增益
H3-03=0% 端子A1 输入偏置
H4-01=2 端子FM监视选择 H4-01=2表示监视U1-02(输出频率)
H4-02=0~100% 端子FM增益(1)
H4-04=3 端子AM监视选择 H4-04=3表示监视U1-03(输出电流)
H4-05=0~100% 端子AM增益(0.5)
L保护功能
L3-04=3减速中防止失速有效(带制动电阻)
L7-01=120% 正转电动转矩极限
L7-02=-120% 反转电动转矩极限
L6-01=4 运行中常时过转矩检出/检出时切断输出(保护动作)(0)
L6-02=120% 与L7-01设定一致
L6-03=5S 过转矩/转速不足检出的检出时间(0.1S)
自学习 按MENU键选择 A TUNE 自学习模式 按DATA/ENTER 进入自学习模式
T1-00=1 电机选择
T1-01=0 旋转型自学习
T1-02= ? 电机的额定输出功率(单位为Kw )
T1-03=?V 电机额定电压
T1-04=?A 电机额定电流
T1-05=?HZ 电机额定频率
TI-06=? 电机的极数
T1-07=?电机的额定转速
参考文献
[1]韩维东.变频器低频特性分析[J].煤炭技术,2008,27(9):38-39.
[2]梳棉机给棉变频器低频特性分析及改善措施[J].国际纺织导报,2008,6:23-24,26.
作者简介
赵新胜(1978-),男,汉族,陕西西安人,中国石油长庆油田第一采气厂信息自控中心,硕士研究生,主要研究方向计算机自动化控制。
作者：赵新胜,李文国
第二篇：变频器故障诊断
【摘 要】随着变频器在工厂应用中的普及，变频器故障诊断技术日益重要。文章介绍了变频器常见出现故障以及处理方法。为工程技术人员在处理变频器故障时提供依据。
【关键词】变频器;故障分析;故障诊断
1、引言
变频器与电动机构成的调速传动系统进入实用化阶段已经有近20年的历史。近年来，随着电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，作为交流电动机主要调速方式的变频调速技术取得了日新月异的进步。变频器以其优异的控制性能和显著的节能效果在多个领域得到广泛的应用。调速系统中的核心变频器是一个复杂的电子系统，易受到电磁环境的影响而发生损坏。因此它与其它设备一样，不可避免地会经常出现各种各样的故障。然而工业系统运行过程中，生产工艺的连续性不允许系统停机，否则将意味着巨大的经济损失。特别是在一些特殊的应用场合，如自动化系统、核能和危险的化学工厂中，更不允许变频器因故障停机。
2、频器故障分析及诊断方法
变频器的主电路基本结构主要由整流电路、中间直流电路、逆变电路组成。据统计，80%的控制系统失效主要是源于元器件的故障[1]，它是变频器最易发生故障的部位。变频器一部分故障是在运行中，频繁出现自动停机现象，伴随一定的故障代码，此时查找相关说明书，按说明书指示查找原因，主要是由于变频器的运行参数不合适，外部工况不满足变频器的使用要求，控制线接线错误促使变频器产生一种保护现象。严格的说这不是真正意义上的故障。
2.1 故障分析方法
当遇到变频器发生故障时，我们要头脑清楚分清故障的类型。通过实践经验我总结了四点原则：先断后送、先外后内、先主后控、先轻后重。
所谓先断后送，就是当变频器发生故障停机时，要先切断变频器电源，仔细观察变频器内主控电路板、控制信号板以及CPU板是否有原件损坏。通过仔细检查无误后送电测试。此时重点检查直流环节和逆变环节，检测直流母线电压不得低于410V。逆变环节重点检查IGBT模块的好坏。检测IGBT模块的办法：将万用表拨在R×10KΩ挡，用黑表笔接IGBT的集电极(C)，红表笔接IGBT的发射极(E)，此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极(G)和集电极(C)，这时IGBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极(G)和发射极(E)，这时IGBT被阻断，万用表的指针回零。此时即可判断IGBT是好的。
先外后内，主要指先检查变频器的外部控制回路。例如，电机输入电源、变频器输入电源和控制信号以及停机时的现场的工艺状况最后检查变频器的控制电路。先主后控，主要指先检查变频器的主回路再检查控制回路。先轻后重，主要指在调试时可以先带小负载，比如选一台小型电机放在变频器边上进行调试。当调试完成后再在工艺负载下运行。
2.2 故障诊断方法
变频器一旦出现异常，发生故障，保护功能动作，变频器停止输出，变频器故障节点动作，并在变频器显示板上显示故障代码。用户可根据故障代码提示进行自查;查找故障时的记录，如故障时设定的频率，故障时的输出电流，故障时输出电压，故障时的直流母线电压，故障时的模块温度等等。分析故障原因，找出解决方法。我们重点介绍以下此类故障发生的原因及处理方法[2]。
①过电流故障：此类故障要分清加速过程、减速过程还是电机正常运行中发生过过电流故障。这类故障按下类顺序检查，变频器输出回路电机是否有接地或相间短路、负载状况如何、电网电压、加减速时间是否合适、V/F曲线及转矩提升是否合适、是否旋转中电机直接启动、是否加减速过程中突然加载、PG是否出现码盘出现故障或码盘断线、变频器运行后输出接触器后合上、电流传感器或控制板故障、变频器选型是否过小。另外，在减速过成中是否存在发电能量回馈，此时要加装至东单元和制动电阻。通常变频器的过流保护值等于变频器额定电流的(1.8～1.9)倍。
②电压故障：此类故障分为加速过电压、减速过电压、恒速过电压、欠压故障。这类故障按照下列顺序检查，电源电压、直流母线电压、加减速过程中是否有外力拖动电机运行、是否启动旋转电机、欠压故障要检查整流桥和短接充电电阻的接触器、检测板是否故障、电源板是否故障。此类故障还要注意调节加减速时间以及制动单元。变频器在运行过程中，直流母线电压应该≥537V，根据厂家出厂设置不同失速过电压值等于760～800V，持续时间在1～2分钟，就停机发生过电压报警信号。直流母线欠电压故障时一般小于400～410V，接触器断开显示欠电压故障。
③缺相故障：此类故障分为电源缺相和输出缺相。此时应重点检查电源侧输入端子R、S、T以及变频器输出端子U、V、W是否连接良好，三相电源是否平衡。对于输入缺相故障，变频器通过硬件电路检测三相输入电压，当在空载和轻载的情况下出现输入缺相，直流母线电压能保证513V以上。不影响变频器正常工作。如果在重载情况下，出现输入侧缺相，就会使直流母线电压下降到400V，并引起充电电阻短路接触器掉闸，烧坏充电电阻，所以在重载情况下，20ms内应获得缺相保护动作。对于输出缺相通常由变频器软件设定，只有输出电流大于变频器的额定电流的20%时，才进行输出侧缺相检测，并且经过一定时间延长后(大约1分钟)，才报警缺相保护故障。
④逆变单元故障：这类故障重点检查电机相线间是否短接或对地短路、电机和变频器连线是否太长、环境温度是否太高、模板及散热板是否过热、主控板及电源板是否异常。当组合模块IPM出现过流，过温，控制，控制电压欠压任何一种故障，或检测到输出对地短路，三相输出不平衡时，就报警IPM故障。变频器功率是中等等级的，采用热敏电阻直接检测散热器的温度，散热温度一般设定为85℃。变频器整流桥温度保护一般设定为80℃。
⑤过载故障：这类故障分为变频器过载和电机过载。重点检查负载情况，增大变频器容量。变频器在运行过程中，输出电流大于变频器额定电流，在运行一段时间后会发生过载保护报警。变频器过载保护一般按反时限曲线设定，反时限即变频器的过载电流越大，则持续运行时间越短。该曲线在出厂时由机型参数唯一确定，用户不能更改。变频器在运行过程中，输出电流大于电机的额定电流，在一定时间内产生电机过载保护。电机过载保护参数[3]，它起到电机热继电器保护的作用。
⑥其它故障：外部设备故障、通信故障、接触器未吸合故障、电流检测电路故障。变频器工作正常时，用万用表检测控制板上Iu、Iv或Iw信号，电压值应在2.2～2.7V之间。这类故障一般可根据厂家说明书指示，进行逐一排查。针对矢量型变频器要自整定读取电机的一些参数。可能出现下列故障报警：电机额定参数输入不正确、电机的定子，转子进行自整定时，变频器和电机之间的接线不正确，导致电机输出缺相，使自整定超时、电机带负载进行自整定，或者电机的电感和空载电流值超值。
3、结论
本文重点介绍探讨了变频器的常见故障诊断和维修问题。能够为技术人员提供理论依据在较短时间内使故障变频器得到修复。
参考文献
[1]曾允文.器的故障诊断与处理[J].电气开关，1994，(3)：22-28
[2]李云飞.变频器故障诊断系统[J].微电子学与计算机，2004，(7)：181-184
[3]孙峰涛.变频器故障诊断技术研究与分析[J].电机与控制学报，2005，(9)：271-279
作者：胡志杰
第三篇：变频器谐波对策
摘 要：变频器谐波干扰问题越来越影响我们自动化生产过程，为此我们需分析变频器谐波成分产生的原因，了解其危害，了解其谐波传播途径从而根据传播特性制定出抑制变频器谐波方法，进而保证现代化工业生产顺利进行。
关键词：变频器;谐波;干扰;预防
引言
随着科学技术的不断发展，特别是计算机技术、控制技术、网络技术、通信技术的日新月异，变频器和 PLC及现场总线在现代工业领域特别是烟草行业运用越来越广泛，但变频器电流谐波及高频电磁辐射的影响对控制回路特别是对现场总线的干扰应引起我们的高度重视，若处理不当，会影响我们的自动化生产。不知你发现了没有?有时网络掉线，查又查不出什么原因，后来又莫名其妙的会好，通过查阅一些资料，我总结了一些处理方法，现就这个问题与大家共同探讨。
一、变频器谐波成分的产生
变频器是一个干扰源：变频器干扰其它设备的根本原因是因为其输入和输出电流中含有高次谐波成分的原由。
1.變频器的输入电流
变频器的输入电流产生谐波分析：变频器的三相整流桥的输入电路如图1具有以下特点;因其输出侧是较高的直流电压。以交流侧线电压为380V为例，输出侧直流电压的平均值为513V。输入侧的电压瞬时值只有在超过直流电压之时，才有可能出现电流。显然输入电流是非正弦波如图2。其频谱分析的结果如图3所示。可以看出其5次谐波和7次谐波的成分是非常高的。这些高次谐波电流除影响其它设备形成干扰外，还对功率因数有影响。
由于变频器属于对称三相负载，故其谐波的次数没有偶数和三的倍数，为5，7，11，13，17，19，23，25，29，31，35，37，41，43，49，…
谐波的次数越高，幅值越小。任何高次谐波电流都是无功电流，以5次谐波为例分析每半个周期内“+”与“-”的瞬时功率之和正好相等，平均功率为0，因此电流中含有高次谐波成分时平均功率时比较低的，引起其减少的因子称为畸变因子，其倒数即为畸变率(THDI)。
2. 变频器的输出电压
决大多数逆变器都采用SPWM调制方式。其中正弦波是调制波，三角波是载波且是双极性的。输出电压为占空比按正弦规律分布高频脉冲矩形波如图4。这样的高频电压波可能对其它设备形成干扰。
3. 变频器的输出电流
尽管变频器输出电压是一系列的脉冲构成但由于电动机定子绕组的电感性质，故通入电动机的定子电流十分接近于正弦波。但输出电流中与载波频率相等的谐波分量仍是较大。
二、谐波的危害
1、电流谐波产生的功率损耗和干扰。
2、电源的电压畸变(电压谐波)。
3、功率因数的降低：输入相电流波形与相电压波形本来接近“同步”，相移角基本为零，而相移系数Cosφ=1。考虑因电流比电压滞后引起的平均功率减少功率因数为Cosφ。
4、对地漏电流产生的危害。
5、电磁感应和电磁辐射引起周围敏感设备的干扰，特别是对通讯设备，弱电控制线路，现场总线设备等的干扰。
三、谐波传布途径及谐波抑制方法
1.电路耦合引起的干扰
(1)传播途径
① 通过电源网络传播 这是变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。由于输入电流为非正弦波，当变频器的容量较大时，将使网络电压产生畸变。
② 通过对地漏电流传播 这是变频器输出干扰信号的主要传播方式。由于输出线路与地线之间存在着分布电容，变频器输出的高频脉冲电压通过分布电容流向大地的漏电流是比较可观的。漏电流又通过地线传播到其它设备。
(2)抑制方法
① 电源隔离 对于一些耗电量较小的仪器设备可通过隔离变压器和电网进行隔离，以防止窜入电网的干扰信号进入仪器。
隔离变压器是原、副方变比为1：1的变压器，但在原、副方绕组之间采取了良好的隔离措施。为了加强隔离效果，在变压器的原、副方电路中，还可以加接一些滤波器件如电容器等。
② 接入电抗器 接入电抗器不仅可以削弱谐波电流和电源电压不平衡，还可提高功率因数。电抗器分交流电抗器和直流电抗器。交流电抗器提高功率因数至0.75～0.85，直流电抗器提高功率因数至0.9以上
(a)可以安装位于进线侧的交流线路电抗器，或者位于直流侧的直流电抗器。
(b)同一电源网络中，有多台变频器或有大容量晶闸管设备时变频器应接入交流电抗器 ，这是因为变频器或有大容量晶闸管都是干扰源，可引起网络的电压波形将发生畸变，它们之间相互干扰或干扰其它设备。
(c)变频器容量不足供电变压器容量的1/10时，应接入交流电抗器。这是因为当变压器的容量相对较小时，变压器二次测绕组的电抗能够起到交流电抗器的作用。
(d)为获得等值的谐波抑制效果，加在直流侧的直流电抗器的电感值大致应等于交流测的交流电抗器的电感值的2倍。
③ 采用12脉冲波或18脉冲波
采用一个具有两组二次绕组的三相变压器，以组接成星形，另一组接成三角形如图5。则该两组二次绕组输出电压间的相位将互差30°，将该两个整流桥的输出侧并联，则并联后的电压波形具有12个脉波，结果会使直流电压明显的平稳，同时其输入电流的波形明显得以改善。
有关资料表明：6脉冲波整流时，电流失真率达88%;接入直流电抗器时，电流失真率达40%;12脉冲波整流时，电流失真率只有12%。
2.感应耦合引起的干扰
当变频器的输入电路或输出电路与其它设备的电路挨得很近时，变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其它设备中去
(1)传播途径
① 电磁感应方式 这是电流干扰信号的主要传播途径。由于变频器的输入输出电流中的谐波成分要产生高频磁场，该磁场的磁力线穿过其它设备的控制线路而产生感应干扰电流。
② 静电感应方式 这是电压干扰信号的主要传播途径。是变频器输出的高频电压波通过线路的分布电容传播给其它设备的控制电路。
(2)抑制方法
①合理布线 合理布线能够在相当大程度上消弱干扰信号，布线时应遵循以下原则：
(a)远离原则 干扰信号的大小与控制线和干扰源之间的距离平方成反比，因此现场总线等信号线应尽可能的远离变频器的输入、输出线。
(b)不平行原则 现场总线等信号线与变频器的输入输出线之間越平行互感较大，分布电容也越大，电磁感应和静电感应的干扰也越大，因此它们之间交叉时应垂直交叉。
(c)相绞原则 两根信号线相绞，能有效抑制差模干扰。这是因为两个相邻绞距中，通过电磁感应产生的干扰电流的方向是相反的。绞距越小效果越好。
② 采用屏蔽线 为防止外来的干扰信号窜入控制电路，控制电路应采用屏蔽线。当控制线和变频器相接时只需将屏蔽层其中的一端接到变频器的信号公共端即可。切忌切不可两端都接。若变频器的动力电缆带屏蔽层时两端都应接地。
3.电磁辐射引起的干扰
(1)传播途径
频率很高的谐波分量具有向空中辐射的电磁波的能力，从而对其它设备干扰。尤其对于通信设备的干扰更为严重。
(2)抑制方法
① 接入电抗器
(a)输入电抗器 可使输入电流的波形大为改善，可显著提高功率因数外。也非常有效的削弱输入电流中的高次谐波电流分量引起的电磁辐射的干扰。
(b)输出电抗器 变频器的输出侧一般不接电抗器，但接入输出电抗器可十分有效的削弱输出电流中的谐波成分。
② 正确接地 接地主要目的是安全，但的也具有把高频干扰信号引大地的功能。应注意以下几点。
(a) 接地线应尽量粗一些，接地点尽量靠近变频器。
(b)接地线应尽量远离电源。
(c)变频器所用接地线必须和其它设备接地线分开。
(d)变频器接地端子不能和电源的“零线”相接。
③ 接入滤波器
滤波器主要用于以滤波器主要用于抑制具有辐射能力的频率很高的谐波电流，窜接在变频器的输入和输出电路中如图6。滤波器有高频线圈和电容起组成。必须注意的是变频器输出侧的滤波器中，其电容器只能接在电动机侧，且应串入电阻，以防止逆变管因电容的充、放电而受到冲击。
无源滤波器可以将THDI降低到 16% 至10%的水准，而且，如果与电抗器结合使用的话，可以降低到5%。
这种方案从0.75kW到 500/630kW的变频器都可以适用。
④ 降低载波频率
变频器输出侧谐波电流的辐射能力、电磁感应和静电感应能力都和载波频率有关。适当降低载波频率对抑制干扰是有利的。
参考文献
1.变频器应用教程 张燕宾 编著 机械工业出版社 ISBN 978-7-111-2030-0.
2. 施奈德变频器ATV71说明书.
作者：薛敏