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1、变频器常用设置及故障处理,杨雷刚,变频器通用概念,什么是变频器利用电力半导体得通断作用把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的电能控制装置称作“变频器”。,变频器分类,1、变频器按其供电电压分为：低压变频器(110V 220V 380V)、中压变频器(500V660V 1140V)高压变频器(3KV 3.3KV 6KV 6.6KV 10KV)2、按供电电源的相数分为：单相输入变频器三相输入变频器,变频器分类,3、变频器按其功能分为恒转矩（恒功率）通用型变频器、平方转矩风机水泵节能型变频器、简易型变频器、迷你型变频调速器、通用型变频器、纺织专用型变频器、高频电主轴变频器、电梯专
2、用变频器、直流输入型矿山电力机车用变频器、防爆变频器等,变频器分类,4、变频器按直流电源的性质分为电流型变频器电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感 电压型变频器电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容 流回路的滤波是电容；5、变频器按输出电压调节方式分为 PAM 输出电压调节方式变频器 PWM 输出电压调节方式变频器。6、变频器按控制方式分为 U/f 控制方式转差频率控制方式 7、变频器按主开关器件分为IGBT 绝缘栅双极型晶体管 GOT 门极可关断晶闸管 BJT 双极型功率晶体管,变频器分类,8、变频器按机壳外型分为塑壳变频器 铁壳变频器柜式变
3、频器9、变频器按其输出功率大小分为小功率变频器中功率变频器大功率变频器 10、变频器接其商标所有权分为国产变频器香港变频器台湾变频器进口变频器,变频器工作原理,我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：n60 f(1s)/p(1)式中 n异步电动机的转速；f异步电动机的频率；s电动机转差率；p电动机极对数。由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在050Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽，变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的效率、高性能的调速手段。,变频器结构,使用变频器的目的及效果,变频器的应用范围很广，凡是使用三相交
4、流异步电动机电气传动的地都可装置变频器，对设各来讲，使用变频器的目的无非是三个：1）对电动机实现节能 使用频率范围为050Hz，具体值与设备类型、工况条件有关。2）对电动机实现调速 使用频率范围为0400Hz，具体值按工艺要求而定，受电动机允许最大工作频率的制约。3）对电动机实现软起动、软制动 频率的上升或下降，可人为设定时间，实现起、制动平滑无冲击电流或机械冲击。变频器的使用可节省电能，降低生产成本，减少维修工作量，给实现生产自动化带来方便和好处，应用效果十分明显，对产品质量、产量、合格率都有很大提高。,负载类型和变频器的选择：,负载类型和变频器的选择：电动机所带动的负载不一样，对变频器的要
5、求也不一样。风机和水泵是最普通的负载：对变频器的要求最为简单，只要变频器容量等于电动机容量即可（空压机、深水泵、泥沙泵、快速变化的音乐喷泉需加大容量）。起重机类负载：这类负载的特点是启动时冲击很大，因此要求变频器有一定余量。同时，在重物下放肘，会有能量回馈，因此要使用制动单元或采用共用母线方式。不均行负载：有的负载有时轻，有时重，此时应按照重负载的情况来选择变频器的容量，例如轧钢机机械、粉碎机械、搅拌机等。大惯性负载：如离心机、冲床、水泥厂的旋转窑，此类负载惯性很大，因此启动时可能会振荡，电动机减速时有能量回扩应该用容量稍大的变频器来加快启动，避免振荡。配合制动单元消除回馈电能。,其他注意事项
6、：,长期低速动转，由于电机发热量较高，风扇冷却能力降低，因此必须采用加大减速比的方式或改用6级电机，使电机运转在较高频率附近。变频器安装地点必需符合标准环境的要求，否则易引起故障或缩短使用寿命；变频器与驱动马达之间的距离一般不超过50米，若需更长的距离则需降低载波频率或增加输出电抗器选件才能正常运转。,变频器的载波频率就是决定逆变器的功率开关器件（如：IGBT）的开与关断的次数的频率。它主要影响以下几个方面：1、功率模块IGBT的功率损耗与载波频率有关，载波频率提高，功率损耗增大，功率模块发热增加，对变频器不利。2、载波频率对变频器输出二次电流的波形影响：当载波频率高时，电流波形正弦性好，而且
7、平滑。这样谐波就小，干扰就小，反之就差，当载波频率过低时，电机有效转矩减小，损耗加大，温度增高的缺点，反之载波频率过高时，变频器自身损耗加大，IGBT温度上升，同时输出电压的变化率dv/dt 大，对电动机绝缘影响较大。3、载波频率对电动机的噪音的影响：载波频率越高电动机的噪音相对越小。4、载波频率与电动机的发热：载波频率高电动机的发热也相对较小。在实际使用中要综合以上各点，合理选择变频器的载波频率。一般电动机功率越大，载率选项得越小。,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均考虑了变频器自身冷却效果的，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
8、可能垂直安装。,变频器的寿命有多久,变频器虽为静止装置，但也有像滤波电容冷却风扇那样的消耗器件，如果对它们进定期的维护，可望有10年以上的寿命。滤波电容的判断以容量的85%为依据。,其他关于散热的问题,1.在海拔高于1000m的地方，因为空气密度降低，因此应加大柜子的冷却风量以改善冷却效果。理论上变频器也应考虑降容，1000m每-5%。但由于实际上因为设计上变频器的负载能力和散热能力一般比实际使用的要大，所以也要看具体应用。比方说在1500m的地方，但是周期性负载，如电梯，就不必要降容 2.开关频率：变频器的发热主要来自于IGBT，IGBT的发热有集中在开和关的瞬间。因此开关频率高时自然变频器
9、的发热量就变大了,SIEMENS MM440调试,显示区域,点动键,反转键,功能键,增加键,减少键,启动键,停止键,确认键,BOP面板功能,调试步骤,新的MM440一般需要经过以下3个步骤进行调试参数复位 快速调试 功能调试参数复位:是将变频器参数恢复到出厂状态下的默认值得操作。一般在变频器出厂和参数出现紊乱时进行的操作。快速调试:输入电动机的基本参数以及基本驱动控制参数，保证变频器良好的驱动电动机运行。（复位操作或更换电机之后）功能调试:用户按照具体的生产工艺进行的设置操作，一般现场需要经过多次的调试才可完成。,参数复位操作,开始复位F0003=1参数访问等级为1（标准级）P0010=30进
10、入复位准备状态P0970=1参数复位为出厂设定值BUSY 等待过程（约10秒）P0970 显示P0970操作完成复位完成 P0970=0,P0010=0,快速调试,P0003 设置参数访问等级 3 1标准级、2扩展级、3专家级P0010 开始快速调试 1 只有在此相参数为1的情况下参数才能被修改 只有在此相参数为0的情况下变频器才可以运行P0100 选择电动机的功率单位和电网频率 0 0单位kw，频率50Hz 1单位HP，频率60Hz 2单位kw，频率60HzP0205 变频器应用对象 0 0恒转矩（压缩机，传送带等）1变转矩（风机，泵类等）P0300 选择电机类型 1 1异步电动机 2同步电
11、动机P0304 电机额定电压 依据电机铭牌,快速调试,P0305 电机额定电流 依据电机铭牌P0307 电机额定功率 依据电机铭牌P0308 电机功率因数 依据电机铭牌P0309 电机的额定效率 依据电机铭牌 如果P0309为零，变频器自动计算电机效率 如果P0100为零，看不到此参数P0310 电机额定频率 依据电机铭牌P0310 电机的额定速度 依据电机铭牌P0320 电机磁化电流 0（默认值）P0335 电极冷却方式 0 0电机自冷 1强制冷却,快速调试,P0640 电机过载因子 150P0700 选择命令给定源（启动/停止)2P1000 设置频率给定源 2P1080 限制电动机运行的最
12、小频率 0P1082 限制电动机运行的最大频率 50P1120 电动机从静止状态加速到最大频率所需时间 10P1121 电动机从最大频率降速到静止状态所需时间 10P1300 控制方式选择 0 0线性v/f。要求电机的压频比准确 2平方线性的v/f控制 20无传感器的矢量控制 21带传感器的矢量控制P3900 结束快速调试 3P1910 电机识别 出现A0541 变频器可以启动 1,功能调试,开关量输入功能 自动再起动和捕捉再起动开关量输出功能 矢量控制模拟量输入功能 本地远程控制模拟量输出功能 闭环PID控制加减速时间 通讯频率限制多段速功能停车和制动制动电阻选配,常见故障诊断,在现场对变频
13、器以及周边控制装置的进行操作的人员，如果对一些常见的故障情况能作出判断和处理，就能大大提高工作效率，并且避免一些不必要的损失。为此，我们总结了一些变频器的基本故障，供大家作参考。以下检测过程无需打开变频器机壳，仅仅在外部对一些常见现象进行检测和判断。,常见故障诊断,1、上电跳闸或变频器主电源接线端子部分出现火花检测办法和判断：断开电源线，检查变频器输入端子是否短路，检查变频器中间电路直流侧端子P、N是否短路。可能原因是整流器损坏或中间电路短路。2、上电无显示检测办法和判断：断开电源线，检查电源是否是否有缺相或断路情况，如果电源正常则再次上电后则检查检查变频器中间电路直流侧端子P、N是否有电压，
14、如果上述检查正常则判断变频器内部开关电源损坏。,常见故障诊断,3、开机运行无输出（电动机不启动）检测办法和判断：断开输出电机线，再次开机后观察变频器面板显示的输入频率，同时测量交流输出端子。可能原因是变频器启动参数设置或运行端子接线错误、也可能是逆变部分损坏或电动机没有正确链接到变频器。4、运行时“过电压”保护，变频器停止输出检测办法和判断：检查电网电压是否过高，或者是电机负载惯性太大并且加减速时间太短导致的制动问题，请参考第8条。,常见故障诊断,5、运行时“过电流”保护，变频器停止输出检测办法和判断：电机堵转或负载过大。可以检查负载情况或适当调整变频器参数。如无法奏效则说明逆变器部分出现老化
15、或损坏。6、运行时“过热”保护，变频器停止输出检测办法和判断：视各品牌型号的变频器配置不同，可能是环境温度过高超过了变频器允许限额，检查散热风机是否运转或是电动机过热导致保护关闭。7、运行时“接地”保护，变频器停止输出检测办法和判断：参考操作手册，检查变频器及电机是否可靠接地，或者测量电机的绝缘度是否正常。,常见故障诊断,8、制动问题（过电压保护）检测办法和判断：如果电机负载确实过大并需要在短时间内停车，则需购买带有制动单元的变频器并配置相当功率的制动电阻。如果已经配置了制动功能，则可能是制动电阻损坏或制动单元检测失效。9、变频器内部发出腐臭般的异味检测办法和判断：切勿开机，很可能是变频器内部
16、主滤波电容有破损漏液现象。10、如判断出变频器部件损坏，则联系供应商或送交专业维修中心处理。,常见故障诊断,一、参数设置类故障 1、参数设置常用变频器，一般出厂时，厂家对每一个参数都有一个默认值，这些参数叫工厂值。在这些参数值的情况下，用户能以面板操作方式正常运行的，但以面板操作并不满足大多数传动系统的要求。所以，用户在正确使用变频器之前，要对变频器参数时从以下几个方面进行：（1）确认电机参数，变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。（2）变频器采取的控制方式，即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需
17、要进行静态或动态辨识。,常见故障诊断,（3）设定变频器的启动方式，一般变频器在出厂时设定从面板启动，用户可以根据实际情况选择启动方式，可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。（4）给定信号的选择，一般变频器的频率给定也可以有多种方式，面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定，当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和。正确设置以上参数之后，变频器基本上能正常工作，如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。,常见故障诊断,2、参数设置类故障的处理一旦发生了参数设置类故障后，变频器都不能正常运行，一般可根据说明书进行修改参数。如果以上不行，最好是能够把所有
18、参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置，对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。,常见故障诊断,二、过压类故障 变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线513V。在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上至760V左右时，变频器过电压保护动作。因此，变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器，常见的过电压有两类。,常见故障诊断,1、输入交流电源过压这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发生在节假日负载较轻，电压升高或降低而线路出现故障
19、，此时最好断开电源，检查、处理。2、发电类过电压这种情况出现的概率较高，主要是电机的同步转速比实际转速还高，使电动机处于发电状态，而变频器又没有安装制动单元，有两起情况可以引起这一故障。,常见故障诊断,（1）当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设的比较小，在减速过程中，变频器输出的速度比较快，而负载靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量回馈单元，因而变频器支流直流回路电压升高，超出保护值，出现故障，而纸机中经常发生在干燥部分，处理这种故障可以增加再生制动单元，或者修改变频器参数，把变频器减速时间设的长一些。增加再生
20、制动单元功能包括能量消耗型，并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻，通过检测直流母线电压来控制功率管的通断。并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统，这种系统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态，产生再生能量，这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的，当有再生能量产生时可逆变流器就将再生能量回馈给电网。,常见故障诊断,（2）多个电动施动同一个负载时，也可能出现这一故障，主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例，当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时，则转速高的电动机相当于原动机，转速低的
21、处于发电状态，引起故障。,常见故障诊断,三、过流故障过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。,常见故障诊断,四、过载故障过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短，直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。,常见故障诊断,五、其他故障1、欠压说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。2、温度过高如电动机有温度检测装置，检查电动机的散热情况；变频器温度过高，检查变频器的通风情况。,
