1、項目1 變頻器選擇、安裝、調試為生產線選擇一臺符合工藝、控制精度、控制對象要求的變頻器，根據現場條件和變頻器特性進行安裝。并讓變頻器-電動機轉動起來。項目1 變頻器選擇、安裝、調試v任務1-1 為生產線選擇一臺適用的變頻器v任務1-2 讓變頻器電動機系統運轉起來 任務1-1 為生產線選擇一臺適用的變頻器v子任務1-1-1 按照控制要求選擇變頻器v子任務1-1-2 按照控制功率選擇變頻器v子任務1-1-3 變頻器安裝的環境條件v子任務1-1-4 變頻器安裝時的聯接用線任務1-2 讓變頻器電動機系統運轉起來 v 子任務1-2-1 變頻器的操作面板v 子任務1-2-2 不同模式的顯示內容v 子任務1

2、-2-3 功能、功能參數和參數的缺省值v 子任務1-2-4 兩種數據連接器v 子任務1-2-5 功能參數的賦值任務任務1-1 變頻器的選擇和安裝變頻器的選擇和安裝v在工、農業生產高度發展的今天，人們習慣了大量使用電力這一相對方便、穩定、便于控制的能源。正是這個原因，電力工業得到了更加空前的發展，高度的國家標準、國際標準使得電力系統所提供的電力能源不可能在各種指標（電壓的幅值、交流電的頻率）上，滿足各種用電設備對于電能的要求，特別是用電設備在不同的運行條件下對電力的要求。任務任務1-1 變頻器的選擇和安裝變頻器的選擇和安裝v在前面的學習中，我們知道：采用電力變壓器可以實現在保證電能總量和電能頻率

3、不變的前提下，改變交流電能的電壓，滿足各種用電設備的電壓要求。v對于交流電源的頻率，我們知道是由發電機的轉動速度決定的。對于一個形成規模的電力供應系統，交流電的頻率是固定的。v在實際的生產過程中，大部分的電能是用于電力傳動的。也就是說，電力的最大用戶類型是電動機，而電動機在控制精度有要求的場合，不再是用傳統的固定速度拖動，而需要實現拖動過程中的速度調節。任務任務1-1 變頻器的選擇和安裝變頻器的選擇和安裝v在電機學的學習過程中，我們知道：電動機的轉動速度和三個因素有關：vN=(1-S)* N0 = (1-S)* 60f / pv其中：S是電動機的轉差率v p是電動機的磁極對數v f 是電動機的

4、供電頻率任務任務1-1 變頻器的選擇和安裝變頻器的選擇和安裝v在電動機的學習過程中，我們知道：電動機的速度調節可以通過改變上面的三個參數來實現三種不同的方法。其中可以連續調節速度的只有改變電源頻率這一種。在這種有關于頻率變化的要求下，誕生了一種專門由于改變電能頻率的設備，那就是變頻器。v除了電動機在轉動速度變化時，要求不同的電能頻率外，工、農業生產中，還有許多需要不是固定頻率電能的地方，例如;直流（頻率為0）、低頻（頻率低于50赫茲）、中頻（頻率為幾千赫茲） 任務任務1-1 變頻器的選擇和安裝變頻器的選擇和安裝v變頻器就是一種用于改變所使用電能頻率的裝置。由于內部采用了半導體元件的開關工作特性

5、，所以是一直靜止的效率相對較高的裝置。現在市場流行的變頻器都可以實現頻率和電壓連續可調 子任務子任務1-1-1 按照控制要求選擇變頻按照控制要求選擇變頻器器 v變頻器在世界范圍內，已經發展了近30年，形成了各種不同系列的變頻調速系統和成套設備。v目前我國市場上，主要的品牌有：v日本的品牌：三肯、三菱、松下、富士、日立、東芝、安川。由于日本的變頻器產品進入中國市場較早，一度占領了絕大部分的市場份額。現在在中小容量的領域仍占有主導地位。子任務子任務1-1-1 按照控制要求選擇變頻按照控制要求選擇變頻器器v歐美的品牌：德國的西門子、法國的施耐德、英國的瓦薩、瑞士的ABB、美國的羅賓康、丹麥的丹佛斯等

6、。現在國內市場上，大容量的變頻器一般都選擇歐美的品牌。原因是除了有較好的產品質量，還有良好的售后服務。v國內的品牌：深圳的華威、山東的惠豐、無錫的東元、還有佳靈、森蘭都是性能相當不錯的品 子任務子任務1-1-1 按照控制要求選擇變頻按照控制要求選擇變頻器器v由于變頻器裝置中采用了性能良好的中央處理單元，高度集成的功率單元、所以變頻器使得整個調速系統具有極其良好性能。體積較小、重量較輕、控制精度較高、保護功能較為齊全、工作安全可靠、操作過程簡單、通用性強。和其他的調速方法相比，除了可以實現速度連續調節外，還具有能源利用率高的優點。在特殊的領域內，運用變頻調速后，節約能源的效果相當明顯。v變頻器由

7、于內部結構和原理不盡相同，可以分成許多種類。具有各自特殊的性能，可以滿足不同的要求。按照變流的環節來分類v 交-直-交變頻器。交-直-交變頻器首先將頻率固定的交流電轉換成直流電，經過濾波，再將平滑的直流電逆變成頻率連續可調的交流電。由于把直流轉換成交流的環節較容易控制，所以其輸出交流電的頻率是自由的，既可以低于轉換前的固定頻率，也可以高于轉換前的固定頻率。而且在較寬的頻率調節范圍內，改變后的頻率及用電的電動機性能具有很明顯的優勢，目前運用相對普及。按照變流的環節來分類按照變流的環節來分類v交-交變頻器。交-交變頻器是把頻率固定的交流電直接轉換成頻率連續可調的交流電。其實際的作用過程是可控的整流

8、，所以其最終的輸出頻率不可能高于轉換前的固定頻率。為了轉換的效果，一般輸出頻率不大于輸入頻率的1/3。但由于沒有了中間的直流環節，轉換的效率就較高，所以在功率容量特別巨大的場合使用的較多。按照變流的環節來分類按照電壓的調制方法來分類vPAM(脈沖幅度調制)，PAM是Pulse Amplitude Modulation 的簡稱。是通過調節輸出脈沖的幅值來實現輸出電壓調節的一種方法。在調節過程中，逆變器只負責調節頻率，可控整流電路或是直流斬波器專門用于調節電壓。由于電壓和頻率在兩個電路中進行調節，雖然容易實現，但在集成制造上有一定的麻煩，所以這種方法現在已經基本上不再使用。按照電壓的調制方法來分類

9、vPWM(脈沖寬度調制) PWM是Pulse Width Modulation 的簡稱。是通過調節輸出脈沖的寬值和占空比來實現輸出電壓調節的一種方法。在調節過程中，逆變器負責調節頻率，同時也調節電壓。目前，普遍運用的是脈沖寬度安照正弦規律變化的正弦脈寬調制方式。即SPWM方式。現在的中小容量的通用型的變頻器幾乎全部采用這種方式。子任務子任務1-1-1 按照控制要求選擇變頻按照控制要求選擇變頻器器vPWM調制實施的方案v完全用模擬電路實現v用專用集成芯片實現v通過微機實現PWM調制實施的方案v用模擬電路實現PWM控制v一般來說，模擬電路大多采用SPWM的自然采樣法，即將正弦參考波與三角載波接在一

10、比較器的兩個輸入端，比較器的輸出即為產生的SPWM信號。信號的開關時刻由兩波形的交點確定。它的結構圖如下圖所示。圖中，正弦波發生器和三角波發生器分別由模擬電路組成，在異步調制方式下，三角波的頻率是固定的，而正弦波的頻率和幅值隨調制深度的增大而線性增人。此方法原理簡單而且直觀，但也帶來如下一些缺點:PWM調制實施的方案PWM調制實施的方案v(l)正弦調制波和三角載波由硬件電路生成，硬件開銷大，體積大，系統可靠性降低，調試也比較困難。v(2)由于是正弦波與三角波比較，當控制電路的直流電源電壓有波動或有噪聲干擾時，都將引起PWM脈沖寬度的變化，從而影響到變頻器輸出頻率和電壓的穩定性。v(3)當輸出頻

11、率低、調制深度很小時，信號噪聲比相對增大，此時上述噪聲干擾問題更加明顯，輸出頻率精度越來越差。v(4)系統受溫漂和時漂的影響大，造成變頻器性能在用戶使用時和出廠時不一樣。v(5)難以實現最優化PWM控制。因為最優化PWM的調制波都不是正弦波，如果用硬件手段生成這些調制波，硬件結構將變得很復雜。PWM調制實施的方案v2用專用集成芯片實現PWM控制v (1)Mollard公司產品HEF4752。vHEF4752是全數字化的三相SPWM波生成集成電路。這種芯片既可用于有強迫v換流電路的三相晶閘管變頻器，也可用于由全控開關器件構成的變頻器。對于后者，可輸出三相對稱SPWM波控制信號，調頻范圍為0一20

12、0Hz。由于它生成的SPWM波的最大開關頻率比較低，一般在1KHz以下，所以較適于以BJT或GTO為開關器件的變頻器，而不適于IGBT變頻器。 PWM調制實施的方案v(2)SIEMENS公司的產品SEL4520。v由于HEF4572三相SPWM集成電路能設置的開關頻率比較低，不適合于IGBT元件構成的變頻器。因此，西門子公司推出了一種新的SLE4520三相PWM集成電路。它是一種應用ACOMS技術制作的低功耗高頻大規模集成電路，是一種可編程器件。它能把三個8位數字量同時轉換成三路相應脈寬的矩形信號，與8位或16位微機聯合使用，可產生三相變頻器所需的六路控制信號，輸出的SPWM波的開關頻率可達2

13、0kHz，基波頻率可達2600Hz。因此，適用于IGBT變頻器或其它中頻電源變頻器。但是由于SLE452O芯片的數據寄存器只有8位，所以每個脈寬數據不能大于256，這樣它的低頻效果較差，使用起長極其不方便。利用這些與微機配套的專用數字伙成電路來完成逆變器的PWM控制會為系統設計帶來不少方便，但也有一些不足。是控制規律固定，不便于調整;二是使用該片時，需要一些模擬或數字器件作為外圍支持電路，從而降低了集成芯片本來具有的集成度高、運行可靠等優點。PWM調制實施的方案v3采用微機實現PWM控制v用微機軟件實時產生PWM信號足一種既方便又經濟可靠的方法，它的穩定性及v抗干擾能力均明顯優于相應的模擬拄制

14、電路。此外用微機軟件可以方便地實現具有多種優良性能而用模擬電路很難實現的復雜的PWM控制策略。v目前，在使用微機產生PWM信號時比較常用的控制策略是SPWM的規則采樣v法和SVPWM法。由于SVPWM法控制思想先進，算法簡單，所以比較其它控制策略，此法的計算量相對很小，因而使用SVPWM法進行實時運算產生PWM波是完全可能、可靠的。PWM調制實施的方案v由于受微機字長、運算速度等因素的影響，目前用微機產生PWM信號大多只能v應用于控制精度不高，載波頻率較低的場合。在高載波頻率下產生PWM信號，計算機就顯得頗有些力不從心。而且采用微機實現PWM控制要占用微機的CPU的資源。v目前，市場上的變頻器

15、大部分是采用專用集成芯片實現PWM控制，少量采用微機實現PWM控制。PWM調制實施的方案PWM調制實施的方案按照濾波的方法來分類:v電壓型變頻器。在交-直-交變頻裝置中，當中間直流環節采用大電容作為濾波元件，直流電壓的波形比較平直。在理想狀態下可以等效成一個內阻抗為零的恒壓源。輸出的電壓波形是矩形波或是階梯波，這類變頻器具有電壓源的特性就是電壓型變頻器。按照濾波的方法來分類:按照濾波的方法來分類:v電流型變頻器。在交-直-交變頻裝置中，當中間直流環節采用大電感作為濾波元件，直流電流的波形比較平直。在理想狀態下可以等效成一個內阻抗很大很大的恒流源。輸出的電流波形是矩形波或是階梯波，這類變頻器具有

16、電流源的特性就是電流型變頻器。按照濾波的方法來分類:按照輸入電源的相數來分類v三進三出變頻器，變頻器的輸入是三相交流電，輸出也是三相交流電。工業場合用于三相交流電動機（功率較大）供電的都是這一類型。v單進三出變頻器，變頻器的輸入是但相交流電，輸出的是三相交流電。家用場合用于三相交流電動機（功率較小）供電的都是這一類型。按照電壓等級來分類v低壓變頻器。這類變頻器的電壓單項在220240V，三相為220V或380440V。通常簡稱為200V類、400V類。其容量一般為中小型，功率不超過500KW。這是本課程介紹的只要類型。v高壓大容量變頻器。這類變頻器具有兩種形式。一種是在變頻器的前后加變壓器，現

17、將高壓電轉換成低壓電，經過變頻后，再將其轉換成高壓電。中間的變頻器就是上面的低壓變頻器。這種形式稱為“高低高”式變頻器，也稱為間接高壓變頻器。另外一種形式就是采用高壓大容量的開關元件進行串、并聯直接進行轉換，而沒有輸入、輸出變壓器。被稱作為直接高壓變頻器 間接高壓變頻器按照變頻過程的控制方式來分類vU/F恒值控制變頻器。U/F恒值控制是指在改變變頻器輸出頻率的同時控制變頻器的輸出電壓，使兩個量保持固定的比例。使得電動機的定子磁通保持一定。在較寬的電動機速度調節范圍內，電動機的力矩、效率、功率因數保持不變。因為控制的是電壓和頻率的比值。所以稱為U/F恒值控制。但在輸出頻率較低的場合，需要進行輸出

18、電壓的修正。否則會影響其性能。由于是開環控制，不采用速度傳感器，控制電路較簡單，是目前通用型變頻器中使用最多的一種控制方式。可以看出，此方法控制的實質是交流電動機的同步轉動速度（電動機的定子旋轉磁場速度），對于由于負載等因素引起的速度減（電動機轉載實際速度）并未加以考慮。只能用于控制精度要求不高的場合。而且這種方法可以實現的速度調節范圍不會超過1:40。按照變頻過程的控制方式來分類按照變頻過程的控制方式來分類v轉差頻率控制變頻器。也可以稱為U/F恒值控制加速度負反饋控制變頻器。這種變頻器需要檢測電動機的實際轉動速度，構成速度的閉環。速度調節器的輸出為轉差頻率。變頻器的控制電路利用轉查頻率作為修

19、正變頻器輸入信號的依據。使得變頻器能夠輸出完全符合目標要求的轉動速度。因為有了速度負反饋控制，對于速度的控制精度有了很大的提高，可以用于有一定精度要求的場合。但這種方法可以實現的速度調節范圍同樣不會超過1:40。 按照變頻過程的控制方式來分類按照變頻過程的控制方式來分類v矢量控制方式變頻器。矢量控制變頻器是建立在將交流電動機轉化成直流電動機模型的基礎上。利用直流電動機磁場和電樞相互獨立具有較好調速控制性能的控制思想，采用數學的方法，將交流電動機的定子和轉子的耦合關系分解，通過矩陣運算，用兩個相互垂直的交流電流，產生和三相交流電同樣的旋轉磁場。并通過控制這兩個等效的交流電流到達控制三相交流電的目

20、的。由于采用了直流電動機的控制思想，可以采用直流電動機中轉子電流和負載力矩的關系來作為修正輸入控制信號，達到沒有速度反饋同樣可以考慮負載對速度的影響，從而實現較高的控制精度。現在高控制精度的變頻器大都采用此方式。這種控制方法可以實現的電動機速度調節范圍可以達到1:100,如果在矢量控制變頻器的系統上再加速度傳感器的化, 速度調節范圍更寬,可以達到1:1000。按照變頻過程的控制方式來分類v矢量控制方式變頻器中必須實現的轉換：v1坐標變換對異步電機進行分析和控制時，需在三相坐標系下建立數學模型，由于這樣建立起來的模型非常復雜，給進一步探討異步電機的控制帶來了許多不便，為此采用坐標變換的方法對原系

21、統加以改造，使變換后的系統便于我們進行分析研究。矢量控制vPark矢量變換是在SVPWM法中最重要的坐標變換。定義Park矢量式中:Pa、Pb、Pc某時刻三個物理量的值; 矢量控制v顯然Park矢量可以將三個標量(三維)變換為一個矢量(二維)。對于三相異步電機中對稱的三相物理量，如果選擇三相定子坐標系中的A軸與Park矢量復平面實軸一致，則某時刻的Park矢量在某相軸線上的投影就是該時刻該相物理量的瞬v值。在功率不變的變換約束條件下，又可以定義Park矢量為:矢量控制v2 SVPWM法的原理v在理想的電源供電時，設某時刻加到電機三相繞組上的三相對稱電壓分別為式中:U，線電壓有效值; 電源角頻率

22、。 矢量控制v為了將逆變器的輸出電壓用空間電壓矢錄表示，故引入Park矢量變換: 式中:Ua、Ub、Uc分別是逆變器的輸出相電壓，也即是電機a、b、c三相定子繞組的相電壓。矢量控制v將兩個公式進行整合，整理后得 v式中:Ud是空間電壓矢量U在d軸上的投影;vUq，是空間電壓矢量U在q軸上的投影。矢量控制v由上面的公式可以看出，當用理想電壓源供電時，加到電機繞組上的瞬時空間電v壓矢量會以一定大小的角速度旋轉，其軌跡在復平面上表示是一個圓心在原點、半徑為Ul的圓周，如下圖所示。矢量控制v在二維坐標系下電機定子電壓矢量方程為v如果忽略定子電阻壓降的影響，則定子磁通矢量為:v式中:f電源頻率。矢量控制

23、v矢量在空間的分布規律(磁通矢量軌跡)如下圖,磁通矢量的軌跡也為圓可見磁通矢量是一個比電壓矢量落后/2的旋轉矢量，其圓周的為:r=U1/=U1/2f矢量控制v分析上面的公式，不難看出當電壓頻率比Ul/f為常數時，磁通軌跡圓的半徑r相應的也為常數。這樣隨著山的變化，磁通矢量滬的頂點的運動軌跡就形成了一個以r為半徑的圓形，即得到了一個理想的磁通圓，如圖3一2所示。在SVPWM法中，就是以此理想磁通圓為基準圓的。v在用電壓型逆變器供電時，定子磁通久最頂點將會以何種軌跡運動呢?現分析如下：矢量控制矢量控制v如上圖所示，三相電壓型逆變器由六個功率開關器件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6v組成，對應的控

24、制信號分別為Sa:、Sa、Sb、Sb、Sc、Sc。因為1800導電型逆變器,正常工作時其上橋臂和下橋臂的開關狀態互補，故可以用三個上橋臂的功率器件的開關狀態來描述逆變器的工作狀態，記功率器件開通狀態為“1”，關斷狀態為“0”，則上橋臂Q1、Q3、Q5，的開關狀態有八種組合，可分別用一個3位二進制代碼表示， 矢量控制v它們分v別是:(000)、(100)、(010)、(110)、(001)、(101)、(011)、(111)。在v這8個組合中，第一位數字表示Q:的狀態，第二位數字表示Q3的狀態，第三位數字表示Q5的狀態。為了分析方便，我們用開關狀態矢量Sa,Sb,Sc來表示這8種組合。矢量控制v

25、上面的圖是三相電壓型逆變器的主電路，Ud是由兩相工頻交流電經不可控整流后濾波得到的直流側電壓。根據1800導電型逆變器的特點，無論開關狀態矢量S。S、Sc是哪一種，負載電機的定子繞組都是兩相并聯后再和另一相串聯接到直流電流源上，所以開關狀態矢量與相電壓矢量【Ua,Ub,Uc之間存在以下的關系:矢量控制矢量控制v也可以很容易地分析出開關狀態矢量與線電壓矢量Ua、Ub、Uc.之間存在如下的關系:矢量控制v將三相逆變器的輸出相電壓代入空間電壓矢量中，整理可得逆變器的8種輸出電壓矢量U(000)、U(100)、U(010)、U(110)、U(001)、U(101)、U(011)、U(111)。為方便起

26、見，我們將電壓的下標轉化為十進制數字表示，則8種電壓矢量可表示為U1一U7。其中，U1一U6的大小為(2/3)1/2Udc一方向如下面的圖矢量控制矢量控制v我們稱這6種電壓矢量為工作電壓矢量。另外還有兩個特殊的電壓矢量U0、U7，它們的大小為0，因而稱之為零電壓矢量。零電壓矢量對應于逆變器上橋臂的三個開關器件Q1、Q3、Q5或下橋臂的三個開關器件Q2、Q4、Q6同時處于導通或關斷狀態。由于此時電機的三相繞組處于短路狀態，所以電機的線電壓為零，即逆變器的輸出電壓為零。矢量控制v它們的數學表達式如下表所示 矢量控制v我們知道=Udt，那么對于離散的電壓矢量則有: 所以定子磁通矢量的頂點的運動方向對

27、應于相應的工作電壓矢量U的作用方v向。在忽略定子電阻壓降的影響時，例頁點的運動軌跡平行于相應的U，的運動速率為電壓矢量的幅值。因此如果我們使圖3-4所示的逆變器輸出的電壓矢量按照UlU5U4U6U2U3 U1，的次序依次作用，且每一個電壓矢量作用的時間一樣長，則可使定子磁通矢量頂點的運動軌跡(以下簡稱為磁通軌跡)為一個正六邊形，旋轉方向為順時針方向，如下圖所示。矢量控制按照用途來分類：v通用型變頻器。在較低的頻率下輸出大力矩的功能、具有較強的抗干擾能力、噪音較小，控制方式采用矢量隨機PWM方式。還可以實現固定的三段速、四段速v八段速以供選擇。還具有模擬量、數字量輸入控制通道，能夠滿足一般自動化

28、生產設備的基本要求，而且價格較為便宜。是自動化生產線的首選。v風機、泵類專用變頻器。這類變頻器由于其負載的機械特性具有力矩和轉速的平方成正比，所以在防止過載方面的功能特別優秀。同時還具有其他完善的保護措施。水泵控制時可采用“一拖一”，“一拖二”控制模式，還經常構成變頻工頻轉換系統。由于電路內部具有PID調節器和軟件制動等功能模塊。可以保護變頻器及生產機械不受損害。按照用途來分類v注塑機專業變頻器。最主要的特點就是具有更高的過載能力，有更高的穩定性和更快的響應速度。而且抗干擾的性能特別強。，控制較靈活。具有模擬量輸入輸出補償的電流補償功能，可以提供豐富多彩的補償方法和補償參數。v其他特殊用途的專

29、用變頻器。如：電梯專業變頻器、能量可回饋變頻器、紡織機專用變頻器等。子任務子任務1-1-1 按照控制要求選擇變頻按照控制要求選擇變頻器器v選擇變頻器，第一考慮是變頻器的功能，第二考慮是變頻器的控制精度，第三考慮是變頻器的控制系統，第四考慮是變頻器的價格。v一般僅有變速要求，而精度并不很重要的場合應考慮通用型變頻器。基本無精度要求場合可考慮選用U/F控制變頻器。子任務子任務1-1-1 按照控制要求選擇變頻按照控制要求選擇變頻器器v具有一定控制精度要求的場合，在經費不緊張的情況下可以考慮矢量控制變頻器。經費較為緊張的場合可考慮選用轉差率控制變頻器。v控制精度要求高，調速范圍要求高的場合選用帶有負反

30、饋的矢量控制變頻器。v只要在一般通用變頻器不能滿足要求的地方，才考慮專用型變頻器。因為專用型變頻器的價格相對要高的多 v還有一點,必須注意.就是U/F控制在低速時具有控制的死區,一般的矢量控制變頻器雖然低速的控制死區較小,但還是存在.所以如果需要在0最高速度范圍都具有較好性能的話,就一定選擇帶速度負反饋的矢量控制變頻器 子任務子任務1-1-1 按照控制要求選擇變頻按照控制要求選擇變頻器器v選擇變頻器時，還應該考慮的另一個問題就是變頻器的防護結構。變頻器的防護結構類似于電動機的IP等級，是一個可以表示變頻器可以防止外部不良環節對變頻器內部形成影響的能力。在選擇防護結構時，考慮環境溫度、濕度、粉塵

31、、酸堿度、腐蝕性氣體等因素。這關系到變頻器能否長期安全、可靠地運行的關鍵。 防護結構的形式有v開放型：對環境的要求相對較高，是一種正常情況下，人體不能觸摸到變頻器內部帶電部分的結構，所以此類變頻器一般應安裝于電氣控制柜的內部，或是控制室的屏、盤上，尤其是相對集中的安裝。v封閉型：種類變頻器具有自己的外罩，可以單獨地安裝于建筑屋內。由于具有外部的殼罩，所以其散熱受到一定的影響。v密封型：自身外殼的保護就更加完善，但散熱更受影響，應考慮使用專用于散熱的風扇。v密閉型：具有防塵、防水的結構。可以獨立使用于有水淋、粉塵、腐蝕性甚至于可燃可爆的氣體的工業現場。但應該考慮能力超過風扇的冷卻方式。子任務子任

32、務1-1-2 按照控制功率選擇變頻按照控制功率選擇變頻器器 v變頻器的容量選擇是一個重要而復雜的問題，首先要考慮的是變頻器和電動機的功率容量相匹配的問題。如果變頻器的容量小于電動機的功率對應的容量，會使得電動機的有效力矩輸出值變小，影響電動機拖動系統的正常運行。甚至會損害變頻器裝置。而變頻器的容量選擇過大，則輸出電流的諧波分量就會增加，增加線路的電壓損失和功率損耗，同時設備的投資也會增加很多。子任務子任務1-1-2 按照控制功率選擇變頻按照控制功率選擇變頻器器v按照常規，一個電氣控制系統中，處在控制系統上游的設備的功率絕對不能小于處在控制系統下游的設備的功率。根據變頻器和電動機在電氣上的連接關

33、系是變頻器接受電源的固定工頻交流電，轉換成其他頻率的交流電，供給電動機使用一滿足工藝過程的不同速度要求。電動機是控制系統中的下游設備，所以變頻器的容量一定要大于電動機的功率 子任務子任務1-1-2 按照控制功率選擇變頻按照控制功率選擇變頻器器v變頻器的容量可以從三個方面進行考慮：后方電動機的額定電流、電動機的額度功率、電動機的額定容量。但對于一臺電動機而言正常情況下，電流、功率、容量是相互關聯的。但是電動機在拖動機械變換速度是具有兩種方式，即恒力矩調速和恒功率調速。所以這里的電動機功率就不再是固定不變的值。相對電動機的電流在恒力矩調速的過程中是一個不變化的數值。用電動機的電流作為選擇變頻器容量

34、的依據是一個保證變頻器正常工作的有效方法。原因如下：子任務子任務1-1-2 按照控制功率選擇變頻按照控制功率選擇變頻器器v在變頻器電動機調速控制系統中，變頻器和電動機是串聯的關系，電動機工作時的電流必然是變頻器輸出的電流。但變頻器輸出的電流是包含了基本頻率及高次諧波的全部，而電動機用于產生拖動力矩的只是其中的基本頻率電流，所以，應該考慮必要的余量系數。子任務子任務1-1-2 按照控制功率選擇變頻按照控制功率選擇變頻器器v變頻器在輸出頻率變化的過程中，輸出電壓有時是變化的。但在變頻器制造時，是以所有變化中數值最大作為依據的，電流是選擇變頻器內部功率元件的依據。如果以功率、容量這兩個和電流電壓乘積

35、表示的量來選擇變頻器的話。在電壓變化時，其選擇結果就是不準確的。v還有一點要理解的是：電動機工作在低于額定頻率的條件時，雖然輸出的轉動速度小了，但由于負載并未發生變化，力矩是保持不變的，所以電動機的工作電流是基本不變的。（U/F控制變頻器就是根據這個原理來設計的）子任務子任務1-1-2 按照控制功率選擇變頻按照控制功率選擇變頻器器v當然，變頻器在不同的溫度環境、不同的散熱條件、不同的海拔高度工作時，應考慮不同的容量富裕系數。v如果要正確的使用變頻器, 必須認真地考慮散熱的問題。變頻器的故障率隨溫度升高而成指數的上升。使用壽命隨溫度升高而成指數的下降。環境溫度升高10度，變頻器使用壽命減半。因此

36、，我們要重視散熱問題，在變頻器工作時，流過變頻器的電流是很大的, 變頻器產生的熱量也是非常大的，不能忽視其發熱所產生的影響。 子任務子任務1-1-2 按照控制功率選擇變頻按照控制功率選擇變頻器器子任務子任務1-1-2 按照控制功率選擇變頻按照控制功率選擇變頻器器v通常，變頻器安裝在控制柜中。我們要了解一臺變頻器的發熱量大概是多少，可以用以下公式估算： 發熱量的近似值 變頻器容量（KW）55 W在這里, 如果變頻器容量是以恒轉矩負載為準的(過流能力150% * 60s) 如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器, 并且也在柜子里面, 這時發熱量會更大一些。 電抗器安裝在變頻器側面或測上方比較好。這時

37、可以用估算: 變頻器容量（KW）60 W因為各變頻器廠家的硬件都差不多, 所以上式可以針對各品牌的產品. 注意： 如果有制動電阻的話，因為制動電阻的散熱量很大， 因此最好安裝位置最好和變頻器隔離開， 如裝在柜子上面或旁邊等。 子任務子任務1-1-2 按照控制功率選擇變頻按照控制功率選擇變頻器器v怎樣采能降低控制柜內的發熱量呢? 當變頻器安裝在控制機柜中時，要考慮變頻器發熱值的問題。根據機柜內產生熱量值的增加，要適當地增加機柜的尺寸。因此，要使控制機柜的尺寸盡量減小，就必須要使機柜中產生的熱量值盡可能地減少。如果在變頻器安裝時，把變頻器的散熱器部分放到控制機柜的外面，將會使變頻器有70的發熱量釋

38、放到控制機柜的外面。由于大容量變頻器有很大的發熱量，所以對大容量變頻器更加有效。 子任務子任務1-1-2 按照控制功率選擇變頻按照控制功率選擇變頻器器v還可以用隔離板把本體和散熱器隔開, 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。變頻器散熱設計中都是以垂直安裝為基礎的，橫著放散熱會變差的! 關于冷卻風扇一般功率稍微大一點的變頻器， 都帶有冷卻風扇。同時，也建議在控制柜上出風口安裝冷卻風扇。進風口要加濾網以防止灰塵進入控制柜。 注意控制柜和變頻器上的風扇都是要的，不能誰替代誰。子任務子任務1-1-2 按照控制功率選擇變按照控制功率選擇變頻器頻器v另外，散熱問題還要注意以下兩個問題： v（

39、1）在海拔高于1000m的地方，因為空氣密度降低，因此應加大柜子的冷卻風量以改善冷卻效果。理論上變頻器也應考慮降容，1000m每-5%。但由于實際上因為設計上變頻器的負載能力和散熱能力一般比實際使用的要大， 所以也要看具體應用。 比方說在1500m的地方，但是周期性負載，如電梯，就不必要降容。 子任務子任務1-1-2 按照控制功率選擇變頻按照控制功率選擇變頻器器子任務子任務1-1-2 按照控制功率選擇變頻按照控制功率選擇變頻器器子任務子任務1-1-2 按照控制功率選擇變頻按照控制功率選擇變頻器器v（2）開關頻率：變頻器的發熱主要來自于功率元件(GTR、IGBT)，這類元件主要的工作狀態是飽和導

40、通、截止。元件工作在飽和導通狀態時，雖然流過元件的電流較大，但由于元件的管壓降接近“0”，所以元件基本不產生功率的損耗；元件工作在截止狀態時，雖然元件的管壓降較大，但流過元件的電流基本為“0”，所以也是基本不產生功率損耗；而元件在這兩個狀態間進行轉換時必然要經過放大區，此時的元件既有電流流過，同時還有一定的管壓降件，所以元件在放大區就有較大的功率損耗。元件的功率損耗發熱的原因。可以看出：功率元件的發熱有集中在開和關的的轉換過程中。 因此開關頻率高時這種轉換過程次數就增加，自然變頻器的發熱量就變大了。有的廠家宣稱降低開關頻率可以擴容， 就是這個道理。 子任務子任務1-1-3 變頻器安裝的環境條件

41、變頻器安裝的環境條件 v由于變頻器具有多種等級的保護內部結構的外殼，使得變頻器在安裝時需要對安裝地點的環境作出選擇。v具有開放型防護外殼的變頻器，具有較好的散熱條件，但對于外部的水汽、灰塵等進入設備（裝置）內部的防護能力較差，對于外部的條形物件進入內部無防護措施，所以一般應裝設在開關柜的內部或專用的柜體內部。在柜內安裝時，應具有一定的散熱空間，當附近有其他的熱源可能對變頻器造成影響時，應考慮采取隔離的措施，或采取強行排風的措施。 子任務子任務1-1-3 變頻器安裝的環境條件變頻器安裝的環境條件v具有封閉型防護外殼的變頻器，由于在各個方向上都有外罩，對外部的固體粉塵和一般的金屬導電物進入其內部有

42、較好的防護作用，可以安裝在建筑物內部的墻壁上。一般工業建筑物的室內都能滿足其條件。而且一般情況下，不要求采取額外的冷卻措施。v具有密封型防護外殼的變頻器，對于外部的細微物質進入其內部有較好的防護作用，所以可以獨立安裝于工業現場條件較差的場合。但對于具有淋水、濺水等特別場合應采取適當的措施。對于有可燃、可爆的氣體和粉塵的場合也不可使用。子任務子任務1-1-3 變頻器安裝的環境條件變頻器安裝的環境條件v具有密閉型防護外殼的變頻器。具有特殊的防水、防塵外殼，可以說內部和外部基本隔離，在現場條件很差的場合必須采用此種類型。在有可燃、可爆的氣體和粉塵的場合也使用這種類型的變頻器。v除此之外，變頻器在安裝

43、時應注意環境的溫度和濕度，通用等級的變頻器工作環境溫度為040度，特殊耐溫的變頻器工作環境溫度為-1050度.如果不能滿足，就要考慮其他的降溫措施。變頻器工作環境的濕度要求是90%以下，如果濕度過高，在金屬物件的表面就會產生凝露，就會降低電氣的絕緣。所以如果環境的濕度過高，應采用空調除濕，也可以采用對流加熱器的方法解決。子任務子任務1-1-3 變頻器安裝的環境條件變頻器安裝的環境條件v在安裝是，還有面板必須在電柜前門的方向，不能橫向、更不能倒置。在電柜內部的安裝應留有散熱的空間，在裝有強制通風的機柜內，風流一定要穿越變頻器，不能以直線的方式繞過變頻器。在同一只電柜內安裝兩臺變頻器時，應采用并列

44、安裝的方法，以防止從電柜底部進入的冷風流經過一臺變頻器后，再經過另一臺變頻器。從而把一臺變頻器的熱量帶給另一臺變頻器。如確實由于位置關系不能進行并排安裝的，應在兩臺變頻器之間安裝隔離風流的擋板。防止上述情況的發生。子任務子任務1-1-4 變頻器安裝時的聯接用變頻器安裝時的聯接用線線v主電路的安裝連接用線的選擇：v變頻器的主回路是指連接電源、變頻器、電動機的主電流經過的路徑。在電源側應能滿足電壓、電流的要求。所以連接線的電壓等級不低于500V，通過電流的能力不低于變頻器的額定電流，由于變頻器一般距離電源不會太遠，所以其電流密度可以按4A/mm2來考慮。在變頻器的輸出側連接線同樣應該滿足電動機的電

45、壓、電流的要求，所以連接線的電壓等級不低于500V，通過電流的能力不低于電動機的額定電流，由于變頻器一般情況下距離電動機不會太近，其線路的電流密度可以按2.5 A/mm2來考慮。有一點必須說明的是，電動機的電流是按正弦電流來進行計算，但變頻器輸出的電流處理正弦基頻電流外，還有許多高次諧波電流，所以在選擇線路是應對電動機的電流考慮一定的裕量 子任務子任務1-1-4 變頻器安裝時的聯接用變頻器安裝時的聯接用線線v變頻器的主回路接線端分為進線端和出線端，通常采用電氣控制中的常規標注方法，如采用英文字母R、S、T或L1、L2、L3來表示進線端，有時也會用U、V、W來表示進線，但一般會用U1、V1、W1

46、即帶下標為1的符號來表示。而輸出接線端通常用U2、V2、W2來表示。子任務子任務1-1-4 變頻器安裝時的聯接用變頻器安裝時的聯接用線線子任務子任務1-1-4 變頻器安裝時的聯接用變頻器安裝時的聯接用線線v如果變頻器的接線端分別在變頻器的上部和下部，一般上部的接線端是進線接線端，下部的接線端是出線接線端。如果變頻器的接線端分布在變頻器的左右側，一般在左邊的是進線接線端，右邊的是出線接線端。v變頻器的進、出線端必須正確接線，否則的話，對變頻器的功能和安全都將是嚴重的威脅。子任務子任務1-1-4 變頻器安裝時的聯接用變頻器安裝時的聯接用線線v由于變頻器的輸出線路中含有大量的高次諧波，具有較強的發送

47、性，所以對周圍的設備和線路具有較強的干擾，一般可以采用在輸出線的外部穿上一根鋼管，并將鋼管和大地進行連接。v為了防止其他設備對變頻器產生干擾，特別是電網電源中的諧波造成的電壓波形畸變，有時在變頻器和電源之間連接濾波用電抗器。 子任務子任務1-1-4 變頻器安裝時的聯接用變頻器安裝時的聯接用線線控制電路的連接用線選擇v變頻器的控制回路中傳遞的信號可以分為兩個大類；v一是模擬量信號，其電壓值一般在幾十伏特以下，所以不需要特別的電壓等級要求，電流值一般在毫安級別，最大不會超過安培，所以線路的通流能力也不成問題。這里的關鍵是模擬信號容易受到外來的干擾，所以應采取相應的抗干擾的措施。一般情況下，線路選擇

48、帶屏蔽的信號線，而屏蔽層應進行接地。考慮到模擬電壓信號在傳遞的過程中，容易產生電壓的損失，所以在信號傳輸距離較遠的線路，一般信號不采用電壓的形式，而是采用電壓先轉換成電流信號，傳輸到目的地后再轉換成電壓信號的形式。（原因是電流在傳輸過程中不會有損失） 控制電路的連接用線選擇v模擬量信號線路不能和電力線路長距離平行布設，如果必須要交叉的話，一定要垂直交叉。而且在變頻器進線側應相距在10cm以上，在變頻器的出線側應相距在20cm以上 控制電路的連接用線選擇v二是數字量信號，標準的數字量電壓信號為05V，標準的數字量電流信號為020mA，也就是說線路的選擇不需要考慮電壓等級和載流能力的問題。而數字量

49、信號本身具有較強的抗干擾能力，所以傳輸數字量信號的線路可以不考慮采用帶屏蔽的線路，僅有一般的雙絞線就可以了。v數字量信號線最好不要和動力線路平行布設，交叉時應相距不低于10cm的距離。任務任務1-2 變頻器的使能和速度給定變頻器的使能和速度給定v現在的變頻器具有強大的功能，良好的人機對話界面，使用者可以較為方便地對變頻器下達任務，使變頻器安裝工藝要求的方式運行。所謂的使能，就是使變頻器有相應的輸出，而輸出的直接效果是能夠讓和變頻器連接在一起的電動機轉動。簡單地我們可以認為是啟動電動機。但對于我們的變頻器電動機系統，有一種特殊的情況，就是變頻器輸出了一個頻率為0(f=0 )的電壓（電流），我們的

50、交流電動機是沒有轉速的：任務任務1-2 變頻器的使能和速度變頻器的使能和速度vN=(1-S)* N0 = (1-S)* 60f / p= N=(1-S)* N0 = (1-S)* 60*0 / p=0v這就和我們傳統概念上的啟動有較大的差別。為此我們將使變頻器有輸出稱作為使能。v為了使變頻器所連接的電動機轉起來，就一定要使變頻器的輸出具有一定的頻率，而不能是頻率為0。由于變頻器能夠對供電電源的頻率進行改變，我們要對變頻器下達需要輸出為頻率為多少的命令。輸出的頻率對應與電動機的轉動速度，這個過程被稱作為速度給定。 子任務子任務1-2-1 變頻器的操作面板變頻器的操作面板 v變頻器為了接受來自于操

51、作者的命令，一般都具有一個操作鍵盤。為了向操作者反饋變頻器的狀態，還會有一個顯示系統。這就組成了變頻器的操作面板。稱為PMU子任務子任務1-2-1 變頻器的操作面板變頻器的操作面板子任務子任務1-2-1 變頻器的操作面板變頻器的操作面板v西門子品牌的變頻器，其顯示系統相當簡單，一般是由四個有七段發光二極管組成數碼管構成。其顯示的內容一般有一個符號和三位數值組成。符號代表功能，而數值代表具體的值。v鍵盤系統則是有簡單的幾個功能鍵組成，不同系列的變頻器，鍵盤的組成內容不盡相同。一般會有啟動、停止變頻器的開停機鍵、實施功能轉換的功能切換鍵、改變數碼管顯示數字值的增加、減少鍵，可以控制輸出頻率正負值的

52、跳轉鍵。v面板還包括了一個可用于與計算機進行通訊的RS232/485接口。 子任務子任務1-2-2 不同模式的顯示內容不同模式的顯示內容v變頻器操作面板中有四個七段數碼管顯示屏，可以具有多種形式的格式內容，表示多種不同的含義:常用的顯示有;v傳動的狀態： 顯示為第一位是一個半位顯示，即一個只有其他數據一半大小的0，后三位是數字。而數值并不表示量的大小，表示某個特別的含義，是變頻器目前所處的傳動狀態。如0003表示變頻器正處在系統的初始化，不能執行任何命令。0008表示由于某種原因，變頻器已在內部進行了啟動功能的屏蔽，接受到外部的啟動命令不產生執行結果。 則表示變頻器內部電路經過自檢后反映一切正

53、常，具備啟動的條件，可以接受并執行啟動的命令等 常用的顯示有v反映故障類型： ，顯示器的第一位F是故障顯示的類別符號，后面的數字是故障內容的代號。變頻器將故障分為不同的類型并進行編號，用不同的數字表示不同性質的故障。當變頻器的顯示器出現故障類型代碼時，變頻器將拒絕任何操作命令，必須進行檢查并復位，方能接受操作命令。如F011表示現在變頻器由于電動機過載而自動停止輸出，（過載保護的電流倍數可以進行設定）。F008表示變頻器的直流母線的電壓低于轉正常情況的85%,變頻器將拒絕接受和執行命令。如果遇到嚴重影響變頻器自身安全的故障，顯示屏將出現有FF字母開頭的致命故障代碼。如FF13,表示變頻器內部的

54、固化軟件和變頻器選擇的軟件版本有沖突。常用的顯示有v顯示報警信息： 顯示器的第一位A是報警顯示的類別符號，后面的數字是報警內容的代號。變頻器的報警是在變頻器運行過程中，發現了不正常的狀態，但這種不正常僅會影響變頻器輸出，不會影響變頻器本身的安全。所以一般出現報警信號，不會自動停止運行，但在停止后，將不能再次啟動，而必須進行復位處理。如A035表示變頻器在參數設置時，發生沖突。原因是將決定旋轉發向選擇的正向和反向未作明確的指定。A021表示變頻器內部發生了過電壓，原因可能是電動機已工作在發電狀態，但變頻器未能提供能量回饋的通道。常用的顯示有v顯示功能參數號碼： ,第一位是可讀可寫的功能符號。后面

55、的三個數字表示對應功能的編號。v ，第一位是可讀不可寫的功能符號。后面的三個數字表示對應功能的編號。v 這兩組參數的編號是相互不能重復的。都對應于變頻器的常用功能。常用的顯示有v ,第一位是可讀可寫的功能符號。后面的三個數字表示對于功能的編號。所表示的是變頻器一些較為特殊的功能。子任務子任務1-2-2 不同模式的顯示內容不同模式的顯示內容v顯示功能參數的下標： ，第一位是一個逗號，表示現在顯示的不是獨立參數，而是某個某個參數的某種取值，用于一個參數有幾種不同的取值的地方。每一個功能參數號所擁有的下標是不一樣的，只有一個下標的參數就不加以標注、具有兩個及以上的必須標注、在功能參數中具有兩個下標的

56、分布標注為，001、，002。這種功能參數的特征是在功能參數的后邊有一個B字符。如P554.B。還有具有四個下標的功能參數標注為，、，、，、，。這種功能參數的特征是在功能參數的后邊有一個F字符。也可能是加一個M字符。如P401.F、P128.M子任務子任務1-2-2 不同模式的顯示內容不同模式的顯示內容v顯示功能參數的具體的數值： ，數值前面不再有其他的符號，數值的單位有系統進行定義。可能是物理量的單位如：A、V、rpm、也可能是百分比值。v顯示功能參數號碼、功能參數的下標、功能參數的具體的數值這三種內容在顯示屏上不能同時顯示，而是在各個描述元素間進行切換。子任務子任務1-2-2 不同模式的顯

57、示內容不同模式的顯示內容v切換時，通過操作面板上的切換鍵 來進行。當選擇好希望顯示的描述元素時，通過操作面板時的增加鍵 和減少鍵 來進行數值的改變。v利用功能切換鍵 可以實現如下的順序改變：子任務子任務1-2-2 不同模式的顯示內容不同模式的顯示內容子任務子任務1-2-2 不同模式的顯示內容不同模式的顯示內容v從功能參數號碼到參數下標號v從參數下標號到參數值v從參數值到功能參數號v如果某一個功能參數號碼沒有參數下標（這個功能參數只有一個下標參數），就會直接從功能參數號碼到參數值。v通過PMU修改的參數在執行了切換鍵操作后，總是儲存在EEPROM中，即使在變頻器停電后，也能可靠保存。子任務子任務

58、1-2-3 功能、功能參數號碼和功能、功能參數號碼和參數的值（缺省值）參數的值（缺省值） v變頻器把對應于各種操作、各種物理量賦值、各種指標的設置調整定義為功能。v變頻器內部的處理器把各種功能都定義為一個數值編碼，并根據其類別采用不同的前綴字符。如前面提到的可讀可寫參數PXXX,僅可讀參數Rxxx等。子任務子任務1-2-3 功能、功能參數號碼和功能、功能參數號碼和參數的值（缺省值）參數的值（缺省值）v功能參數的取值，可以通過操作面板進行定義和修正。但有一些參數在大部分情況下的取值是不變化的，就可以給出一個常用的數值，如無特殊要求可以不加以修改，遇到特殊情況時，可根據具體的情況進行修正。這個常規

59、狀態下的參數取值由系統在原始定義時直接賦值，也稱作為缺省值（這種情況不多）。在功能參數號后面用括弧轉換數值表示。如P554.B(5/22)，P554這個功能參數具有兩個下標參數分別為P554.1和P554.2。在沒有進行重新定義前，P554.1=B005,而P554.2=B022 子任務子任務1-2-4 兩種數據連接器兩種數據連接器v變頻器中功能分成兩種類型，一是和狀態相關聯的，就“是”是與“不是”這類參數的取值就可以用數字量來表示。還有一種就是和量值有關聯的，應明確告知是多少的，也就是模擬量。v變頻器內部的控制其在固化控制程序時，對這兩者就進行原始的定義和規范。并規定了它們對應的連接方式。即

60、控制功能參數只能和數字量相聯。而量值的功能參數就只能和模擬量相聯。子任務子任務1-2-4 兩種數據連接器兩種數據連接器v數字量連接器數字量連接器：變頻器的控制功能有數字量的取值決定，所以此數字量應該是一個變量，否則變頻器只能保持在一個固定的狀態（永遠 是停止或永遠是運行），這個二進制的變量和一個開關的狀態相對應，用BXXX來表示這個開關。用帶有半圓頭的圖形來表示這類數據。v在開關量連接器中，功能塊只能取得開關量的輸出信息（不是1就是0），它的作用可以看成是一個開關量的存儲器。開關量連接器的標示很清楚，包括一個連接器名，一個連接器號，還有一個定義字母。子任務子任務1-2-4 兩種數據連接器兩種數