淺談變頻器應(yīng)用時的十大問題

來源：羅姆半導(dǎo)體社區(qū)

變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的。

另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。那使用變頻器的時候，該注意哪些問題呢？

1、信號線及控制線應(yīng)選用屏蔽線，這樣對防止干擾有利。當(dāng)線路較長時，例如距離躍100m，導(dǎo)線截面應(yīng)放大些。信號線及控制線不要與動力線放置在同一電纜溝或橋架中，以免相互干擾，最好穿管放置，這樣更合適。

2、傳輸信號以選用電流信號為主，因電流信號不容易衰減，亦不容易受干擾。實(shí)際應(yīng)用中傳感器輸出的信號是電壓信號，可以通過變換器將電壓信號變換成電流信號。

3、變頻器閉環(huán)控制一般都是正作用的，即輸入信號大，輸出量亦大（例如中央空調(diào)制冷工作時及一般壓力、流量、溫度等控制時）。但亦有反作用的，即輸入信號大，輸出量反小（例如中央空調(diào)在制熱工作時以及供熱站的取暖熱水泵）。

4、在閉環(huán)控制時能選用壓力信號的，就不要選用流量信號。這是因?yàn)閴毫π盘杺鞲衅鲀r格低，安裝容易，工作量小，調(diào)試方便。但工藝過程有流量配比要求的，且要求精確時，那就必須選用流量控制器，并根據(jù)實(shí)際的壓力、流量、溫度、介質(zhì)、速度等來選用合適的流量計(jì)（例如電磁式、靶式、渦街式、孔板式等）。

5、在變頻器的輸出電壓中，含有高頻尖峰浪用電壓。這些高次諧波沖擊電壓將會降低電動機(jī)繞組的絕緣強(qiáng)度，特別以PWM控制型變頻器更為明顯，應(yīng)采取以下措施：盡量縮短變頻器到電機(jī)的配線間隔；采用阻斷二極管的浪涌電壓吸收安裝，對變頻器輸出電壓中止處置。

6、變頻器內(nèi)置的PLC、PID功能適合用于信號變動量較小、較穩(wěn)定的系統(tǒng)。但由于內(nèi)置的PLC、PID功能在工作時只調(diào)時間常數(shù)，所以難以得到較為滿意的過度過程要求，而且調(diào)試比較費(fèi)時。另外這種調(diào)節(jié)不是智能的，故一般不經(jīng)常采用，而是選用外置的智能化的PID調(diào)節(jié)器。例如日本富士PXD系列、廈門安東等，十分方便。使用時只要設(shè)置SV（上限值），工作時有PV（運(yùn)行值）指示，又是智能化，保證具有最佳的過渡過程條件，使用較為理想。關(guān)于PLC，可按控制量的性質(zhì)、點(diǎn)數(shù)、數(shù)字量、模擬量、信號處理等要求，選用外置PLC的各種品牌。

7、信號變換器在變頻器外圍電路中亦被經(jīng)常用到，一般由霍爾元件加電子線路組成。按信號變換和處理方式可分為電壓變電流、電流變電壓、直流變交流、交流變直流、電壓變頻率、電流變頻率、一進(jìn)多出、多進(jìn)一出、信號疊加、信號分路等各種變換器。

8、變頻器在應(yīng)用時往往要配外圍電路，其方式常有：

（1）由自制繼電器等控制元件組成的邏輯功能電路；

（2）買現(xiàn)成的單元外置電路；

（3）選用簡易可編程控制器LOGO；

（4）使用變頻器不同功能時，可選用功能卡；

（5）選用中小型可編程序控制器。

9、由于目前的變頻器都采用PWM控制方式，這樣的脈沖調(diào)制方式使得變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時在電源側(cè)產(chǎn)生高次諧波電流，并構(gòu)成電壓波形畸變，對電源系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，通常采用以下處置措施：采用專用變壓器對變頻器供電，與其它供電系統(tǒng)分別；在變頻器輸入側(cè)加裝濾波電抗器或多種整流橋回路，降低高次諧波重量，關(guān)于有進(jìn)相電容器的場所因高次諧波電流將電容電流增加構(gòu)成發(fā)熱嚴(yán)重，必需在電容前串接電抗器，以減小諧波重量，對電抗器的電感應(yīng)合理剖析計(jì)算，防止構(gòu)成 LC振蕩。

10、變頻器屬于電子器件安裝，在其規(guī)格書中有細(xì)致裝置運(yùn)用環(huán)境的要求。在特殊狀況下，若的確無法滿足這些要求，必需盡量采用相應(yīng)抑止措施：振動是對電子器件構(gòu)成機(jī)械損傷的主要緣由，關(guān)于振動沖擊較大的場所，應(yīng)采用橡膠等避振措施；濕潤、腐蝕性氣體及塵埃等將構(gòu)成電子器件生銹、接觸不良、絕緣降低而構(gòu)成短路，作為防備措施，應(yīng)對控制板中止防腐防塵處置，并采用封鎖式構(gòu)造；溫度是影響電子器件壽命及牢靠性的重要要素，特別是半導(dǎo)體器件，應(yīng)依據(jù)安裝要求的環(huán)境條件裝置空調(diào)或防止日光直射。

審核編輯黃昊宇