变频器套用及故障处理问答

作者：周志敏、纪爱华 编

出版日期：2015年4月

书号：978-7-122-22791-1

开本：16K　787×1092　1/16

装帧：平

版次：1版1次

页数：236页

本书结合变频调速技术的发展与套用，以问答形式深入浅出地介绍了变频器在工程套用、维护和检修工作中，经常涉及到的变频技术基础知识和实际操作技能。内容包括变频器基础知识、变频调速系统制动方式、变频调速系统工程设计、变频调速系统的通信网路、变频调速系统的电磁兼容技术、变频调速系统的安装与布线、变频调速系统参数设定、变频调速系统工程调试、变频调速系统维护保养等内容

本书文字通俗易懂，内容新颖实用、查阅套用方便，是生产一线从事变频器工程套用、维护和检修的工程技术人员的必备读物，也可供相关专业的高等院校及职业技术学院的师生参考。

第1章变频器基础知识001

1通用变频器有哪些主要功能？001

2变频器的基本额定数据有哪些？001

3交—直—交变频器是基于什幺工作原理？002

4电压源型变频器和电流源型变频器各有哪些特点？003

5变频器的保护功能分为哪两类?004

6变频器保护电路的主要功能有哪些？004

7变频器的电子热保护是基于什幺工作原理?005

8变频器的自动检测功能有哪些？005

9变频器的接地保护功能可以检出漏电吗?005

10什幺是变频器的失速防止功能？006

11变频器的加减速时间的分别给定和加减速时间共同给定各有什幺意义？006

12按比例地改U和F时，电动机的转矩如何变化？006

13SPWM是什幺意思？006

14变频器输入电流的波形有何特点？006

15在哪些情况下变频器输入电压的波形将发生畸变？006

16什幺是变频解析度？有什幺意义？007

17什幺是变频器的频率精度？007

18什幺是变频器的输出频率线？008

19变频器的偏置频率是如何定义的？008

20变频调速后异步电动机机械特性如何？008

21变频器调速到大于50Hz频率时，电动机的输出转矩将如何变化？009

22怎样改善变频调速系统电动机的输出转矩？010

23变频器是如何实现转矩提升的？010

24何为变频器的基本频率？010

25变频器U/F模式是什幺含义？011

26何为变频器基本U/F线？011

27何为变频器的弱磁点？011

28变频器U/F线有哪些选择功能？012

29变频调速系统加减速时间是如何定义的？012

30何为变频器频率设定信号增益？012

31变频器的频率限制是如何定义的？013

32变频器转矩限制是如何分类的？013

33变频器在运行中能显示哪些频率？013

34变频器能直接显示转速吗？013

35变频器如何显示故障原因？013

36变频器配置了哪些操作键？014

37变频器有几种操作？014

38按键操作板拔掉后变频器能否运行？014

39按键操作板能否移至操作方便的地方？014

40如何灵活套用变频器控制端子？014

41同步变频与异步变频调速电动机有哪些区别？015

42变频器能用来驱动单相电动机吗？可以使用单相电源吗？015

43变频器驱动电动机如果频率下降时电压也下降，那幺电流是否增加？015

44电动机频率超过60Hz运行时应注意什幺问题？016

45採用变频器驱动电动机时，电动机的启动电流、启动转矩如何变化？016

46变频器的调速範围60～6Hz，即10∶1，在6Hz以下就有没有输出功率吗？016

47对于一般电动机在60Hz以上也要求转矩一定，是否可以？016

48变频调速系统能否长时间在低速情况下运行？016

49低速运行时能保证频率精度吗？016

50低速运行时，在空载情况下易因过流而跳闸，是什幺原因？017

51对于需要低速运行的负载，应选用什幺样的变频器？017

52绕线式异步电动机能否配用变频器？017

第2章变频调速系统制动方式018

1变频器调速系统有几种运行状态？018

2电动机处于发电状态有哪些条件？019

3变频调速系统的制动过程是如何工作的？019

4变频调速系统有哪些制动类型？019

5制动时的电能反馈到电源了吗?020

6变频调速系统的泵升电压与哪些因素有关？020

7变频调速系统的回馈制动是如何实现的？020

8变频调速系统的直流制动是如何实现的？022

9如何设定变频调速系统的直流制动？023

10变频调速系统的电阻制动和回馈制动各有什幺优点？024

11什幺是变频调速系统的电容反馈制动？024

12能耗制动单元组件由哪两部分组成？026

13如何设计变频调速系统的制动力矩？026

14制动单元与制动电阻如何选配？027

15如何确定外接制动电阻的阻值？027

16如何选择制动单元？028

17如何选择制动单元的电压？028

18如何计算制动电阻的标称功率？028

19多个外接制动组件并用时需注意些什幺？028

20什幺是制动单元安全极限？029

21制动电阻一定要选择无感电阻吗？029

22制动电阻发热量与电阻值的选择有关吗？029

23由于启、制动较频繁，制动电阻发热严重，怎幺办？029

24制动单元安装，配线应注意哪些事项？029

第3章变频调速系统工程设计030

1变频调速系统有哪几部分构成？030

2通用变频器构成的异步电动机开环调速系统有何特点？031

3无速度感测器的矢量控制异步电动机变频调速系统有何特点？032

4带速度感测器矢量控制的变频调速系统有何特点？033

5永磁同步电动机开环控制的变频调速系统有何特点？033

6如何正确选择交流电动机变频调速控制方案？034

7如何合理的选用变频器控制方式？035

8变频器的选型应满足哪些条件？036

9什幺是变频器效率？036

10变频器负载率β与效率η有何关係？037

11变频器选择应遵守哪些基本原则？037

12如何实现变频器与负载的匹配？038

13选择变频器时应注意哪些事项？038

14如何合理的选择变频器容量？039

15如何确定变频器的容量和配件？040

16变频器说明书中的“配用电动机容量”能不能作为选择变频器容量的依据？041

17两台22kW、4极电动机顺序启动，用一台变频器驱动时容量应怎样考虑？041

18如有功率为75、110kW电动机，变频器的容量如何选择？041

19一台变频器带多台电动机时，怎幺选定变频器容量？041

20变频调速系统连续运转时所需的变频器容量如何选择？041

21变频调速系统短时加减速运行时变频器容量如何选择？042

22变频调速系统频繁加减速运行时变频器容量如何选择？042

23一台变频器驱动多台电动机，且多台电动机并联运行时变频器容量如何选择？042

24电动机直接启动时所需变频器容量如何选择？043

25大惯性负载启动时变频器容量如何选择？043

26电动机的实际负载比电动机的额定输出功率小时，若选择与实际负载相匹配的

变频器容量为什幺并不理想？043

27如何正确选择变频器的箱体结构？043

28如何选用变频器外部主电路的电气设备？044

29用变频器电源端接触器来直接启停电动机会发生什幺问题？044

30为什幺不能用变频器输出端的接触器启停电动机？044

31如何正确使用热过载继电器？045

32如何选择电流互感器和电流表？045

33如何选择变频调速系统的电动机？046

34变频系统设计时应注意哪些问题？047

35对变频调速系统的漏电流应採取哪些对策？047

36变频器与PLC如何配合套用？048

37 ACS1000中压变频器是如何实现同步切换控制的？049

38如何实现高压异步电动机变频启动的切换？049

39如何实现同步电动机变频系统的启动和切换？050

40如何实现不用比例给定器实现多台变频器比例运行？052

41如何实现变频运行与工频运行之间的切换？053

42如何描述电动机变频运行后的带载能力？053

43 fx>fN时电动机的带载能力如何？054

44 fx>fN时电动机的有效转矩如何？054

45什幺是平方律负载？055

46变频调速系统与平方律负载配用时应如何调试？055

47为什幺平方律负载套用变频调速后，节能效果好？055

48变频调速套用于恆转矩负载时应注意哪些问题？055

49对于一般的电动机组合频率在60Hz以上时是否可以要求转矩恆定?056

50如何实现变频器调速方式的快速转换？056

第4章变频调速系统的通信网路057

1 RS485接口与RS232C接口相比有何特点？057

2并行通信与串列通信各有什幺特点？057

3什幺是异步通信与同步通信？058

4什幺是单工和双工通信方式？058

5在串列通信中，传输速率的单位是什幺？059

6 RS422/RS485异步通信口有何特点？059

7RS485系统使用中继器后具有哪些优点？060

8如何採用RS485接口构成的工控网？060

9RS485汇流排技术规格要求有哪些？060

10如何减少信号传输线的阻抗不连续？061

11为什幺不能忽视RS485接口信号地连线？062

12RS485传输线与传输距离有何关係？062

13构建RS485网路应注意哪些事项？062

14如何设计RS485硬体接口电路？063

15如何设定RS485接口的电源和接地？065

16为什幺要对RS485接口进行光电隔离？065

17如何处理RS485系统的常见故障？065

18如何设计PLC与变频器之间通信程式？066

19如何通过USS协定实现变频器与PLC通信？067

20採用PLC控制变频器有哪些方式？068

21採用三菱PLC控制变频器的硬体如何配置？069

22採用三菱PLC控制变频器的通信参数如何设定？070

23如何实现CX变频器与PLC间的通信？070

24如何实现台达变频器与计算机的串口通信？072

25如何实现MIDIMASTERECO变频器的远程监控？074

26如何实现PC对多台TD3000变频器的实时监控？076

27如何使用通信方式改变变频器参数？079

28如何实现上位机与Unidrive变频器之间的通信？079

29基于PROFIBUSDP如何实现PLC与变频器之间的通信？080

第5章变频调速系统的电磁兼容技术083

1变频器产生的噪声有哪几种类型？083

2变频器所处电磁环境中存在哪些主要干扰源？084

3低压变频器电磁兼容等级有哪些典型值？085

4低压变频器抗电磁干扰的验收準则及等级是如何规定的？085

5低压变频器对低频干扰有哪些要求？086

6低压变频器对高频干扰有哪些要求？086

7低压变频器对发射有哪些要求？ 087

8低压变频器对安全性的最低要求有哪些？ 088

9变频调速系统电磁兼容性设计有哪些规则？088

10变频器是如何产生谐波的？089

11谐波电流与线路阻抗有何关係？090

12网侧电流波形与直流侧电压有何关係？090

13变频器产生的谐波有哪些危害？090

14针对谐波干扰应採取哪些抑制对策？091

15如何抑制交—直—交电流型变频器产生的谐波？096

16如何抑制交—交变频器产生的谐波？096

17如何抑制交—直—交电压型变频器产生的谐波？096

18变频调速系统有哪些电磁干扰源？096

19电磁干扰对变频调速系统有何影响？097

20变频调速系统中的干扰源是如何分类的？098

21变频调速系统电源异常有几种形式？098

22变频调速系统电磁干扰传播的途径有哪些？098

23变频调速系统的抗电磁干扰措施有哪些？099

24变频调速系统的抗干扰设计应遵守哪些基本原则？100

25通信线路的禁止层如何接地？100

26感测器信号线路的禁止层如何接地？101

27模拟信号线路的禁止层如何接地？101

28变频调速系统有几种接地方式？101

29对变频调速系统PE线中的漏电流有何规定？103

30如何抑制变频系统中的共模噪声？103

31变频器柜内应如何布线？106

32如何抑制变频调速系统的外部的电磁干扰？107

33如何抑制变频器对微机控制板的干扰？107

34变频器自身应採取哪些抗干扰措施？108

35如何解决电动机的漏电流、轴电压与轴承电流问题？108

36如何抑制变频器对外界的辐射干扰？109

37对造成变频器控制迴路误动作的电磁干扰应採取哪些措施？110

38如何进行变频调速系统的抗干扰设计？110

39变频调速系统输入信号与输出信号的漏电流如何处理？111

40如何正确配置变频器的输入输出电抗器？111

41变频器输入电抗器有何作用？112

42如何选择输入电抗器的容量？113

43如何计算输入电抗器的额定电流IL？114

44变频器输出电抗器有何作用？114

45变频器直流电抗器有何作用？116

46变频器如何防雷？117

47雷击、感应雷电对变频调速系统有哪些影响？117

48变频调速系统防雷电浪涌有哪些要求？117

第6章变频调速系统的安装与布线119

1变频器对工作的物理环境有哪些要求？119

2变频器对工作的电气环境有哪些要求？120

3在选择变频器安装环境时应注意哪些事项？120

4变频器的安装设计的基本要求有哪些？120

5变频器柜防尘设计有哪些要求？121

6变频器柜防潮湿霉变设计有哪些要求？121

7如何进行变频器的通风散热设计？122

8变频器有哪些安装方式？123

9安装变频器应注意些什幺？123

10变频器与电动机的距离对系统有哪些影响？应採取哪些防止措施？124

11变频调速系统布线应遵守的基本準则有哪些？125

12变频器外部主电路如何布线？125

13变频器与电动机连线电缆有哪些要求？128

14变频调速系统外部信号是如何分类的？128

15如何选择变频调速系统的控制电缆及正确布线？128

16如何选择变频调速系统的动力电缆及正确布线？ 129

17如何实现变频器的正确接地？129

18变频器外部电路如何正确接线？130

19电源与变频器进线端间应接入哪些开关？131

20变频器有哪些外部输入端子？131

21变频器有哪些外部输出端子？133

22变频器输出端子有几种类型？133

23三线控制如何接线？135

24如何灵活套用变频器外部端子？135

25变频器有哪些外部开关指令输入信号？135

26手动同步控制有哪些要求？136

27如何套用转速多段控制功能？138

28如何用继电器控制电动机正反向运行？138

29为什幺变频器的输入与输出端绝对不允许接反？139

30变频器的输出端为什幺不能接入电容器以改善电动机的电流波形？139

31变频器控制电路的电源应接到哪里？139

32对控制线的布置有些什幺要求？139

33输出信号接线端的容量有多大？139

34在什幺情况下使用“第二加减速”控制输入端？140

35有的变频器有一个“停止输出”的控制端，用在什幺场合？140

36如何接入外接显示仪表？140

37外接频率表时应注意些什幺？140

38外接给定信号已经是“最小”位置(0位)，但输出频率不为0Hz，怎幺办？140

39外接给定信号为最大值(+10V)时，输出频率只有485Hz(要求50Hz)，

怎幺办？140

40若干单元联动控制时，由统一的给定信号给定，但每单元所需的最高频率不一致，

怎幺办？141

41如在变频器输出侧设有接触器应注意哪些事项？141

42装设变频器时安装方向是否有限制？141

43变频器内藏有冷却风扇，风的方向如何？风扇若是坏了会怎样？141

44怎幺解决电压不平衡问题？141

45变频器对输入电压波动有什幺要求?142

第7章变频调速系统参数设定143

1变频器有哪些可设定参数？143

2设定变频器参数应从哪几个方面进行？143

3设定变频器参数的方法有几种？144

4设定变频器频率有哪几种方式？144

5选择变频器给定方式应遵守哪些基本原则？145

6什幺是外接设定？145

7变频器对外接设定信号有什幺规定？145

8变频调速系统的上下限频率是如何定义的？146

9为什幺要避免变频调速系统运行在最低频率？146

10根据什幺设定变频调速系统的最高运行频率？146

11如何设定变频调速系统的上下限频率？146

12变频调速系统上下限频率设定应注意哪些事项？147

13何为变频器的载波频率？147

14变频器载波频率与死区时间有何关係？148

15变频器载波频率对电气设备有何影响？148

16变频调速系统的迴避频率有何作用？148

17变频器的偏置频率有何作用？149

18变频器频率增益功能有何作用？149

19变频器频率指令的保持功能有何作用？150

20什幺是变频器的频率给定线？150

21如何调整频率给定线？151

22如何进行变频器的程式设定？151

23使用外接给定信号时，工作频率能不能超过额定频率？152

24採用外部模拟量或数字量给定时有哪些异常现象？152

25怎样进行输出频率线的函式设定？152

26什幺是输出频率线的两点设定法？153

27如何输入变频调速系统的电动机参数？153

28怎幺设定加减速时间及转矩提升？153

29怎样设定基本频率？153

30如何设定最大频率？153

31设定fDB和UDB时需遵循哪些原则？153

32如何选择U/F的类型？153

33什幺是基本U/F设定？154

34变频器怎样实现点动？154

35怎样设定点动的频率？155

36为什幺要进行多挡频率设定？155

37怎样实现多挡转速运行？155

38实现多挡转速运行时，有哪些相关设定？155

39什幺情况下需设定“转差补偿”？ 156

40怎样进行变频器的电动机辨识？157

41变频器有几种控制方式？157

42怎样调节和设定变频器的输出频率？157

43变频调速系统在进行矢量控制时为何要设定电动机额定参数？158

44用外接电位器进行频率设定有何优缺点？158

45利用变频器控制端子设定有何优缺点？158

46如何正确设定变频器的压频比？159

47怎样设定基本频率？159

48基频设定应注意哪些事项？160

49变频调速的基本控制方式与基準电压、基準频率有何关係？161

50负载的机械特性与基準电压、基準频率的设定有何关係？161

51变频调速系统为恆转矩特性时，对应一次性方程的U/F曲线有何关係？162

52如何设定变频调速系统的过负载率？162

53S形启动方式适用于何种负载？162

54什幺负载以选用半S形启动方式较好？162

55变频调速系统电动机的启动分几种？162

56变频调速系统的启动频率如何设定？163

57变频调速系统的加速过程有何特点？165

58变频调速系统的减速过程有何特点？165

59变频调速系统中的电动机的停机方式有几种？166

60变频器加减速模式如何选择？166

61变频调速系统的加、减速时间如何设定？167

62何为变频器的暂停加速功能？168

63何为变频器的暂停减速功能？169

64如何运用变频器的升、降速控制端子？169

65如何正确使用变频器转矩提升功能？171

66电子热继电器保护功能如何设定？172

67变频器用作软启动器时的参数如何设定？172

第8章变频调速系统工程调试174

1如何选择变频器的控制方式？174

2变频器有几种运行模式？174

3变频器有几种启动方式？174

4变频器的控制命令有哪些？174

5变频器面板按键有哪些功能？175

6变频器正常运行如何操作？176

7如何远程和手动操作变频器？176

8变频调速系统调试的技术条件有哪些？176

9变频传动系统的调试分为几步？177

10变频调速系统调试有哪些步骤？177

11变频调速系统电动机本体试验项目有哪些？177

12变频调速系统调试的安全防护措施有哪些？178

13变频调速系统调试的质量标準有哪些？178

14变频调速系统送电前检查项目有哪些？178

15变频调速系统通电后检查项目有哪些？179

16变频器输出端未接电动机之前，应调试哪些内容？179

17变频器带电动机空载运行应做哪些检查？179

18变频器带电动机空载运行的参数如何设定？180

19电动机带负载运行时应注意观察和调整哪些项目？181

20变频调速系统负载试运行应做哪些检查？181

21如何进行变频调速系统的基本调试？182

22如何进行变频器与上位机的统一调试？183

23实际转速对于给定速度有偏差时如何解决？184

24转矩矢量控制和节能控制功能无法启用是什幺原因？184

25调试现场如何设定U/F曲线？184

26中频变频器的U/F曲线如何现场调试？185

27如何解决启动频率与启动电压失调问题？186

28如何避免套用于平方转矩负载的变频器过载？186

29风机和泵的负载启停时变频器加速时间与减速时间如何匹配？186

30如何避免平方转矩负载的变频调速系统共振？186

31如何避免泵类负载的变频调速系统憋压与水锤效应？186

32如何选择恆转矩负载变频器的控制方式？187

第9章变频调速系统维护保养188

1如何处理变频调速系统的噪声问题？188

2如何处理变频调速系统的振动问题？188

3如何处理变频调速系统的发热问题？189

4变频调速电动机在低速运行时如何降温？189

5变频调速电动机的损耗及发热问题，如何解决？189

6变频器维护保养周期标準是如何规定的？189

7如何对变频器进行日常维护保养？192

8如何正确更换变频器的备品备件？194

9如何测量变频器输入侧参数？196

10如何测量变频器输出侧参数？197

11如何测量变频器的绝缘电阻？198

12如何进行变频器负荷特性测试？198

13同步电动机採用通用变频器时应注意哪些问题？201

14高频电动机採用通用变频器时应注意哪些问题？201

15变频器使用漏电保护器时应注意哪些事项？201

16变频器在高原地区使用时应该注意的问题？201

17变频器故障与使用时间有何关係？202

18如何抑制变频器电源端的操作过电压？203

19何为变频器的故障自保护及自诊断功能？204

20变频器发生自保护如何处理？205

21如何正确使用故障信号的自动复规功能？ 206

22如何进行变频器的静态测试？206

23如何进行变频器的动态测试？206

24测量变频器主电路时应注意哪些事项？207

25测量变频器控制电路时应注意哪些事项？207

26如何诊断和处理变频器整流模组故障？207

27如何诊断和处理变频器逆变功率模组故障？208

28如何诊断和处理变频器电解电容器故障？209

29如何诊断和处理变频器控制电路板故障？211

30如何诊断和处理变频器开关电源故障？212

31如何诊断和处理变频器驱动电路故障？212

32如何诊断和处理变频器的冷却系统故障？213

33如何诊断和处理变频器操作及显示面板故障？214

34变频器过电流按电流性质是如何分类的？214

35变频器过电流的原因是如何分类的？214

36如何诊断和处理变频器短路故障？215

37如何诊断和处理变频器轻载过电流故障？215

38如何诊断和处理变频器重载过电流故障？216

39如何诊断和处理变频器工作中的过电流故障？217

40如何诊断和处理变频器升降速中的过电流故障？217

41如何判断变频器过电流故障？218

42如何诊断和处理变频器的振荡过电流故障？219

43变频器是如何处理过流问题的？219

44变频器过载与过电流故障有何区别？219

45变频器过流、过载和过热的保护对象是什幺？220

46如何诊断和处理变频器过载故障？220

47如何判断和分析变频器过载原因？221

48变频器是如何处理电动机过载故障的？222

49造成变频调速系统欠电压的原因有哪些？223

50变频器在什幺情况下可能出现过电压？223

51如何对变频器过电压实施保护？223

52引起变频调速系统过电压的原因有哪些？224

53变频器过电压有何危害？226

54如何防止变频器过电压故障发生？226

55过电压的处理方法有哪些？227

56造成变频器电流显示误差的原因有哪些？228

57如何减少控制电缆容抗对显示仪表的影响？229

58如何诊断和处理变频器充电启动电路故障？229

59如何诊断和处理变频器过电压吸收电路故障？230

60如何诊断和处理中频变频器的呃逆电压故障？231

61具有重合闸功能的变频器，当进线处接触器断开后，立即再接通时，

却出现“欠压”显示，是什幺原因？233

62工频电源稳定是否可取消欠电压保护？233

63送电后按启动键RUN后变频器没反应是什幺原因？233

64变频器的制动电阻过热冒烟如何处理？234

65如何诊断和处理变频调速系统电动机发热故障？234

66如何处理漏电断路器经常跳闸故障？235

67变频器的漏电流与开关频率和电缆长度有何关係？235

参考文献236