變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
由于變頻調(diào)速在頻率范圍、動態(tài)響應(yīng)、調(diào)速精度、低頻轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)差補償、通訊功能、智能控制、功率因數(shù)、工作效率、使用方便等方面是以往的調(diào)速方式無法比擬的，它以體積小、重量輕、通用性強、拖動領(lǐng)域?qū)?、保護(hù)功能完善、可靠性高、操作簡便等優(yōu)點，深受鋼鐵、有色、礦山、石油、石化、化工、醫(yī)藥、紡織、機械、電力、輕工、建材、造紙、煤炭、卷煙、自來水等行業(yè)的歡迎，社會效益非常顯著。它優(yōu)于以往的任何調(diào)速方式，如變極調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、滑差調(diào)速、串級調(diào)速、整流子電機調(diào)速、液力耦合調(diào)速，乃至直流調(diào)速而成為電機調(diào)速的佼佼者。
   本文站在新世紀(jì)之初，回顧19世紀(jì)80年代末的變頻狀況，詳實地報告了我國這十多年變頻技術(shù)、變頻市場的變化及變頻技術(shù)的重要應(yīng)用。
   正確地說，我國變頻器的市場化始于80年代后期，第一家商品化的變頻器當(dāng)屬日本三墾變頻器，香港力達(dá)公司作為三墾的總代理，在國內(nèi)巡回講座變頻技術(shù)（當(dāng)時是SVF型）。緊接著，日本富士變頻器推入中國（富士5型）。所以說80年代末，我國的變頻市場是被三墾、富士占領(lǐng)著，盡管在這以前，機械部的西安電力電子技術(shù)研究所研制電流型變頻器，天津電氣傳動研究所研制著電壓型變頻器，大連電機廠買了日本東芝技術(shù)，都沒形成規(guī)模。那么，到現(xiàn)在，除了日本三墾、富士變頻器，還有三菱、東芝、安川、明電舍、日立、春日、松下、東洋、AB、羅賓康、通用、KB、摩托托尼、西門子、倫茨、ABB、丹佛斯、西技來克、阿爾斯通、施耐德、安薩爾多、SEW、住友、三木、CT、VACON、KEB、RELIANCE、TE、伊林、歐陸、三星、LG、臺安、東元、普傳、安邦信、森蘭、佳靈、吉納、先行、安圣（華為）、時代、利德華福、富凌、九德松益、利佳、賀盛達(dá)、格立特、同方、隆達(dá)、惠豐、HOLIP、MSC、ALIPHA、隆興、愛德利、臺達(dá)、大晉、寧茂、陽網(wǎng)、士林、南昱、康沃、建業(yè)、風(fēng)光電子、凱奇、裕丸、VF-A3（遼無一廠）、DVF-C（東宇）、四維、歐林、騰龍、維晶美、先馬、HIC（華能）、天傳、西電子等八十多個品牌。好似龍爭虎躍，其中在中國建立合資廠的有：富士（無錫）、ABB（北京）、西門子（天津）、三墾（江陰）?？上驳氖?，中國涌現(xiàn)不少變頻器生產(chǎn)廠家，除臺灣外，如安圣、佳靈、利德華福等。
   變頻技術(shù)上的進(jìn)展更為顯著。80年代末的變頻器，技術(shù)上還不很完善，有的如缺少避開頻率點功能和瞬時停電自動再起動功能等，而目前的變頻器，功能非常強，除具有轉(zhuǎn)矩提升、轉(zhuǎn)差補償、轉(zhuǎn)矩限定、直流制動、多段速度設(shè)定、S型運行、頻率跳躍、瞬時停電自動再啟動、重試功能等性能外，還有A、直接轉(zhuǎn)矩控制，實現(xiàn)高起動轉(zhuǎn)矩。0轉(zhuǎn)數(shù)時，轉(zhuǎn)矩輸出100%。B、低干擾控制方式。C、通信功能、RS485接口，可以選用各種總線。如Profibus 、Interbus等。通用變頻器容量也有所放大。如：日本富士、日本明電舍達(dá)到了315kW，而西門子可以做到800kW。總的感覺，許多變頻器基本相通，各有千秋。如日本變頻器年代早、產(chǎn)量大、可靠性高、設(shè)計細(xì)化。西門子變頻器范圍大、電壓等級多、功能多。歐洲變頻器不但有通信功能，而且有通信協(xié)議。富士7.5kW以下內(nèi)置制動單元和制動電阻，三墾IPF系列備有恒壓供水基板（IWS），丹佛斯變頻器具有較強的濾掉諧波功能等。變頻器的核心逆變元件也由GTR轉(zhuǎn)為IGBT。這十多年是變頻技術(shù)發(fā)展的十年，是變頻技術(shù)不斷完善的十年。那么，變頻器的價格呢？是不斷降低的十年。以富士變頻器為例：一臺水泵用的280kW變頻器，80年代末需28~30萬元一臺。而現(xiàn)在只需14~16萬元一臺。表1列出了富士變頻器1990年和2000年的市場價。那時買一臺，現(xiàn)在可以買二臺。

      變頻器在國內(nèi)的應(yīng)用

      20世紀(jì)90年代開始，交流變頻調(diào)速裝置在我國的應(yīng)用有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。由于變頻調(diào)速在頻率范圍、動態(tài)相應(yīng)、調(diào)速精度、低頻轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)差補償、通訊功能、智能控制、功率因數(shù)、工作效率、使用方便等方面是以往的交流調(diào)速方式無法比擬的，它以體積小、重量輕、通用性強、拖動領(lǐng)域?qū)?、保護(hù)功能完善、可靠性高、操作簡便等優(yōu)點，深受鋼鐵、冶金、礦山、石油、石化、化工、醫(yī)藥、紡織、機械、電力、輕工、建材、造紙、印刷、卷煙、自來水等行業(yè)的歡迎，社會效益非常顯著。在變頻領(lǐng)域，我公司起步較早，銷量較大，應(yīng)用負(fù)載較多?？梢哉f，伴隨著我國變頻技術(shù)成長。
下面，用實例來談變頻調(diào)速裝置的應(yīng)用及效益。
1泵類負(fù)載
泵類負(fù)載，量大面廣，包括水泵、油泵、化工泵、泥漿泵等，有低壓中小容量，也有高壓大容量。
采用變頻控制時，電機或泵的轉(zhuǎn)數(shù)下降，軸承等機械部件磨損降低，泵端密封系統(tǒng)不易損壞，機泵故障率降低，維修工作量大為減少。高樓的恒壓供水變頻系統(tǒng)，雖然只是變頻器的簡單應(yīng)用，但很好得滿足了高層用戶用水的壓力穩(wěn)定性，大大節(jié)約了能源。
2風(fēng)機類負(fù)載
風(fēng)機類負(fù)載，也是量大面廣設(shè)備，各行各業(yè)普遍應(yīng)用，多數(shù)是調(diào)節(jié)擋板開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量，浪費大量電能。某煉油廠65噸/時中壓鍋爐是為回收催化裂化裝置生產(chǎn)中產(chǎn)生的一氧化碳?xì)舛O(shè)置的主要動力設(shè)備。由于燃燒燃料的不同，所需風(fēng)量相差近一倍。為此，他們對鍋爐風(fēng)機采用變頻調(diào)速控制，去掉了風(fēng)機擋板，年節(jié)電67萬度，節(jié)電率67.7%，鍋爐燃燒率提高1.6~2.7%，節(jié)省燃料油989~1628噸。
3軋機類負(fù)載
在冶金行業(yè)，近年用交流變頻,軋機交流已是一種趨勢。尤其在輕負(fù)載軋機，如寧夏民族鋁制品廠的多機架鋁軋機組采用通用型變頻器，滿足低頻帶載啟動，機架間同步運行，恒張力，操作簡單可靠。
4卷揚機類負(fù)載
卷揚機類負(fù)載，采用變頻調(diào)速，穩(wěn)定、可靠。鐵廠的高爐卷揚設(shè)備是主要的煉鐵輸送設(shè)備。他要求啟、制動平穩(wěn)、加減速均勻、可靠性高。原多采用串極、直流或轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式，效率低可靠性差。用交流變頻替代上述調(diào)速方式，可以取得理想的效果。某鋼廠對其300m3高爐卷揚設(shè)備控制系統(tǒng)用變頻加制動單元和制動電阻取代原直流或轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式，精度高、運行平穩(wěn)、機械特性強、料車停車位置準(zhǔn)確，杜絕了掉道事故，減輕了工人勞動強度，降低了噪聲，節(jié)電且增產(chǎn)，多年使用未出現(xiàn)故障，效果顯著。
5轉(zhuǎn)爐類負(fù)載
轉(zhuǎn)爐類負(fù)載，用交流變頻替代直流機組是一種簡單可靠，運行平穩(wěn)的調(diào)速方式。轉(zhuǎn)爐傾動和氧槍升降采用交流變頻調(diào)速拖動。經(jīng)過多年的生產(chǎn)應(yīng)用，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，技術(shù)指標(biāo)完全滿足工藝要求。轉(zhuǎn)爐、氧槍主傳動系統(tǒng)引起的熱停工可以減少90%以上，為鋼廠以后穩(wěn)定生產(chǎn)打下堅實的基礎(chǔ)。
6輥道類負(fù)載
輥道類負(fù)載，多在鋼鐵冶金行業(yè)，采用交流電機變頻控制，可提高設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性。
鋼鐵中型廠后道工序改造，采用變頻裝置拖動交流電機并和PLC接口，產(chǎn)生良好的效果。調(diào)速精度高，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，設(shè)備可靠性高，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。由于變頻制動效果好，省去了機械制動閘。由于速度連續(xù)可調(diào)，省卻了大量減速機裝置，同時改善了生產(chǎn)環(huán)境，消除了噪音。單節(jié)電一項，一年半就可收回全部變頻裝置的投資。變頻器應(yīng)用于輥道類負(fù)載，可以采用一臺變頻裝置帶多臺籠式電機的技術(shù)。
7大型窯爐煅燒爐類負(fù)載
冶金、建材、燒堿等大型工業(yè)轉(zhuǎn)窯（轉(zhuǎn)爐）以前大部分采用直流、整流子電機、滑差電機、串機調(diào)速或中頻劇組調(diào)速。由于這些調(diào)速方式或有滑環(huán)、或效率低，經(jīng)過改造，采用交流變頻控制，效果極好。
8吊車、翻斗車類負(fù)載
吊車、翻斗車等負(fù)載轉(zhuǎn)巨大且要平穩(wěn)，正反頻繁且要可靠。變頻裝置控制吊車、翻斗車滿足這些要求
石化工廠采用變頻調(diào)速和PLC控制焦化翻斗車，取得了較高可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。
9拉絲機類負(fù)載
生產(chǎn)鋼絲的拉絲機，要求高速、連續(xù)。鋼絲強度200kg/mm2,調(diào)速系統(tǒng)精度高、穩(wěn)定度高且要求同步。某金屬制品廠活套式拉絲機采用變頻控制，運行幾年工作正常。由于用異步機取代了直流機，提高了設(shè)備可靠性，并提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
10運送車類負(fù)載
煤礦的原煤裝運列車或鋼廠的鋼水運送車燈采用變頻技術(shù)效果很好。采用變頻器控制系統(tǒng)，對原煤裝運車雙速電機系統(tǒng)進(jìn)行了改造。起?？焖?，過載能力強，正反轉(zhuǎn)靈活，達(dá)到了煤面平整、重量正確（不多裝或少裝），基本上不需要人工操作，提高原煤生產(chǎn)效率，節(jié)約電能。鋼水運輸車采用變頻技術(shù)，運駛速度快而平穩(wěn)，安全可靠。
11電梯高架游覽車類負(fù)載
由于電梯是載人工具，要求拖動系統(tǒng)可靠，又要頻繁的加減速和正反轉(zhuǎn)，電梯動態(tài)特性和可靠性的提高，便增加了電梯乘坐的安全感、舒適感和效率。過去電梯調(diào)速直流居多，近幾年逐漸轉(zhuǎn)為交流電機變頻調(diào)速，無論是日本，還是德國。我國不少電梯廠都爭先恐后的用變頻調(diào)速來裝備電梯。
單軌高架游覽車，行駛中頻繁起動、停車、上坡、下坡，并要求起停平穩(wěn)、車速恒定。由于是載人車，運行必須安全可靠，常年日曬雨淋，環(huán)境惡劣。以往要求調(diào)速性能高的傳動裝置，多采用帶測速反饋的矢量控制系統(tǒng)，價格較高，為了降低價格，并維修方便。我們采用通用型變頻器轉(zhuǎn)矩適量控制方式，成功地解決了起動/賈素、停車/減速、恒速/變速行駛等，并防止了“下滑”、“沖站”現(xiàn)象的產(chǎn)生，達(dá)到了安全可靠，用戶非常滿意。
12給料機類負(fù)載
冶金電力煤炭化工等行業(yè)，給料機眾多，無論圓盤給料機，還是振動給料機，采用變頻調(diào)速，效果均非常顯著。如圓盤給料機，原為滑差調(diào)速，低頻轉(zhuǎn)矩小，故障多，經(jīng)常卡轉(zhuǎn)。采用變頻調(diào)速，由于是異步機，可靠性高、節(jié)電，更重要的是和溫度變送器閉環(huán)控制可以保證輸送物料的準(zhǔn)確，不至于使氧化劑輸送過量超溫而造成事故，保證了生產(chǎn)的有序性。
13堆取料機類負(fù)載
堆取料機是煤場、碼頭、礦山堆取的主要設(shè)備，主要功能是堆料和取料。老式的堆取料機，其堆料和取料均為手動操作，生產(chǎn)效率低，工人勞動強度大。經(jīng)過改進(jìn)采用變頻調(diào)速。實現(xiàn)自動堆料和半自動取料，提高了設(shè)備可靠性，設(shè)備運行平穩(wěn)，無沖擊和搖動現(xiàn)象，取料過程按1/cos∮規(guī)律回轉(zhuǎn)調(diào)速，提高了抖輪回轉(zhuǎn)取料效率和皮帶運煤的均勻度，很受工人歡迎。
14破碎機類負(fù)載
冶金礦山、建材應(yīng)用不少破碎機、球磨機，該類負(fù)載采用變頻后，效果顯著。
露天礦在重負(fù)載鍔式破碎機用交流變頻調(diào)速裝置拖動和工業(yè)控制機控制，提高了設(shè)備可靠性，減少了維修費用，提高了自動化程度，提高了效率，可以節(jié)約大量的能源。
15攪拌機類負(fù)載
化工、醫(yī)藥行業(yè)攪拌機非常之多，采用變頻調(diào)速取代其他調(diào)速方式，好處特多。
發(fā)酵罐電機原為齒輪調(diào)速，如遇攪拌速度變化需拆卸三角皮帶，即笨重又不安全。該用變頻調(diào)速后，可以大量節(jié)約電能，發(fā)酵過程可以得到明顯好轉(zhuǎn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，減少了維修，減少了工人勞動強度，有益于工廠，有益于工人。
16紡織機類負(fù)載
紡織的工藝復(fù)雜，工位多，要求張力控制，有的要求位置控制。目前變頻控制系統(tǒng)在紡織行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
如：粗紗機、細(xì)紗機、梳棉機、噴氣織機等。通過PLC控制系統(tǒng)達(dá)到紡織中變頻調(diào)速、張力、位置等多種控制。
17特種電源類負(fù)載
許多電源，如實驗室電源等可用變頻裝置來完成，好處是投資少、見效快、體積小、操作簡單。
海爾集團(tuán)開發(fā)的60KVA變頻電源控制系統(tǒng)，從合同立項到安裝驗收完成緊用了15天。經(jīng)過多年試用，該系統(tǒng)有以下優(yōu)點：
A、 可靠。運行多年，未發(fā)生故障跳閘。
B、 運行穩(wěn)定，電壓、頻率波動極小。
C、 調(diào)頻方便，可輸出三相220VAC±5%/60Hz±1%（可輸出單相110VAC±5%/60Hz±1%）
D、 噪音?。?lt;45分貝），改善了操作人員的環(huán)境。
E、 大大節(jié)約了能源的損耗
18切片、造粒機類負(fù)載
石化行業(yè)切片、造粒設(shè)備很多，由于變頻調(diào)速精度高，平穩(wěn)可靠，使用變頻調(diào)速后可提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，減少維修，給企業(yè)帶來極大好處。擠出機上使用變頻調(diào)速器，由于變頻調(diào)速精度高、可靠性高、功率因數(shù)高，可以很大程度上提高設(shè)備的生產(chǎn)效率，降低能源損耗，并消除了啟動時電流沖擊，減少了維修，減少了工人的勞動強度。
19造紙機類負(fù)載
我國造紙工業(yè)的紙機，過去要求精度高的多采用SCR直流調(diào)速方式，有的用滑差電機、整流子電機。由于存在滑環(huán)和碳刷造成可靠性和精度不高。導(dǎo)致造紙機械落后，一般車速只有200米/分左右，難同國外1000米/分相比。因而造紙機械的變頻化已是大勢所趨。
20音樂噴泉類負(fù)載
非常招攬游人的音樂噴泉，其水的高低和量的大小是靠變頻控制的。目前較多的大型噴泉多采用變頻控制。美觀而經(jīng)濟(jì)。
21磨床等機械類負(fù)載
磨床主軸電機轉(zhuǎn)速很高，需要電源的頻率也高，有200 Hz 400 Hz甚至800Hz。以前主軸電機的電源多由中頻發(fā)電機組拖動。中頻機組體積大、效率低、噪聲大、故障多、精度差。目前使用變頻控制后，好處甚多。一是精度高，加工的軸承等表面光滑，而是占地小、噪音小（90Db降到30dB），三是提高產(chǎn)品質(zhì)量，四是節(jié)點。
22卷煙機類負(fù)載
卷煙行業(yè)過去進(jìn)口的卷煙機，不論莫林8，還是莫林10，均非無極調(diào)速。因而，在卷煙行業(yè)主要是解決無極調(diào)速和可靠性問題，技術(shù)簡單，變頻器用法簡單，收效極大。
卷煙機改造迅速，受益很大?，F(xiàn)在國產(chǎn)的卷煙機大部分都裝備了變頻調(diào)速功能。
23減震和降低噪音型負(fù)載
不少負(fù)載，如大型空壓機、中頻機組等噪聲大、振動大。采用變頻技術(shù)，可以減震降噪，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。石油工廠碼頭螺桿泵是作為油輪卸油用，卸油掃艙時振動和噪音很大。因為振動往往使管架晃動，閥門和船破裂，噪聲超過90分貝，振動和噪聲成為卸船掃艙的大難問題。通過變頻調(diào)速，控制最佳狀態(tài)，使螺桿泵出口壓力恒定，把振動和噪聲控制在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。目前一些較早的大型空壓機設(shè)備也存在一定的問題需要變頻改造。
24印染機類負(fù)載
大部分印染機械都是多單元聯(lián)合工作設(shè)備。工藝上要求各單元以相同的縣速度同步運行并保持張力恒定。否則會斷布、纏布、色度不勻、色彩度不夠，縮水率過大等質(zhì)量問題。以往的印染機械無論是共電源方式或分電源方式都是采用直流調(diào)速系統(tǒng)。
因為直流電機固有的缺點，現(xiàn)在印染行業(yè)多數(shù)采用交流變頻技術(shù)。圓網(wǎng)印花機由進(jìn)布單元、印花單元、烘房導(dǎo)帶單元及落布單元四部分組成，屬于印染調(diào)速系統(tǒng)復(fù)雜的一種。采用變頻調(diào)速形成速度鏈控制。同步性能好，精度高，可靠性高。
變頻調(diào)速正在逐步地成為電氣傳動的中樞。它取代著變級調(diào)速、滑差調(diào)速、整流子電機調(diào)速、液力耦合調(diào)速、串級調(diào)速及直流調(diào)速。除了節(jié)電外（12~70%），更重要的事，產(chǎn)生增產(chǎn)、降耗、優(yōu)質(zhì)的效果，深受設(shè)計、工程、操作人員歡迎。

三菱變頻器常見故障

三菱,在自動化領(lǐng)域應(yīng)該是個相當(dāng)有聲譽的品牌，PLC、人機界面、變頻器、伺服產(chǎn)品以及自動化儀表等等都是三菱公司的優(yōu)勢產(chǎn)品,
在各行業(yè)中也都贏得了良好的口碑。

三菱變頻器以其穩(wěn)定的性能, 豐富的功能, 良好的力矩特性, 以及較高的性價比,
在變頻器市場占據(jù)著重要的地位。并以其強大的品牌效應(yīng), 在中國的市場份額逐年增長。

三菱變頻器經(jīng)過近20年的發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量和功能都相當(dāng)穩(wěn)定與完善。特別是隨著功率器件以及IC芯片的不斷改進(jìn)，變頻器產(chǎn)品也是不斷地推陳出新，從早期使用分立元件的K系列、Z系列，到現(xiàn)在使用IPM、PIM模塊的A系列，三菱變頻器應(yīng)該說又上了一個新臺階。我們應(yīng)該提到的是在大功率模塊的應(yīng)用上，三菱變頻器可能更有優(yōu)勢，因為三菱公司本身就是一個著名的半導(dǎo)體生產(chǎn)廠家，在功率器件的開發(fā)上更是走在了前端，特別是三菱公司的IPM模塊，以其卓越的性能被眾多變頻器廠家所采用?，F(xiàn)在的三菱變頻器從應(yīng)用來說主要可以分為以下幾大類:
(1) 通用型的A系列，較早有A200系列，以及經(jīng)濟(jì)型的A024、A044系列;
(2) 風(fēng)機水泵專用型的F系列, 包括早期的F400系列以及現(xiàn)在廣泛使用的F500系列;
(3) 經(jīng)濟(jì)型的E系列和簡易型的S系列。

為了滿足市場的需要，三菱變頻器還開發(fā)了應(yīng)用于多種場合的選件卡，主要包括要求精確轉(zhuǎn)速的PG反饋卡、用于精確定位的定位控制卡、用于壓力控制的PI控制卡以及用于擴(kuò)展輸出點的繼電器和晶體管輸出卡。變頻器功能的不斷加強和選件卡的開發(fā)，使得三菱變頻器更好地滿足了不同用戶的需要，也成為三菱變頻器能夠迅速壯大的動力。
2 常見故障的處理
以下我們就三菱變頻器的一些常見故障在這里和廣大使用者做一個探討。
2.1 早期產(chǎn)品的故障
由于三菱變頻器進(jìn)入中國市場較早, 所以有些老的產(chǎn)品仍在使用,
我們先就這些產(chǎn)品的故障做一分析。早期我們能碰到的產(chǎn)品主要包括Z系列和A200系列的變頻器。小功率Z024系列變頻器我們常見的故障現(xiàn)象有OC、ERR、無顯示等。

OC引起的原因主要有以下兩種可能。
(1) 驅(qū)動電路老化

由于較長年限的使用，必然導(dǎo)致元器件的老化，從而引起驅(qū)動波形發(fā)生畸變，輸出電壓也就不穩(wěn)定了，所以經(jīng)常一運行就出現(xiàn)OC報警。

(2) IPM模塊的損壞也會引起OC報警

Z024系列的機器使用的功率模塊不僅含有過流，欠壓等檢測電路，而且還包含有放大驅(qū)動電路，所以不管是檢測電路的損壞，驅(qū)動電路的損壞,
以及大功率晶體管的損壞都有可能引起OC報警。

(3) 無顯示故障的原因則多數(shù)是由于開關(guān)電源厚膜的損壞引起的。

(4)
ERR故障是一個欠壓故障，通常是由于電壓檢測回路電阻或連線出現(xiàn)問題而導(dǎo)致故障的產(chǎn)生，而不是實際輸入電壓真的出現(xiàn)欠電壓。A200系列的OC故障多數(shù)是由于驅(qū)動電路的損壞而引起的，它的驅(qū)動電路采用了一塊陶瓷封裝的厚膜電路，這給維修帶來了一定的困難，其厚膜電路主要是基于一塊驅(qū)動光耦而設(shè)計的電路。

(5)
此外我們還會碰到一些LV故障，欠壓故障的出現(xiàn)也多半由于母線檢測電路出現(xiàn)了故障，三菱變頻器也為此設(shè)計了一塊用于檢測電壓和電流的厚膜電路。開關(guān)電源脈沖變壓器的損壞也是A200系列變頻器的一個常見故障，由于開關(guān)電源輸出負(fù)載的短路，或母線電壓的突變而導(dǎo)致脈沖變壓器初，次級繞組的損壞。

2.2 A500和E500系列常見故障

目前市場上正在推廣使用的就是A500系列、E500系列、F500系列和S120系列。以下我們就A500和E500系列的常見故障和大家做一分析。

(1)
對于A500系列我們有時會碰到UV(欠壓)故障，我們可以檢查一下整流回路。A500系列7.5kW以下變頻器的整流橋內(nèi)置一個可控硅，變頻器在正常運行時用于切斷充電電阻，內(nèi)置可控硅的損壞會導(dǎo)致欠壓故障的出現(xiàn)。開關(guān)電源損壞也是A500系列變頻器的常見故障，而常見的損壞器件就是一塊M51996波形發(fā)生器芯片，此芯片的損壞通常是由于工作電壓的突變而導(dǎo)致的。此外，在平時維修中我們還是會經(jīng)常碰到CPU板的損壞。常見的故障報警有E6、E7,而損壞器件也主要集中在CPU板的程序存儲芯片，以及一些接口芯片上。

(2)
對于E500系列變頻器，我們碰到的常見故障有Fn故障，此故障主要由于風(fēng)扇的損壞而引起的。但變頻器在有報警的時候并不封鎖輸出。
3 結(jié)束語

應(yīng)該說三菱變頻器在使用中出現(xiàn)的故障還是多樣性的，希望在以后能有更多從事變頻調(diào)速行業(yè)的人加入到此行列中，更好地為廣大用戶解決一些難題。

變頻器的選用
1. 變頻器類型的選用 正確選用變頻器的類型，首先要按照生產(chǎn)機械的類型、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度、起動轉(zhuǎn)矩的要求，然后決定選用那種控制方式的變頻器最合適。所謂合適是既要好用，又要經(jīng)濟(jì)，以滿足工藝和生產(chǎn)的基本條件和要求為前提。表1
控制方式  U/f
開環(huán)  U/f
閉環(huán)  電壓
相量  電流
相量  直接
轉(zhuǎn)矩
速度控制
范圍  <1:40  1:60  1:100  1:1000  1:100
起動轉(zhuǎn)矩  150%在3Hz  150%在3Hz  150%在3Hz  200%在3Hz  200%在0Hz
靜態(tài)速度
精度(%)  ± (2 ~ 3)  ± (0.2
~ 0.3)  ± 0.2  ± 0.02  ± 0.2
反饋裝置  不要  PID調(diào)節(jié)器  不要  編碼器  不要
主要應(yīng)用
場合  一般風(fēng)機
泵類  保持壓力、
溫度、流量、
pH定值  一般工
業(yè)設(shè)備  高精工業(yè)設(shè)備  起重機械、
電梯、軋機
等設(shè)備
　　為不同類型變頻器的主要性能、應(yīng)用場合；表 2
應(yīng)用  負(fù)載特性         負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性     
 風(fēng)機、
泵類  磨擦性
負(fù)載 重力
負(fù)載 流體
負(fù)載  慣性
負(fù)載 恒轉(zhuǎn)矩 恒功率  降轉(zhuǎn)矩  降功率
流
體 壓縮機      ●        ●  
 齒輪泵      ●    ●      
 壓榨機          ●      
 卷板機、
拔絲機 ●      ●  ●      
 離心
鑄造機         ●      
金
屬
加
工
機
床 機械化
供應(yīng)裝置 ●      ●        
 自動車床  ●        ●      
 轉(zhuǎn)塔車床  ●              ●
 車床及
加工中心          ●      
 磨床、
鉆床            ●    
 刨床  ●        ●      ●
 電梯
高低速、
自動停車
裝置  ●          ●    
電
梯 電梯門   ●      ●      
 傳送帶 ●        ●      
 門式提升機 ●        ●      
輸
送  起重機、
升降機升降    ●      ●      
 起重機、
升降機
平移旋   ●      ●    ●  
 轉(zhuǎn)  ●        ●      
 運載機        ●  ●      
 自動倉庫
上下    ●      ●      
 造料器、
自動倉庫
輸送  ●        ●      
 攪拌器      ●    ●      
 農(nóng)用機械、
擠壓機          ●      
 分離機、
離心分離機        ●        
普
通 印刷機、
食品
加工機械          ●      
 商業(yè)
清洗機        ●        ●
 吹風(fēng)機            ●    
 木材
加工機  ●        ●      ●
　　為常見幾類設(shè)備的負(fù)載特性和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，可供變頻器選型時參考。
　　2. 變頻器功率的選用 變頻器負(fù)載率 b 與效率 h 的關(guān)系曲線見附圖。

　　可見：當(dāng) b = 50%時， h = 94%；當(dāng) b = 100%時， h = 96%。雖然 b 增一倍， h 變化僅2%，但對中大功率例幾百千瓦至幾千千瓦電動而言亦是可觀的。系統(tǒng)效率等于變頻器效率與電動機效率的乘積，只有兩者都處在較高的效率下工作時，則系統(tǒng)效率才較高。從效率角度出發(fā)，在選用變頻器功率時，要注意以下幾點：
　　（1）變頻器功率值與電動機功率值相當(dāng)時最合適，以利變頻器在高的效率值下運轉(zhuǎn)。
　?。?）在變頻器的功率分級與電動機功率分級不相同時，則變頻器的功率要盡可能接近電動機的功率，但應(yīng)略大于電動機的功率。
　?。?）當(dāng)電動機屬頻繁起動、制動工作或處于重載起動且較頻繁工作時，可選取大一級的變頻器，以利用變頻器長期、安全地運行。
　?。?）經(jīng)測試，電動機實際功率確實有富余，可以考慮選用功率小于電動機功率的變頻器，但要注意瞬時峰值電流是否會造成過電流保護(hù)動作。
　?。?）當(dāng)變頻器與電動機功率不相同時，則必須相應(yīng)調(diào)整節(jié)能程序的設(shè)置，以利達(dá)到較高的節(jié)能效果。
　　3. 變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選用 變頻器的箱體結(jié)構(gòu)要與環(huán)境條件相適應(yīng)，即必須考慮溫度、濕度、粉塵、酸堿度、腐蝕性氣體等因素，這與能否長期、安全、可靠運行有很大關(guān)系。常見有下列幾種結(jié)構(gòu)類型可供用戶選用：
　　（1）敞開型IP00棗本身無機箱，適用裝在電控箱內(nèi)或電氣室內(nèi)的屏、盤、架上，尤其是多臺變頻器集中使用時，選用這種型式較好，但環(huán)境條件要求較高；
　?。?）封閉型IP20棗適用一般用途，可有少量粉塵或少許溫度、濕度的場合；
　　（3）密封型IP45棗適用工業(yè)現(xiàn)場條件較差些的環(huán)境；
　?。?）密閉型IP65棗適用環(huán)境條件差，有水、塵及一定腐蝕性氣體的場合。

變頻器運行中存在的問題和對策

隨著變頻技術(shù)的提高，交流電動機的應(yīng)用越來越廣泛，采用變頻調(diào)速可以提高生產(chǎn)機械的控制精度、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化，是交流拖動系統(tǒng)具有優(yōu)良的控制性能，而且在許多生產(chǎn)場合具有顯著的節(jié)能效果。
變頻器的應(yīng)用
我國的電動機用電量占全國發(fā)電量的60%~70%，風(fēng)機、水泵設(shè)備年耗電量占全國電力消耗的1/3。造成這種狀況的主要原因是：風(fēng)機、水泵等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，大量的能源消耗在擋板、閥門地截流過程中。由于風(fēng)機、水泵類大多為平房轉(zhuǎn)矩負(fù)載，軸功率與轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系，所以當(dāng)風(fēng)機、水泵轉(zhuǎn)速下降時，消耗的功率也大大下降，因此節(jié)能潛力非常大，最有效的節(jié)能措施就是采用變頻調(diào)速器來調(diào)節(jié)流量，應(yīng)用變頻器節(jié)電率為20%~50%，效益顯著。
許多機械由于工藝需要，要求電動機能夠調(diào)速。過去由于交流電動機調(diào)速困難，調(diào)速性能要求高的場合都采用直流調(diào)速，而直流電冬季結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，維修困難，因此隨著變頻調(diào)速技術(shù)的成熟，交流調(diào)速正逐步取代直流調(diào)速，往往需要進(jìn)行是量和直接轉(zhuǎn)矩控制，來滿足各種工藝要求。
利用變頻器拖動電動機，起動電流小，可以實現(xiàn)軟起動和無級調(diào)速，方便的進(jìn)行加減速控制，是電動機獲得高性能，大幅度地節(jié)約電能，因而變頻器在工業(yè)生產(chǎn)和生活中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
存在的問題及對策
隨著變頻器應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，運行中出現(xiàn)的問題也越來越多，主要表現(xiàn)為：高次諧波、噪聲與振動、負(fù)載匹配、發(fā)熱等問題。本文針對以上問題進(jìn)行分析并提出相應(yīng)措施。
諧波問題及對策
通用變頻器的主電路形式一般由整流、逆變和濾波三部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，中間濾波部分采用大電容作為濾波器，逆變部分為IGBT三項橋式逆變器，且輸入為PWM波形。輸出電壓中含有除基波以外的其它諧波，較低次諧波通常對電動機負(fù)載影響較大，引起轉(zhuǎn)矩脈動；而較高的諧波又使變頻器輸出電纜的漏電流增加，使電動機出力不足，因此變頻器輸出的高低次諧波都必須抑制，可以采用以下方法抑制諧波。
（1） 增加變頻器供電電源內(nèi)阻抗
通常電源設(shè)備的內(nèi)阻抗可以器到緩沖變頻器直流濾波電容的無功功率的作用，內(nèi)阻抗越大，諧波含量越小，這種內(nèi)阻抗就是變壓器的短路阻抗。因此選擇變頻器供電電源時，最好選擇短路阻抗大的變壓器。
（2） 安裝電抗器
在變頻器的輸入端與輸出端串接合適的電抗器，或安裝諧波濾波器，濾波器的組成為LC型，吸收諧波和增大電源或負(fù)載阻抗，達(dá)到抑制目的。
（3） 采用變壓器多項運行
通用變頻器為六脈波整流器，因此產(chǎn)生的諧波較大。如果采用變壓器多相運行，使相位角互差30°，如Y－△、△－△組合的變壓器構(gòu)成12脈波的效果，可減小低次諧波電流，很好的抑制了諧波。
（4） 設(shè)置專用諧波
設(shè)置專用濾波器用來檢測變頻器和相位，并產(chǎn)生一個與諧波電流的幅值相同且相位正好相反的電流，通到變頻器中，從而可以有效的吸收諧波電流。
噪聲與振動及其對策
采用變頻器調(diào)速，將產(chǎn)生噪聲和振動，這是變頻器輸出波形中含有高次諧波分量所產(chǎn)生的影響。隨著運轉(zhuǎn)頻率的變化，基波分量、高次諧波分量都在大范圍內(nèi)變化，很可能引起與電動機的各個部分產(chǎn)生諧振等。
（1） 噪聲問題及對策
用變頻器傳動電動機時，由于輸出電壓電流中含有高次諧波分量，氣隙的高次諧波磁通增加，故噪聲增大。電磁噪聲由以下特征：由于變頻器輸出中的低次諧波分量與轉(zhuǎn)子固有機械頻率諧振，則轉(zhuǎn)子固有頻率附近的噪聲增大。變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵心機殼軸承架等諧振，在這些部件的各自固有頻率附近處的噪聲增大。
變頻器傳動電動機產(chǎn)生的噪聲特別是刺耳的噪聲與PWM控制的開關(guān)頻率有關(guān)，尤其在低頻區(qū)更為顯著。一般采用以下措施平抑和減小噪聲：在變頻器輸出側(cè)連接交流電抗器。如果電磁轉(zhuǎn)矩有余量，可將U / f定小些。采用特殊電動機在較低頻的噪聲音量較嚴(yán)重時，要檢查與軸系統(tǒng)（含負(fù)載）固有頻率的諧振。
（2） 振動問題及對策
變頻器工作時，輸出波形中的高次諧波引起的磁場對許多機械部件產(chǎn)生電磁策動力，策動力的頻率總能與這些機械部件的固有頻率相近或重合，造成電磁原因?qū)е碌恼駝?。對振動影響大的高次諧波主要是較低次的諧波分量，在PAM方式和方波PWM方式時有較大的影響。但采用正弦波PWM方式時，低次的諧波分量小，影響變小。
減弱或消除振動的方法，可以在變頻器輸出側(cè)接入交流電抗器以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分。使用PAM方式或方波PWM方式變頻器時，可改用正弦波PWM方式變頻器，以減小脈動轉(zhuǎn)矩。從電動機與負(fù)載相連而成的機械系統(tǒng)，為防止振動，必須使整個系統(tǒng)不與電動機產(chǎn)生的電磁力諧波。
負(fù)載匹配及對策
生產(chǎn)機械的種類繁多，性能和工藝要求各異，其轉(zhuǎn)矩特性不同，因此應(yīng)用變頻器前首先要搞清電動機所帶負(fù)載的性質(zhì)，即負(fù)載特性，然后再選擇變頻器和電動機。負(fù)載有三種類型：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、風(fēng)機泵類負(fù)載和恒功率負(fù)載。不同的負(fù)載類型，應(yīng)選不同類型的變頻器。
（1） 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載
恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載又分為摩擦類負(fù)載和位能式負(fù)載。
摩擦類負(fù)載的起動轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的150%左右，制動轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的100%左右，所以變頻器應(yīng)選擇具有恒定轉(zhuǎn)矩特性，而且起動和制動轉(zhuǎn)矩都比較大，過載時間和過載能力大的變頻器，如FR-A540系列。
位能負(fù)載一般要求大的起動轉(zhuǎn)矩和能量回饋功能，能夠快速實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，變頻器應(yīng)選擇具有四象限運行能力的變頻器，如FR-A241系列。
（2） 風(fēng)機泵類負(fù)載
風(fēng)機泵類負(fù)載是典型的平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，低速下負(fù)載非常小，并與轉(zhuǎn)速平方成正比，通用變頻器與標(biāo)準(zhǔn)電動機的組合最合適。這類負(fù)載對變頻器的性能要求不高，只要求經(jīng)濟(jì)性和可靠性，所以選擇具有U/f=const控制模式的變頻器即可，如FR-A540(L)。如果將變頻器輸出頻率提高到工頻以上時，功率急劇增加，有時超過電動機變頻器的容量，導(dǎo)致電動機過熱或不能運轉(zhuǎn)，故對這類負(fù)載轉(zhuǎn)矩，不要輕易將頻率提高到工頻以上。
（3） 恒功率負(fù)載
恒功率負(fù)載指轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，但功率保持恒定的負(fù)載，如卷取機、機床等。對恒功率特性的負(fù)載配用變頻器時，應(yīng)注意的問題：在工頻以上頻率范圍內(nèi)變頻器輸出電壓為定值控制，，所以電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為恒功率特性，使用標(biāo)準(zhǔn)電動機與通用變頻器的組合沒有問題。而在工頻以下頻率范圍內(nèi)為U/f定值控制，電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩又相反傾向，標(biāo)準(zhǔn)電動機與通用變頻器的組合難以適應(yīng)，因此要專門設(shè)計。
發(fā)熱問題及對策
變頻器發(fā)熱是由于內(nèi)部的損耗而產(chǎn)生的，以主電路為主，約占98%，控制電路占2%。為保證變頻器正?？煽窟\行，必須對變頻器進(jìn)行散熱。主要方法有：
（1） 采用風(fēng)扇散熱：變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇可將變頻器箱體內(nèi)部散熱帶走。
（2） 環(huán)境溫度：變頻器是電子裝置，內(nèi)含電子元件機電解電容等，所以溫度對其壽命影響較大。通用變頻器的環(huán)境運行溫度一般要求－10℃~+50℃，如果能降低變頻器運行溫度，就延長了變頻器的使用壽命，性能也穩(wěn)定。

一臺變頻器拖多臺電機，應(yīng)該注意什么？

1、需要每個電機的輸入端帶一個熱繼電器。否則電機可能燒毀。
    因為，變頻器的過電流保護(hù)設(shè)定不會為一臺電機保護(hù)。而是所有電機額定電流的總和。這樣，起不到對一臺電機的保護(hù)作用。一旦出現(xiàn)一臺電機過流、過載，變頻器不可能跳閘保護(hù)，這樣電機就會燒毀。
    所以，每個電機必須接一個熱繼電器。

2、變頻器必須帶制動電阻。以防電機燒毀。
    在啟動、停止時，由于每個電機的情況不一樣，可能會出現(xiàn)電機速度不均衡，造成實際速度大于電機的同步速度的發(fā)電現(xiàn)狀。這樣，同樣，會出現(xiàn)電機燒毀、變頻器過壓現(xiàn)象。用制動電阻可以盡快釋放能量。

變頻器基頻設(shè)置參數(shù)的概念

一、基頻參數(shù)的概念
   
    變頻器基頻參數(shù)的示意圖（略）
    
    基頻以下，變頻器的輸出電壓隨輸出頻率的變化而變化，V/F=常數(shù)，適合恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性。
   
    基頻以上，變頻器的輸出電壓維持電源額定電壓不變，適合恒功率負(fù)載特性。
   
    二、如何設(shè)置基頻
   
    基頻參數(shù)設(shè)置應(yīng)該以電動機的額定參數(shù)設(shè)置，而不能根據(jù)負(fù)載特性設(shè)置，即使電動機選型不適合負(fù)載特性，以必須盡量遵循電動機的參數(shù)，否則，容易過流或過載。
   
    例如：如果電機的額定工作頻率為50HZ，基頻應(yīng)設(shè)置為50HZ；如果電機的額定工作頻率為60HZ，基頻應(yīng)設(shè)置為60HZ；如果電機的額定工作頻率為100HZ，基頻應(yīng)設(shè)置為100HZ。
   
    如果電動機選擇專用的交流變頻電機，電機一般都標(biāo)注恒轉(zhuǎn)矩、恒功率調(diào)速范圍。如果標(biāo)注5～100HZ為恒轉(zhuǎn)矩，100～150HZ為恒功率，基頻應(yīng)該設(shè)置為100HZ。
   
    二、基頻設(shè)置的注意點
   
    基頻參數(shù)直接反映變頻器輸出電壓和輸出頻率的關(guān)系，如果設(shè)置不當(dāng)容易造成電動機的過流或過載。如圖2所示。
    
    如圖2所示，一臺交流電動機的額定工作頻率為50HZ，額定電壓380V。
   
    如果變頻器的基頻設(shè)置低于50HZ（如基頻1），V/F比例高，同等頻率的輸出電壓高，輸出電流高，在啟動時，容易造成過流。
   
    如果變頻器的基頻設(shè)置高于50HZ（如基頻2），V/F比例低，同等頻率的輸出電壓低，輸出電流低，在啟動時，容易造成無法啟動而過載。