续：变频器的用途及使用简述（一）
【变频器的功能】
（一）节能
例：某钢厂辄钢车间的加热炉鼓风机电动机的数据是：Pmn=55KW，Nmn=980r/min。在输出风量相同的前提下，配用变频器前后的实测数据是：
（1） 配用变频器前（用风门调节风量）
U1=380V，I1=82A，P1=48KW。
（2） 配用变频器后
U1=380V，I1=42A，P1=27KW。（所测数据均为电源测的数据）
（二） 调速
调速对于普通异步电机的无级调速，必须采用变频变压，同时进行的方法才能够实现，异步电机的调速如，公式（４－１）因此利用变频技术，调整电机的供电频率，使电机得到任意转速。
n＝６０ｆ（１－Ｓ）／Ｐ （公式４－１）
Ｎ：表示转速 ｆ：表示频率 Ｓ：表示滑差率 Ｐ：表示电机极对数
从电机的设计特性，如单纯改变频率，会造成严重的磁过饱和或转矩变软，根据电机转矩特性公式（４－２）可知只要在频率f变化时，电压Ｖ跟踪变化，保持压频比Ｖ／Ｆ为常数，即可保证电机在变频调速的同时，保证恒转矩输出。如下图所示
Ｍ＝Ｋ（Ｖ／Ｆ） （公式４－２）
Ｍ：表示转矩 Ｖ：表示电压 Ｆ：表示频率 Ｋ：为系数
变频调速的工作特点是：
【1】 大多数在长期连续运行的状态下工作，属于连续恒定负载，并且在正常情况下，不会出现过载现象。
【2】 大多数风机和泵类产品都和电动机连成一体，成为整体产品。因此在采用变频调速时，不存在重选电动机容量以及计算传动比等问题。
例：变频调速用于泵水管道
液体流量的十分急剧的变化将在管道内产生压强过高或过低的冲击力。采用了变频调速的拖动方式后，可以根据需要，设定其升速时间和降速时间，使管道系统内的流量变化率减小到允许范围内，从而达到理想的使用效果。
（三）自动化控制
通过外接接口对变频器实行自动化控制，如同步控制，调速控制，往复控制等。
例：轧染机用于染布，全机共有六个单元，其功能分别为打底、烘干、显色、平洗、烘干和落布。利用自动化控制分别用1单元，2单元，6单元来表示。通过每个单元的控制来实现传动机的各部分传动。1单元称为主令单元，工作时，需要多大的运行速度，由主令单元决定和调整。
2---6单元称为从动单元，它们的速度必须严格地跟踪主令单元，以保持布速同步。
【变频器的应用环境】由于使用方法不正确或放置环境不合理，将容易造成变频器误动作及发生故障，或无法满足预期的运行效果，为防患于未然，事先对故障原因进行认真分析显得尤为重要。
（一）、物理环境
【1】工作温度。变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求为0～55℃，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，最好控制在40℃以下。在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品说明书中的安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。
【2】环境温度。温度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。必要时，必须在箱中增加干燥剂和加热器。因为变频器的寿命受设置场所的环境温度的影响很大，故使用时降低环境温度是确保长期正常使用的重要因素，同时要经常检查散热风扇是否正常运转。
【3】腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能，在这种情况下，应把控制箱制成封闭式结构，并进行换气。
【4】振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时，会引起电气接触不良。这时除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外，还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件。设备运行一段时间后，应对其进行检查和维护。
（二）、电气环境
防止电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此，柜内仪表和电子系统，应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的元器件均应可靠接地，除此之外，各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作，导致控制单元失灵或损坏。
（三）、接地
变频器正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力的重要手段，变频器接地端子E(G)接地电阻越小越好，接地导线截面积应不小于2mm，长度应控制在20m以内。变频器的接地必须与动力设备接地点分开，不能共地。信号输入线的屏蔽层，应接至E(G)上，其另一端绝不能接于地端，否则会引起信号变化波动，使系统振荡不止。变频器与控制柜之间应电气连通，如果实际安装有困难，可利用铜芯导线跨接。
（四）、防雷
在变频器中，一般都设有雷电吸收电路，主要防止瞬间的雷电侵入，使变频器损坏 。但在实际工作中，特别是电源线架空引入的情况下，单靠变频器的吸收网络是不能满足要求的。在雷电活跃地区，这一问题尤为重要，如果电源是架空进线，在进线处装设变频专用避雷器(选件)，或有按规范要求在离变频器20m的远处预埋钢管做专用接地保护。如果电源是电缆引入，则应做好控制室的防雷系统，以防雷电窜入破坏设备。实践表明，这一方法基本上能够有效解决雷击问题。
（五）、其他
【1】电源侧若装有漏电断路器时，应使用带高频的开关。
【2】防止输入端过电压。变频器电源输入端往往有过电压保护，但是，如果输入端高电压作用时间长，会使变频器输入端损坏。因此，在实际运用中，要核实变频器的输入电压、单相还是三相和变频器使用额定电压。特别是电源电压极不稳定时要有稳压设备，否则会造成严重后果。
【3】试运行之前，应充分检查接线是否正确，特别是不能将输入线和输出线接错，否则会烧坏变频器。
【4】不要在变频器和电动机之间设置超前补偿电容或浪涌抑制器。
【5】接到控制电路接线端子的接线，须使用屏蔽线或胶合线，此外，接线时应充分离开主回路和强电回路。
【6】对于经常频繁启动、制动的变频器，需要设置制动电阻，并且建议安装在变频器的外部。制动电阻的温度有可能会升到150度以上，应对主机的安装位置及装配面的材质予以考虑。
【7】针对各种水泥厂在罗茨风机、立窑卸料机、水泵等设备应用，现将变频器经常碰到的问题以及解决方法作一个简单介绍，供大家使用时参考。
⑴ 机械共振问题：有个别厂家在使用变频器前，无机械共振现象的。但利用变频调速之后，在某些频率，机械共振很强烈，有的甚至影响到整座建筑，其原因是原风机系统只是设计在５０ＨＺ市电下运行，改变频后，则在１５－５０ＨＺ之间无级变化。因此在某些频率点上造成机械共振，调试时必须细心检查是否存在机械共振的问题，如果有应采用频率回避的方法，即在发生共振的频率范围，跳过该频率范围使变频器不输出发生共振的频率范围。
⑵ 电机低速运行的散热问题：由于电机的散热是由电机转子带的风叶吹风进行的，电机的转速降低时，吹风量减小，低速时，散热风量不够，长期运行会造成电机过热，因此在长期低速运行时，必须另加散热风扇。
【 选型原则】
首先要根据机械对转速(最高、最低)和转矩(起动、连续及过载)的要求，确定机械要求的最大输入功率(即电机的额定功率最小值)。有经验公式：
P=nT/9950(kW)
式中
——机械要求的输入功率(kW)； n——机械转速(r/min)； T——机械的最大转矩(N·m)。
然后，选择电机的极数和额定功率。电机的极数决定了同步转速，要求电机的同步转速尽可能地覆盖整个调速范围，使连续负载容量高一些。为了充分利用设备潜能，避免浪费，可允许电机短时超出同步转速，但必须小于电机允许的最大转速。转矩取设备在起动、连续运行、过载或最高转速等状态下的最大转矩。最后，根据变频器输出功率和额定电流稍大于电机的功率和额定电流的原则来确定变频器的参数与型号。
需要注意的是，变频器的额定容量及参数是针对一定的海拔高度和环境温度而标出的，一般指海拔1000m以下，温度在40℃或25℃以下。若使用环境超出该规定，则在确定变频器参数、型号时要考虑到环境造成的降容因素。
【变频器的外部配置及应注意的问题 】
【1】 选择合适的外部熔断器，以避免因内部短路对整流器件的损坏。变频器的型号确定后，若变频器内部整流电路前没有保护硅器件的快速熔断器，变频器与电源之间应配置符合要求的熔断器和隔离开关，不能用空气断路器代替熔断器和隔离开关。
【2】 选择变频器的引入和引出电缆，根据变频器的功率选择导线截面合适的三芯或四芯屏蔽动力电缆。尤其是从变频器到电机之间的动力电缆一定要选用屏蔽结构的电缆，且要尽可能短，这样可降低电磁辐射和容性漏电流。当电缆长度超过变频器所允许的输出电缆长度时，电缆的杂散电容将影响变频器的正常工作，为此要配置输出电抗器。对于控制电缆，尤其是I/0信号电缆也要用屏蔽结构的。对于变频器的外围元件与变频器之间的连接电缆其长度不得超过10m。
【3】 输入侧装交流电抗器或EMC滤波器，根据变频器安装场所的其它设备对电网品质的要求，若变频器工作时已影响到这些设备的正常运行，可在变频器输入侧装交流电抗器或EMC滤波器，抑制由功率器件通断引起的电磁干扰。若与变频器连接的电网的变压器中性点不接地，则不能选用EMC滤波器。当变频器用500V以上电压驱动电机时，需在输出侧配置du/dt滤波器，以抑制逆变输出电压尖峰和电压的变化，有利于保护电机，同时也降低了容性漏电流和电机电缆的高频辐射，以及电机的高频损耗和轴承电流。使用du/dt滤波器时要注意滤波器上的电压降将引起电机转矩的稍微降低；变频器与滤波器之间电缆长度不得超过3m。
完。
