摘 要：變頻器是現(xiàn)代工業(yè)中廣泛應(yīng)用的設(shè)備。由于用變頻器控制的設(shè)備能夠顯著節(jié)省電能，因此應(yīng)用日益廣泛。但是，變頻器工作時產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波電流，這已經(jīng)成為電網(wǎng)的主要污染源。變頻器諧波帶來的最常見的故障現(xiàn)象是，無功補(bǔ)償裝置損壞，跳閘，變壓器過熱等。本文主要介紹了變頻器的合理選用、控制方法及安裝。

關(guān)鍵詞：變頻器 控制方式 安裝條件

中圖分類號：TD679 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-129-01

想要實現(xiàn)軟停車、軟起運(yùn)、無級調(diào)速或者是對增減速度有特殊要求等特性功能，就需要現(xiàn)代異步電動機(jī)中最先進(jìn)的一種調(diào)速裝置，變頻器。該裝置主回路均使用交-直-交電路，工作頻率0～400 Hz。低壓通用變頻器的輸出電壓380～460 V，輸出功率0.37～400 kW。

1 選用合理變頻器

變頻器使用過程中產(chǎn)生不能正常運(yùn)行、設(shè)備故障等致使停止生產(chǎn)并造成不必要經(jīng)濟(jì)損失的問題，往往是因為變頻器選擇的類型和安裝不恰當(dāng)。所以要選擇經(jīng)濟(jì)又實用，更可以更好的滿足生產(chǎn)以及工藝所需要的基本條件和要求的變頻器。

1.1 變頻器與電機(jī)規(guī)定指標(biāo)參數(shù)匹配

電機(jī)作為變頻器的主要拖動對象，所以選擇變頻器類型的時候應(yīng)該選擇和電機(jī)的工作參數(shù)匹配的。

（1）電壓匹配：變頻器的額定電壓與電機(jī)的負(fù)載電壓相符。

（2）電流匹配：變頻器容量的大小取決于變頻器連續(xù)輸出的額定電流，需要調(diào)速的電機(jī)在選擇變頻器的時候，一定要選擇連續(xù)額定電流比電機(jī)在額定參數(shù)工作時的額定電流大的變頻器，并且有定量的余量；像4極以上的通用變頻器，就不能按照電動機(jī)的容量選擇，要根據(jù)電動機(jī)的電流座校核標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇；即使電機(jī)的負(fù)載比較輕，并且電流小于變頻器的額定電流，選擇的變頻器也不能比電機(jī)容量小太多。

（3）容量匹配：根據(jù)電機(jī)負(fù)載特性的不同，對變頻器容量的選擇有不同的要求。

2 變頻器的控制方式

變頻器目前主要的控制方式主要包括以下幾種。

（1）第一代以U/f=C控制，又稱正弦脈寬調(diào)制（SPWM）控制方式。其特點控制電路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，機(jī)械特性和硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求。但是，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小，低速時穩(wěn)定性變差。其特點為無反饋裝置時速比ni小于 1/40，有反饋時ni=1/60。適用于一般風(fēng)機(jī)、泵類。

（2）第二代以電壓空間矢量控制（磁通軌跡法），又稱SVPWM控制方式。它是以三相波形整體生成效果為前提，一次生成三相調(diào)制波形，以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進(jìn)行控制的。為消除低速時定子電阻的影響，將輸出電壓、電流閉環(huán)，以提高動態(tài)精度和穩(wěn)定性。其特點：不要反饋裝置，速比 ni=1/100，適合一般工業(yè)上的調(diào)速。

（3）第三代以矢量控制（VC）方式。矢量控制變頻調(diào)速的做法，其實質(zhì)是將交流電動機(jī)等效為直流電動機(jī)，分別對速度、磁場兩個分量進(jìn)行獨立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實現(xiàn)正交或解耦控制。其特點：不帶反饋時的速比ni=1/100，帶反饋時ni=1/1000，零轉(zhuǎn)速時的起動轉(zhuǎn)矩為150%?？梢娫摲绞竭m用所有調(diào)速控制，帶反饋時，適合高精度傳動控制。

（4）直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）方式。直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）是有別矢量控制（VC）的另一類高性能變頻調(diào)速控制模式。用磁鏈仿真模型和電磁轉(zhuǎn)矩模型獲得磁鏈和轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)，與給定值比較產(chǎn)生滯環(huán)比較狀態(tài)信號，再由邏輯控制進(jìn)行開關(guān)狀態(tài)切換，實現(xiàn)恒定磁通控制和電磁轉(zhuǎn)矩控制。它不需要模仿直流電動機(jī)控制，該技術(shù)已成功應(yīng)用在牽引電力機(jī)車的交流傳動上。其特點：不要反饋裝置的速比ni=1/100，帶反饋時ni=1/1000，零速時起動轉(zhuǎn)矩可達(dá)150%～200%。適合重載起動以及恒轉(zhuǎn)矩波動大負(fù)載。

3 安裝環(huán)境要求

（1）環(huán)境溫度：變頻器的環(huán)境溫度是指變頻器斷面附近的溫度。由于變頻器主要由極易受溫度影響的大功率電力電子設(shè)備組成，因此變頻器的壽命及可靠性等因素很大程度取決于溫度，一般為-10 ℃～+40 ℃。另外，需考慮變頻器自身散熱及周圍環(huán)境可能出現(xiàn)的極端情況，對于溫度一般要求有一定的余量。

（2）環(huán)境濕度：變頻器對其周圍環(huán)境相對濕度要求不大于90%（表面無結(jié)露）。

（3）振動和沖擊：變頻器在安裝運(yùn)行的過程中，要注意避免受到振動和沖擊。以避免變頻器內(nèi)部元件連接焊點及零件松動，引起電氣接觸不良甚至造成短路等嚴(yán)重故障。故通常要求安裝場所的振動加速度被限制在0.6 g以下，特殊場所可加防震橡膠等耐震措施。

（4）安裝場所：變頻器最大允許輸出電流和電壓都受其散熱能力影響。而海拔高度超過1000 m，變頻器的散熱能力將下降，故變頻器一般要求安裝在海拔1000 m以下。

（5）變頻器對安裝現(xiàn)場的普通要求：無腐蝕、無易燃易爆氣體、液體；無灰塵、漂浮性的纖維及金屬顆粒；要避免陽光直射；無電磁干擾。

4 結(jié)語

對變頻調(diào)速的研究是當(dāng)前電氣傳動研究中最活躍、最有實際應(yīng)用價值的工作。變頻器產(chǎn)業(yè)的潛力非常巨大，它在空調(diào)、電梯、冶金、機(jī)械等行業(yè)得以廣泛應(yīng)用，變頻調(diào)速電機(jī)和與之配套的變頻器將發(fā)展迅速。

參考文獻(xiàn)

[1]王廷才，王偉.變頻器原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[2]中國變頻器網(wǎng)[EB/OL].