变频器与电动机

变频器与电动机1、什么是变频器？变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。2、PWM和PAM的不同点是什么PWM是英文Pulse Width Modulation（脉冲宽度调制）缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度， 以调节输出量和波形的一种调值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation （脉冲幅度调制）缩写，是按一定规律改变脉冲列 的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。3、电压型与电流型有什么不同？变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电 容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变？异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定 而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变， 即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种 控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。5、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加；对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那 么电流是否增加？频率下降（低速）时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。6、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下（根据机种 不同，为125%200%）。用工频电源直接起动时，起动电流为67倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采 用变频器传动可以平滑地起动（起动时间变长）。起动电流为额定电流的1.21.5倍，起动转矩为70%120% 额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。7、V/f模式是什么意思？频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先 决定的，通常在控制器的存储装置（ROM）中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择 8、按比例地改V和f时，电机的转矩如何变化? 频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变，将造成在低速下产生地转矩 有减小的倾向。因此，在低频时给定v/f,要使输出电压提高一些，以便获得一定地起动转矩，这种补偿称增 强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择 V/f 模式或调整电位器等方法9、在说明书上写着变速范围606Hz，即10： 1，那么在6Hz以下就没有输出功率吗？在6Hz以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频率取6Hz左右，此时电 动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率（起动频率）根据机种为0.53Hz.10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定，是否可以？通常情况下时不可以的。在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）电压不变，大体为恒功率特性，在高速下 要求相同转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择。11、所谓开环是什么意思？给所使用的电机装置设速度检出器（PG），将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为“闭环”，不用 PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式，也有的机种利用选件可进行PG反馈.12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办？开环时，变频器即使输出给定频率，电机在带负载运行时，电机的转速在额定转差率的范围内（1%5%）变 动。对于要求调速精度比较高，即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合，可采用具有PG反馈功 能的变频器（选用件）。13、如果用带有 PG 的电机，进行反馈后速度精度能提高吗？具有PG反馈功能的变频器，精度有提高。但速度精度的植取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分 辨率。14、失速防止功能是什么意思？如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速（电角频率）的变化，变频器将因流过过 电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控 制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。15、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种，和加减速时间共同给定的机种，这有什么意义？加减速可以分别给定的机种，对于短时间加速、缓慢减速场合，或者对于小型机床需要严格给定生产节拍 时间的场合是适宜的，但对于风机传动等场合，加减速时间都较长，加速时间和减速时间可以共同给定。16、什么是再生制动？ 电动机在运转中如果降低指令频率，则电动机变为异步发电机状态运行，作为制动器而工作，这就叫作再 生(电气)制动。17、是否能得到更大的制动力？从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中，由于电容器的容量和耐压的关系，通用变频器的再生制动力约为额定转矩的 10%20%。如采用选用件制动单元，可以达到 50%100%。18、请说明变频器的保护功能?保护功能可分为以下两类：(1) 检知异常状态后自动地进行修正动作，如过电流失速防止，再生过电压失速防止。(2) 检知异常后封锁电力半导体器件PWM控制信号，使电机自动停车。如过电流切断、再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等。19、为什么用离合器连续负载时，变频器的保护功能就动作？用离合器连接负载时，在连接的瞬间，电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化，流过的大电流导致变 频器过电流跳闸，不能运转。20、在同一工厂内大型电机一起动，运转中变频器就停止，这是为什么？电机起动时将流过和容量相对应的起动电流，电机定子侧的变压器产生电压降，电机容量大时此压降影响也大，连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断，因而有时保护功能(IPE)动作，造成停止 运转。21. 观察电动机运行过程中有无异常，其主要表现为以下几种情况。1. 定子绕组短路时，可能会看到电动机冒烟。2. 电动机严重过载或缺相运行时，转速会变慢且有较沉重的嗡嗡声。3. 电动机正常运行，但突然停止时，会看到接线松脱处冒火花；保险丝熔断或某部件被卡住等现象。4. 若电动机剧烈振动，则可能是传动装置被卡住或电动机固定不良、底脚螺栓松动等。5. 若电动机内接触点和连接处有变色、烧痕和烟迹等，则说明可能有局部过热、导体连接处接触不良或绕 组烧毁等。22. 电动机正常运行时应发出均匀且较轻的嗡嗡声，无杂音和特别的声音。若发出噪声太大，包括电磁噪声、轴承杂音、通风噪声、机械摩擦声等，均可能是故障先兆或故障现象。1. 对于电磁噪声，如果电动机发出忽高忽低且沉重的声音，则原因可能有以下几种。(1) 定子与转子间气隙不均匀，此时声音忽高忽低且高低音间隔时间不变，这是轴承磨损从而使定子与转 子不同心所致。(2) 三相电流不平衡。这是三相绕组存在误接地、短路或接触不良等原因，若声音很沉闷则说明电动机严 重过载或缺相运行。(3) 铁芯松动。电动机在运行中因振动而使铁芯固定螺栓松动造成铁芯硅钢片松动，发出噪声。2. 对于轴承杂音，应在电动机运行中经常监听。监听方法是：将螺丝刀一端顶住轴承安装部位，另一端贴近耳朵，便可听到轴承运转声。若轴承运转正常，其声音为连续而细小的 沙沙声，不会有忽高忽低的变 化及金属摩擦声。若出现以下几种声音则为不正常现象。（1）轴承运转时有吱吱声，这是金属摩擦声，一般为轴承缺油所致，应拆开轴承加注适量润滑脂。（2）若出现唧哩声，这是滚珠转动时发出的声音，一般为润滑脂干涸或缺油引起，可加注适量油脂。（3）若出现喀喀声或嘎吱声，则为轴承内滚珠不规则运动而产生的声音，这是轴承内滚珠损坏或电动 机长期不用，润滑脂干涸所致。3. 若传动机构和被传动机构发出连续而非忽高忽低的声音，可分以下几种情况处理。 （1）周期性啪啪声，为皮带接头不平滑引起。（2）周期性咚咚声，为联轴器或皮带轮与轴间松动以及键或键槽磨损引起。（3）不均匀的碰撞声，为风叶碰撞风扇罩引起。23. 通过闻电动机的气味也能判断及预防故障。若发现有特殊的油漆味，说明电动机内部温度过高；若发现 有很重的糊味或焦臭味，则可能是绝缘层被击穿或绕组已烧毁。24. 摸电动机一些部位的温度也可判断故障原因。为确保安全，用手摸时应用手背去碰触电动机外壳、轴承 周围部分，若发现温度异常，其原因可能有以下几种。1. 通风不良。如风扇脱落、通风道堵塞等。2. 过载。致使电流过大而使定子绕组过热。3. 定子绕组匝间短路或三相电流不平衡。4. 频繁启动或制动。5. 若轴承周围温度过高，则可能是轴承损坏或缺油所致。 三相异步电动机故障分析及排除 三相异步电动机应用广泛，但通过长期运行后，会发生各种故障，及时判断故障原因，进行相应处理，是 防止故障扩大，保证设备正常运行的一项重要的工作。25. 通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。1. 故障原因电源未通（至少两相未通）；熔丝熔断（至少两相熔断）；过流继电器调得过小；控制 设备接线错误。2故障排除检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；检查熔丝型号、熔断原因，换新 熔丝；调节继电器整定值与电动机配合；改正接线。26. 通电后电动机不转，然后熔丝烧断1故障原因缺一相电源，或定干线圈一相反接；定子绕组相间短路；定子绕组接地；定子绕组接 线错误；熔丝截面过小；电源线短路或接地。2故障排除检查刀闸是否有一相未合好，可电源回路有一相断线；消除反接故障；查出短路点，予以 修复；消除接地；查出误接，予以更正；更换熔丝；消除接地点。27. 通电后电动机不转有嗡嗡声l故障原因定、转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；绕组引出线始末端接错或绕组内部接 反；电源回路接点松动，接触电阻大；电动机负载过大或转子卡住；电源电压过低；小型电动机 装配太紧或轴承内油脂过硬；轴承卡住。2故障排除查明断点予以修复；检查绕组极性；判断绕组末端是否正确；紧固松动的接线螺丝，用 万用表判断各接头是否假接，予以修复；减载或查出并消除机械故障，检查是还把规定的面接法误接 为Y；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正，重新装配使之灵活；更换合格油脂；修复轴承。28. 电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多1故障原因电源电压过低；面接法电机误接为Y；笼型转子开焊或断裂；定转子局部线圈错接、 接反；修复电机绕组时增加匝数过多；电机过载。2故障排除测量电源电压，设法改善；纠正接法；检查开焊和断点并修复；查出误接处，予以改 正；恢复正确匝数；减载。29. 电动机空载电流不平衡，三相相差大1故障原因重绕时，定子三相绕组匝数不相等；绕组首尾端接错；电源电压不平衡；绕组存在匝 间短路、线圈反接等故障。2故障排除重新绕制定子绕组；检查并纠正；测量电源电压，设法消除不平衡；峭除绕组故障。30 电动机空载，过负载时，电流表指针不稳，摆动1故障原因笼型转子导条开焊或断条；绕线型转子故障（一相断路）或电刷、集电环短路装置接触不 良。2故障排除查出断条予以修复或更换转子；检查绕转子回路并加以修复。31. 电动机空载电流平衡，但数值大1. 故障原因修复时，定子绕组匝数减少过多；电源电压过高；Y接电动机误接为厶电机装配中， 转子装反，使定子铁芯未对齐，有效长度减短；气隙过大或不均匀；大修拆除旧绕组时，使用热拆法 不当，使铁芯烧损。2故障排除重绕定子绕组，恢复正确匝数；设法恢复额定电压；改接为Y；重新装配；更换新 转子或调整气隙；检修铁芯或重新计算绕组，适当增加匝数。32. 电动机运行时响声不正常，有异响1故障原因转子与定子绝缘纸或槽楔相擦；轴承磨损或油内有砂粒等异物；定转子铁芯松动；轴 承缺油；风道填塞或风扇擦风罩，定转子铁芯相擦；电源电压过高或不平衡；定子绕组错接或短 路。2. 故障排除修剪绝缘，削低槽楔；更换轴承或清洗轴承；检修定、转子铁芯；加油；清理风道； 重新安装置；消除擦痕，必要时车内小转子；检查并调整电源电压；消除定子绕组故障。九、运行中电动机振动较大1故障原因由于磨损轴承间隙过大；气隙不均匀；转子不平衡；转轴弯曲；铁芯变形或松动； 联轴器（皮带轮）中心未校正；风扇不平衡；机壳或基础强度不够；电动机地脚螺丝松动；笼 型转子开焊断路；绕线转子断路；加定子绕组故障。2故障排除检修轴承，必要时更换；调整气隙，使之均匀；校正转子动平衡；校直转轴；校正 重叠铁芯，重新校正，使之符合规定；检修风扇，校正平衡，纠正其几何形状；进行加固；紧固 地脚螺丝；修复转子绕组；修复定子绕组。33. 轴承过热1故障原因滑脂过多或过少；油质不好含有杂质；轴承与轴颈或端盖配合不当（过松或过紧）； 轴承内孔偏心，与轴相擦；电动机端盖或轴承盖未装平；电动机与负载间联轴器未校正，或皮带过紧; 轴承间隙过大或过小；电动机轴弯曲。2故障排除按规定加润滑脂（容积的1/3-2/3）；更换清洁的润滑滑脂；过松可用粘结剂修复，过紧 应车，磨轴颈或端盖内孔，使之适合；修理轴承盖，消除擦点；重新装配；重新校正，调整皮带张 力；更换新轴承；校正电机轴或更换转子。34. 电动机过热甚至冒烟 电源电压过高，使铁芯发热大大增加； 电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热； 修理拆除绕组时，采用热拆法不当，烧伤铁芯； 定转子铁芯相擦； 电动机过载或频繁起动； 笼型转子断条； 电动机缺相，两相运行； 重绕后定于绕组浸漆不充分； 环境温度高电动机表面污垢多，或通风道堵塞； 电动机风扇故障，通风不良；定子绕组故障（相间、匝间短路；定子绕组内部连接错误）。 35电动机故障排除 降低电源电压（如调整供电变压器分接头），若是电机Y、A接法错误引起，则应改正接法; 提高电源电压或换粗供电导线； 检修铁芯，排除故障； 消除擦点（调整气隙或挫、车转子）； 减载；按规定次数控制起动； 检查并消除转子绕组故障； 恢复三相运行； 采用二次浸漆及真空浸漆工艺； 清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施； 检查并修复风扇，必要时更换；检修定子绕组，消除故障。