加装变频器输出电抗器保护电机的原因是什么

加装变频器输出电抗器保护电机的原因是什么

变频器的输出端一般都安装电抗器,在某些场合下能够减少对电机的损伤。但是,有时即使安装了电抗器仍然会出现电机定子损坏的事故。大家知道,导致电机定子烧毁的原因是变频器输出的pwm电压在电机端产生了尖峰电压。这个尖峰电压是由于电机的驱动电缆的阻抗与电机的阻抗不同,因此在电缆与电机的界面上发生了阻抗失配。按照传输线的理论,在阻抗失配的位置,电压波产生会产生反射,反射波与入射波叠加,产生了尖峰电压。按照这个理论,在变频器的输出端安装一个电抗器并不能解决问题,因为电缆与电机的界面上阻抗失配的情况没有出现任何改变。实际测试也证明了这个观点,如图1所示。安装电抗器后,尖峰电压的幅度不仅没有降低,并且变宽了。但是,电压变化率du/dt变小了,这是一个好处。因为过大的du/dt会加剧电机绝缘的损伤。图1变频器安装输出电抗器对尖峰电压的影响虽然解决变频器损伤电机的规范方法是在变频器的输出端安装dvf滤波器,将pwm电压波形的脉冲上升沿延长,消除产生尖峰电压的条件。或者在电机的电源输入端并联安装一台sva尖峰电压吸收器,将产生的尖峰电压吸收掉。但是,考虑到这个客户的特殊情况,也就是他们已经花费了较多的费用在电抗器上,如果将电抗器全部报废,会造成浪费。专家提出了一种利用原来电抗器进行改进的方案,也就是在原来的电抗器的基础上增加一些电路,使其效果接近dvf滤波器的效果。增加的电路封装在一个金属盒内,有三根导线输出,使用时将这三根导线与电抗器连接即可。我们称之为“电抗器功能增强器”。全部成本很低,

仅相当于dvf滤波器的20%。使用后,电机不再损坏。在变频器的输出端安装电抗器并不能确保消除电机损伤隐患。规范的方法是在变频器的输出端安装dvf滤波器,或者在电机的电源输入端安装sva尖峰电压吸收器。

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怎样解决西门子变频器对电机的影响 变频器的英文译名是VFD(Variable-frequency Drive)，这可能是现代科技由中文反向译为英文的为数不多实例之一。变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。 1、电动机的效率和温升的问题 变频器在中、韩等亚洲地区受日本厂商影响而曾被称作VVVF(Variable V oltage Variable Frequency Inverter)。在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u1(u为调制比)。 PWM即脉冲宽度调制，是一种利用微处理器的数字输出来控制模拟电路的控制技术。PWM以其控制简单、灵活、效率高和动态响应好等优点而被广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。PWM是开关型稳压电源中的术语。这是按稳压的控制方式分类的，除了PWM型，还有PFM型和PWM、PFM混合型。如今的很多微型控制器中都有PWM控制器。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显着的是转子铜(铝)耗。因为异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。异步电动机由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。作电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的，又称感应电动机。 是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦条件下，其温升一般要增加10%--20%。 电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。 2、谐波电磁噪声与震动

通过对变频器和电抗器的学习，现在我对变频器前端为何要加电抗器，或者说是在变频器前端加电抗器有什么好处，有了一定的了解: 首先，众所周知的是变频器主要有三个功能：（1）调速，节能。（2）软启动。（3）保护。当然，变频器的这三项基本功能都是针对电机而言的，本来变频器就是用来为负载中的电机服务的。那么，我的电抗器对变频器的好处阐述也是从变频器的这三项功能展开的。 一、保护电子元件不受电网扰动的影响，同时又保护电网不受驱动器的扰动影响。 这是因为，在现实中的整流桥采用的都是一些非线性的元件，比如说二极管， 这样会使交流侧的电流产生畸变，所以增加电抗器可以改善交流侧的电流波形。 也就是说变频器前端加电抗器主要就是针对交流侧的，也就是通常说的输入电 抗器。输入侧加电抗器是增加了电流的阻抗，降低由变频器产生的谐波分量， 并能吸收浪涌电压和主电源的电压峰值，故而，输入侧加电抗器既能阻止来自 电网的干扰，同时又能减少整流桥产生的谐波电流对电网的污染。 二、防止高浪涌电流，减小输入元件的瞬态负载。这是针对变频器的软启动功能而 言的。这是因为，电机在实践操纵应用中一般是降压启动或者是全压启动的， 这些启动方式在启动的时候都需要非常大的电压电流，会对电网产生一定冲击， 也会对设备产生不利，而且大的启动电流势必会消耗大的电能，这仅仅是用于 启动的。所以变频器的软启动功能此时就发挥了优点，启动不仅只需要很小的 电流就可以，而且也减少了对电网和设备的冲击。但问题是此时的变频器必然 会承受一定的浪涌电流电压。那么进线端的电抗器就可以用爱限制电网电压突 变和操作过电压引起的电流冲击，平滑电源电压中包含的尖峰脉冲，或者平滑 整流桥中的电压缺陷。 三、保护需要。这一点就很像变频器对设备的保护，那么变频器前端加入电抗器就 是对驱动器的电子元件保护，这样就能大大提高变频驱动的使用寿命和它的工 作效率。变频器在使用过程中，经常会受到浪涌电流电压的冲击，所以在变频 器前端加入电抗器用来抑制浪涌电压和浪涌电流，保护变频器，延长使用寿命。 而且，在输入端的电抗器有着提高功率因数和滤除谐波的功效，就像第一点里 面提到的作用。本来提高功率和滤除谐波就是对驱动设备的一种很好的保护作 用。所以在一般情况下，都必须加进线电抗器。 以上是我对变频器前端加电抗器的优点的分析和阐述，目前阶段我所能理解的就是这三点，其他功能日后我又再学习掌握。

矢量控制是20世纪70年代由前西德Blaschke等人首先提出来的对交流电动机的一种新的控制思想和控制技术，也是交流电动机的一种理想的调速方法。矢量控制的基本思想是将异步电动机的定子电流分为产生磁场的电流分量（励磁电流）和与其相垂直的产生转矩的电流分量（转矩电流）并分别加以控制。由于在这种控制方式中必须同时控制异步电动机定子电流的幅值和相位，即控制定子电流矢量，因此这种控制方式称为矢量控制方式。 矢量控制方式使对异步电动机进行高性能的控制成为可能。采用矢量控制方式的交流调速系统不仅在调速范围上可以与直流电动机相匹敌，而且可以直接控割异步毫乏t产生的转矩。所以已经在许多需要进行精密控制的领域得到了应用。 由于在进行矢量控制时需要准确地掌握对象电动机的有关参数，这种控制有式芝云主要用于厂家指定的变频器专用电动机的控制。但是，随着变频调速理论和技术的发曩以及现代控制理论在变频器中的成功应用，目前在新型矢量控制变频器中已经增加了自调整（autotuning）功能。带有这种功能的变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对电动机的参数进行辨识并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而使得对普通的异步电动机进行有效的矢量控制也成为可能。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解台达变频器、三菱变频器、西门子变频器、安川变频器、艾默生变频器的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/e918367598.html,/

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。 1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？? 电机旋转速度单位：r/min ? 每分钟旋转次数，也可表示为rpm. ? 例如：2极电机50Hz 3000 [r/min] ? 4极电机50Hz 1500 [r/min] ? 结论：电机的旋转速度同频率成比例? 感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以一般不适合通过改变该值来调整电机的速度。? 另外，频率能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。? 因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。? n = 60f/p ? n: 同步速度? f: 电源频率? p: 电机极对数? 如果仅改变频率而不改变电压，频率降低时会使电机处于过电压（过励磁），导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，最高只能是等于电机的额定电压。?

例如：为了使电机的旋转速度减半，把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz，这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V。 2. 当电机的旋转速度（频率）改变时，其输出转矩会怎样？? 变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动。? 电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机起动电流和冲击要小些。? 通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。? 通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。? 3. 当变频器调速到大于50Hz频率时，电机的输出转矩将降低? 通常的电机是按50Hz电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速。(T=Te, P<=Pe) ? 变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。? 当电机以大于50Hz频率速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。? 举例：电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。? 因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速。(P=Ue*Ie) ? 4. 变频器50Hz以上的应用情况?

电动机知识 变频器载波频率对电动机运行的影响 变频器大多是采用PWM调制的形式进行变频器的。也就是说变频器输出的电压其实是一系列的脉冲，脉冲的宽度和间隔均不相等。其大小就取决于调制波和载波的交点，也就是开关频率。开关频率越高，一个周期内脉冲的个数就越多，电流波形的平滑性就越好，但是对其它设备的干扰也越大。载波频率越低或者设臵的不好，电机就会发出难听的噪音。通过调节开关频率可以实现系统的噪音最小，波形的平滑型最好，同时干扰也是最小的。1低压变频器概述对电压≤500V的变频器，当今几乎都采用交—直—交的主电路，其控制方式亦选用正弦脉宽调制即SPWM,它的载波频率是可调的，一般从1-15kHz，可方便地进行人为选用。但在实际使用中不少用户只是按照变频器制造单位原有的设定值，并没有根据现场的实际情况进行调整，因而造成因载波频率值选择不当，而影响正确，感觉的有效工作状态，因此在变频器使用过程中如何来正确选择变频器的载波频率值亦是重要的事。本文就此提供应该从以下诸方面来考虑，并正确选择载波频率值的依据。2 载波频率与功率损耗功率模块IGBT的功率损耗与载波频率有关，且随载波频率的提高、功率损耗增大，这样一则使效率下降，二则是功率模块发热增加，对运行是不利的，当然变频器的工作电压越高，影响功率损耗亦加大。对3 载波频率与环境温度当变频器在使用时载波频率要求较高，而且环境温度亦较高的情况下，对功率模块是非常不利的，这时对不同功率的变频器随着使用的载波频率的高低及环境温度的大小，对变频器的允许恒输出电流要适当的降低，以确保功率模块IGBT安全、可靠、长期地运行。4 载波频率与电动机功率电动机功率大的，相对选用载波频率要

变频器对电机的影响 一、一般异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。 以下为变频器对电机的影响 1、电动机的效率和温升的问题 不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍，以日前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍右左的高次谐波重量为：2u+1（u为调制比）。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将一般三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%--20%。 2、电动机绝缘强度问题 日前中小型变频器，不少是采纳PWM的操纵方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。别的，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。 3、谐波电磁噪声与震动

一般异步电动机采纳变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波彼此干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率同意或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。 4、电动机对频繁启动、制动的适应能力 由于采纳变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动制造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲惫和加速老化问题。 5、低转速时的冷却问题 首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，一般异步电动机再转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。 二、变频电动机的特点 1、电磁设计对一般异步电动机来说，再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的要害问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。方式一般如下： 1）尽可能的减小定子和转子电阻。减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增 2）为按捺电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。因此，电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。 3）变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，

一， 变频器各点主要波形： 直流电抗器 L1

二，变频器干扰途径

三，各种电抗器在变频器中的作用

a)输入电抗器和直流电抗器： 在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量（5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等所）所占的比重是很高的，它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外，还因为它们消耗了大量的无功功率，使线路的功率因数大为下降。在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。根据接线位置的不同，主要有以下两种： 输入交流电抗器: 串联在电源与变频器的输入侧之间。其主要功能有： 通过抑制谐波电流，将功率因数提高至（0.75-0.85）； 削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击； 削弱电源电压不平衡的影响。 直流电抗器：串联在整流桥和滤波电容器之间。它的功能比较单一，就是削弱输入电流中的高次谐波成分和减小浪涌电流。但在提高功率因数方面比交流电抗器有效，可达0.95，并具有结构简单、体积 小等优点。 其他区别：1，输入电抗器对于变频器的传导干扰有抑制作用，直流电抗器没有；

2，电网输入电压不平衡时，由于三相电流有耦合的缘故，直流电抗器会引起输入电流的不平衡，而输入电抗器则没有这一问题； 3，电压利用率：由于输入电抗器位于交流输入侧，电抗器上的交流压降会对电压利用率有一定的影响。 4，成本差异：由于直流电抗器工作时，负载电流是连续的流过直流电抗器，而输入交流电抗器的三个线包是间断地流过电流的，因此直流电抗器的利用率要高。反映在成本上就是：在满足同 样的谐波电流要求的情况下，输入交流电抗器的成本要比直流电抗器高很多。 b）输出电抗器： 输出电抗器也分为两种：普通的输出电抗器（参数及要求与输入电抗器相同）和正弦波电抗器正弦波电抗器用于把变频器输出的PWM调制波滤波成正弦波电压波形，主要应用于特殊场合， 在此不作讨论；下面主要分析普通的输出电抗器： 为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源从电动机。为减少电磁噪声和损耗，在变频器输出侧可设置输出电抗器，它可以有效地削弱输出电流中的高次谐波成分。尤其是当变频器输出到电

做快速调试时，一定要遵循手册给出的引导流程进行，特别是电机铭牌数据必须要正确输进。假如电机的铭牌数据输进有误，电机建模就不会精确，控制起来也不会有好的运行效果。电机的铭牌数据包括：额定电压、额定电流、额定功率、额定转速、额定功率因数。假如是矢量控制，还有一个额定励磁电流需要确定。 其中额定转速，我国的电机标准中规定铭牌数据不包含此项，所以这个参数必须向电机制造商索取，要正确的滑差或者额定转速值，功率因数这个参数，一旦电机确定，根据铭牌数据可以计算，或者向电机制造商索取正确数值。额定励磁电流，可以通过快速调试自动计算，在r0331中显示，但是一般这个内部计算的参数并不正确，实测的要更接近电机的真实数据。具体怎么确定，比较罗索，还是自己仔细的解读说明说的相关论述。 总之，正确地确定电机名牌数据，比较麻烦的就是矢量控制以及磁化电流的测取。假如是V/F控制、抛物线控制，就很简单了。不论是简单的还是复杂的，正确设置电机铭牌数据至关重要。这是装置辨识电机的基础。在手册里，有一个电机的等效电路，实在，装置对电机的辨识，就是为了确定那个等效电路里的参数，这就是所谓的建模。 对于V/F、抛物线控制而言，快速调试中的P3900=1/2/3必须要真正的PASS，然后紧接着 P1910=1，ON合闸命令以后，自动地完成识别，其间没有故障P0041发生。就可以以为顺利地通过了识别。而对于矢量控制P1300=20/21 /22/23，不仅要P1910=1必须自动得PASS，P1910=3也必须自动得PASS，还必须P1960=1自动得PASS。才算顺利地通过了自识别工作。 检验自识别的效果，就是将电机在整个的转速范围内空载运行，用手、用耳朵判别电机运行过程中是不是没有明显的电磁噪声、振动。一般在正确地完成上述所说的两项辨识工作以后，电机运行是很平滑稳定的，除非机械上有题目，或者电机的动平衡不好，造成机械振动和机械噪声。区分机械噪声与电磁噪声的办法，自己往解析吧，这里不累述。 若矢量控制时，对于大惯性滚筒同轴连接，MM4还可以做惯性补偿，具体的设置与调试参见说明的有关功能图和参数表说明，这里省略。一句话，电机实际运行效果，是对调试工作优劣的最好检验。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有 10年工业用品电子商务领域研究，以

变频器控制电机漏电产生原因及措施解析 有的现场使用变频器控制电机会出现漏电问题，漏电电压有几十伏到200伏不等，在这里针对此故障的原因进行理论的分析和说明如下。 漏电问题产生的原因 我们都知道电动机的三相定子绕组流过电流产生旋转磁场，根据磁电感应的原理，电动机的外壳就会产生感应电动势，此电动势的大小就取决于变频器IGBT的开关频率的大小，由于高性能的控制要求高的开关频率，其开关速度很快，则DV/DT偏大，同时这个感应电动势就偏大，人触摸上就有电击的感觉。理论上IGBT的开关速度越快，电机外壳上的感应电动势就越高，而变频器对电机的控制精度和响应就越高，人触摸之后被电的感觉就越高，反之，IGBT的开关频率慢，感应电就小，人触摸的感觉就小，所以国内的低端变频器设计的开关频率偏低，控制电机后感应电小，人摸上没啥感觉，但其控制性较差，动态响应较慢。

漏电问题的解决方案 为了避免这个问题的发生，在硬件设计的时候，就加入了感应电浪涌滤波器电路，并将浪涌滤波器的接地端于变频器的外壳相连，同时在变频器的配线说明中，要求将电机的接地端同变频器的接地B 相连，将输入电源的地(大地)同变频器的接地A相连，从而使电机的感应电通过电机与变频器的接地和变频器与电源的接地线形成回路，使电机的地变频器的地和电源的地在同一电位上，他们之间的电位差是为0伏电压，这样人站在大地上面接触到电机的外壳、设备的机架、变频器的外壳就不会有被电的感觉了。 但是有些工厂内为了配线方便，高压配电房内没有把地线拉入车间，甚至错误的认为大地就是地线，这种想法是错误的，大家不妨想一想，如果大地可以当地线，那我们日常生活中何必拉N线盒地线呢?发电站里的N线也是和地线连在一起的啊?我们不用拉N线盒地线不是省很多电线吗?为啥浪费人力、物力、时间呢?然而现实中有很多工厂没有拉电源地线的，设备没法找到接地点，而电机在使用中却有感应漏电的情况，遇到这种情况，我们提供两种方案：

变频器电抗器的选择 关键词：变频器电感量输入电抗器输出电抗器直流电抗器 我们从额定交流电流的选择、电压降、电感量的选择、对应额定电流的电感量与电缆长度等方面进行分析。 额定交流电流的选择 额定交流电流是从发热方面设计电抗器的长期工作电流，同时应该考虑足够的高次谐波分量。即输出电抗器实际流过的电流是变频器电机负载的输出电流。 电压降 电压降是指50HZ时，对应实际额定电流时电抗器线圈两端的实际电压降。通常选择电压降在4V~8V左右。 电感量的选择 电抗器的额定电感量也是一个重要的参数！若电感量选择不合适，会直接影响额定电流下的电压降的变化，从而引起故障。而电感量的大小取决于电抗器铁芯的截面积和线圈的匝数与气隙的调整。 输出电抗器电感量的选择是根据在额定频率范围内的电缆长度来确定，然后再根据电动机的实际额定电流来选择相应电感量要求下的铁芯截面积和导线截面积，才能确定实际电压降。 理想的电抗器在额定交流电流及以下，电感量应保持不变，随着电流的增大，而电感量逐渐减小。 当额定电流大于2倍时，电感量减小到额定电感量的0.6倍。 当额定电流大于2.5倍时，电感量减小到额定电感量的0.5倍。

当额定电流大于4倍时，电感量减小到额定电感量的0.35倍 在高压补偿装置中一般都装设有串联电抗器，它的作用主要有两点：一是限制合闸涌流，使其不超过额定电流的20倍；二是抑制供电系统的高次谐波，用来保护电容器。因此电抗器在补偿装置中的作用非常重要。只有科学、合理的选用电抗器才能确保补偿装置的安全运行。用于变频器的电抗器主要三种： 输出电抗器的作用：输出电抗器主要作用是补偿长线分布电容的影响，并能抑制输出谐波电流，提高输出高频阻抗,有效抑制dv/dt.减低高频漏电流,起到保护变频器,减小设备噪声的作用。电容器在补偿功率的时候，往往会受到谐波电压和谐波电流的冲击，造成电容器损坏和功率因数降低，为此，需要在补偿的时候进行谐波治理。 输入电抗器的作用；用来限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，平滑电源电压中包含的尖峰脉冲，或平滑桥式整流电路换相时产生的电压缺陷, 有效地保护变频器和改善功率因数，它既能阻止来自电网的干扰，又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。 直流电抗器的作用：直流电抗器接在变频系统的直流整流环节与逆变环节之间，主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值,保持整流电流连续，减小电流脉冲值,使逆变环节运行更稳定及改善变频器的功率因数。 对于电抗器的选用主要有三方面的内容：电抗器的电抗率K值的选取

变频器控制电路的工作原理？ 各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz），等等。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC）。把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器，变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池（直流电）产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。 2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？

r/min电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm.例如：4极电机60Hz 1,800 [r/min]，4极电机50Hz 1,500 [r/min]，电机的旋转速度同频率成比例。 本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以不适和改变该值来调整电机的速度。另外，频率是电机供电电源的电信号，所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。n = 60f/p，n: 同步速度，f: 电源频率，p: 电机极数，改变频率和电压是最优的电机控制方法。如果仅改变频率，电机将被烧坏。特别是当频率降低时，该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生，变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压，例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到

变频器和电机的距离确定电缆和布线方法； I.变频器和电机的距离应该尽量的短。这样减小了电缆的对地电容，减少干扰的发射源。 II. 控制电缆选用屏蔽电缆，动力电缆选用屏蔽电缆或者从变频器到电机全部用穿线管屏蔽。 III.电机电缆应独立于其它电缆走线，其最小距离为５００ｍｍ。同时应避免电机电缆与其它电缆长距离平行走线，这样才能减少变频器输出电压快速变化而产生的电磁干扰。如果控制电缆和电源电缆交叉，应尽可能使它们按９０度角交叉。与变频器有关的模拟量信号线与主回路线分开走线，即使在控制柜中也要如此。 IV. 与变频器有关的模拟信号线最好选用屏蔽双绞线，动力电缆选用屏蔽的三芯电缆（其规格要比普通电机的电缆大档）或遵从变频器的用户手册。 3) 变频器控制原理图； I.主回路：电抗器的作用是防止变频器产生的高次谐波通过电源的输入回路返回到电网从而影响其他的受电设备，需要根据变频器的容量大小来决定是否需要加电抗器；滤波器是安装在变频器的输出端，减少变频器输出的高次谐波，当变频器到电机的距离较远时，应该安装滤波器。虽然变频器本身有各种保护功能，但缺相保护却并不完美，断路器在主回路中起到过载，缺相等保护，选型时可按照变频器的容量进行选择。可以用变频器本身的过载保护代替热继电器。 II. 控制回路：具有工频变频的手动切换，以便在变频出现故障时可以手动切工频运行，因输出端不能加电压，固工频和变频要有互锁。 4) 变频器的接地； 变频器正确接地是提高系统稳定性，抑制噪声能力的重要手段。变频器的接地端子的接地电阻越小越好，接地导线的截面不小于4mm，长度不超过5m。变频器的接地应和动力设备的接地点分开，不能共地。信号线的屏蔽层一端接到变频器的接地端，另一端浮空。变频器与控制柜之间电气相通。 变频器控制柜设计： 变频器应该安装在控制柜内部，控制柜在设计时要注意以下问题 1) 散热问题：变频器的发热是由内部的损耗产生的。在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主，约占98%，控制电 2) 电磁干扰问题： I.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，而且会产生高次谐波，这种高次谐波会通过供电回路进入整个供电网络，从而影响其

1 引言 变频器的调速性能能够满足各种生产工艺机械设备的要求，对风机水泵调速调节流量的节能效果很明显，故变频调速已获得广泛应用，但也带来一些特殊问题，不可掉以轻心。 2 采用普通鼠笼电动机 变频调速专用电动机为变频调速而设计，在电机设计中，已考虑了一定的必要的对策措施，问题是原为电网电源供电设计的电机(以下简称普通电机)，现在欲用于变频器供电，这就有一些特殊的问题要探讨。 为变频调速而采用普通电动机，可能见之于下列场合:技术改造工程，例如为了节能而对水泵风机调速，电机早已有了。即使是新建工程，如果采取某些措施，也不是非用变频电机不可，何况普通电机价格相对较低，也易于获得需要的一般机械电气性能参数和机械结构型式，最常见的是风机水泵应用。 采用的变频器最常见的是电压源型变频器，其逆变器输出通常都是正弦波脉宽调制(spwm)方式，输出电压除了正弦形基波外，还有khz数量级(可达几十khz)的高频成分，这类变频器是讨论的重点。偶而可以遇到电流源型变频器，其输出电流是阶梯形波，谐波次数为5，7，11，13……等，本文不多讨论，讨论的内容也不涉及电机的启动和瞬变现象，但内容覆盖了调速范围内各种速度下的性能。

3 电机转矩的降低 普通电机由电压源型变频器供电时，转矩要有所降低。这里的电机转矩降低不是指电机在调速运行时不能够产生原有的额定转矩，因为现代的变频器技术可以克服各种障碍以得到足够的转矩，而是由于谐波引起电机的铁损和铜损增加，若维持额定转矩运行可能就会因温升过高而缩短绝缘寿命。考虑上述各种因素，转矩降低系数的典型值为0.8~1.0。对于恒转矩特性负载(负载要求的转矩不随速度而变)且电机是共轴自冷却风扇时，由于低速时冷却能力明显降低而恒转矩运行表明电流不变，若较长时间运行是肯定不行的(温升过高)。由于离心式风机水泵消耗的功率随转速降低而急骤(约为三次方关系)降低，且所配套的电机功率一般都有一定的裕度，因而电机转矩的降低对风机水泵负载来说一般都不会有问题。 对于恒转矩负载，电机不是共轴的自冷却风扇，而是独立的通风冷却例如强迫通风冷却，这种场合，普通电机是否可行,要看电机功率的原选配是否有约20%的富裕能力，以克服铁损铜损的增加而导致的过高温升问题。 4 电机的绝缘寿命 电压源型变频器的逆变部分通常用快速电力电子半导体器件如igbt，因而电压上升速度很高，使电机的匝间绝缘承受很大的电压应力，特别是首端线卷的匝间。其所承受的电压应力的强度大小决定于电压脉冲的峰值、电压的上升速度和调制频率、变频器和电动机之间的电缆特性和长度、电机绕组的设计以及其它的系统参数。

变频器烧电机怎么办 国内外研究表明：当变频器与电机间的距离大于30米时，如果不采取技术措施，就极容易烧电 机定子绕组。 在使用变频器驱动电机时，必须对电机损伤的问题有足够的重视。简而言之，当变频器输出PWM 电压波形的脉冲沿较陡，电缆越长，越容易产生尖峰电压，就容易产生损伤电机绕组的尖峰电压。 现代变频器中使用了高速IGBT 作为开关器件，当变频器与电机之间的电缆长度超过30米时，变频器必然会在电机端产生尖峰电压，损伤电机的定子绕组。 很多人在变频器的输出端安装一台电抗器，希望起到保护电机的目的。但是，电抗器保护电机的效果有时有一些，有时效果很差。例如：航天绿电的工程师接到一个咨询，某企业的电机频繁损坏，最严重时，十几天就发生损坏。损坏的现象都是定子绕组绝缘损坏。一台160kW 的电机由西门子变频器驱动，变频器的输出端安装有电抗器，变频器与电机之间的电缆长度为120米，根据实地测量，380V 电机端的尖峰电压达到1200V 。这说明，尽管变频器输出端安装了电抗器，但是在电机端仍然产生较高的尖峰电压。 研究表明，电抗器对尖峰电压的减小作用不稳定，有时有一定效果，有时效果很小。一般使用电抗器后，尖峰电压会变宽，较宽的尖峰电压会对电机绕组造成更严重的损伤，如图1所示。 图1 电抗器对于尖峰电压的抑制效果 规范化的解决尖峰电压问题的方法有三个： z 在变频器的输出端安装DVF 滤波器 z 在电机的输入端安装SVA 尖峰吸收器 z 在变频器的输出端安装SWF 滤波器 当电缆的长度小于300米时，在变频器的输出端安装du/dt 滤波器是解决尖峰电压的简单方法，图2所示为变频器输出安装串联电抗器和du/dt 滤波器后的效果对比，可见du/dt 滤波器能够提供确定的尖峰电压吸收效果。 3kW 变频器输出的PWM 电压波形，电压为600V 当3kW 变频器与电机之间的电缆长度为10米时，电机电源输入端的电压波形，峰值电压达到1100V 在3kW 变频器与电机之间的电缆串联一个80μH 的电抗器，电机端的电压峰值仍然为1100V ，但是上升沿变缓

一，变频器各点主要波形： C4 直流电抗器 输入电抗器 1 2 3 4 6 U V W P+ N- 1 2 3 L1 L2 L3 L1 变频器 市电输入 1 2 3 4 6 R S T P+ N- 负载1 2 3 R S T 输出电抗器

二，变频器干扰途径

三，各种电抗器在变频器中的作用

a)输入电抗器和直流电抗器： 在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量（5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等所）所占的比重是很高的，它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外，还因为它们消耗了大量的无功功率，使线路的功率因数大为下降。在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。根据接线位置的不同，主要有以下两种： 输入交流电抗器: 串联在电源与变频器的输入侧之间。其主要功能有： 通过抑制谐波电流，将功率因数提高至（0.75-0.85）； 削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击； 削弱电源电压不平衡的影响。 直流电抗器：串联在整流桥和滤波电容器之间。它的功能比较单一，就是削弱输入电流中的高次谐波成分和减小浪涌电流。但在提高功率因数方面比交流电抗器有效，可达0.95，并具有结构简单、体积 小等优点。 其他区别：1，输入电抗器对于变频器的传导干扰有抑制作用，直流电抗器没有；

2，电网输入电压不平衡时，由于三相电流有耦合的缘故，直流电抗器会引起输入电流的不平衡，而输入电抗器则没有这一问题； 3，电压利用率：由于输入电抗器位于交流输入侧，电抗器上的交流压降会对电压利用率有一定的影响。 4，成本差异：由于直流电抗器工作时，负载电流是连续的流过直流电抗器，而输入交流电抗器的三个线包是间断地流过电流的，因此直流电抗器的利用率要高。反映在成本上就是：在满足同 样的谐波电流要求的情况下，输入交流电抗器的成本要比直流电抗器高很多。 b）输出电抗器： 输出电抗器也分为两种：普通的输出电抗器（参数及要求与输入电抗器相同）和正弦波电抗器正弦波电抗器用于把变频器输出的PWM调制波滤波成正弦波电压波形，主要应用于特殊场合， 在此不作讨论；下面主要分析普通的输出电抗器： 为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源从电动机。为减少电磁噪声和损耗，在变频器输出侧可设置输出电抗器，它可以有效地削弱输出电流中的高次谐波成分。尤其是当变频器输出到电

变频器的V/F控制与矢量控制 U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。 一、矢量控制（VC）方式 矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。 V/F控制与矢量都是恒转矩控制。U/F相对转矩可能变化大一些。而矢量是根据需要的转矩来调节的，相对不好控制一些。对普通用途。两者一样 1、矢量控制方式—— 矢量控制，最简单的说，就是将交流电机调速通过一系列等效变换，等效成直流电机的调速特性，就这么简单，至于深入了解，那就得深入了解变频器的数学模型，电机学等学科。 矢量控制原理是模仿直流电动机的控制原理，根据异步电动机的动态数学模型，利用一系列坐标变换把定子电流矢量分解为励磁分量和转矩分量，对电机的转矩电流分量和励磁分量分别进行控制。 在转子磁场定向后实现磁场和转矩的解耦，从而达到控制异步电动机转矩的目的，使异步电机得到接近他励直流电机的控制性能。 具体做法是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。 2、V/F控制方式—— V/F控制，就是变频器输出频率与输出电压的比值为恒定值或成比例。例如，50HZ时输出电压为380V的话，则25HZ时输出电压为190V。 变频器采用V/F控制方式时，对电机参数依赖不大，V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制

变频器对电机的要求及影响 1 应用于标准电机 变频器驱动标准电机时，和工频电源比较，损耗将有所增加，低速冷却效果变差，电机温升将增加，因此低速时应降低电机的负载。普通电机的容许负载特性是在额定转速时可100%负载连续运行，在低速100%负载连续运行的场合应考虑使用变频电机。 冲击电压的影响：配线的LC共振等引起的冲击电压将会加在电机的定子绕组上，冲击电压较大时可能会发生损坏电机绝缘的情况。单相变频器驱动时，直流电压约311V，冲击电压在电机端子上的最高值为直流电压的2倍，在绝缘强度上没有问题。但是三相变频器驱动的场合，直流电压约为537V，随着配线长度增加，冲击电压会增大，有可能因为电机绝缘耐压不够而发生损坏绝缘的情况，此时应考虑在变频器输出侧加装输出电抗器。 高速运行：普通电机50Hz以上高死运行时电动势平衡及轴承特性等会改变，请谨慎使用。同时超过电机额定频率运行，电机力矩会下降，此时电机处在恒功率调节状态。 力矩特性：变频器驱动时，力矩特性和工频电源驱动时的特性有所不同，机械负载的力矩特性必须加以确认。 机械震动：西林全系列采用了高载波方式PWM控制，电机震动小，基本上和工频电源相同。但在以下场合会有一定的增大： A、和机械固有震动频率的共振：特别是原来恒速运行的机械改为调速运行时，可 能会发生共振，在电机端设防震橡胶或跳跃频率控制可有效解决此问题。 B、旋转体自身残留的不平衡：50.00Hz以上高速时，要特别注意。 噪音：基本上同工频电源驱动时相同，在低载波运行时可听到电磁声，属于正常现象；但转速高于电机额定转速时，机械噪音、电机风扇噪音较明显。 2 应用于特殊电机 变极电机：因电机的额定电流和标准电机不同，要确认电机的最大电流后再选用变频器。极数的切换务必在变频器停止输出之后进行。运转中进行极数切换，会产生过电压、过电流等保护动作，变频器会故障停机。 水下电机：一般水下电机额定电流比标准电机大，在变频器容量选择时应注意电机额定电流。另外电机和变频器之间配线距离较长时，可能因漏电流过大而引起变频器故障报警，此时应考虑加装变频器输出电抗器；配线距离较长时还会造成电机力矩下降，要配足够粗的电缆。 防爆电机：驱动防爆电机时，电机和变频器配套后的防爆检查是必要的。西林通用型变频器本身是非防爆结构，如果使用同通用型变频器，需要将变频器放在非防爆的地方。带减速机的电机：因润滑方式和厂家的不同，连续使用的速度范围也不同。特别是油润滑时，低速范围连续运转时因油润滑不足有烧毁危险。另外超过50Hz高速时，请咨询电机和减速机厂家。

变频器参数设置错误引起的电机烧毁原因电动机后加装变频器引起的电机发热或者烧毁已发生很多例，由于不明原因，客户往往把原因往往归结在电机的质量问题上，电机的故障其实都不是电机本身的原因，大多是变频器调试的不规范或者是非变频电机当变频电机使用等原因造成的，主要有以下几种情况： 一、用普通电机当变频电机使用。由于普通电机散热风扇跟转轴连在一起，当用变频器调速时，转速不稳定，达不到电机的额定转速，散热风扇不能发挥正常作用，引起电机散热不好；再加上普通电机不是按变频要求设计，从而使电机发热或者烧毁。 二、客户买到变频电机和变频器后不经过调试就直接连在一起使用。变频器控制电机最常用的两种方式是矢量控制和V/F曲线控制，每种控制方式都要首先将电机的类型（同步、异步、有无编码器）、电机额定功率、额定电压、额定电流、转速或者极数、额定频率、最高运行频率、电机起动停止的加减速时间、变频器控制电机的保护方式以及保护比例系数、载波频率等设定好，缺一不可。这些参数设定好了以后，再选择是矢量控制还是V/F控制。选择矢量控制时，电机要空载跟变频器配对动态自学习或者带负载的静态自学习，经过自学习后的电机跟变频器配合才能发挥矢量控制的精确性；当选择V/F控制时不需要自学习，参数调好后直接通电运行。 三、变频电机风机运行方向跟风机上标示的旋转方向不一致，风机不能发挥作用，引起电机散热状况变差，电机产生的热量散发不出去，引起电机发热或者烧毁。

四、以上三种情况中的二、三项发生的最多， 1、当变频器中电机电流设置过大，电机保护参数设置过大，电机超载时变频器不能按电机的实际电流保护电机，从而引起电机过载发热或者烧毁； 2、当电机转速设置不正确时，如果设置转速超过电机额定转速时，电机在额定频率点会以更高的转速运行在恒功率区，转速越高，输出的转矩越小，从而引起电机电流过大发热或者烧毁电机； 3、电机加减速时间过短，变频器就会报过流故障而保护； 4、变频器采用矢量控制，但电机跟变频器没有配对的自学习，引起变频器控制电机的参数与电机实际值不符，引起控制精度变差，电机发热或者烧毁； 5、载波频率设置比较高时，变频器开关管的开关速率比较高，发热量增加，此时，变频器抵抗负载电流变化的能力减小，当负载电流增大时，变频器就有可能过流跳闸，反映在表面上的现象就是电机出问题了； 6、未设置电机保护电流，变频器大多默认的保护电流为变频器额定输出电流的150%，只有电机电流达到这个数值时变频器才会保护；而变频器的输出电流要大于电机的额定电流，等电机的电流达到变频器的保护电流时，电机其实已经超载了远大于150%，电机严重发热而烧毁，客户看到的现象就是变频器没问题，电机质量不可靠。五、针对以上情况，力久电机建议客户选择变频器控制电机时，要选择变频电机，变频器选择质量好的厂家。先期投资虽然高了一点，但