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变频器的控制电路及几种常见故障分析变频器的控制电路及几种常见故障分析1、引言随着变频器在工业生产中日益广泛的应用，了解变频器的结构，主要器件的电气特性和一些常用参数的作用及其常见故障对于实际工作越来越重要。
2、变频器控制电路给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的网络，称为控制回路，控制电路由频率，电压的运算电路，主电路的电压，电流检测电路，电动机的速度检测电路，将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路等组成。
无速度检测电路为开环控；在控制电路增加了速度检测电路，即增加速度指令，可以对异步电动机的速度进行更精确的闭环控制。
（1）运算电路将外部的速度，转矩等指令同检测电路的电流，电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。
（2）电压、电流检测电路为与主回路电位隔离检测电压，电流等。
（3）驱动电路为驱动主电路器件的电路，它与控制电路隔离，控制主电路器件的导通与关断。
（4）I/O电路使变频更好地人机交互，其具有多信号（比如运行多段速度运行等）的输入，还有各种内部参数（比如电流，频率，保护动作驱动等）的输入。
（5）速度检测电路将装在异步电动机轴上的速度检测器（TG、PLG等）的信号设为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
（6）保护电路检测主电路的电压、电流等。
当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压，电流值。
逆变器控制电路中的保护电路，可分为逆变器保护和异步电动机保护两种，保护功能如下：（1）逆变器保护①瞬时过电流保护，用于逆变电流负载侧短路等，流过逆变电器回件的电流达到异常值（超过容许值）时，瞬时停止逆变器运转，切断电流，变流器的输出电流达到异常值，也得同样停止逆变器运转。
②过载保护，逆变器输出电流超过额定值，且持续流通超过规定时间，为防止逆变器器件、电线等损坏，要停止运转，恰当的保护需要反时限特性，采用热继电器或电子热保护，过载是由于负载的GD2（惯性）过大或因负载过大使电动机堵转而产生。
基于PLC、变频器的风机控制系统改造【摘要】本论文是针对校企合作项目——某公司现有的磨革除尘机的罗茨风机控制方式存在的问题进行改造；利用PLC的PID功能及A/D、D/A模块结合变频器来控制，既实现多台罗茨风机集中恒压向多台除尘机供气，又解决了改造之前存在电力浪费的现象等；同时在技工教学中引入企业项目，激发学生的学习积极性。
【关键词】PLC；变频器；罗茨风机；PID自动控制1.改造原因该公司所用的磨革除尘机分为磨革机和除尘机。
磨革机的作用是把皮革正面磨平到要求的厚度。
除尘机的作用是把磨革之后的皮革上面的粉尘吸收干净，其上方有负压吸风机风口，下方有罗茨风机鼓风口。
罗茨风机作为除尘机的附属设备，其工作原理空压机相近，但是不同之处是它在产生带压力的压缩空气的同时，还可以把空气的温度升高。
在除尘机中它的作用是从皮的底部向皮吹风，把粉末从皮上面吹离，然后被抽风机抽掉。
改造前每台除尘机都独立配有一台罗茨风机提供一定压力的热气。
罗茨风机的电机15KW，利用星三角启动的，一旦启动，电机就几乎在额定功率运转，产生约0.58MPa的热空气给除尘机。
但是除尘机只需要0.3正负0.05MPa的空气，而改造之前的办法是通过调节罗茨风机风管上的泄压阀卸压来实现压力的下降，经测量这卸掉的压力相当于电机产生总风量的38%，也就是说这部分的气是时时刻刻在浪费掉。
这对公司造成极大的经济损失，因此改造迫在眉睫。
2.改造方案提出2.1 改造需要解决的问题如果罗茨风机提供的热空气压力偏小，除尘不干净；如果压力过大，会造成皮革表面出现微小折皱，影响皮革的品质以及。
所以罗茨风机必须恒定在提供需要的0.3MPa正负0.05MPa压力的范围。
2.2 改造思路确定如果一台罗茨风机分别配套一台变频器，也可以实现恒压供气和变频与工频变换的要求，但是变频器价格昂贵，三菱15KW的价格接近7500元/台，单次投入金额过大，公司承受能力受限制。
而且保养和维护成本也会增加。
变频调速电机通风机的线路接法
一、主电路接线
1. 将电机电源线接入变频器输出端，即UVW端子。
确保电源线的规格合适，并且电源线的连接牢固。
2. 连接电机接地线，确保电机安全接地。
3. 根据实际需求，设置电机的旋转方向。
如果需要正反转控制，可以通过调换UVW三相中的任意两相来实现。
二、控制电路接线
1. 将控制电路的电源线接入变频器的控制电源端子，一般为DC12V或DC24V，具体电压值根据实际使用的变频器型号而定。
2. 连接启动信号线，将启动信号线接入变频器的控制端子，如STF 或STR端子（根据变频器型号而定）。
3. 根据需要，连接速度给定信号线，通常接入变频器的模拟量输入端子，如AI1和AI2端子。
可以通过调整速度给定信号来改变电机的转速。
三、传感器线路接线
1. 如果通风机配备了传感器，如温度传感器、湿度传感器等，需要根据传感器的接口类型和规格进行接线。
2. 确保传感器与通风机的安装位置正确，并且传感器的线路连接牢固，避免传感器线路松动或脱落。
四、通风管道连接
1. 根据通风机的设计要求，正确连接通风管道。
确保通风管道的连接处密封良好，防止漏风现象发生。
2. 在连接通风管道时，应考虑到管道的走向和支撑，避免管道过重或受到过大的外力作用导致通风机运行异常。
五、电源和接地线连接
1. 将电源线接入电源插座或电源开关，确保电源电压与变频器的额定电压相符。
2. 连接接地线，确保整个系统接地良好，提高系统的安全性能。
3. 在连接电源和接地线时，应确保接线符合当地电气规范和安全标准。
23冷却塔风机变频改造方案冷却塔是一种常见的冷却设备，用于将热水或冷却剂排放到大气中，以使其冷却。
冷却塔通常由风机来促进空气循环，以提高散热效果。
然而，传统的冷却塔风机通常是定速运行的，这导致了一些问题，例如高耗电和能源浪费。
因此，对冷却塔风机进行变频改造是一种有效的节能措施，可以降低能源消耗，提高设备的效率。
变频改造方案的主要目标是通过控制风机的转速，使其能根据工作负荷的变化来调整风量。
具体的变频改造方案如下：1.变频器的选型：选择适合冷却塔风机的变频器型号和规格，确保其具有足够的功率和稳定性。
2.风机传动系统的改造：如果冷却塔风机采用皮带传动系统，可以使用双齿轮传动系统替代。
这种传动系统更加稳定和高效，能够减少能量损耗。
3.风机控制系统的改造：安装变频器并与原来的控制系统进行连接，通过变频器来控制风机的转速。
这样，冷却塔风机的转速可以根据需要自动调整，从而实现节能和调节风量的目的。
4.温控系统的改造：安装温度探测器和温控器，测量和控制冷却塔的进水温度。
当进水温度达到或超过设定值时，温控器会自动调整冷却塔风机的转速，以保持合适的冷却效果。
5.变频器的运维和维护：定期检查变频器的运行状态和设定参数，保证其正常工作。
另外，注意变频器的散热问题，保证其在适宜的温度范围内运行。
通过上述的变频改造方案，可以有效地降低冷却塔风机的能耗，提高设备的运行效率。
1.节能减排：由于风机转速可以按需调整，变频改造能够降低能耗，减少对电力资源的消耗，达到节能减排的目的。
2.精确控制：通过变频器可以实现对风机转速的精确控制，使得冷却塔在不同负荷下能够提供所需的冷却效果，提高设备的运行效率。
3.设备寿命延长：变频器可以减小风机的启停冲击，降低设备的磨损和故障率，从而延长了设备的使用寿命。
综上所述，对冷却塔风机进行变频改造是一种有效的节能措施，可以降低能源消耗，提高设备的效率。
变频器的选型和安装要根据冷却塔的实际情况进行，同时要注意变频器的运维和维护。
电机控制系统快速启动的电气线路改进方案摘要：随着工业的进步，电机的应用增多，对于普通的电机控制系统，突然断电后无法快速启动电机会降低设备的运行效率，甚至迫使设备停机检修。
这就要求电器功能启动迅速，缩短启动时间，以达到最佳过渡，最大程度地提高生产效率。
为了实现快速启动，我们可以从增加启动电流和提高启动时间常数的角度，对原设备的启动线进行微调，无需太多投资。
关键词：电机控制系统快速启动的电气线路改进方案引言对于传统的电机控制系统而言，最明显影响工作效率的问题就是在发生突发事故后导致电机短暂产生供电问题后，再次通电的电机系统的启动情况，由于传统电路的约束，导致电机再次启动的速度受到了极大的限制，这就导致了装置恢复工作状态的时长严重增长，并且极大地影响了工作的效率。
严重时，甚至会出现无法启动的情况，需要进行检修等情况，因此，我们希望通过对启动的电气线路进行改进，进而实现电动机能够快速启动的效果，并且能够最快速度地到达正常工作的状态，进而提高生产效率，为了改善传统设备的缺点，进而实现能够快速启动的能力。
1电机控制系统的应用及意义随着现代化技术的不断进步，推动了全新生产力的发展，为工业领域带来了便利条件。
在融入信息化技术以及自动化技术后的电机控制，引领着工业领域的发展方向。
作为推动国家经济发展的重要部分的工业生产领域，融入现代化科学技术是非常重要的，这关系到后期提高生产力发展以及工业生产领域的改革，所以，我国现在形势下的电机控制自动化系统发展已经成为必然趋势，并且形成了PLC电机控制自动化系统。
（1）电机控制自动化系统应用的意义。
当今形式下形成的PLC电机控制系统已经改变了以前传统的电机控制模式，具有传统的控制模式，有灵活控制的优势，并且安全性和可靠性较高。
由于其本身体积较小，操作简便，并且使用寿命很长，为PLC电机控制自动化系统的发展提供了便利条件。
同时，形成的PLC电机控制系统融合了现代化信息技术，可以实现远程操控的智能化控制，降低了生产难度，并减少了员工的工作量，大大降低了由于人为因素导致问题的发生。
论风机变频器的自动化控制系统设计摘要：结合自身从事风机变频器控制的实践经验，这里重点探讨了基于web的多变频远程控制方案，并具体就其中的Java 与变频器间的通信的关键技术进行详细的阐述，希望对于今后风电变频的高质量控制，对于实现风机系统的优化调速有所帮助。
关键词：风机控制，变频器，自动化控制，远程控制1 引言这里针对电厂引风机的自动化控制问题进行分析，原本属于液力偶合器调速方式下能耗比较大，如果能采用在引风机应用中发挥出高压变频器的优势，这样能合理化控制发电厂的用电量问题。
本文主要就如何实现风机变频器的自动化控制系统设计问题，针对相关的设计关键技术进行分析，希望能满足电厂改造的要求，更好地实现引风机的变频调速的要求。
2 基于web的多变频远程控制所谓的Web远程控制，则是通过互联网为基础，能满足于实现远端生产的控制及监督的要求，能有效通过必要的通信协议来实现现场设备及各种数据的控制，以保障具体的运行状态的要求，不需要通过现场模式来进行指挥被控对象，能进一步全面提升生产效率，节省了大量的人力、物力及财力资源。
充分借助互联网网络结构，能构建符合实际需求的相应的控制中心，满足实现互联网和计算机控制系统的有机结合，能满足进行多台设备的合理化控制，满足更好地实际工况要求下的数据信息的监督及存取工作。
通过相关证明，借助于发挥出Web远程设备的优势，能针对传统模式下控制问题得以解决，并没有配置专门的通信网络及软件，仅通过基于互联网结构的浏览器模式就可以完成相关的远程控制的要求。
在这样的情况下，选择Web 远程控制网络的实践应用中，可以借助于B/S 网络结构来说。
这种方式能满足相应的信息发布的要求，能实现借助于互联网技术的优势来实现数据发送的要求，进而能满足实际工况的要求，进一步缩短客户端信息处理时间，仅仅通过客户端安装必要的浏览软件即可实现，能满足进行现场数据的查阅的要求。
这种方式总体上体现出操作简便化的特点。
改进风机变频器控制线路
解决DCS 系统中风机运行状态显示异常问题
项目完成人：任道成 于世学 毛红艳 1、项目来源
我厂风机是由DCS 控制变频器来进行调速的，由于设计上只考虑了正常操作时在风机在DCS 中的状态显示，而没有考虑变频器出现保护停机及故障时在风机在DCS 中的状态显示，导致当出现变频器保护停机风机停运时，DCS 系统中风机状态显示仍为运行。
风机在DCS 中运行指示，是操作人员对装置进行操作的依据，由于错误的运行指示，导致操作人员进行错误的操作，产生错误的运行参数，将严重影响安全生产。
为解决此问题，提出控制线路改造方案。
2、项目意义
由于风机停运不能在DCS 系统中正常显示，导致操作人员未能及时未被及时发现风机停运，而无法及时采取应对措施，将使塔温度、压力在短时间内急剧升高，最终导致塔安全阀起跳，酿成严重的安全事故。
风机变频器的控制线路改造，使DCS 系统能够正确反应出风机实际运行状态。
当出现风机因变频器故障停运时，DCS 系统立刻显示风机停运并发出报警，使操作人员能迅速发现并及时进行处理，避免了安全事故的发生，保证了生产的安全平稳运行。
3、项目主要内容
3.1 改造前的电路与系统工作过程
改造前风机电路图：
图1
改造前DCS系统显示风机运行状态框图：
改造前工作过程：
按下启动按钮SB2后由
L11→FU→KA→SB1→SB2→→KM→KH→N
形成回路，KM和KA1得电吸合，松开SB2后由于KM的触点的自锁作用，KM和KA1保持吸合。
变频器TD2000得电，FWD为变频器运行控制输入端， KA1闭合使变频器进入运行状态，风机得电运转。
按下停止按钮SB1，回路断开，KM失电断开，变频器失电退出运行状态。
KM的常开触点为DCS系统中风机运行状态指示的输入，当KM的常开触点断开时DCS系统显示风机停止，KM的常开触点闭合时DCS系统显示风机运行。
3.2存在的问题及原因分析
风机运行时由于某些原因：
1.下降气流作用在风机扇叶上；
2.风机电机绕组接地或短路；
3.风机电机绕组受潮，绝缘电阻降低；
4.风机电缆接地或短路。
均可导致电路过载的现象发生。
根据图1可知，其设计上的过载保护由KH（热继电器）来负责，当热继电器过载保护动作时，其触点KH断开，交流接触器KM断开风机停运，KM断开DCS显示风机停运。
热继电器是由通入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变,当形变达到整定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使交流接触器KM失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。
在这个过程中,热继电器的动作时间与通过热元件的电流值存在反
时限关系，即通过的电流越大,其动作的时间越短。
热继电器动作时间与电流值的关系如表1所示。
表一：
由表一可知，KH在通过1.1倍额定电流时，需要近2 个小时才能断开。
而TD2000变频器是电子元器件构成，其过载系数小，对过载比较敏感，因此其内部装有灵敏度非常高电子热继电器，当变频器通过1.1倍额定电流时变频器内部电子热继电器瞬间动作，停止输出，风机停转。
由此可见，在电路发生过载时实际动作的是TD2000变频器内部有电子热继电器，KH并没有起作用。
由此产生一个问题，由于过载发生时动作的是TD2000变频器内部有电子热继电，此时变频器关闭输出，风机停运。
在KH远远没有动作之前，流过KH的电流就降到其动作电流以下，因此在过载发生时KH不会动作。
根据电路分析，如果KH不动作KM保持吸合。
由于KM是闭合，所以DCS系统中风机的显示状态仍为运行，这就是问题产生的原因。
3.3改造方案：
经查变频器的技术资料，TD2000有一个变频器故障输出端子TA和TB，当变频器正常时，TA和TB闭合，当变频器故障时TA和TB断开。
此端子在设计时并没有利用上，可以利用变频器故障输出端子来达到目的。
KM状态、变频器状态与风机状态对应表（表二）：
表二
设设备运行状态为1，停止状态为0将上图转化为逻辑表（表三）：
表三
根据表三分析得知：风机状态是KM 状态和变频器状态相与的结果。
由于KM 状态和变频器状态都是开关量，因此实现功能的最简单的电路就是把KM 状态和变频器状态串连后作为DCS 状态显示的输入。
改造后的电路图：
改造后DCS 系统显示风机运行状态框图：
3.4改进后的系统工作过程
①正常操作时：人工正常操作启动与停止风机时变频器故障输出保持闭合，启动风机KM
图4
闭合，DCS显示风机运行；停止风机，KM断开，DCS显示风机停止。
②过载保护动作时：当变频器由于过载保护断开时，风机停止但KM保持闭合，此时变频器故障输出TA和TB断开，此时DCS系统显示风机停止发出声光报警，提醒操作人员处理。
3.5实物照片：右方蓝色电缆为新增电缆。
4 、项目主要经济技术指标
改造完成后使风机无论是在正常操作，还是在变频器故障情况下,DCS系统都可以正确显示风机的运行状态。
改造完成后，可以避免由于风机停运未被发现而导致的系统超温、超压，以及安全阀起跳等事故的发生，确保安全生产。
5、此项目的先进性、创新性
此项目弥补了由于设计人员的疏忽产生的对安全生产有重大影响的失误，可以防止由于风机停运未被发现而导致的系统超温、超压，以及安全阀起跳等事故的发生，确保了生产安全。
此项目可用于改造DCS控制变频器调速系统，可以防止由设备运行状态显示不正常产生的安全问题。
其无需改动DCS组态，电路改造方法造简单，投入成本低,具有一定的推广价值。
6、经济效益分析
改造成本：实现改造每个变频器仅需要仪表电缆2米，我们利用了旧装置上拆下来的仪表电缆完成了改造，改造成本为0。
此改造于2002年1月完成，2001年8月三期工程投产到2002年1月共发生变频器保护停机21次，导致安全阀起跳1次，影响开机时间共78小时，平均每次影响开机时间3.7小时。
2002年1月～2003年1月，共发生变频器保护停机32次，每次都因风机状态显示及时反应，没有影响生产。
按每次影响生产3.7小时计算，影响开机时间3.7×32＝118.4小时＝4.9天。
据统计资料2002年平均日产量82.646吨，共影响产量82.646×4.9＝405吨，吨产品利润2064.63元，共影响利润405×2064.63＝836175.15元。
最重要的是它的安全效益，改造完成
后可以避免由于风机停运未被发现而导致的系统超温、超压、安全阀起跳甚至着火、爆炸等事故的发生，这点是用经济效益无法衡量的。
