变频器与电机
1、变频器的概念
变频器是一种能够简单地，自由地改变交流电机转速的一种控制装置；是通过改变频率来改变电机的转速。变频调速具有调速范围宽，平滑性好，效率高，有良好的静态性能和动态性能等优点，而得到广泛应用。
2、变频器的分类
按原理分（交-交型、交-直-交型）、按用途分（专用型、通用型）
3、变频器的原理
将正常工频的交流电源引入变频调速器后，其“整流器”和“滤波器”将这一工频交流电源转变为直流电输入“变频器”，“变频器”实际上是一个逆变装置，它的实际作用与“整流器”刚好相反并且可调节，这样，输入的直流电经过逆变之后变成交流输出至电动机并由逆变装置的可调部分实施对输出交流电的频率的确定和调整，从而设定和改变电动机转速，简单的说，变频调速器的基本工作原理就是一个从交流到直流，再变为交流输出的过程，即“交—直—交”的过程。
4、变频器的作用
（1）、变频器的优点
①、原有恒速运行的异步电动机的调速控制
②、实现软起动和软停车
③、实现频繁的起动和停止
④、无需接触器即可实现正、反转控制
⑤、方便的实现电气制动
⑥、实现高频电动机的高速运行
⑦、可进行恶劣环境下电动机的调速运行
⑧、一台变频器可对多台电动机进行速度控制
⑨、变频起动电动机时，电源容量可以减小
（2）、变频器的缺点
变频器本身是一个干扰源，使用变频器会产生干扰电波，影响到同一电网及周围的敏感元件。
5、变频器的附件
（1）、输入侧----输入交流电抗器、输入滤波器。
（2）、直流侧----直流电抗器、制动单元（也称制动斩波器）及制动电阻。
（3）、输出侧----输出滤波器，包括输出交流电抗器及正弦波滤波器。
（4）、I/O扩展板----各种输入输出I/O扩展
（5）、脉冲编码器板----用于编码器反馈
（6）、通讯适配器----各种通讯模块
（7）、其它附件………………
6、变频器的负载类型
（1）、风机、水泵负载
（2）、恒转矩负载
（3）、恒功率负载
7、变频器的选型原则
（1）、确认传动系统的负载特性（负载类型）
（2）、实际电机电流值（功率）：选型时需考虑负载的实际电流及过载要求
（3）、使用的电源电压
（4）、选用变频器时需考虑是否标配有操作面板
（5）、根据变频器与电机间连接电缆的长度考虑是否加装输出电抗器
（6）、根据使用环境情况：选择相应的IP等级产品
（7）、根据需要选择相应的附件(包括通讯、I/O模块等）
①、在选用输入电抗器及输入滤波器时需考虑是否已有内置
②、在选用制动单元时需考虑制动斩波器是否已内置，如果没有内置需配置
8、变频器的相关概念
（1）、电磁兼容性
我国最新颁发的电磁兼容性国家标准中，对电磁兼容性作出如下定义：设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰。
（2）、变频器的应用场合
风机泵类应用、一般应用、重载应用。
（3）、变频器的应用场合使用环境
①、住宅、商业和轻工业属第一类环境，即民用环境
②、第二类环境，即工业环境
（4）、IP防护等级
对水、对粉尘的防护能力
电机与软起动器基本知识
1、电机的分类
交流电机、直流电机、特殊电机
2、电机接线
星型（Y）接法、三角型接法
3、电动机的起动要求
（1）、电动机起动力矩应高于负载力矩
（2）、电动机的起动电流应在允许的范围内
（3）、尽量减少电机起动对负载的冲击
4、电动机传统的起动方式
（1）、直接起动
（2）、减（降）压起动
①、定子回路串电阻（或电抗器）起动
②、星—三角起动
③、自耦变压器起动
④、延边三角形起动
（3）、在转子回路中串入附加电阻起动
5、软起动器的概念
使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。
6、软起动器的原理
软起动器的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。
7、软起动器与传统起动方式的区别
（1）、传统起动方法存在的缺陷
降压比不可调、接触器切换、可靠性差、存在二次冲击、只能控制起动
（2）、软起动器的优点
无电流冲击、既可软起也可软停、启动参数可调、减少对机械的冲击及水锤效应
8、软起动器的接线与旁路
（1）、接线法：外接法、内接法
（2）、旁路：大多数软起动器在晶闸管两侧有旁路接触器触头，其作用是在软起动结束时，旁路接触器闭合，使软起动器退出运行，直至停车时，再次投入，这样即延长了软起动器的寿命，又使电网避免了谐波污染，还可减少软起动器中的晶闸管发热损耗。
9、软起动器的选型原则
（1）、确认电机额定电压选择相应的电源电压软起动器
（2）、确认软起动器的控制电压
（3）、根据电机的额定电流（电机功率）进行选型
（4）、确认应用负载类型（标准负载还是重载）
（5）、确认电机的接线方式（外接法或内接法）
（6）、确认软起动器是否内置有旁路接触器
（7）、确认软起动器是否带有内置过载保护功能
变频器与电机的匹配关系确定
通过变频器驱动电机已成为一种不可逆转的趋势，实际使用过程中，由于变频器与电机的匹配关系不太合理，往往会导致一些问题的发生。选择变频器时应充分了解变频器所驱动设备的负载特性。Ms.参整理了一些相关资料与大家共享，以期对实际的工作有些用处。
我们可以将生产机械分为恒功率负载、恒转矩负载和风机、水泵负载等三种类型，不同的负载类型对变频器的要求不尽相同，我们应按照具体情况合理匹配。
恒功率负载
机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机、开卷机等要求的转矩，大体与转速成反比，属于恒功率负载。负载的恒功率性质应该是就一定的速度变化范围而言的。当速度很低时，受机械强度的制约，在低速下将变化为恒转矩负载。电动机在恒磁通调整速度时，为恒转矩调速；而在弱磁调速时为恒功率调速。
风机、泵类负载
风机、水泵、油泵等设备随叶轮的转动，随着转速的减小，转矩按转速的平方减小，负载所需的功率与速度的3次方成正比相关性。当所需风量、流量减小时，利用变频器通过调速的方式来调节风量、流量，可以大幅节电。由于高速时所需功率随转速增长过快，因而不应使风机、泵类负载超工频运行。
恒转矩负载
任何转速下TL总保持恒定或基本恒定。变频器拖动恒转矩性质的负载时，低速下的转矩要足够大，并且有足够的过载能力。如果需要在低速下稳速运行，应该考虑电机的散热性能，避免电机因温升过高而烧毁。
选择变频器时应关注的问题
●工频电机采用变频器拖动时，电动机的电流会增加10-15%，温升会增加20-25%左右。
●使用变频器控制高速电机时，会产生较多的高次谐波。而这些高次谐波会使变频器的输出电流值增加。因此，选择变频器时，应比普通电动机的大一档。
●绕线电动机与普通的鼠笼电动机相比，容易出现过电流跳闸问题，应选择比通常容量稍大的变频器。
●使用变频器驱动齿轮减速电动机时，使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的限制。在超过额定转速时，可能发生油用完的风险。
●以电机电流值作为变频器选择的依据，电机的额定功率仅作参考。
●变频器输出含有丰富的高次谐波，会使电动机的功率因数和效率性能降低。
●变频器若要长电缆运行时，应考虑电缆对性能的影响，必要时应选用专用电缆。为弥补该问题，变频器应放大一至两档选择。
●高温、频繁开关、高海拔等特殊场合，会使变频器的容量下降雨，建议变频器按放大一档选择。
●与工频电源相比，变频器驱动同步电动机时，输出容量会降低10~20%。
●对于压缩机、振动机等转矩波动大的负载和油压泵等有峰值负载情况下，应充分了解工频运行情况，选择更大档的变频器。
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