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高效工程組態(tài)成就高效自動化
過電流保護(hù)
在變頻器維修中,過電流保護(hù)的對象主要指帶有突變性質(zhì)的、電流的峰值超過了變頻器的容許值的情形.
由于逆變器的過載能力較差,所以變頻器的過電流保護(hù)是至關(guān)重要的一環(huán),迄今為止,已發(fā)展得十分完善.
一、過電流的原因
1、工作中過電流即拖動系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)過電流.其原因大致來自以下幾方面:
① 電動機(jī)遇到?jīng)_擊負(fù)載,或傳動機(jī)構(gòu)出現(xiàn)“卡住”現(xiàn)象,引起電動機(jī)電流的突然增加.
② 變頻器的輸出側(cè)短路,如輸出端到電動機(jī)之間的連接線發(fā)生相互短路,或電動機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路等.
③ 變頻器自身工作的不正常,如逆變橋中同一橋臂的兩個(gè)逆變器件在不斷交替的工作過程中出現(xiàn)異常。例如由于環(huán)境溫度過高，或逆變器件本身老化等原因，使逆變器件的參數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致在交替過程中，一個(gè)器件已經(jīng)導(dǎo)通、而另一個(gè)器件卻還未來得及關(guān)斷，引起同一個(gè)橋臂的上、下兩個(gè)器件的“直通”，使直流電壓的正、負(fù)極間處于短路狀態(tài)。
2、升速時(shí)過電流 當(dāng)負(fù)載的慣性較大，而升速時(shí)間又設(shè)定得太短時(shí)，意味著在升速過程中，變頻器的工作效率上升太快，電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速迅速上升，而電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因負(fù)載慣性較大而跟不上去，結(jié)果是升速電流太大。
3、降速中的過電流 當(dāng)負(fù)載的慣性較大，而降速時(shí)間設(shè)定得太短時(shí)，也會引起過電流。因?yàn)?，降速時(shí)間太短，同步轉(zhuǎn)速迅速下降，而電動機(jī)轉(zhuǎn)子因負(fù)載的慣性大，仍維持較高的轉(zhuǎn)速，這時(shí)同樣可以是轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度太大而產(chǎn)生過電流。
二、處理方法
1、 起動時(shí)一升速就跳閘，這是過電流十分嚴(yán)重的現(xiàn)象，主要檢查
① 工作機(jī)械有沒有卡住
② 負(fù)載側(cè)有沒有短路，用兆歐表檢查對地有沒有短路
③ 變頻器功率模塊有沒有損壞
④ 電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩過小，拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)不起來
2、 起動時(shí)不馬上跳閘，而在運(yùn)行過程中跳閘，主要檢查
① 升速時(shí)間設(shè)定太短，加長加速時(shí)間
② 減速時(shí)間設(shè)定太短，加長減速時(shí)間
③ 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(U/F比)設(shè)定太大，引起低頻時(shí)空載電流過大
④ 電子熱繼電器整定不當(dāng)，動作電流設(shè)定得太小，引起變頻器誤動作
電壓保護(hù)
1、 過電壓保護(hù)
產(chǎn)生過電壓的原因及處理方法：
① 電源電壓太高
② 降速時(shí)間太短
③ 降速過程中，再生制動的放電單元工作不理想，來不及放電，請?jiān)黾油饨又苿与娮韬椭苿訂卧?/span>
④ 請檢查放電回路有沒有發(fā)生故障，實(shí)際并不放電；對于小功率的變頻器很有放電電阻損壞
2、 欠電壓保護(hù)
產(chǎn)生欠電壓的原因及處理方法：
① 電源電壓太低
② 電源缺相；
③ 整流橋故障：如果六個(gè)整流二極管中有部分因損壞而短路，整流后的電壓將下降，對于整流器件和晶閘管的損壞，應(yīng)注意檢查，及時(shí)更換。
逆變器件的介紹：
1.SCR和GTO晶閘管
⑴普通晶閘管SCR 曾稱可控硅，它有三個(gè)極：陽極，陰極和門極。
SCR的工作特點(diǎn)是，當(dāng)在門極與陰極間加一個(gè)不大的正向電壓（G為+，K為—）時(shí)，SCR即導(dǎo)通，負(fù)載Rl中就有電流流過。導(dǎo)通后，即使取消門極電壓，SCR仍保持導(dǎo)通狀態(tài)。只有當(dāng)陽極電路的電壓為0或負(fù)值時(shí)，SCR才關(guān)斷。所以，只需要用一個(gè)脈沖信號，就可以控制其導(dǎo)通了，故它常用于可控整流。
作為一種無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體開關(guān)器件，其允許反復(fù)導(dǎo)通和關(guān)斷的次數(shù)幾乎是無限的，并且導(dǎo)通的控制也十分方便。這是一般的“通-斷開關(guān)”所望塵莫及的，從而使實(shí)現(xiàn)異步電動機(jī)的變頻調(diào)速取得了突破。但由于變頻器的逆變電路是在直流電壓下工作的，而SCR在直流電壓下又不能自行關(guān)斷，因此，要實(shí)現(xiàn)逆變，還必須增加輔助器件和相應(yīng)的電路來幫助它關(guān)斷。所以，盡管當(dāng)時(shí)的變頻調(diào)速裝置在個(gè)別領(lǐng)域（如風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載）已經(jīng)能夠?qū)嵱茫茨苓M(jìn)入大范圍的普及應(yīng)用階段。
⑵門極關(guān)斷（GTO）晶閘管 SCR在一段時(shí)間內(nèi)，幾乎是能夠承受高電壓和大電流的唯一半導(dǎo)體器件。因此，針對SCR的缺點(diǎn)，人們很自然地把努力方向引向了如何使晶閘管具有關(guān)斷能力這一點(diǎn)上，并因此而開發(fā)出了門極關(guān)斷晶閘管。
GTO晶閘管的基本結(jié)構(gòu)和SCR類似，它的三個(gè)極也是：陽極（A）、陰極（K）和門極（G）。其圖行符號也和SCR相似，只是在門極上加一短線，以示區(qū)別。
GTO晶閘管的基本電路和工作特點(diǎn)是：
①在門極G上加正電壓或正脈沖（開關(guān)S和至位置1）GTO晶閘管即導(dǎo)通。其后，即使撤消控制信號（開關(guān)回到位置0），GTO晶閘管仍保持導(dǎo)通。可見，GTO晶閘管的導(dǎo)通過程和SCR的導(dǎo)通過程完全相同。
②如在G、K間加入反向電壓或較強(qiáng)的反向脈沖（開關(guān)和至位置2），可使GTO晶閘管關(guān)斷。 用GTO晶閘管作為逆變器件取得了較為滿意的結(jié)果，但其關(guān)斷控制較易失敗，故仍較復(fù)雜，工作頻率也不夠高。而幾乎是與此同時(shí)，大功率管（GTR）迅速發(fā)展了起來，使GTO晶閘管相形見絀。因此，在大量的中小容量變頻器中，GTO晶閘管已基本不用。但其工作電流大，故在大容量變頻器中，仍居主要地位。
逆變器件的介紹：上次我們向大家介紹了普通晶閘管（SCR）和門極關(guān)斷晶閘管（GTO），最重要是讓大家了解變頻器中逆變器件是如何工作的，它們起到什么作用！接下來我們講：大功率晶體管（GTR）-大功率晶體管，也叫雙極結(jié)型晶體管（BJT）。
1、 變頻器用的GTR一般都是（復(fù)合管）模塊，其內(nèi)部有三個(gè)極分別是集電極C、發(fā)射極E和基極B。根據(jù)變頻器的工作特點(diǎn)，在晶體管旁還并聯(lián)了一個(gè)反向連接的續(xù)流二極管。又根據(jù)逆變橋的特點(diǎn)，常做成雙管模塊，甚至可以做成6管模塊。
2、 工作時(shí)狀態(tài) 和普通晶體管一樣，GTR也是一種放大器件，具有三種基本的工作狀態(tài)：
⑴放大狀態(tài) 起基本工作特點(diǎn)是集電極電流Ic的大小隨基極電流Ib而變 Ic=βIb 式中β------GTR的電流放大倍數(shù)。
GTR處于放大狀態(tài)時(shí)，其耗散功率Pc較大。設(shè)Uc=200V，Rc=10Ω，β=50，Ib=200mA（0.2A） 計(jì)算如下：Ic= βIb=50*0.2A=10A Uce=Uc-IcRc=(200-10*10)V=100V Pc=UceIc=100*10W=1000W=1KW ⑵飽和狀態(tài) Ib增大時(shí)，Ic隨之而增大的狀態(tài)要受到歐姆定律的制約。當(dāng) βIb>Uc/Rc 時(shí)，Ic=βIb的關(guān)系便不能再維持了，這時(shí)，GTR開始進(jìn)入“飽和"狀態(tài)。而當(dāng) Ic的大小幾乎完全由歐姆定律決定，即 Ics≈Uc/Rc 時(shí)，GTR便處于深度飽和狀態(tài)（Ics 為飽和電流）。這時(shí)，GTR的飽和壓降Uces約 為1-5V。
GTR處于飽和狀態(tài)時(shí)的功耗是很小的。上例中，設(shè)Uces=2V，則 Ics=Uc/Rc=200/10A=20A Pc=UcesIcs=2*20W=40W
可見，與放大狀態(tài)相比，相差甚遠(yuǎn)。
⑶截止?fàn)顟B(tài) 即關(guān)斷狀態(tài)。這是基極電流Ib≤0的結(jié)果。
在截止?fàn)顟B(tài)，GTR只有很微弱的漏電流流過，因此，其功耗是微不足道的。
GTR在逆變電路中是用來作為開關(guān)器件的，工作過程中，總是在飽和狀態(tài)間進(jìn)行交替。所以，逆變用的GTR的額定功耗通常是很小的。而如上述，如果GTR處于放大狀態(tài)，其功耗將增大達(dá)百北以上。所以，逆變電路中的GTR是不允許在放大狀態(tài)下小作停留的。
3.主要參數(shù)
⑴在截止?fàn)顟B(tài)時(shí)
①擊穿電壓Uceo和Ucex：能使集電極C和發(fā)射極E之間擊穿的最小電壓?；鶚OB開路是用 Uceo表示，B、E間接入反向偏壓時(shí)用Ucex 表示。在大多數(shù)情況下，這兩個(gè)數(shù)據(jù)是相等的。
②漏電流Iceo 和 Icex：截止?fàn)顟B(tài)下，從C極流向E極的電流。B極開路時(shí)為 Iceo，B、E間反偏時(shí)為 Icex。
⑵在飽和狀態(tài)時(shí)
① 集電極最大電流Icm：GTR飽和導(dǎo)通是的最大允許電流。
② 飽和壓降Uces：當(dāng)GTR飽和導(dǎo)通時(shí)，C、E間的電壓降。
⑶在開關(guān)過程中
① 開通時(shí)間Ton：從B極通入正向信號電流時(shí)起，到集電極電流上升到0.9 Ics 所需要的時(shí)間。
② 關(guān)斷時(shí)間Toff：從基極電流撤消時(shí)起，至Ic下降至0.1 Ics 所需的時(shí)間
開通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間將直接影響到SPWM調(diào)制是的載波頻率。通常，使用GTR做逆變管時(shí)的載波頻率底于2KHz。
4.變頻器用GTR的選用
⑴Uceo 通常按電源線電壓U峰值的2倍來選擇。
Uceo≥2廠2U 在電源電壓為380V的變頻器中，應(yīng)有 Uceo≥2廠2U*380V=1074.8V，故選用 Uceo=1200V的GTR是適宜的。
⑵Icm 按額定電流In峰值的2倍來選擇 Icm≥2廠2 In GTR是用電流信號進(jìn)行驅(qū)動的，所需驅(qū)動功率較大，故基極驅(qū)動系統(tǒng)比較復(fù)雜，并使工作頻率難以提高，這是其不足之處。 今天我告訴大家的是MOSFET以及IGBT
1、 功率場效應(yīng)晶體管（POWER MOSFET） 它的3個(gè)極分別是源極S、漏極D和柵極G
其工作特點(diǎn)是，G、S間的控制信號是電壓信號Ugs。改變Ugs的大小，主電路的漏極電流Id也跟著改變。由于G、S間的輸入阻抗很大，故控制電流幾乎為0，所需驅(qū)動功率很小。和GTR相比，其驅(qū)動系統(tǒng)比較簡單，工作頻率也比較高。此外，MOSFET還具有熱穩(wěn)定性好、安全工作區(qū)大 等優(yōu)點(diǎn)。
但是，功率場效應(yīng)晶體管在提高擊穿電壓和增大電流方面進(jìn)展較慢，故在變頻器中的應(yīng)用尚不能居主導(dǎo)地位。
2、 絕緣柵雙極晶體管（IGBT） IGBT是MOSFET和GTR相結(jié)合的產(chǎn)物，是柵極為絕緣柵結(jié)構(gòu)（MOS結(jié)構(gòu)）的晶體管，它的三個(gè)極分別是集電極C、發(fā)射極E和柵極G。
工作特點(diǎn)是，控制部分與場效應(yīng)晶體管相同，控制信號為電壓信號Uge,輸入阻抗很高，柵極電流I≈0，故驅(qū)動功率很小。而起主電路部分則與GTR相同，工作電流為集電極電流I。
至今，IGBT的擊穿電壓也已做到1200V，集電極最大飽和電流已超過1500A，由IGBT作為逆變器件的變頻器容量已達(dá)到250KVA以上。
此外，其工作頻率可達(dá)20KHZ。由IGBT作為逆變器件的變頻器的載波頻率一般都在10KHZ以上，故電動機(jī)的電源波形比較平滑，基本無電磁噪聲。
在變頻器工作時(shí)，流過變頻器的電流是很大的, 變頻器產(chǎn)生的熱量也是非常大的，不能忽視其發(fā)熱所產(chǎn)生的影響
通常，變頻器安裝在控制柜中。我們要了解一臺變頻器的發(fā)熱量大概是多少. 可以用以下公式估算: 發(fā)熱量的近似值= 變頻器容量（KW）×55 [W]
在這里, 如果變頻器容量是以恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載為準(zhǔn)的 (過流能力150% * 60s)
如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器, 并且也在柜子里面, 這時(shí)發(fā)熱量會更大一些。 電抗器安裝在變頻器側(cè)面或測上方比較好。
這時(shí)可以用估算: 變頻器容量（KW）×60 [W]
因?yàn)楦髯冾l器廠家的硬件都差不多, 所以上式可以針對各品牌的產(chǎn)品.
注意： 如果有制動電阻的話，因?yàn)橹苿与娮璧纳崃亢艽螅?因此最好安裝位置最好和變頻器隔離開， 如裝在柜子上面或旁邊等。
那么, 怎樣才能降低控制柜內(nèi)的發(fā)熱量呢?
當(dāng)變頻器安裝在控制機(jī)柜中時(shí)，要考慮變頻器發(fā)熱值的問題。
根據(jù)機(jī)柜內(nèi)產(chǎn)生熱量值的增加，要適當(dāng)?shù)卦黾訖C(jī)柜的尺寸。因此，要使控制機(jī)柜的尺寸盡量減小，就必須要使機(jī)柜中產(chǎn)生的熱量值盡可能地減少。
如果在變頻器安裝時(shí)，把變頻器的散熱器部分放到控制機(jī)柜的外面，將會使變頻器有70%的發(fā)熱量釋放到控制機(jī)柜的外面。由于大容量變頻器有很大的發(fā)熱量，所以對大容量變頻器更加有效。
還可以用隔離板把本體和散熱器隔開, 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。 注意：變頻器散熱設(shè)計(jì)中都是以垂直安裝為基礎(chǔ)的，橫著放散熱會變差的!
冷卻風(fēng)扇
一般功率稍微大一點(diǎn)的變頻器， 都帶有冷卻風(fēng)扇。同時(shí)，也建議在控制柜上出風(fēng)口安裝冷卻風(fēng)扇。進(jìn)風(fēng)口要加濾網(wǎng)以防止灰塵進(jìn)入控制柜。 注意控制柜和變頻器上的風(fēng)扇都是要的，不能誰替代誰。
其他關(guān)于散熱的問題
在海拔高于1000m的地方，因?yàn)榭諝饷芏冉档?，因此?yīng)加大柜子的冷卻風(fēng)量以改善冷卻效果。理論上變頻器也應(yīng)考慮降容，1000m每-5%。但由于實(shí)際上因?yàn)樵O(shè)計(jì)上變頻器的負(fù)載能力和散熱能力一般比實(shí)際使用的要大， 所以也要看具體應(yīng)用。 比方說在1500m的地方，但是周期性負(fù)載，如電梯，就不必要降容。
2。 開關(guān)頻率：變頻器的發(fā)熱主要來自于IGBT， IGBT的發(fā)熱有集中在開和關(guān)的瞬間。 因此開關(guān)頻率高時(shí)自然變頻器的發(fā)熱量就變大了。 有的廠家宣稱降低開關(guān)頻率可以擴(kuò)容， 就是這個(gè)道理。
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技術(shù)發(fā)展
直流電動拖動和交流電動機(jī)拖動先后生于19世紀(jì)，距今已有100多年的歷史，并已成為動力機(jī)械的主要驅(qū)動裝置。由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)問題，在很長的一個(gè)時(shí)間內(nèi)，需要進(jìn)行調(diào)速控制的拖動系統(tǒng)中則基本上采用的是直流電動機(jī)。
直流電動機(jī)存在以下缺點(diǎn)是由于結(jié)構(gòu)上的原因：
1、由于直流電動機(jī)存在換向火花，難以應(yīng)用于存在易燃易爆氣體的惡劣環(huán)境;
2、需要定期更換電刷和換向器，維護(hù)保養(yǎng)困難，壽命較短;
3、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以制造大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的直流電動機(jī)。
而與直流電動機(jī)相比，交流電動機(jī)則具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、不存在換向火花，可以應(yīng)用于存在易燃易火暴氣體的惡劣環(huán)境;
2、容易制造出大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的交流電動機(jī);
3、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，工作可靠，易于維護(hù)保養(yǎng)。
就是因?yàn)檫@樣，限制了交流高速系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。經(jīng)過20世紀(jì)70年代中期的第二次石油危機(jī)之后和電子技術(shù)的發(fā)展，交流高速系統(tǒng)的變頻器技術(shù)得到了高速的發(fā)展。
開關(guān)電源
開關(guān)電源電路提供變頻器的整機(jī)控制用電，是變頻器正常工作的先決條件。變頻器應(yīng)用的開關(guān)電源電路，為直一交一直型的逆變電路，是一種電壓和功率的變換器，將直流電壓和功率轉(zhuǎn)換為脈沖電壓，再整流成為另一種直流電壓。輸人、輸出電壓由開關(guān)變壓器相隔離，開關(guān)變壓器起到功率傳遞、電壓/電流變換的作用。開關(guān)變壓器為降壓變壓器。開關(guān)電源的特點(diǎn)如下：
1)開關(guān)電源的振蕩和調(diào)壓方式是利用改變脈沖寬度或周期來調(diào)整輸出電壓的，稱為時(shí)間比例控制，又分為PWM(調(diào)寬)和PFM(調(diào)頻)兩種控制方式。
2)從電路的能量轉(zhuǎn)換特性看，可分為正激和反激兩種工作方式。開關(guān)管飽和導(dǎo)通時(shí)， 二次繞組連接的整流器受反偏壓而截止，開關(guān)變壓器的一次繞組流入電流而儲能〈電磁轉(zhuǎn)換）。開關(guān)管截止時(shí)，二次繞組經(jīng)負(fù)載電路釋放電能（磁電轉(zhuǎn)換)。正激方式則與此相反， 實(shí)際應(yīng)用不多。
3)從開關(guān)變壓器的一次電路結(jié)構(gòu)來看，有分立元件構(gòu)成的和集成振蕩芯片構(gòu)成的兩種電路形式。因而從振蕩信號的來源看，又分為自激（分立零件）和他激式（IC電路）開關(guān)電源。兩種電路結(jié)構(gòu)都有應(yīng)用。 4)開關(guān)管有采用雙極型器件和采用場效應(yīng)晶體管的。
5)小功率變頻器采用單端正激式電路，大、中功率變頻器常采用雙端正激式電路。一般變頻器的開關(guān)電源，常提供以下幾種電壓輸出：CPU及附屬電路、控制電路、操作顯示面板的+5V供電；電流、電壓、溫度等故障檢測電路、控制電路的±15V供電；控制端子、工作繼電器線圈的24V供電。四路相互隔離的約為22V的驅(qū)動電路的供電，該四路供電往往又經(jīng)穩(wěn)壓電路處理成+15V、 -7.5V的正、負(fù)電源供驅(qū)動電路，為IGBT逆變輸出電路提供激勵電流。
任何電子設(shè)備，電源電路的故障率總是相當(dāng)高的一因其要提供整機(jī)的電源供應(yīng)，負(fù)擔(dān)最重。變頻器的開關(guān)電源電路，形式上比較單一，結(jié)構(gòu)上也比較簡單。但是簡單電路也可能會產(chǎn)生疑難故障。開關(guān)電源的檢修不像線性電源那么直觀，電路的任一個(gè)小環(huán)節(jié)一振蕩、穩(wěn)壓、保護(hù)、負(fù)載等出現(xiàn)異常，都會使電路出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象。
上電后無反應(yīng)，操作顯示面板無顯示，變頻器好像沒通電一樣。測量控制端子的控制電壓和10V頻率調(diào)整電壓都為0，測量變頻器主接線端子電阻正常，那么大致上可以斷定問題是出在開關(guān)電源電路了。⑴風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù) 變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇是箱體內(nèi)部散熱的主要手段，它將保證控制電路的正常工作。所以，如果風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，應(yīng)立即進(jìn)行保護(hù)；
⑵逆變模塊散熱板的過熱保護(hù) 逆變模塊是變頻器內(nèi)發(fā)生熱量的主要部件，也是變頻器中最重要而又最脆弱的部件。所以，各變頻器都在散熱板上配置了過熱保護(hù)器件；
⑶制動電阻過熱保護(hù) 制動電阻的標(biāo)稱功率是按短時(shí)運(yùn)行選定的。所以，一旦通電時(shí)間過長，就會過熱。這時(shí)，應(yīng)暫停使用，待冷卻后再用?；蜻x用較大一點(diǎn)功率電阻；
⑷冷卻風(fēng)道的入口和出口不得堵塞，環(huán)境溫度也可能高于變頻器的允許值。如果還有問題，你可以打電話給我們。
在VVVF的實(shí)施，有兩種基本的調(diào)制方法：
1.脈幅調(diào)制 （PAM） 逆變器所得交流電壓的振幅值等于直流電壓值（Um=Ud)。因此，實(shí)現(xiàn)變頻也是變壓的最容易想到的方法，便是在調(diào)節(jié)頻率的同時(shí)，也調(diào)節(jié)直流電壓；
這種方法的特點(diǎn)是，變頻器在改變輸出頻率的同時(shí)，也改變了電壓的振幅值，故稱為脈幅調(diào)制，常用PAM(Pulse Amplitude Modulation)表示。 PAM需要同時(shí)調(diào)節(jié)兩部分：整流部分和逆變部分，兩者之間還必須滿足Ku和Kf間的一定的關(guān)系，故其控制電路比較復(fù)雜。
2.脈寬調(diào)制（PWM） 把每半個(gè)周期內(nèi)，輸出電壓的波形分割成若干個(gè)脈沖波，每個(gè)脈沖的寬度為T1，每兩個(gè)脈沖間的間隔寬度為T2，那么脈沖的占空比Υ=T1/（T1+T2）。
這時(shí)，電壓的平均值和占空比成正比，所以在調(diào)節(jié)頻率時(shí)，不改變直流電壓的幅值，而是改變輸出電壓脈沖的占空比，也同樣可以實(shí)現(xiàn)變頻也變壓的效果。當(dāng)電壓周期增大（頻率降低），電壓脈沖的幅值不變，而占空比在減小，故平均電壓降低。
此法的特點(diǎn)是，變頻器在改變輸出頻率的同時(shí)，也改變輸出電壓的脈沖占空比（幅值不變）故稱為脈寬調(diào)制，常用PWM(Pulse b modulation)表示。
PWM只須控制逆變電路便可實(shí)現(xiàn)，與PAM相比，控制電路簡化了許多。
不論是PAM，還是PWM，其輸出電壓和電流的波形都是非正玄波，具有許多高次諧波成分。為了使輸出電流的波形接近與正玄波，又提出了正玄波脈寬調(diào)制的方式。下次接著講SPWM 各位朋友大家好，今天我要為大家講的是：正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)
1、QPWM的概念 在進(jìn)行脈寬調(diào)制時(shí)，使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律來安排。當(dāng)正弦值為最大值時(shí)，脈沖的寬度也最大，而脈沖間的間隔則最小，反之，當(dāng)正弦值較小時(shí)，脈沖的寬度也小，而脈沖間的間隔則較大，這樣的電壓脈沖系列可以使負(fù)載電流中的高次諧波成分大為減小，稱為正弦波脈寬調(diào)制。
SPWM脈沖系列中，各脈沖的寬度以及相互間的間隔寬度是由正弦波(基準(zhǔn)波或調(diào)制波)和等腰三角波(載波)的交點(diǎn)來決定的。具體方法如后所述。
2、單極性SPWM法 (1)調(diào)制波和載波：曲線①是正弦調(diào)制波，其周期決定于需要的調(diào)頻比kf，振幅值決定于ku,曲線②是采用等腰三角波的載波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，等于ku=1時(shí)正弦調(diào)制波的振幅值，每半周期內(nèi)所有三角波的極性均相同(即單極性)。 調(diào)制波和載波的交點(diǎn)，決定了SPWM脈沖系列的寬度和脈沖音的間隔寬度，每半周期內(nèi)的脈沖系列也是單極性的。 (2)單極性調(diào)制的工作特點(diǎn)：每半個(gè)周期內(nèi)，逆變橋同一橋臂的兩個(gè)逆變器件中，只有一個(gè)器件按脈沖系列的規(guī)律時(shí)通時(shí)通時(shí)斷地工作，另一個(gè)完全截止；而在另半個(gè)周期內(nèi)，兩個(gè)器件的工況正好相反，流經(jīng)負(fù)載ZL的便是正、負(fù)交替的交變電流。
3、雙極性SPWM法
(1)調(diào)制波和載波：調(diào)制波仍為正弦波，其周期決定于kf，振幅決定于ku,中曲線①，載波為雙極性的等腰三角波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，與ku=1時(shí)正弦波的振幅值相等。
調(diào)制波與載波的交點(diǎn)決定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列，此脈沖系列也是雙極性的，但是，由相電壓合成為線電壓(uab=ua-ub;ubc=ub-uc;uca=uc-ua)時(shí)，所得到的線電壓脈沖系列卻是單極性的。
(2)雙極性調(diào)制的工作特點(diǎn)：逆變橋在工作時(shí)，同一橋臂的兩個(gè)逆變器件總是按相電壓脈沖系列的規(guī)律交替地導(dǎo)通和關(guān)斷，毫不停息，而流過負(fù)載ZL的是按線電壓規(guī)律變化的交變電流。
4、實(shí)施SPWM的基本要求
(1)必須實(shí)時(shí)地計(jì)算調(diào)制波(正弦波)和載波(三角波)的所有交點(diǎn)的時(shí)間坐標(biāo)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，有序地向逆變橋中各逆變器件發(fā)出“通”和“斷”的動作指令。
(2)調(diào)節(jié)頻率時(shí)，一方面，調(diào)制波與載波的周期要同時(shí)改變(改變的規(guī)律本文不作介紹)；另一方面，調(diào)制波的振幅要隨頻率而變，而載波的振幅則不變，所以，每次調(diào)節(jié)后，所膠點(diǎn)的時(shí)間坐標(biāo)都 必須重新計(jì)算。 要滿足上述要求，只有在計(jì)算機(jī)技術(shù)取得長足進(jìn)步的20世紀(jì)80年代才有可能，同時(shí)，又由于大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，迄今，已經(jīng)有能夠產(chǎn)生滿足要求的SPWM波形的專用集成電路了。 西門子420變頻器PID調(diào)試：總結(jié)在變頻器page5-13.14詳細(xì)講解在說明書page10-84.85..86.87.88.89.90.91.92.93.94 重要幾個(gè)參數(shù)為1.P0004改為22. page10-6
2.P2200改為1 允許PID控制器投入
3. P2257 PID設(shè)定值的斜坡上升時(shí)間
p2258 PID設(shè)定值的斜坡下降時(shí)間
P2261 PID設(shè)定值的濾波時(shí)間常數(shù)
P2264 PID反饋信號
P2265 PID反饋濾波時(shí)間常數(shù)
P2267 PID反饋信號的上限值
P2268 PID反饋信號的下限值
P2269 PID反饋信號的增益
P2270 PID傳感器的反饋型式
P2280 PID比例增益系數(shù)
P2285 PID積分時(shí)間
P2291 PID輸出上限
P2292 PID輸出下限
P2293 PID限幅值的斜坡上升/下降時(shí)間 噪聲與振動及其對策
采用變頻器調(diào)速，將產(chǎn)生噪聲和振動，這是變頻器輸出波形中含有高次諧波分量所產(chǎn)生的影響。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的變化，基波分量、高次諧波分量都在大范圍內(nèi)變化，很可能引起與電動機(jī)的各個(gè)部分產(chǎn)生諧振等。 噪聲問題及對策
（1）用變頻器傳動電動機(jī)時(shí)，由于輸出電壓電流中含有高次諧波分量，氣隙的高次諧波磁通增加，故噪聲增大。電磁噪聲由以下特征：由于變頻器輸出中的低次諧波分量與轉(zhuǎn)子固有機(jī)械頻率諧振，則轉(zhuǎn)子固有頻率附近的噪聲增大。變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵心機(jī)殼軸承架等諧振，在這些部件的各自固有頻率附近處的噪聲增大。
變頻器傳動電動機(jī)產(chǎn)生的噪聲特別是刺耳的噪聲與PWM控制的開關(guān)頻率有關(guān)，尤其在低頻區(qū)更為顯著。一般采用以下措施平抑和減小噪聲：在變頻器輸出側(cè)連接交流電抗器。如果電磁轉(zhuǎn)矩有余量，可將U / f定小些。采用特殊電動機(jī)在較低頻的噪聲音量較嚴(yán)重時(shí)，要檢查與軸系統(tǒng)（含負(fù)載）固有頻率的諧振。
（2） 振動問題及對策 變頻器工作時(shí)，輸出波形中的高次諧波引起的磁場對許多機(jī)械部件產(chǎn)生電磁策動力，策動力的頻率總能與這些機(jī)械部件的固有頻率相近或重合，造成電磁原因?qū)е碌恼駝?。對振動影響大的高次諧波主要是較低次的諧波分量，在PAM方式和方波PWM方式時(shí)有較大的影響。但采用正弦波PWM方式時(shí)，低次的諧波分量小，影響變小。
減弱或消除振動的方法，可以在變頻器輸出側(cè)接入交流電抗器以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分。使用PAM方式或方波PWM方式變頻器時(shí)，可改用正弦波PWM方式變頻器，以減小脈動轉(zhuǎn)矩。從電動機(jī)與負(fù)載相連而成的機(jī)械系統(tǒng)，為防止振動，必須使整個(gè)系統(tǒng)不與電動機(jī)產(chǎn)生的電磁力諧波。 負(fù)載匹配及對策 生產(chǎn)機(jī)械的種類繁多，性能和工藝要求各異，其轉(zhuǎn)矩特性不同，因此應(yīng)用變頻器前首先要搞清電動機(jī)所帶負(fù)載的性質(zhì)，即負(fù)載特性，然后再選擇變頻器和電動機(jī)。負(fù)載有三種類型：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載和恒功率負(fù)載。不同的負(fù)載類型，應(yīng)選不同類型的變頻器。
（3） 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載又分為摩擦類負(fù)載和位能式負(fù)載。 摩擦類負(fù)載的起動轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的150%左右，制動轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的100%左右，所以變頻器應(yīng)選擇具有恒定轉(zhuǎn)矩特性，而且起動和制動轉(zhuǎn)矩都比較大，過載時(shí)間和過載能力大的變頻器，如FR-A540系列。 位能負(fù)載一般要求大的起動轉(zhuǎn)矩和能量回饋功能，能夠快速實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，變頻器應(yīng)選擇具有四象限運(yùn)行能力的變頻器，如FR-A241系列。
（4） 風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載 風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載是典型的平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，低速下負(fù)載非常小，并與轉(zhuǎn)速平方成正比，通用變頻器與標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)的組合最合適。這類負(fù)載對變頻器的性能要求不高，只要求經(jīng)濟(jì)性和可靠性，所以選擇具有U/f=const控制模式的變頻器即可，如FR-A540(L)。如果將變頻器輸出頻率提高到工頻以上時(shí)，功率急劇增加，有時(shí)超過電動機(jī)變頻器的容量，導(dǎo)致電動機(jī)過熱或不能運(yùn)轉(zhuǎn)，故對這類負(fù)載轉(zhuǎn)矩，不要輕易將頻率提高到工頻以上。
（5） 恒功率負(fù)載 恒功率負(fù)載指轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，但功率保持恒定的負(fù)載，如卷取機(jī)、機(jī)床等。對恒功率特性的負(fù)載配用變頻器時(shí)，應(yīng)注意的問題：在工頻以上頻率范圍內(nèi)變頻器輸出電壓為定值控制，，所以電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為恒功率特性，使用標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)與通用變頻器的組合沒有問題。而在工頻以下頻率范圍內(nèi)為U/f定值控制，電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩又相反傾向，標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)與通用變頻器的組合難以適應(yīng)，因此要專門設(shè)計(jì)。
發(fā)熱問題及對策
變頻器發(fā)熱是由于內(nèi)部的損耗而產(chǎn)生的，以主電路為主，約占98%，控制電路占2%。為保證變頻器正?？煽窟\(yùn)行，必須對變頻器進(jìn)行散熱。主要方法有：
（1） 采用風(fēng)扇散熱：變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇可將變頻器箱體內(nèi)部散熱帶走。
（2） 環(huán)境溫度：變頻器是電子裝置，內(nèi)含電子元件機(jī)電解電容等，所以溫度對其壽命影響較大。通用變頻器的環(huán)境運(yùn)行溫度一般要求－10℃~+50℃，如果能降低變頻器運(yùn)行溫度，就延長了變頻器的使用壽命，性能也穩(wěn)定。我們一直忙于變頻器的保養(yǎng)。⑴可以延長變頻器的使用期⑵電器方面我們可以說減少維修率⑶也可以體現(xiàn)公司的管理，公司的形象！我司保養(yǎng)的具體方案如下：1、 變頻器須解體，查看內(nèi)部是否有異?，F(xiàn)象.（如：鏍絲松動、焊錫脫落、器件松動、器件燒焦、燒煳現(xiàn)象。） 2、 檢查變頻器內(nèi)部易老化器件，如：風(fēng)扇，功率器件，功率電容，及印板老化現(xiàn)象。 3、 清理變頻器內(nèi)部粉塵，油污，腐蝕性及導(dǎo)體雜質(zhì)。對主要印板如：主控板，驅(qū)動板，開關(guān)電源板。采用全新品進(jìn)口電子清潔劑進(jìn)行噴洗，去除其老化層及導(dǎo)電物質(zhì)。 4、 對變頻器主要控制部分進(jìn)行先進(jìn)的加膜處理。起到防塵，防老化，防導(dǎo)電物質(zhì)，防水，及腐蝕性物質(zhì)。
