变频器基础知识45问！
发布时间：2025-05-30来源： 点击：30
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。
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。
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，其直流回路滤波是电感。
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6~7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 1.2~1.5 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。
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，以便获得一定的起动转矩，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 60~6Hz，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 0.5~3Hz。
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？
通常情况下是不可以的。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。
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。
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，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、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、什么是变频分辨率？有什么意义？
对于数字控制的变频器，即使频率指令为模拟信号，输出频率也是有级给定。这个级差的最小单位就称为变频分辨率。
变频分辨率通常取值为 0.015~0.5Hz.例如，分辨率为 0.5Hz，那么 23Hz
的上面可变为23.5、24.0Hz，因此电机的动作也是有级的跟随。这样对于像连续卷取控制的用途就造成问题。在这种情况下，如果分辨率0.015Hz 左右，对于4级电机1个级差为 1r/min 以下，也可充分适应。另外，有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同。
22、装设变频器时安装方向是否有限制？
变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的，上下的关系对通风也是重要
的，因此，对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位，尽可能垂直安装。
23、不采用软起动，将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以？
在很低的频率下是可以的，但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流（6~7倍额定电流），由于变频器切断过电流，电机不能起动。
24、电机超过 60Hz 运转时应注意什么问题？
超过 60Hz 运转时应注意以下事项：
（1）机械和装置在该速下运转要充分可能（机械强度、噪声、振动等）。
（2）电机进入恒功率输出范围，其输出转矩要能够维持工作（风机、泵等
轴输出功率于速度的立方成比例增加，所以转速少许升高时也要注意）。
（3）产生轴承的寿命问题，要充分加以考虑。
（4）对于中容量以上的电机特别是 2 极电机，在 60Hz 以上运转时要与厂
家仔细商讨。
25、变频器可以传动齿轮电机吗？
根据减速机的结构和润滑方式不同，需要注意若干问题。在齿轮的结构上通常可考虑 70~80Hz 为最大极限，采用油润滑时，在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等。
26、变频器本身消耗的功率有多少？
它与变频器的机种、运行状态、使用频率等有关，但要回答很困难。不过在60Hz 以下的变频器效率大约为 94%~96%，据此可推算损耗，但内藏再生制动式（FR-K）变频器，如果把制动时的损耗也考虑进去，功率消耗将变大，对于操作盘设计等必须注意。
28、为什么不能在 6~60Hz 全区域连续运转使用？
一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却，若速度降低则冷却效果下降，因而不能承受与高速运转相同的发热，必须降低在低速下的负载转矩，或采用容量大的变频器与电机组合，或采用专用电机。
29、使用带制动器的电机时应注意什么？
制动器励磁回路电源应取自变频器的输入侧。如果变频器正在输出功率时制动器动作，将造成过电流切断。所以要在变频器停止输出后再使制动器动作。
30、想用变频器传动带有改善功率因数用电容器的电机，电机却不动，请
说明原因变频器的电流流入改善功率因数用的电容器，由于其充电电流造成变频器过电流(OCT)，所以不能起动，作为对策，请将电容器拆除后运转，甚至改善功率因数，在变频器的输入侧接入 AC 电抗器是有效的。
31、变频器的寿命有多久？
变频器虽为静止装置，但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件，如果对它们进行定期的维护，可望有 10 年以上的寿命。
32、变频器内藏有冷却风扇，风的方向如何？风扇若是坏了会怎样？
对于小容量也有无冷却风扇的机种。有风扇的机种，风的方向是从下向上，所以装设变频器的地方，上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材。还有，变频器上方不要放置怕热的零件等。风扇发生故障时，由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护
33、滤波电容器为消耗品，那么怎样判断它的寿命？
作为滤波电容器使用的电容器，其静电容量随着时间的推移而缓缓减少，定期地测量静电容量，以达到产品额定容量的 85%时为基准来判断寿命。
34、装设变频器时安装方向是否有限制？
应基本收藏在盘内，问题是采用全封闭结构的盘外形尺寸大，占用空间大，成本比较高。其措施有：
（1）盘的设计要针对实际装置所需要的散热
（2）利用铝散热片、翼片冷却剂等增加冷却面积
（3） 采用热导管。
此外，已开发出变频器背面可以外露的型式。
35、想提高原有输送带的速度，以80Hz 运转，变频器的容量该怎样选择？
设基准速度为 50Hz，50Hz 以上为恒功率输出特性。像输送带这样的恒转
矩特性负载增速时，容量需要增大为 80/50≈1.6 倍。电机容量也像变频器一样增大。
36、 Auto Tuning(自动调校)
常见于磁束向量型变频器的一种技术，能自动监测（找出）马达的参数，如转差频率/场电流/转矩电流/定子阻抗/转子阻抗/定子感抗/转子感抗等。有了这些参数后才能作[专据估算]及[转差(滑差)补偿]。也因为此技术，在无编码器的运转下仍能获得良好的运转精度。
在速度控制上，与旧式 variable frenquency 变频器的开回路比较，磁束向量型变频器内部由速度观测计算功能达成闭回路。马达侧不用装编码器也能达到良好的速度精度。
无编码器运转有如下好处：
1) 配线精省;
2) 不必担心 RF 杂讯对编码器低电压信号的影响;
3) 在多震动的场合不用担心编码器的高故障率.
38、变频器的矢量控制
在 AC 马达中，转子由定子绕组感应电流产生磁场。定子电流含两部分.一部分影响磁场，另一部分影响马达输出转矩.要使用 AC 马达在需要速度与转矩控制的场合，必须能够把影响转矩的电流分离控制，而磁束矢量控制就能够分离这两部分进行独立控制.(具有大小及方向的物理量称为矢量)
39、Field Weakening
Field Weakening 线路可用以减弱马达的场电流，改变与磁场的平衡关系，使马达高于基本转速运转。
40、定转矩应用
所需转矩大小不因速度而变的场合，常用到[定转矩应用].如传送带等负载。[定转矩应用]通常需要较大的起动转矩。[定转矩应用]在低速运转时易有马达发热问题，解决的方法：最好(1)加大马达功率；(2)使用装有定速冷却的变频器专用马达(即马达的冷却方式为强制风冷)。
41、变转矩应用
多见于离心式负载，例如泵/风机/风扇等，其使用变频器的目的一般为节能。比如当风扇以 50%转速运转时，其所需转矩小于全速运转所需。可变转矩变频器能够仅给予马达所需转矩，达到节能效果。次应用中短暂的巅峰负载通常无需给予马达额外的能量。故变转矩变频器的过载能力可以适用于大部分用途。*定转矩变频器的过载(电流)能力须为额定值 150%/1minute，而可变转矩变频器所需过载(电流)能力仅需额定值 120%/1minute。因为离心式机械用途中很少会超出额定电流.另外，变转矩用途所需起动转矩也较定转矩用途小。
42、变频器专用马达
所谓[Inverter-duty Motor]，主要特征如下
1) 分离式它力通风(它力风冷)
2) 10Hz-60Hz 为定转矩输出
3) 高起动转矩
4) 低噪音
5) 马达装有编码器
*但并非所有称之为变频器专用马达的马达都具有上列特征
43、关于调速：
1）调速：根据工况需要调整设备运行速度，以达到节能降耗、减少磨损、
按需生产等目的。
2）直流调速（DC Controler/motor）：由直流控制器调节直流电机以达
到调整速度的目的。
3）交流变频调速（AC inverter/motor）：由变频器输出频率变化的三相
交流电流从而控制交流电机的转速。
4）矢量变频调速（AC vector inverter）：通过复杂的计算变换，使交流
变频器按照直流电机的控制方式去控制交流电机，从而达到精确速度控制、转矩控制、提高输出扭矩等特性。
5）伺服控制系统（Servo control system）：在运动系统中引入速度反馈
或位置反馈元件，通过负反馈的作用达到极其精密的的速度控制、定位控制以及高动态响应。
44、几个常见工业元件：
1）测速发电机（Tacho-generator）：一种转速测量元件，有交流、直流
之分。
2）旋转变压器（Resolver）：一种经济、准确地转速和角位移测量元件。3）光电编码器（Encoder）：一种精密的角位移、转速测量元件，适合在
位置控制系统中作为反馈元件。
4）PLC：工业用计算、控制装置，实现逻辑、时序、计算等控制功能，一
般作为整个自动化控制系统的上位主机。
5）HMI（Human-Machine Interface）：人-机界面。
6）现场总线（Field-Bus System）：应用于工业控制现场的串行通讯总线
系统，大幅度降低接线成本，提高控制的抗干扰能力。
7）分布式控制（Distributed control）：区别于传统的集中式控制，强调
各个节点设备的智能化，一般由现场总线系统将各子设备连接起来。极大地提高系统应用的灵活性、可靠性，降低上位机的运算负担。
45、关于电机的三个术语：
1）防护等级（Protection Code）：
（IP**）考察一个设备防止异物进入和防水的能力，是IEC 标准之一。其两个数字分别代表防异物和防水的能力，数值越高表明可以防止更细小的物体进入以及经受更强烈的水流冲击。一般为 IP54（防尘，防泼洒水滴）以上防护等级的设备可以直接应用于露天。
2）绝缘等级（Insulation Grade）：
考察一个电气设备（一般针对电机）在保证良好绝缘特性的前提下所能承受的极限温升能力，是 IEC 标准之一。一般有 B 级（85 度）、F 级（105 度）、H 级（125 度）。
3）工作制。
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