知識｜變頻器基礎問題大全（超詳細解答）
2016-08-25
1.變頻調(diào)速技術(shù)是怎樣發(fā)展起來的？
變頻可以調(diào)速這個概念，可以說是交流電動機“與生俱來”的。同步電動機
不消說，即使是異步電動機，其轉(zhuǎn)速也是取決于同步轉(zhuǎn)速(即旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速)
的
n=n1(1-S)………………(1-1)
式中：n——電動機的轉(zhuǎn)速，m/min
n1——電動機的同步轉(zhuǎn)速，r/min
S——電動機的轉(zhuǎn)差率
而同步轉(zhuǎn)速則主要取決于頻率
n1=60f/p………………(1-2)
式中：f——頻率，Hz
p——磁極對數(shù)
所以說，交流電動機從誕生之日起，就已經(jīng)知道改變頻率可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速了。
但當時，還不具備改變頻率的手段。
閘流管的問世，使變頻調(diào)速的夢想出現(xiàn)了能夠?qū)崿F(xiàn)的希望。但那設備的龐大
與昂貴，使它無法進入實用的階段。
直到20世紀的60年代，隨著晶閘管的出現(xiàn)及其應用技術(shù)的迅速發(fā)展，變頻
調(diào)速開始進入實用的階段。但由于許多技術(shù)問題解決得還不夠完善，調(diào)速系統(tǒng)的
性能指標難以和直流電機相匹敵，因而未能達到推廣應用的階段。
70年代末期以來，一方面，矢量控制理論的提出和實施，使變頻調(diào)速系統(tǒng)
的性能指標達到了與直流電機調(diào)速系統(tǒng)十分接近的地步；另一方面，電力電子器件的飛速發(fā)展，也使SPWM調(diào)制技術(shù)日臻完善，變頻調(diào)速器的體積越做越小，價
格也達到了用戶能夠接受的程度。變頻調(diào)速這才進入了普及應用的階段。
2.變頻調(diào)速為什么?？s寫成VVVF？
VVVF的全稱是Variable Voltage Variable Frequency，意思是“變壓變頻”。
原來，在交流異步電動機內(nèi)，外加的電源電壓主要和繞組的反電勢相平衡，
而繞組的反電勢則與電流的頻率和每極下的磁通量有關(guān)：
U≈E=4.44 W1ff=Keff
可見，磁通量的大小與電壓和頻率的比值有關(guān)：
f≈U/Kef=Ke'·U/f
式中：U——電源相電壓
E1——每相定子繞組的反電勢
W1——每相定子繞組的匝數(shù)
f——每個磁極下的磁通量
Ke、Ke'——常數(shù)
式(1-4)表明：當頻率下降時，如果電壓不變，則磁通量將增加，引起電機
鐵心的飽和。這當然是不允許的。因此，為了保持電機內(nèi)的磁通量基本不變，在
改變頻率的同時，也必須改變電壓。
3.交—直—交是什么意思？
變頻裝置有兩大類：一類是由工業(yè)頻率直接轉(zhuǎn)接成可變頻率的，稱為“交—
交變頻”。另一類就是“交—直—交變頻”，意思是：先把工業(yè)頻率的交流整流
成直流，再把直流“逆變”成頻率可變的交流。
交—直—交的電路結(jié)構(gòu)圖4.SPWM 代表什么？
SPWM的全稱是Sine Pulse Width Modulation，意思是正弦脈沖寬度調(diào)制。
這是實現(xiàn)改變頻率的同時也改變電壓的一種調(diào)制方式。
變壓變頻的基本方式有兩種：
(1) 在改變頻率的同時也改變幅值，稱為脈幅調(diào)制，簡寫為PAM，如圖1-3a所
示。
(2) 在改變頻率時，脈沖的幅值不變，而通過改變脈沖的占空比來改變其平均電
壓，稱為脈寬調(diào)制，簡寫為PWM。
SPWM的特點是：脈沖序列中的脈沖寬度和脈沖間的間隔寬度是按正弦規(guī)律
安排的。
5.常用的開關(guān)器件有哪些？
目前，在中、小型變頻調(diào)速器中用得最多的是功率晶體管，為了提高放大倍
數(shù)，常做成達林頓管，一般電路圖中仍畫成單管，代表符號是CTR或BTR。
容量較大的變頻調(diào)速器中則常用可關(guān)斷晶閘管，其代表符號是GTO。
已經(jīng)進入實用階段的最新器件有：絕緣柵雙極晶體管，代號IGBT，所示。
正在開發(fā)并已經(jīng)取得成果的新品種還有不少。
6.說明書中的“配用電動機容量”能不能作為選擇變頻器容量的依據(jù)？
如電動機驅(qū)動的是連續(xù)恒定負載(如風機)，則可以。但對于連續(xù)變動負載、
繼續(xù)負載和短時負載來說，則只能作參考，而不能作依據(jù)。這是因為，在這些負
載中，決定電動機容量的主要因素是發(fā)熱問題。只要溫升不超過允許范圍，短時
間的過載(在過載能力范圍內(nèi))對電動機來說是正常。例如，一臺3.7kW的電動機，
在實際工作中，其輸出功率有時可達4.0kW或4.5kW。而變頻調(diào)速器的過載能力
則十分有限。在大多數(shù)情況下，變頻器的容量應放大一檔。
7.變頻器的頻率調(diào)節(jié)范圍如何？
通用型變頻調(diào)速器的最高輸出頻率一般不高于400Hz；最低輸出頻率不低于
0.1Hz。各種變頻器的調(diào)頻范圍各不相同。
我國工業(yè)用的普通電動機，最高工作頻率不宜超過100Hz8.什么是頻率精度？
通常，當頻率為數(shù)字量設定時，精度高些(誤差小些)，而在頻率精度是指變
頻器的實際輸出頻率與設定頻率之間的誤差大小，也叫頻率準確度或頻率穩(wěn)定度。
模擬設定時，精度高些(誤差小些)，而在模擬量設定時，精度低些(誤差大
些)。
9.“頻率分辨率”的含義是什么？
頻率分辨率指的是：變頻器輸出的相鄰兩“擋”頻率之間的最小差值。
例如，日本富士FVR-G7S型變頻器的數(shù)字量設定時的頻率分辨率為0.002Hz。
則，對于40Hz來說，比它高一“擋”的最小頻率為40.002Hz；而比它低一“擋”
的最大頻率為39.998Hz。
10.怎樣調(diào)節(jié)和設定變頻器的輸出頻率？
主要有以下三種方式：
(1) 旋鈕設定 通過旋動面板上的旋鈕(調(diào)節(jié)面板內(nèi)側(cè)的電位器)來進行調(diào)節(jié)和設
定。屬于模擬量設定方式。
(2) 按鍵設定 利用鍵盤上的A鍵(或△鍵)和V鍵(或▽鍵)進行調(diào)節(jié)和設定。屬
于數(shù)字設定方式。
(3) 程序設定 在編制驅(qū)動系統(tǒng)的工作程序中進行設定。也屬數(shù)字量設定方式。
11.什么是外接設定？
在實際工作中，變頻器常被安置在控制柜內(nèi)或掛在墻壁上，而工作人員則通
常在機械旁邊進行操作。這時，就需要在機械旁邊另設一個設定頻率的裝置，稱
為外接設定裝置。
所有的變頻器都為用戶提供專用于外接設定的接線端。
12.變頻器對外接設定信號有些有什么規(guī)定？
外接設定信號通常有三種。
(1) 外接電位器設定 電位器的阻值和瓦數(shù)各變頻器的說明書中均有明確規(guī)定。(2) 外接電壓信號設定 各種變頻器對外接電壓信號的范圍也各不相同，通常有：
0～+10、0～+5、0～±10、0～±5V等。
(3) 外接電流信號 所有變頻器對外接電流信號的規(guī)定是統(tǒng)一的，都是4～20mA。
為了加強抗干擾能力，所有的外接設定信號線都應采用屏蔽線
13.怎樣設定最大頻率、基本頻率？
最大頻率即最大允許的極限頻率。它根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)的允許最高轉(zhuǎn)速來設定。
使電動機運行在基本工作狀態(tài)下的頻率叫基本頻率，一般按電動機的額定頻