變頻器的工作原理和接線方法

變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測單元微處理單元等組成。

變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。

變頻器工作原理

變頻器主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，因此，可以將變頻器視為一個(gè)電源對(duì)待。

變頻器的主電路由整流器、平波回路和逆變器三部分構(gòu)成：

整流器：將工頻電源變換為直流功率的元器件。

平波回路：吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的元器件。

逆變器：同整流器相反，將直流功率變換為所要求頻率交流功率的元器件。

根據(jù)其整流后儲(chǔ)能元件不同大體上可分為兩類：

電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。其制動(dòng)方式為能耗制動(dòng)。

電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電感。其制動(dòng)方式為再生制動(dòng)。

下圖是一副變頻器標(biāo)準(zhǔn)接線圖。當(dāng)然，硬件接線一定要與變頻器的參數(shù)設(shè)置相對(duì)應(yīng)。在變頻器的安裝中，有一些問題是需要注意的。例如變頻器本身有較強(qiáng)的電磁干擾，會(huì)干擾一些設(shè)備的工作，因此我們可以在變頻器的輸出電纜上加上電纜套。又或變頻器或控制柜內(nèi)的控制線距離動(dòng)力電纜至少100mm等等。

變頻器接線方法

一、主電路的接線

1、電源應(yīng)接到變頻器輸入端R、S、T接線端子上，一定不能接到變頻器輸出端（U、V、W）上，否則將損壞變頻器。接線后，零碎線頭必須清除干凈，零碎線頭可能造成異常，失靈和故障，必須始終保持變頻器清潔。在控制臺(tái)上打孔時(shí)，要注意不要使碎片粉末等進(jìn)入變頻器中。

2、在端子+，PR間，不要連接除建議的制動(dòng)電阻器選件以外的東西，或絕對(duì)不要短路。

3、電磁波干擾，變頻器輸入／輸出（主回路）包含有諧波成分，可能干擾變頻器附近的通訊設(shè)備。因此，安裝選件無線電噪音濾波器FR-BIF或FRBSF01或FR-BLF線路噪音濾波器，使干擾降到最小。

4、長距離布線時(shí)，由于受到布線的寄生電容充電電流的影響，會(huì)使快速響應(yīng)電流限制功能降低，接于二次側(cè)的儀器誤動(dòng)作而產(chǎn)生故障。因此，最大布線長度要小于規(guī)定值。不得已布線長度超過時(shí)，要修改此值。

5、在變頻器輸出側(cè)不要安裝電力電容器，浪涌抑制器和無線電噪音濾波器。否則將導(dǎo)致變頻器故障或電容和浪涌抑制器的損壞。

6、為使電壓降在2%以內(nèi)，應(yīng)使用適當(dāng)型號(hào)的導(dǎo)線接線。變頻器和電動(dòng)機(jī)間的接線距離較長時(shí)，特別是低頻率輸出情況下，會(huì)由于主電路電纜的電壓下降而導(dǎo)致電機(jī)的轉(zhuǎn)矩下降。

7、運(yùn)行后，改變接線的操作，必須在電源切斷10min以上，用萬用表檢查電壓后進(jìn)行。斷電后一段時(shí)間內(nèi)，電容上仍然有危險(xiǎn)的高壓電。

二、控制電路的接線

變頻器的控制電路大體可分為模擬和數(shù)字兩種：

1、控制電路端子的接線應(yīng)使用屏蔽線或雙絞線，而且必須與主回路，強(qiáng)電回路（含200V繼電器程序回路）分開布線。

2、由于控制電路的頻率輸入信號(hào)是微小電流，所以在接點(diǎn)輸入的場合，為了防止接觸不良，微小信號(hào)接點(diǎn)應(yīng)使用兩個(gè)并聯(lián)的節(jié)點(diǎn)或使用雙生接點(diǎn)。

3、控制回路的接線一般選用0.3～0.75平方米的屏蔽電纜。

三、地線的接線

1、由于在變頻器內(nèi)有漏電流，為了防止觸電，變頻器和電機(jī)必須接地。

2、變頻器接地用專用接地端子。接地線的連接，要使用鍍錫處理的壓接端子。擰緊螺絲時(shí)，注意不要將螺絲扣弄壞。

3、鍍錫中不含鉛。

4、接地電纜盡量用粗的線徑，必須等于或大于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，接地點(diǎn)盡量靠近變頻器，接地線越短越好。

變頻器的作用

1、變頻器可以調(diào)整電機(jī)的功率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行，以此來達(dá)到省電的目的。當(dāng)離心風(fēng)機(jī)和水泵使用了變頻器后，操作人員變頻調(diào)速，可根據(jù)需要輕松控制流量，從而節(jié)省了能源。

2、變頻器可以降低電力線路中電壓的波動(dòng)，避免了一旦電壓發(fā)生異常而導(dǎo)致設(shè)備的跳閘或者出現(xiàn)異常運(yùn)行的現(xiàn)象。

3、變頻器可以減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，從而有效地減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有效功率。

4、變頻器還可以減少機(jī)械中傳動(dòng)部件之間的磨損，因此，在一定程度上也降低了成本，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

5、此外，變頻器的控制功能非常齊全，可以很好的配合其他的控制設(shè)備或者一起，從而實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視和實(shí)時(shí)控制，為用戶解決了很多系統(tǒng)兼容性的麻煩等問題。

審核編輯：湯梓紅