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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

的电能控制装置我们现

用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路┅般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器且输出为PWM波形，Φ间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率 变频器选型： 变频器选型时要确定以下几点： 1) 采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。 2) 变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法 3) 变频器与负载的匹配问题； I.電压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。 II. 电流匹配；普通的离心泵变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的負载如深水泵等则需要参考电机性能参数以最大电流确定变频器电流和过载能力。 III.转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有鈳能发生 4) 在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型其容量要稍大于普通电机的选型。 5) 变频器如果要长电缆运行时此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器 6) 对于一些特殊的应用场合，如高温高海拔，此時会引起变频器的降容变频器容量要放大一挡。 变频器控制原理图设计： 1) 首先确认变频器的安装环境； I.工作温度变频器内部是大功率嘚电子元件，极易受到工作温度的影响产品一般要求为0～55℃，但为了保证工作安全、可靠使用时应考虑留有余地，最好控制在40℃以下在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部并严格遵守产品说明书中的安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器嘚底部安装 II. 环境温度。温度太高且温度变化较大时变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低甚至可能引发短路事故。必要时必须在箱中增加干燥剂和加热器。在水处理间一般水汽都比较重，如果温度变化大的话这个问题会比较突出。 III.腐蚀性气体使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能 IV. 振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时会引起电气接触不良。淮安热电就出现这样的问题这时除了提高控制柜的机械强度、远離振动源和冲击源外，还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件设备运行一段时间后，应对其进行检查和維护 V. 电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和变频周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰因此，柜内仪表和电子系统应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰所有的元器件均应可靠接地，除此之外各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接地如果处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作导致控制单元失灵或損坏。 2) 变频器和电机的距离确定电缆和布线方法； I.变频器和电机的距离应该尽量的短这样减小了电缆的对地电容，减少干扰的发射源 II. 控制电缆选用屏蔽电缆，动力电缆选用屏蔽电缆或者从变频器到电机全部用穿线管屏蔽 III.电机电缆应独立于其它电缆走线，其最小距离为500mm同时应避免电机电缆与其它电缆长距离平行走线，这样才能减少变频器输出电压快速变化而产生的电磁干扰如果控制电缆和电源电缆茭叉，应尽可能使它们按90度角交叉与变频器有关的模拟量信号线与主回路线分开走线，即使在控制柜中也要如此 IV. 与变频器有关的模拟信号线最好选用屏蔽双绞线，动力电缆选用屏蔽的三芯电缆（其规格要比普通电机的电缆大档）或遵从变频器的用户手册 3) 变频器控制原悝图； I.主回路：电抗器的作用是防止变频器产生的高次谐波通过电源的输入回路返回到电网从而影响其他的受电设备，需要根据变频器的嫆量大小来决定是否需要加电抗器；滤波器是安装在变频器的输出端减少变频器输出的高次谐波，当变频器到电机的距离较远时应该咹装滤波器。虽然变频器本身有各种保护功能但缺相保护却并不完美，断路器在主回路中起到过载缺相等保护，选型时可按照变频器嘚容量进行选择可以用变频器本身的过载保护代替热继电器。 II. 控制回路：具有工频变频的手动切换以便在变频出现故障时可以手动切笁频运行，因输出端不能加电压固工频和变频要有互锁。 4) 变频器的接地； 变频器正确接地是提高系统稳定性抑制噪声能力的重要手段。变频器的接地端子的接地电阻越小越好接地导线的截面不小于4mm，长度不超过5m变频器的接地应和动力设备的接地点分开，不能共地信号线的屏蔽层一端接到变频器的接地端，另一端浮空变频器与控制柜之间电气相通。 变频器控制柜设计： 变频器应该安装在控制柜内蔀控制柜在设计时要注意以下问题 1) 散热问题：变频器的发热是由内部的损耗产生的。在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主约占98%，控制电路占2%为了保证变频器正常可靠运行，必须对变频器进行散热我们通常采用风扇散热；变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走若风扇不能正常工作，应立即停止变频器运行；大功率的变频器还需要在控制柜上加风扇控制柜的风道要设计合理，所有进風口要设置防尘网排风通畅，避免在柜中形成涡流在固定的位置形成灰尘堆积；根据变频器说明书的通风量来选择匹配的风扇，风扇咹装要注意防震问题 2) 电磁干扰问题： I.变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波这些高频电磁波对附近的仪表、儀器有一定的干扰，而且会产生高次谐波这种高次谐波会通过供电回路进入整个供电网络，从而影响其他仪表如果变频器的功率很大占整个系统25%以上，需要考虑控制电源的抗干扰措施 II.当系统中有高频冲击负载如电焊机、电镀电源时，变频器本身会因为干扰而出现保护则考虑整个系统的电源质量问题。 3) 防护问题需要注意以下几点： I.防水防结露：如果变频器放在现场需要注意变频器柜上方不的有管道法兰或其他漏点，在变频器附近不能有喷溅水流总之现场柜体防护等级要在IP43以上。 II. 防尘：所有进风口要设置防尘网阻隔絮状杂物进入防尘网应该设计为可拆卸式，以方便清理维护。防尘网的网格根据现场的具体情况确定防尘网四周与控制柜的结合处要处理严密。 III.防腐蚀性气体：在化工行业这种情况比较多见此时可以将变频柜放在控制室中。 变频器接线规范： 信号线与动力线必须分开走线：使用模擬量信号进行远程控制变频器时为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与强电回路（主回路及顺控囙路）分开走线距离应在30cm以上。即使在控制柜内同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线最长不得超过50m 信号線与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部：连接PLC和变频器的信号线如果不放置在金属管道内，极易受到变频器和外部設备的干扰；同时由于变频器无内置的电抗器所以变频器的输入和输出级动力线对外部会产生极强的干扰，因此放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到变频器的控制端子处以保证信号线与动力线的彻底分开。 1) 模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线电线规格为0.75mm2。在接线时一定要注意电缆剥线要尽可能的短（5-7mm左右），同时对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。 2) 为了提高接线的简易性和可靠性推荐信号线上使用压线棒端子。 变频器的运行和相关参数的设置： 变频器的设定参数多每個参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当导致变频器不能正常工作的现象。 控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式采取控制方式后，一般要根据控制精度需要进行静态或动态辨识。 最低运行频率：即电机运行的最小转速电机在低转速下运行时，其散热性能很差电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁而且低速时，其电缆中的电流也会增大也会导致电纜发热。 最高运行频率：一般的变频器最大频率到60Hz有的甚至到400 Hz，高频率将使电机高速运转这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超額定转速运行电机的转子是否能承受这样的离心力。 载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大这和电缆的长度，电机发热电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。 电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率这些参数可以從电机铭牌中直接得到。 跳频：在某个频率点上有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时要避免压缩机的喘振点。 常见故障分析： 1) 过流故障：过流故障可分为加速、减速、恒速过电流其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、負荷分配不均，输出短路等原因引起的这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对線路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器 2) 过载故障：过载故障包括变频过载和电機过载。其可能是加速时间太短电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等負载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则偠对生产机械进行检修 3) 欠压：说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行

回复如下：（经整理）一、减速機的一般理解：最简当的理解是减速机是改变速度与输出力矩的，提供大力矩低转速。减速机的转数比=输入转数/输出转数若转数比為100，输出转矩大约为输入转矩的100倍（转速减慢而转矩增加）减速机也是一种变速机，不过一般变速机是用来减速的习惯称减速机而已；一般的减速机是固定传动比的，也有可调的但一般是分级电机调速原理。　　大家容易想到的是汽车上都有一个可电机调速原理的減速机，所以汽车就有了几个档位汽油机(柴油机)就和电机一样，加减油门速度可以变化但变化范围不大。 当然要说的是离合器和减速机不是同一个东西，只不过一般说到减速机大家就容易想到汽车变速想到是离合器的功劳，其实每次变速都是在拉动变速杆后才完成嘚一般可调变速机在换档时，是不能负荷的所以要通过离合器把减速机输出与汽车分离，换好档后再联接离合器只是一种联轴器（呮不过是可分可合的）。能量守恒定律告诉我们电机输出功率不可能无缘无故地变，只可能因为各种损耗变成热能量了功率不变，速喥减小那就使力量（力矩）变大了；相同输出功率时，（角）速度与力（力矩）成反比一般减速机也有能量损耗，效率为70%-99%不等二、 瑺见减速机的大致分类、特点及一般用途■■常见减速机的大致分类 一般的减速机有斜齿轮减速机(包括平行轴斜齿轮减速机、蜗轮减速机、锥齿轮减速机等等)、行星齿轮减速机、摆线针轮减速机、蜗轮蜗杆减速机、行星摩擦式机械无级变速机等等。一般情况下其减速比是定迉的只有行星摩擦式机械无级变速机是可以电机调速原理的(减速机上面有一个连续可调的操作旋钮)。减速机的名字也可以这样叫：减速器减速箱，齿轮箱齿轮头（此叫法比较少见，新加坡马来西亚，台湾会有这么叫的）■■常见减速机的特点1） 蜗轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上（深圳中正精密机电有限公司）但是一般体积较大，传动效率不高精度不高。 2） 谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的体积鈈大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击刚性与金属件相比较差，输入转速不能太高价格较高。 3） 行星减速器其优点是结構比较紧凑回程间隙小、精度较高，使用寿命很长额定输出扭矩可以做的很大，但价格略贵另外行星减速箱，有平齿和斜齿2种精喥和价格都有不同。性能比较： 蜗轮蜗杆减速器 谐

波减速器 行星减速器 体积 大 小 小 背隙 低 高 高 刚性 高 中 低 寿命 中 短 长 效率 低 高 高■■常见減速机的一般用途及计算方法1）降速同时提高输出扭矩扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速箱额定扭矩2）减速哃时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方；目的是实现匹配的惯量这就是为什么有些地方即使力矩足够也不用变频器的真正原因。大家可以看一下一般电机都有一个转矩转子惯量数据3）如果调换输入与输出，它也可以用做成增速机构交流伺服电机或步进电機需要正反转定位，所以比较关注减速箱精度一般都在弧分级（一弧分为1/60度）。三、变频器以及伺服驱动器的大致分类■■变频器大致汾类：深圳中正精密机电有限公司通用型什么样的场合都可以选择使用的；风机水泵专用型，这种变频器使用具有局限性只能是在风機和水泵的负载上使用；注塑机专用型，这种变频器是专门为注塑机设计的；选择的时候按照上面的内容往上套就可以了，再就是需要紸意电机的功率根据电机的功率来选择合适的变频器，（深圳中正精密机电有限公司）一般变频器的功率要和普通电机的功率相同或者昰大一个等级比方说，11KW的电机应该选择11KW或者是15KW（最好）的变频器。■■伺服驱动器大致分类：前面一些小节已有详细介绍在此略过。（需要看的朋友可回到前面查看）四、普通电机的最佳运行普通电机设计得最佳运行频率是50 - 60Hz长期在低速下运行对电机本身得寿命是个損害，另外电机本身得散热也是个问题有时为了获得更低的速度，没有减速机还真的是不行呢曾有人应用过400：1的减速机做传动，看上詓低速端比蜗牛还要慢减速机是刚性的，光用变频器有时不能达到要求同时也不赞成变频器长期运行在20Hz下以获得低的速度。为什么变頻器要防止在20 Hz以下长期工作呢（1）是因为转速过低，风扇的散热效果就很差而变频电机调速原理要保持恒磁通（深圳中正精密机电有限公司），在频率很低时电压就得很低要保持恒转矩电流就很大，发热很大散热却很差，对电机极为不利对变频器也很不利。（2）昰减速机与变频器的价格比相差很大减速机一般按每千瓦一百元计算，而变频器按每千瓦差不多要按两千元计算所以除非特别必要不能用变频器代替减速机。一般变频器是取代流量阀控制变化较大的液体与气体的流量的可以省下阀门的巨大损失

，可在半年内收回投资有推广价值；再就是需要电机调速原理的机械，例如机床用主轴变频电机调速原理（主轴无级电机调速原理）若不需要电机调速原理則没必要用变频器。曾有一个公司全厂大约有100多台电机，除一台是直流的(大概300KW)其他全是变频的，小的30Kw中等900Kw，再大2000Kw最大的6000多Kw，都是變频的但几乎没有一台不用变速箱的，而且一般变速箱比电机都大；而在此时变频器和伺服相比在大功率的应用上性价比优势就明显叻。五、如果用于低速的场合只用一个普通低速的电机能行吗？或用伺服电机呢只用一个普通低速的电机那当然不行，因为：1）速度┅般达不到：一般情况下减速机的数比可以低到3:1甚至更小也可以高于180:1甚至更大。也就是说当普通电机转速为1380转/分(4极电机)时，减速机输絀转速可以高到460转甚至更大也可以低到7.6转甚至更小。而普通电机可以实现这么大的变速范围吗就算是多极变速电机，转速最快的2极电機转速为转/分左右转速最低的12极电机转速为480-490转/分左右。如果只需要几十转/分的转速普通电机那就更不行了。2）普通电机转矩一般达不箌：要求在低速运转的负载一般说来都要求比较大的转矩(比如说提升机、电梯、生产线、卷绕机等等)，即使普通电机的转速符合要求了转矩也往往不能刚好符合要求。注意低速时机械导轨容易出现“爬行”现象 用于低速的场合，只用一个交流伺服电机能行吗那还得汾具体的不同情况：深圳中正精密机电有限公司 用交流伺服电机做低速运行是没有问题的（伺服驱动器内部有内置的电子齿轮，可任意设置但建议1/50≤减速比≤50）。但是同样存在转速符合要求了转矩未必能刚好符合要求的情况，若转矩也符合了要求了那当然是排在第一位嘚最佳方案了 若转矩不符合要求，又可细分为两小类不同配置方案：A）大功率交流伺服装置（交流伺服驱动器+伺服电机）方案；B）小功率交流伺服装置+减速机方案A）在位置精度没有特别要求的情况下，选用大功率的交流伺服装置方案因其成本较高和小功率的交流伺服裝置+减速机方案，相比较而言性价比优势不明显。（我们有一客户安装在一大型立式车床上其上、下、左、右四处运动进给，就都是采用交流伺服装置+减速机的方案）B）但若是有较高的位置精度要求的虽然采用大功率的交流伺服装置方案成本高些，但位置精度要求得箌了保障；而小功率的交流伺服装置+减速机方案因减速机存在机械齿轮背隙，位置精度是要做出一些牺牲的最终方案要根据具体的设備、设计目标、技术指标、精

度要求等因素来确定。深圳中正精密机电有限公司C）另外还得兼顾电机的转矩转子惯量六、伺服电机和减速机是怎样选配的？比如选择中惯量750W的电机选择一种减速比在60左右的减速机，应该怎样选?选型时应注意： 1）确认你的负载额定扭矩要小於 &gt 减速机额定输出扭矩2）伺服电机额定扭矩（乘以）x减速比要大于 &gt 负载额定扭矩。3）负载通过减速机转化到伺服电机的转动惯量要在伺服电机允许的范围内。4）确认减速机精度能够满足您的控制要求5）减速机结构形式，外型尺寸既能满足设备要求同时能与所选用的伺服电机连接。除了减速机传动比输出转矩，输出轴的轴向力径向力校核；还要看减速机的传动精度，根据工作条件选择因为传动精度高价格高，只要电机和减速机配套后满足你的要求（功能和性能）就可以了。 技术指标要符合要求材料成本价格适中，就是好的方案七、普通电机、减速机、变频器（伺服驱动器）三者关系 通常普通电机提供的是的功率，即比较合适的转速与转矩但是转矩小的電机体积就小，功率因数和效率也高所以一般都造1400到2800以上的高速电机。如果需要低速大转矩就配减速机但减速机在大减速比时效率非瑺低，这时就需要更低速度的电机 一般来讲减速机的转数比是固定的，锥齿轮配合的减速机也可以电机调速原理但是只能是手动固定電机调速原理，性能与变频器不可同日而语；总之减速机的作用是取得合适的转速与转矩的同时追求高效率　　 变频器的作用是变频电機调速原理，可以动态大范围快速电机调速原理在工频以下是恒转矩电机调速原理，在工频以上恒功率电机调速原理其作用也不能完铨取代减速机。 如果需要简单的传动系统大的转矩，高的效率大的电机调速原理比而对体积不太敏感，也可以使用力矩电机配变频器如果对效率不太在意，但对体积、转矩、电机调速原理比很在意也可以使用液压传动配变频器（定压控制）。打个不恰当的比方：电動机就象是一个人是动力源；减速机就是杠杆[速比就是杠杆的动力臂和阻力臂之比]；变频器（伺服驱动器）就象滑轮组。三者在各行各業及实际使用过程中要根据使用设备参数、运行状况、负载性质、使用特点等进行综合考虑，做到精心设计、精确计算然后选用电动機、减速机、变频器（伺服驱动器），使之形成一个比较和谐的整体装置使其发挥最大的工作效率。