變頻器在我國的發(fā)展趨勢是：驅(qū)動的交流化，功率變換器的高頻化，控制的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化因此我國要想在注塑機方面有更大的作為，變頻器的研發(fā)與技術(shù)更新是不可或缺的！

對于塑料制品行業(yè)來說，電耗是其生產(chǎn)成本的主要部分，而注塑機是塑料制品廠的主要能耗設(shè)備之一：目前絕大多數(shù)的注塑機都屬于液壓傳動注塑機，液壓傳動系統(tǒng)中的動力由電動機帶動油泵提供。在注塑的生產(chǎn)周期過程中，注塑機在不同工序下需要的流量和壓力不同，必須依靠流量閥和壓力閥調(diào)節(jié)不同工序所須的流量和壓力。液壓系統(tǒng)的負(fù)荷變化很大，由于定量泵不可調(diào)節(jié)輸出功率，因此多余的能量只能在擋板、油路泄露、油的溫升中消耗掉。集萃塑料總結(jié)這樣既加劇了各種閥門的磨損，又造成油溫過高，電機噪音過大，以及機械壽命縮短等現(xiàn)象。并且通常在設(shè)計中，用戶油泵電機設(shè)計的容量比實際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成電能的大量浪費。因此推廣交流變頻調(diào)速裝置在注塑機上的應(yīng)用，對于減少能源浪費、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。

變頻器

變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、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)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。

變頻器在電機啟動與調(diào)速中的應(yīng)用淺析

變頻器的容量選擇也不是一個簡單問題，不能僅僅以電動機的容量為準(zhǔn)。特別是對變頻器產(chǎn)生的高次諧波的干擾問題以及對現(xiàn)場的危害要引起重視，對變頻器產(chǎn)生的不可避免的電路干擾，盡管難以消除，采用適當(dāng)?shù)难b置也是可以抑制的。

隨著現(xiàn)代大功率電子技術(shù)的發(fā)展，交流電機調(diào)速用的變頻器的性能日新月異，調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、動態(tài)響應(yīng)快、功率因數(shù)高、操作方便且便于同其他設(shè)備接口等一系列優(yōu)點，使變頻器的應(yīng)用越來越廣泛。

但是，由于變頻技術(shù)發(fā)展快，知識含量高、技術(shù)復(fù)雜，如何用好變頻器，僅靠知道簡單的安裝接線，而不了解變頻器的原理及其應(yīng)用技巧，將很難用好變頻器。

現(xiàn)在，很多大型機械的驅(qū)動用到了變頻器，變頻器的使用及維護己經(jīng)顯得越來越重要了。

一、變頻器的工作原理變頻器主要由主電路和控制電路組成。主電路包括整流電路（工頻電源的交流電變換成直流電且對直流電進行平滑濾波）和逆變電路（直流電變換成各種頻率的交流電）兩部分?？刂齐娐吠瓿蓪χ麟娐返目刂啤?/p>

逆變器的工作原理有以下幾個要點：逆變器是變直流為交流的;逆變電路是整流電路的反版，正好相反;通過改變晶體管的導(dǎo)通時間來改變出口頻率;逆變器是通過改變晶體管的導(dǎo)通順序來改變電機的旋轉(zhuǎn)方向的。逆變器的容量受晶體管的容量所限制，這也是變頻技術(shù)的難點。

變頻器控制系統(tǒng)的理解比較復(fù)雜，因為變頻器的控制方式不同，導(dǎo)致輸出的性能也不一樣。

V/F控制常規(guī)的變頻控制方式，電壓與頻率的比率保持不便;簡單磁通矢量控制是通過把變頻器的輸出電流進行矢量計算劃分為勵磁電流和扭矩成分電流，然后調(diào)節(jié)電壓使產(chǎn)生的電機電流與負(fù)載扭矩匹配，從而改變扭矩特性;磁通矢量控制是通過矢量計算把變頻器的輸出電流劃分為勵磁電流和扭矩成分電流，然后調(diào)節(jié)電壓使產(chǎn)生的電機電流與負(fù)載扭矩匹配，從而改變扭矩特性及調(diào)速精度;矢量控制是由編碼器進行速度檢測，且由數(shù)算來確定電機的轉(zhuǎn)速差，從而確定電機的負(fù)載的。

在變頻器的控制電路中，另一個突出的功能是它的保護功能，這一點對現(xiàn)場使用維護很重要。

變頻器具有多種保護功能，主要的保護類型有：變頻器的保護過電流保護、過電壓、輸出短路、輸出接地故障、瞬間失電故障、欠壓保護、主電路元器件過熱故障、制動元件故障、過載;電機的過熱保護過載保護、外部熱繼電器動作;以及其他保護連接錯誤、存儲器故障、重試次數(shù)過多、CPU出錯等。

報警功能包括：錯誤操作狀態(tài)報警、保護功能預(yù)報警等電機直接工頻電源啟動時，電機的啟動電流一般為額定電流的6―7倍，且電機的加速啟動時間由負(fù)載特性決定如果變頻器驅(qū)動電機與工頻電源啟動相似，進行直接啟動，而變頻器的容量與電機相同，由于變頻器的啟動電流過大而使其出現(xiàn)故障。因此，變頻器驅(qū)動電機必須在低頻率狀態(tài)啟動，啟動電流控制在額定電流的1.5倍左右理工研究與實踐當(dāng)變頻器接受啟動信號時，將輸出啟動頻率而使電機產(chǎn)生啟動扭矩。當(dāng)變頻器在啟動頻率情況下，電機的啟動扭矩大于負(fù)載的啟動扭矩時，電機開始轉(zhuǎn)動。變頻器的輸出頻率將逐步地增加，電機的轉(zhuǎn)速也將增加直至穩(wěn)定。變頻器的啟動、加速過程完成。

斷開變頻器啟動信號或設(shè)定比輸出頻率低的頻率設(shè)定值，變頻器的輸出頻率根據(jù)設(shè)定的減速時間逐漸地減少。減速時，電機的速度要比與變頻器輸出頻率等效的同頻速度高，電機會像發(fā)電機一樣把能量返回變頻器，這個過程叫再生。通常電機工頻供電時，當(dāng)斷開交流接觸器后，電機靠負(fù)載扭矩的制動力滑動到停止;變頻驅(qū)動時，斷開啟動信號不會立即使電機滑動停止，而按設(shè)定的減速時間減速到停止。

這兩個概念也是作為常識來理解的。變頻器是電源變流器，包含整流器電路和逆變器電路，這些電路都是消耗能量的電路。終有一個推算效率公式：總效率=變頻器效率x驅(qū)動電機效率變頻器損耗與電機損耗由于高次諧波的影響，總損耗要比工頻驅(qū)動時大。變頻器的功率因數(shù)不能用電壓與電流的簡單比率來確定，主要是由于高次諧波的影響。研宄功率因數(shù)主要是針對電流的畸變而言的，改善功率因數(shù)就可以改善電流波形，同時抑制了高次諧波，減少了干擾。

二、三相異步電動機啟動與調(diào)速隨著電動機的廣泛應(yīng)用，電機的啟動和調(diào)速越來越顯得重要。電動機的啟動過程的大電流和大沖擊歷來是個不安全因素，設(shè)計人員根據(jù)電機原理給出了一系列的軟啟動方法。電動機調(diào)速也一樣，也經(jīng)歷了一個從調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合調(diào)速等傳統(tǒng)方法到變頻調(diào)速的過程。

電機轉(zhuǎn)速不僅取決于負(fù)載扭矩，而且取決于電機的級數(shù)和供電頻率，F(xiàn)=PN/60，N為同步速度;帶有負(fù)載的電機轉(zhuǎn)速比電機的同步速低，轉(zhuǎn)差率表示差別程度;電機輸出扭矩不是固定不變的，是跟隨著負(fù)載扭矩變化的，電機轉(zhuǎn)速也是隨負(fù)載變化而變化;電機電流也是隨負(fù)載變化而變化的，空載電流一般為額定電流的50%，低轉(zhuǎn)速時電流較大;電機的額定扭矩不是電機的輸出扭矩，而是電機在額定轉(zhuǎn)速、連續(xù)運轉(zhuǎn)時所允許的負(fù)載扭矩;2.變頻啟動電機的情況變頻啟動電機時為了減小啟動電流，采用了低頻啟動，同時啟動扭矩也減小，這就是平緩啟動。

變頻器啟動要注意以下幾個概念：由于變頻器輸出加到電機上的電壓的波形，不是正弦波，而是畸波，所以，在額定扭矩下的電機電流比工頻是多出10%左右，同時電機溫度有提高;變頻器輸出的電壓要隨電機的轉(zhuǎn)速的變化而變化。因為通過變頻進行電機調(diào)速，如電壓不變，電機的磁通就會增加（磁飽和）電機的電流就要增大，電機過熱，有可能燒毀。

所以為保持磁通為一常數(shù)，電壓要隨頻率的變化而變化;變頻器不能輸出高于供電電源的輸出電壓，所以在高頻時，輸出電壓是恒定的;引入標(biāo)準(zhǔn)電機的概念，也就是常說的變頻電機，是專為變頻器設(shè)計的，標(biāo)準(zhǔn)電機按理論可以在120HZ下運行三、電動機與變頻器的匹配首先，什么是變頻器的容量，可以從以下幾方面來理解：在電動機提速或恒速時，變頻器的效能是輸出電流，也就是變頻器能夠給電機提供多少電流。變頻器這種輸出電流的效能可以由它的額定輸出電流或過載能力來表示;在電動機減速運行時，由于變頻器的減速操作使其驅(qū)動的電動機變成了發(fā)電機，能量的流動是從電動機流向變頻器，同變頻器提速和恒速運行時相反。變頻器這時的作用是要消耗這些能量。減速時電動機負(fù)載返回的部分能量由電動機消耗，而其余部分則由變頻器來消耗。

另外，由于電動機及電動機負(fù)載返回的能量會使變頻器的端電壓升高，當(dāng)電壓升高到一特定值時，就會又產(chǎn)生再生能量消耗或直接返回到供電電源側(cè)。

選擇變頻器容量時要注意：首先，變頻器的容量應(yīng)該與其驅(qū)動的電動機的容量相匹配，另外，變頻器的選擇要依據(jù)電動機的負(fù)載特性、運行方式等情況來決定。

然后，再具體的分析就是根據(jù)機械側(cè)要求的電機轉(zhuǎn)速、加速扭矩、減速扭矩、電機扭矩等，以及電機電流、電機的冷卻系數(shù)等檢驗項目來確定。其中，重點要適合啟動時扭矩的要求，電動機啟動點要滿足電動機輸出扭矩大于負(fù)載扭矩;加速過程的扭矩的要求，電動機的輸出扭矩必須小于電動機加或減速時的所需負(fù)載扭矩;減速過程的再生制動的要求（散熱）電機的溫升的要求，電機絕緣的等級等，變頻器的再生制動扭矩由減速時的電動機損耗和變頻器損耗來確定。這里，在變頻器的具體選擇中要注意以下幾點：為了增加變頻器的加速能力和啟動扭矩，可以在變頻器的參數(shù)中加大它的扭矩提升值或增加變頻器的容量;為了增加變頻器的再生制動扭矩，以改善變頻器的減速性能，可以采用增加變頻器的容量。

近期的一個項目中，電柜里安裝了15路PT100溫度變送器4路壓力，溫度線全部采用三芯屏蔽電纜，接地可靠（信號PE獨立接地）,1個變頻器，CPU226、模擬量模塊5只。

在實際調(diào)試中發(fā)現(xiàn)只要變頻器運行，有兩路溫度模擬里上下波動很大，關(guān)閉變頻器后溫度曲線很自然，心里想，干擾的源頭只能是變頻器了，沒有辦法，經(jīng)多位的一致認(rèn)為，只能將親愛的變頻器移出電柜（原本考慮在實際中能直觀的看到變頻器輸出頻率），安裝到風(fēng)機現(xiàn)場的架子上后，效果十分明顯，溫度曲線很自然的在走屬于它的獨享之路。

總結(jié)：

1、論壇里關(guān)于信號干擾的帖子也很多，大家是否都在犯同樣的錯，就是將變頻器安裝在含有模擬量出入的電柜里。（省事的辦法就直接安裝到負(fù)載現(xiàn)場，不必再犯重復(fù)的錯誤。）

2、在使用變頻器時，要充分按照變頻器使用原則，則在變頻器的輸入與輸出端加上濾波器，防止其產(chǎn)生的高頻電磁波疊加在模擬量通道上。

3、測量線要全部采用屏蔽電纜，屏蔽再好兩端接地，不要與變頻器的接地線混合在一起。切記?。?！