变频器主回路设计及计算
变频器常用的控制电路
这些输入输出分配地址。这里的PLC采用三菱FX2N-48MR继电器输出型PLC，变频器
采用三菱FR-A540变频器，其起停控制的I/O分配如表4.1所示。
输入
输出
输入继电器 X0 X1 X2 X3 X4
输入元件 SB1 SB2 SB3 SB4 A-C
作用
输出继电器
接通电源按 钮
Y0
切断电源按
钮
Y1
变频器起动
即具有记忆功能；在A地按下SB5或在B地按下SB6按钮，RM端子接通，频率下降，松开按
钮，则频率保持。从而在异地控制时，电动机的转速都是在原有的基础上升降的，很好地实
现了两地控制时速度的衔接。
图4.7 升降速端子实现的两地控制电路
4.6 变频器并联控制电路
• 变频器的并联运行、比例运行多用于传送带、流水线的控制场合。 • 一、由模拟电压输入端子控制的并联运行 • 1.运行要求 • (1) 变频器的电源通过接触器由控制电路控制； • (2) 通电按钮能保证变频器持续通电； • (3) 运行按钮能保证变频器连续运行，且运行过程中变频器不能断电； • (4) 停止按钮只用于停止变频器的运行，而不能切断变频器的电源。 • (5) 任何一个变频器故障报警时都要切断控制电路，从而切断变频器的电源。 • 2．主电路的设计过程 • (1) 空气开关QF控制电路总电源，KM控制两台变频器的通、断电； • (2) 两台变频器的电源输入端并联； • (3) 两台变频器的VRF、COM端并联； • (4) 两台变频器的运行端子由继电器触点控制。
两种情况及特点：
• 2．模拟电流控制端子IRF • 大多是反馈信号或远程控制信号。
• 二、接点控制端子的通断控制
• 接点控制端子是以“通”、“断”来进行控制的，因此其控制 信号也是以“有”和“无”相区别。应用时可由以下信号进行 控制：
变频器主电路接线端子及连接方式
• 中、大功率情况(>10KW)：
功率较大时，尤其是负载转动惯量较大，频 繁制动时，内设动力制动开关管容量难以满足要 求，制动单元和制动电阻均需外接。电机的发电 反馈会使Ud升高，当制动单元检测到Ud高于某 定额时，制动单元光耦及制动管导通，经RB泄放 能量。当RB等过热或电机过载时热脱扣使常闭点 分断，经THR
• KM——交流接触器，逆变器故障保护时，KM分 断，但由于 R0、T0的接入电使控制电路不会断 电，故障显示报警信息得以保持。
2. 输出端子的连接
U、V、W端子可直接接电 机,多电机并用时最好逐个 接入热过载继电器(KH)， 常闭触点接于变频器的控 制端子，单台电机时无需 KH，逆变器本身具有完善 的过载保护功能（OL）， 但多台并联运行时一台过 载，变频器未必过载。过 载保护的目的是保护电 机。
对应于另一条机械特性。f x fN 为额定频率、额定负载
f N
T TN
时对应的转差频率。当输出
转矩T=0时不补偿，随负载
f
加重，补偿量增加。 • G9S的F28设定转差补偿
f N
功能，设定范围为
T
fN 9.9 ~ 5.0
设定为0时不补偿。
0
TN
• 无需转速闭环可稳速，
受负载变化影响很小。
2. 矢量控制的设定
§6.7 转差补偿、矢量控制和自动
电压调整等功能的设定
1. 转差频率补偿
通常异步机T∝n， n0 n
转差频率f=pn/60 n0
转差频率即转子频率f2。
• 若负载加重，则 n
负载变导致转速改变。
•转差补偿：给定频率未
变频器主回路测量方法
变频器主回路测量方法
变频器主回路的测量方法主要包括以下步骤：
1. 主回路整流器和逆变器模块的测量：在通用变频器的整流模块输入端子R、S、T及直流端子P、N上，用万用表电阻档测量。
根据二极管和IGBT的单项导通性，将一支表笔搭接在直流母线正极P上，另一支表笔分别搭接在电源R、S、T上看导通情况。
如果全通或者全不通则将表笔反过来测量应全
不通或者全通，此种情况说明整流模块上半桥二极管完好。
如果出现有的通有的不同时整流模块损坏。
同样对于直流母线负极N和P及的测量方判定
方法一样。
对于逆变模块的测量和整流模块一样，只不过是将表笔搭接在输出端子U、V、W上看通断来判断。
2. 输出电流的测量：变频器的输出电流中含有较大的谐波，而所说的输出电流是指基波电流的方均根值。
因此应选择能测量畸变电流波形有效值的仪表，如级电磁式（动铁式）电流表和级电热式电流表，测量结果为包括基波和谐波在内的有效值。
当输出电流不平衡时，应测量三相电流并取其算术平均值。
当采用电流互感器时，在低频情况下电流互感器可能饱和，应选择适当容量的电流互感器。
如需更多信息，建议请教电子工程专家或查阅电子工程相关论坛。
变频器电路设计、计算及一些经验
5
输入侧必须设计浪涌吸收电路， 吸收元件一般采用压敏电阻、 气体放电管或安规电容等， 整流桥的输出就近安装一只高频无感电容（MKP或CBB81） 。见图1中的Yd和Cr，压敏电阻 的耐压值一般选为820V，整流桥的输出吸收电容Cr与变频器功率有关，一般容值为0.22～ 2uF，耐压为1600V。 增加快熔。快熔的熔断时间可达3~5mS比较适合整流桥的保护，并能防止故障的扩大及 非常严重的后果（如烧毁变频器等） 。例：通讯电源、UPS、富士G11变频器。对于是否增加 快熔不同厂商有不同看法，本公司的未加。
电流额定值选择： 1、确定过载能力： k 2 IO IC 式中，k为电流过载倍数，IO为变频器额定输出电流， IC为模块标称电流值（连续DC）。 2、确定抗电流冲击能力： m 2 IO IC (1ms ) 式中，m为硬件电流保护倍数，IO为变频器额定输出电流， IC (1ms )为模块1mS标称电流
1 主回路设计、计算
图 1.1 变频器主回路 变频器主回路如图 1.1 所示，主要包括交流电抗器、输入压敏电阻、整流桥、直流电抗 器、直流充电电阻、直流电抗器、充电接触器、直流母线电容、电容均压电阻、逆变桥、 母线浪涌吸收电容，此外还可以安装制动单元和制动电阻。
1.1 主回路参数计算
变频器输出容量：
Po 3UoIo
式中 Uo 是输出电压，Io 是输出电流。 直流环节电压平均值：
UD
3 2
UAC 1.35UAC
式中，UAC 为三相输入线电压的有效值。由于母线电容的存在，直流电压一般认为等于输入 线电压的幅值，即：
UD 2UAC 1.414UAC
直流环节电流：
ID
6
变频器的控制电路及几种常见故障分析
变频器的控制电路及几种常见故障分析变频器的控制电路及几种常见故障分析1、引言随着变频器在工业生产中日益广泛的应用，了解变频器的结构，主要器件的电气特性和一些常用参数的作用及其常见故障对于实际工作越来越重要。
2、变频器控制电路给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的网络，称为控制回路，控制电路由频率，电压的运算电路，主电路的电压，电流检测电路，电动机的速度检测电路，将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路等组成。
无速度检测电路为开环控；在控制电路增加了速度检测电路，即增加速度指令，可以对异步电动机的速度进行更精确的闭环控制。
（1）运算电路将外部的速度，转矩等指令同检测电路的电流，电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。
（2）电压、电流检测电路为与主回路电位隔离检测电压，电流等。
（3）驱动电路为驱动主电路器件的电路，它与控制电路隔离，控制主电路器件的导通与关断。
（4）I/O电路使变频更好地人机交互，其具有多信号（比如运行多段速度运行等）的输入，还有各种内部参数（比如电流，频率，保护动作驱动等）的输入。
（5）速度检测电路将装在异步电动机轴上的速度检测器（TG、PLG等）的信号设为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
（6）保护电路检测主电路的电压、电流等。
当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压，电流值。
逆变器控制电路中的保护电路，可分为逆变器保护和异步电动机保护两种，保护功能如下：（1）逆变器保护①瞬时过电流保护，用于逆变电流负载侧短路等，流过逆变电器回件的电流达到异常值（超过容许值）时，瞬时停止逆变器运转，切断电流，变流器的输出电流达到异常值，也得同样停止逆变器运转。
②过载保护，逆变器输出电流超过额定值，且持续流通超过规定时间，为防止逆变器器件、电线等损坏，要停止运转，恰当的保护需要反时限特性，采用热继电器或电子热保护，过载是由于负载的GD2（惯性）过大或因负载过大使电动机堵转而产生。
低压变频主回路拓扑
低压变频主回路拓扑是一种用于变频调速的电路设计，它决定了变频器的功能、性能和可靠性。
以下是一个低压变频主回路的拓扑示例，包括电源、整流器、滤波器、逆变器和输出接触器等部分。
电源：变频器需要一个稳定的电源来提供能量。
通常，电源会从电网或电池中获取。
整流器：整流器是将交流电转换为直流电的过程。
在低压变频主回路中，整流器通常由一系列的二极管或晶闸管组成，将交流电源转换为直流电压。
滤波器：滤波器用于消除整流器产生的脉动波形的波动，使其变得平滑。
滤波器通常由电感和电容组成，以减少电压和电流的波动。
逆变器：逆变器是将直流电转换为交流电的过程。
在低压变频主回路中，逆变器通常由一系列的晶体管或IGBT组成，将直流电压转换为所需的频率和相位的交流电压。
输出接触器：输出接触器用于在变频器停止和启动时切换输出电流。
它通常由电磁铁和触点组成，用于控制变频器的开关状态。
此外，低压变频主回路中可能还包括控制电路、保护电路和其他辅助设备，如制动电阻器和冷却风扇等。
这些设备用于控制变频器的运行、保护变频器免受损坏以及提供必要的冷却效果。
低压变频主回路的拓扑结构可以根据不同的应用场景和要求进行设计，以满足不同的性能和可靠性要求。
不同的拓扑结构可能会影响变频器的效率、成本、尺寸和重量等因素。
因此，在设计低压变频主回路时，需要根据具体的应用场景和要求进行选择和优化。
变频器主回路结构图及故障经验
变频器主回路结构图及故障经验2011-04-27 18:54:59| 分类：默认分类阅读6 评论0 字号：大中小订阅本文引用自fx1s《变频器主回路结构图及故障经验》下面先来说说变频器硬件故障如何判断技术人员凭借数字式万用表根据上图可简单判断主回路器件是否损坏。
（主要是整流桥，IGBT，IPM）为了人身安全，必须确保机器断电，并拆除输入电源线R 、S、T和输出线U、V、W后放可操作！首先把万用表打到“二级管”档，然后通过万用表的红色表笔和黑色表笔按以下步骤检测：1、黑色表笔接触直流母线的负极P(+),红色表笔依次接触R、S、T，记录万用表上的显示值；然后再把红色表笔接触N(-)，黑色表笔依次接触R、S、T，记录万用表的显示值；六次显示值如果基本平衡，则表明变频器二极管整流或软启电阻无问题，反之相应位置的整流模块或软启电阻损坏，现象：无显示。
2、红色表笔接触直流母线的负极P(+),黑色表笔依次接触U、V、W，记录万用表上的显示值；然后再把黑色表笔接触N(-)，红色表笔依次接触U、V、W，记录万用表的显示值；六次显示值如果基本平衡，则表明变频器IGBT逆变模块无问题，反之相应位置的IGBT逆变模块损坏，现象：无输出或报故障。
故障经验一。
变频器老是跳硬件保护“OCU1”故障，赶到现场后我静态测试机器无问题，主线路、控制线路也完好。
我用万用表量零线和地线是通的，问电工才知道他们工厂的零地是共用的。
一般变频器接地时，如果该工厂零线与地线是共用的话，最好另处取地线，把地线取下后故障解除。
故障分析：因为该厂的零线与地线是共用的，变频器接地线也等于接了零线，零线一般会传播干扰信号。
而我们的变频器报“OCU1”故障有如下几种情况：1。
变频器三相输出侧有短路现象；2。
逆变模块损坏；3。
外部干扰信号进入变频器。
由于第一与第二种原因正常排除，就只有第三种外部干扰信号，干扰信号是从地线进入的，所以把地线拆除，就切断了干扰源。
变频器原理及接线图
其它异常
存储器异常、键盘通信异常、CPU异常等等
二、变频器的用途
变频器在日常生活及工业生产中用途非常广泛．比 如我们日常生活中的供水，住户只要上了七楼以上，自 来水公司的压力就很难满足需要了，水压不够，打不开 热水器，启动不了全自动洗衣机的电磁阀，因为它们是 靠水压来开启的。所以，对于一般的高层建筑，我们可 以利用变频器的调速特性和编程自动化控制功能，把它 装配在地下水池的水泵上，让水泵直接往用户管道供水。 用户用水量大，变频器控制水泵自动加速运行；用户用 水量小，变频器控制水泵减速运行；无人用水，自动减 速甚至停机。这就是我们通常说的变频恒压供水。
• “01” • … • “99” 4. 使用上/ 下箭头 键逐步进入所要的参数组，例如，“03”。 5. 按下 MENU/ENTER （菜单/ 进入）键。 显示已选的参数组的一个参数。例如，“0301”。 6. 使用上/ 下箭头键找到你所需要修改的参数。
7. 按下 MENU/ENTER （菜单/ 进入）键，采取下列二者之一的方式： 按下后并保持2 秒 钟，或快速连续按两次 。则会显示参数值，并在参数值下带 字样。
主要内容
一、变频器简介 二、变频器的用途 三、变频器的安装方法 四、变频器外部线路的连接 五、ABB ACS510变频器操作说明及简单设定 六、ABB ACS510变频器的故障处理 七，变频器的维护 八，变频器主电路外围设备选择
一、变频器简介
变频器（Variable-frequency Drive，VFD） 是应用变频技术与微电子技术，利用电力半导体器 件的通断通过改变电机工作电源频率方式来控制交 流电动机的电力控制设备。
参数 3002 PANEL COMM ERROR （控制盘丢失故障）。
变频器控制电路设计方法(1)
控制线路的设计方法
功能添加法 较简单的控制线路 步进逻辑公式法 多个工作过程自动循环的复杂线路
功能添加法举例说明
设计要求： 1、有两台电动机，正转运行， 2、第一台电机必须先开后停，正常停车为 斜坡停车。 3、如果任何一台电机过载时，两台电机同 时快速停车。
设计两个能独立开停的控制线路
第三次添加功能——加过载同时停车 过载保护可以在Set－ttd参数设置电机热态阈值， 然后用变频器的内部继电器R1（或R2）停车， 即设置R1参数为I-O－r1＝tSA（达到热态阈值）。 由于正常停车与过载停车停车模式与停车时间均 不相同，所以过载时应通过逻辑输入快速停车， 设置Fun－StC－FSt＝LI5，即分配变频器的输入 端子LI5为过载停车端子
第三次添加功能后，虽然过载后两台电机 能快速停车，但停车后1KA、2KA线圈仍 处于吸合状态，无法重新起动，除非先按 下按钮2SB1和1SB1，使1KA、2KA线圈失 电，很不方便。我们可以用KA的触点使 1KA、2KA线圈自动失电，主电路不变
第四次添加功能——过载停车后，1KA、2KA线 圈自动失电
第二次添加功能——第一台电机不能先停。将 2KA的常开触点与停车按钮1SB1并联
第三次添加功能——加过载同时停车 过载保护可以在Set－ttd参数设置电机热态阈值， 然后用变频器的内部继电器R1（或R2）停车， 即设置R1参数为I-O－r1＝tSA（达到热态阈值）。 由于正常停车与过载停车停车模式与停车时间均 不相同，所以过载时应通过逻辑输入快速停车， 设置Fun－StC－FSt＝LI5，即分配变频器的输入 端子LI5为过载停车端子
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变频器的安装及接线
变频器的安装及接线2.1 变频器的安装变频器安装方式为壁挂式。
单台变频器的安装间隔及距离要求，如图 2-1所示。
两台变频器采用上下安装时，中间应采用导流隔板，如图 2-2所示。
10cm以上8cm以上出风方向10cm以上导流隔板变频器8cm以上变频器图 2-1 安装间距距离图 图 2-2 多台变频器的安装图◆ 环境温度越高，变频器的使用寿命越短。
◆ 如果变频器的附近有发热装置，请将它移到尽可能远方。
另外，当变频器被安装在箱体内时，要充分考虑到垂直度和空间大小，有利于散热。
2.2 变频器的安装尺寸图 2-3 变频器尺寸图适用于DRS3000-V4T0055C ～V4T0550机型(金属壳机体)图 2-3 变频器尺寸图适用于DRS3000-V4T0110C 以下机型(塑壳机体)表2-1 变频器安装尺寸表2.3变频器的接线2.3.1注意事项：◆确保电源完全切断10分钟以后，方可打开变频器面盖。
◆确认主回路端子P+，P-之间的电压值在36VDC以下，方可进行内部配线作业。
◆核实变频器的额定输入电压是否与交流供电电源的电压一致。
如输入电压等级不一致，将有可能导致变频器的损坏。
◆请按顺序安装，即安装好主体后再接线以防出现电击事故或损坏变频器。
◆变频器出厂前已通过耐压试验，用户不可再对变频器进行耐压试验。
◆必须在电源与变频器之间连接无熔丝断路器，以免因变频器故障导致的事故扩大，损坏配电装置或造成火灾。
◆务必将变频器的接地端子和电动机外壳连接到接地线。
接地线应使用铜芯线，截面积在4cm2以上，接地电阻◆严禁将控制端子中R1A、R1B、R1C、R2A、R2A以外的端子接上交流220V电源，否则有损坏变频器的危险。
◆严禁将交流电源接到变频器的输出端子U、V、W上，否则将会造成变频器的损坏。
2.3.2变频器端子说明及配线1、主回路端子及功能说明R S T P+WP1GDB P-U V图2-4主回路端子图(适用于DRS3000-V4T0055～0075机型)V WP+P-P1R UT GDBS图2-5主回路端子图(适应于DRS3000-V4T0110～0150机型)R S T GP1P-U V WP+图2-6主回路端子图(适用于DRS3000-V4T0185以上机型)表2-2主回路端子功能说明2、 控制回路端子及功能说明DOG 12CM 3GND AUX 824VR2A R2CDO176R1A R1C R1B 5CM VIN VR GND AO2A01AIN 4图2-7 控制回路端子图(适用于DRS3000-V4T0055C 以上机型)表2-3 控制回路端子功能说明种类端子标号 端子功能开 关 信 号 输 入1 正转运行 — 停止指令2 反转运行 — 停止指令3 外部故障输入4 故障复位输入5 多功能 输入端子 三线式操作，Local/Remote 控制，多段速切换，加减速禁止，外部中断，过热警告，PID 控制，直流制动，速度搜寻，up/down 功能，PG 速度控制，外部故障，计时功能，多功能模拟输入设定6 7 8 CM 开关信号公共地端24V 开关信号24V 电源公共端（也可作24V 独立电源） 模 拟 输 入 信 号VR 速度设定用电源(+12V 、+5V 可选)（也可作独立电源） VIN 电压主速指令（0-10V) AIN 电流主速指令（4-20mA ）AUX 多功能模拟输入端子：辅助频率指令，指令偏置，指令增益，过转矩检出基准，输出电压补偿，加减速时间缩短系数，直流制动电流，运转中失速防止基准，PID 控制，频率下限，跳跃频率4 GND模拟信号公共端子◆ 端子1～8可设定成地或电源模式，当设为地模式时，JP4跳线置于1、2位置，当设为电源模式时，JP4跳线置于2、3位置。
变频器的接线端子使用说明
变频器的接线端子使用说明
变频器的接线端子使用说明
变频器的接线端子分为主回路和控制回路两大部分，把变频器后上盖打开，即可看到主回路端子和控制回路端子，使用时务必依照附录图2. 3. 1所示进行接线。
由于附录图2.3. 1为变频器的标准接线图，在具体使用时，有些功能并不需要，应根据具体的使用要求进行必要的配线，不需要的控制端可以空开不用。
/product.asp
接线端子排列
2.控制回路接线
控制回路接线必须与主回路分开，否则会引起干扰，使控制功能失灵，根据使用要求，设计控制回路接线.不需要的端子可以空开不用，控制端子功能如附录表2.3.2.
控制端子功能。
变频器计算
变频器计算一、变频器的合理选用变频器的选用,应按照被控对象的类型、调速范围、静态速度精度、启动转矩等来考虑,使之在满足工艺和生产要求的同时,既好用,又经济。
1. 变频器及被控制的电机(1)电机的极数。
一般电机极数以不多于4 极为宜,否则变频器容量就要适当加大。
(2)转矩特性、临界转矩、加速转矩。
在同等电机功率情况下,相对于高过载转矩模式,变频器规格可以降格选取。
(3)电磁兼容性。
为减少主电源干扰,在中间电路或变频器输入电路中增加电抗器,或安装前置隔离变压器。
一般当电机与变频器距离超过50m时,应在它们中间串入电抗器、滤波器或采用屏蔽防护电缆。
表1 列出不同类型变频器的主要性能、应用场合。
2. 变频器箱体结构的选用变频器的箱体结构要与条件相适应,必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素。
有下列几种常见结构:(1) 敞开型IP00型。
本身无机箱,可装在电控箱内或电气室内的屏、盘、架上,尤其适于多台变频器集中使用时选用,但环境条件要求较高。
(2)封闭型IP20 型。
适于一般用途,可有少量粉尘或少许温度、湿度的场合。
(3)密封型IP45 型。
适于工业现场条件较差的环境。
(4)密闭型IP65 型。
适于环境条件差,有水、灰尘及一定腐蚀性气体的场合。
3. 变频器功率的选用变频器负载率β与效率η的关系曲线见图1。
由图1 可见:当β= 50%时,η= 94%;当β= 100%时,η= 96%。
虽然β增一倍,η变化仅2%,但对中大功率(几百千瓦至几千千瓦) 电动机而言亦是可观的。
系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积。
从效率角度出发,在选用变频器功率时,要注意以下几点。
(1)变频器功率与电动机功率相当时为最合适,以利于变频器在高效率状态下运转。
(2)在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时,则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率,并且应略大于电动机的功率。
(3)当电动机属频繁启动、制动工作或处于重载启动且较频繁时,可选取大一级的变频器,以利于变频器长期、安全地运行。
变频器主回路测量方法 -回复
变频器主回路测量方法-回复1. 什么是变频器主回路？变频器主回路是变频器内部的核心组成部分，主要由电容器、电感器、IGBT 等元器件组成，其作用是将直流电转换为可控的交流电，用于驱动电机。
2. 测量变频器主回路的目的是什么？测量变频器主回路可以检查主回路元器件的工作状况，如电容器、电感器、IGBT等，确保其正常工作，避免潜在的故障和损坏，并优化其性能，使其能够更好地适应不同的电机负载和工作条件。
3. 变频器主回路的测量步骤是什么？变频器主回路的测量步骤可以分为以下几个部分：第一步：测量电容器使用万用表或LCR表测量电容器的电容值和损耗（ESR），以确定其是否正常工作。
如果电容器电容值低于额定值或损耗过高，则需要更换电容器。
第二步：测量电感器使用万用表等工具测量电感器的电感值和电阻值，以确定其是否正常工作。
如果电感值低于额定值或电阻值过高，则需要更换电感器。
第三步：测量IGBT元件使用数字万用表等工具测量IGBT的静态特性，如漏电流、开通电压和关断电流等，以确定其是否正常工作。
如果IGBT存在故障或损坏，则需要更换IGBT。
第四步：测量主回路输出电压使用示波器等工具测量主回路输出电压波形，以确定其是否符合要求。
如果输出电压波形存在明显的失真或尖波等现象，则需要进一步调整主回路参数或检查主回路元器件。
第五步：进行主回路调试根据实际应用情况和需求，对主回路进行调试，并进行必要的参数优化和调整，以确保变频器主回路的正常工作和优异性能。
4. 变频器主回路测量时需要注意哪些问题？在测量变频器主回路时，需要注意以下几个问题：首先，需要事先对测量工具进行校准和检查，以避免误差和不准确的测量结果。
其次，需要在安全的条件下进行测量，避免因操作不当造成电击等危险。
另外，需要注意环境条件和测量参数的选择，保证测量的精确性和可靠性。
最后，需要在仔细检查并确认主回路元器件工作正常的情况下进行主回路的优化和调整。
基于三电平变流器的1140V变频器的主回路设计与仿真
变频器主回路的构成
１．１变频器的基本概念
变频器ＶＦＤ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｒｉｖｅ）是应用变频技术 与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动 机的电力传动设备。变频器的主要结构包括整流、滤波、逆变、制 动单元、驱动单元、检测单元以及微处理单元组成。变频器的主电 路可以分为电压型和电流型两大部分，其中电压型是指将电压源 的直流转换成交流的变频器，此时的直流回路的滤波是电容；而 电流型则是将电流源的直流直接传换成交流的变频器，此时的直 流回路滤波是电感。电流型变频器的主要结构是由整流器、平波 回路以及逆变器三大部分构成，其中整流器是将工频电源变换为 直流功率，平波回路是吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动， 而逆变器则是将直流功率变换为交流功率。
＋１０％）×１．２＝２３４０Ｖ。
２．３输入整流电抗器的设计
《
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基于三电平变流器的１１４０Ｖ变频器的输入整流电抗器在设 计时需要考虑电流响应的动态和静态性能。根据１１４０Ｖ变频器整 流器工作环境的需要，在计算出直流侧母线的电压值后，可以根 据以下公式计算出输入整流电抗器的电抗值大小：
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌｏｎｇ ｂｙ ｔｈｅｎｅｗｗｉｔｈ来自ｔｈｅｒａｐｉｄ
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ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｂｅｃｏｍｅ
ａｎｄ
ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｃｈｏｉｃｅ ｆｏｒ ｉｎｖｅｒｔｅｒ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｈｉｇｈ—’ｐｏｗｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
ｐｏｗｅｒ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ
变频器主电路工作原理
变频器主电路工作原理标题：变频器主电路工作原理引言概述：变频器是一种用于调节交流电动机转速的设备，通过改变机电输入的频率和电压来实现调速。
变频器主电路是变频器的核心部份，其工作原理对于了解变频器的运行机制至关重要。
一、电源输入1.1 变频器接收来自电网的三相交流电源。
1.2 电源通过整流器将交流电转换为直流电。
1.3 直流电通过滤波电路去除波动和噪音，保证电源稳定。
二、逆变器2.1 逆变器将直流电转换为可变频率的交流电。
2.2 逆变器采用晶闸管、IGBT等元件进行电压和频率的调节。
2.3 逆变器通过PWM技术控制输出波形，实现对机电转速的精确调节。
三、控制电路3.1 控制电路接收用户设定的转速信号。
3.2 控制电路根据设定值调节逆变器输出频率和电压。
3.3 控制电路监测机电运行状态，保证机电安全稳定运行。
四、保护电路4.1 保护电路监测电流、电压和温度等参数，保护机电和变频器不受损坏。
4.2 保护电路在浮现故障时自动切断电源，避免事故发生。
4.3 保护电路通过显示屏或者报警器提示用户故障信息，便于维修和排除故障。
五、反馈回路5.1 反馈回路监测机电转速和输出功率。
5.2 反馈回路将实际运行情况反馈给控制电路，实现闭环控制。
5.3 反馈回路可以根据实际负载情况调整输出频率和电压，提高系统效率和稳定性。
结论：变频器主电路是变频器的核心部份，通过电源输入、逆变器、控制电路、保护电路和反馈回路的协同作用，实现对机电转速的精确调节和保护。
深入理解变频器主电路的工作原理，有助于提高设备的运行效率和可靠性。
变频器维修图解
要想做好变频器维修，当然了解变频器基础知识是相当重要的，也是迫不及待的。
下面我们就来分享一下变频器维修基础知识。
大家看完后，如果有不正确地方，望您指正，如果觉得还行支持一下，给我一些鼓动！变频器维修入门－－电路分析图对于变频器修理，仅了解以上基本电路还远远不够的，还须深刻了解以下主要电路。
主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。
图2.1是它的结构图。
变频器基本电路图分析目前，通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器，通常尤以电压器变频器为通用，其主回路图（见图1.1），它是变频器的核心电路，由整流回路（交—直交换），直流滤波电路（能耗电路）及逆变电路（直—交变换）组成，当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。
1）整流电路如图1.2所示，通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。
它的功能是将工频电源进行整流，经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。
三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。
网络的作用，是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压，从而避免由此而损坏变频器。
当电源电压为三相380V时，整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V，最大整流电流为变频器额定电流的两倍。
2）滤波电路逆变器的负载属感性负载的异步电动机，无论异步电动机处于电动或发电状态，在直流滤波电路和异步电动机之间，总会有无功功率的交换，这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。
同时，三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。
为了减小直流电压和电流的波动，直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。
通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容，通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组，以得到所需的耐压值和容量。
另外，因为电解电容器容量有较大的离散性，这将使它们随的电压不相等。
因此，电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻，消除离散性的影响，因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。
变频器主回路测量方法
变频器主回路测量方法变频器主回路测量方法是工程领域中的重要内容，以下是50条关于变频器主回路测量方法的详细描述：1. 确定变频器主回路的电压和电流测量点，通常包括输入电压和电流、输出电压和电流等。
2. 在测量前，需要仔细检查电路接线是否正确，确保安全可靠。
3. 使用合适的电压表和电流表进行主回路参数的测量。
确保测量设备的准确度和合格性。
4. 监测变频器主回路电压，在不同负载和运行状态下进行测量，以获得全面的数据。
5. 注意电压测量的时间点，针对不同的运行状态选择合适的时间进行测量，以获取真实的数据和波形。
6. 记录电压测量结果，并与设备规格进行对比，发现异常情况及时处理。
7. 测量变频器主回路电流时，注意电流传感器的连接方式和精度，确保测量的准确性。
8. 根据电流测量值，计算主回路的功率参数，可用于评估设备负载情况。
9. 在测量电流时，留意电流的波形和变化规律，发现电流异常情况时及时排查并处理。
10. 重点关注电压和电流的谐波情况，可使用功率质量分析仪等设备进行谐波分析。
11. 考虑使用示波器等设备对主回路电压和电流进行实时监测和分析。
12. 将主回路的测量数据与变频器参数进行比对，查找设备性能的潜在问题。
13. 关注变频器主回路中的绝缘测试，确保设备在安全可靠的状态下运行。
14. 深入了解主回路中各部件的工作原理和特性，有利于更准确地进行测量和分析。
15. 对变频器主回路中的功率元件进行温升测试，监测设备的散热情况和工作温度。
16. 如果适用，进行电磁兼容性测试，避免主回路中的干扰影响其他设备的正常运行。
17. 注意变频器主回路中的接地情况，确保设备接地良好，避免接地故障引发安全问题。
18. 使用适当的测试仪器和设备进行主回路的电磁干扰测试，确保设备符合相关标准。
19. 考虑在测量主回路电压和电流时，采集数据进行实时监控，以观察设备在不同条件下的表现。
20. 在测量前，关闭变频器并断开电源，确保操作的安全性和可靠性。
变频器工作原理图解
变频器工作原理图解1 变频器的工作原理变频器分为 1 交---交型 输入是交流，输出也是交流将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流，又称 直接式变频器2 交—直---交型 输入是交流，变成直流 再变成交流输出将工频交流电通过整流变成直流电，然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电又称为间接变频器。
多数情况都是交直交型的变频器。
2 变频器的组成由主电路和控制电路组成主电路 由整流器 中间直流环节 逆变器 组成先看主电路原理图三相工频交流电 经过VD1 ~ VD6 整流后， 正极送入到缓冲电阻RL中，RL的作用是防止电流忽然变大。
经过一段时间电流趋于稳定后，晶闸管或继电器的触点会导通短路掉缓冲电阻RL ，这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上，这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。
由于一个电容的耐压有限，所以把两个电容串起来用。
耐压就提高了一倍。
又因为两个电容的容量不一样的话，分压会不同，所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ，这样，CF1 和CF2 上的电压就一样了。
继续往下看，HL 是主电路的电源指示灯，串联了一个限流电阻接在了正负电压之间，这样三相电源一加进来，HL就会发光，指示电源送入。
接着，直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间，VB的导通由控制电路控制，VB上还串联了变频器的制动电阻RB，组成了变频器制动回路。
我们知道，由于电极的绕组是感性负载，在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势，这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高，这个电压高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。
当有反向电压产生时，控制回路控制VB导通，电压就会通过VB在电阻RB释放掉。
当电机较大时，还可并联外接电阻。
一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的，如果断开，这里可以接外加的支流电抗器，直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。
变频器的工作原理 主回路结构 主回路各部分的结构和功能
进线侧组件(进线滤波器)用于限制和保护整流元件，防止电流电压瞬时或者持续升高，并且确保连接设备符合相应的EMC 标准。
进线滤波器适用于接地系统（带星形接地点的TN 或TT 系统）。
进线谐波滤波器可将变频装置的低频谐波限制在12脉冲整流的谐波水平。
如果使用进线谐波滤波器，变频装置必须选用进线电抗器。
对于电网条件不是太好的场合，推荐选用进线电抗器，它既能抑制变频装置产生的过高谐波电流（从而防止过载），又能用于将谐波限制在允许值以内。
谐波电流通过进线电抗器的电感和电源电缆的总电感来限制。
如果电源输入电感足够大（即RSC 的值必须足够小），则可将进线电抗器省去。
当传动工作在制动状态或可控停车时（如急停），就需要使用制动模块和匹配的制动电阻。
制动模块由功率电子器件及其相应的控制电路组成。
工作电源来自直流回路。
制动工作时，直流回路的过多能量通过外部制动电阻耗散掉。
制动模块独立于变频调速器控制而自主工作。
要求每套制动电阻器将对应一个制动模块. 制动模块与制动电阻间的电缆最大允许长度为100m.输出侧组件:输出电抗器可以降低变频器电机端产生的电压斜率，从而降低电机绕组的电压应力。
同时还可以延长电缆长度. dv/dt+VPL （电压尖峰抑制器）滤波器可将电压上升率dv/dt限制在小于500 V/ μs 的范围内, 采用dv/dt+VPL 滤波器时的最大电机电缆长度：• 屏蔽电缆：300 m （例如，Protodur NYCWY）• 非屏蔽电缆：450 m （例如，Protodur NYY ）dv/dt+VPL 滤波器包括两个部件，可以作为分立单元分开供货：• dv/dt 电抗器• 电压限制器，切断电压峰值，并将能量反馈到直流回路。
正弦波滤波器用于380V 至480V 的电压范围（功率可达250kW, 最大输出频率为150 Hz）或500V 至600V 的电压范围（功率可达132kW, 最大输出频率为115 Hz）。
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变频器主回路·设计、计算·要点及一些经验主要内容·变频器主回路构成；·主回路参数及所用元件的选择计算；·主回路设计的要点及经验；·主回路的保护；·主回路设计的造成问题及对策；变频器组成变频器描述：变频器是一种将输入固定电压和固定频率（通常为3相380V，50HZ)的电能转化为可调整电压和频率电能输出（Variable Voltage Variable Frequency,VVVF）的交流电气传动设备。
变频器分类：交交变频器，交直交变频器；交直交变频器分类：电压源型变频器和电流源型变频器产品构成1、结构壳体、电气部件和机械连接涉及设计类型：产品设计、结构设计、热设计2、电气（主回路）主回路器件选型、计算3、控制部分（控制回路）主控制板（功能实现、波形发生，各种控制逻辑，……）驱动板（主回路器件驱动和控制，各种参数检测和保护，辅助电源）人机界面（键盘）变频器主回路构成及作用主回路参数计算输出容量：UoIo Po 3=式中，Io ：变频器输出电流 Uo ：变频器输出电流 直流环节电压：UACUAC UD 35.123==π式中，UAC 为三相输出线电压 直流环节电流：IO IO ID 283.16==π式中，IO 为变频器额定输出电流实用的近似关系：1、三相380V 等级变频器额定输出电流与额定输出功率的关系I=2*P2、单相220V 等级变频器额定输出功率与输出电流的关系I=5*P电气连接1、PCB 走线：小功率（≤22KW ，西门子做到90KW ）机型普遍采用。
优点：成本低，电感小，工艺好。
注意产品要求的通流能力，PCB 铜箔厚度和一致性。
2、塑胶绝缘导线：输入：功率因数≤0.8时3Amm 2功率因数≥0.96（加直流电抗器）时4A/mm 2 输出：3A~3.5A/mm 2优点：成本低，电感大，工艺上需注意固定等绝缘问题。
3、铜排： 6A~8Amm 2成本高，电感大小与部线方式有关，常用于18.5KW 以上功率等级。
整流桥计算流过整流管的电流有效值：℃），满足设计要求（的查）（变频器的整流管：例：选择为变频器输出额定电流式中：过载系数αα）（整流管电流选择：的值标称值时对应导通的值，整流管手册值为平均值：）））（）））（1001901729.186176283.1368.05.15.16368.02~1908.1~5.1.6368.02~1368.0323180120637.02577.03((120(180()(120A I MDD AIo I KW Io Io I I I I I I I I I I I Ir AV Vr AV vr AV Vr DD AV T AV T AV T DDAV T D D==⨯⨯⨯⨯=⨯⨯==⨯⨯====︒︒==︒︒︒παπππ整流管电压额定值RRM Uα⨯⨯⨯≥1.12AC RRM U U式中α为安全系数，一般取2 输入交流电压 直流电压峰值 耐压Urrm220 684 800 240 746 800 400 1369 1600 480 14981600整流元件并联多个整流元件的并联：器件并联必须降低电流额定值使用，所选整流管的额定电流按下式选择：npITa 1)5.2~7.1(= 式中：I 为允许过载时一组桥臂的平均电流。
Np 为并联支路数例：160KW 变频器采用三组整流管并联的计算A np ITa AIO I 6.119~3.8135.1435.2~7.115.2~7.15.1434.36368.06368.0======）（）（ππ查MDD95的ITA=120A(105℃），DD106N 的ITA=106A （100℃），他们可满足要求并联要求：1、挑选伏安特性曲线比较一致的器件（等级号一致）2、注意连线的结构处理（上图）3、采用均流变压器（上图）4、并联的器件工作温度尽量一致，在散热器上尽量靠近主回路电容电容类型：铝电解电容，一般采用80℃2000小时和105℃2000小时标准品耐压等级：400V（单相220V等级，三相380V等级需串联）420/450V（单相260V等级，三相460V等级需串联）容量选择依据：1、产品实测通过电容的纹波电流大小和电容允许纹波电流大小。
变频器实际的纹波电流一般会超过电容允许纹波电流大小的2~4倍，变频器要求电容工作时间50000小时（标称更换电容周期2~3年）2、产品对电网电源瞬间跌落的要求。
3、一般远策：105℃电容：1KW（额定电流），100~120uF;85℃电容1KW，120~160uF. 安装类型：牛角（常用容量范围：100uF，180uF，220uF，330uF，470uF，560uF，680uF，820uF）螺栓（常用容量规格：1000uF，1500uF，2200uF，3300uF，4700uF，5600uF，6800uF，8200uF，10000uF）富士变频器电容规格逆变元件的选择IGBT 已成为现阶段和以后中大功率变频器的最优选择。
选择IGBT 时应重点考虑一下的几点： 一，首先根据变频器载频工作范围及热设计的要求选择一种合适的类型。
选择三种类型IGBT 中的一种：1、极低的通态压降，但开关损耗大，如EUPEC 的FS450等第三代芯片，VON=1.7V-1.8V ，工作频率为1-8K ，优化工作频率为4K 。
2、高通态压降，但开关损耗小，如富士、三菱及EUPEC 的BSM300DN2等第二代IGBT 芯片，VON=2.5-3.0V ，工作频率为可达20K 。
例：富士G113、中等通态压降，但开关损耗较小，如ABB 的SPT 模块及三菱的F 系列，VON=2.0-2.2V ，工作频率可达10K.二，根据体积、结构是否易于并联、维护成本及结构设计的压力等要求决定采用哪一种封装形式。
三，计算所选IGBT 的电流等级、电压等级，该步骤同时也影响了吸收电路的形式选择及结构设计的特点。
逆变桥元件计算关于逆变元件耐压和电流的选择：1、考虑到瞬间过电压，IGBT 的耐压通常为直流母线电压的两倍。
瞬间过电压受回路杂散电感和IGBT 开关速度的影响，所以实际耐压的选择要视回路的杂散电感而定。
2、电流的选择与最大工作频率，总功耗、冷却方式及环境温度范围都有关系，实际上，产品手册中给出的电流参数尝尝在一两种条件下定义，因此总的来讲并不准确适合实际应用，有时变差甚远。
IGBT 模块电压额定值计算：β），（（α）β（⨯=+⨯⨯≥⨯+⨯⨯≥Uac Vpn V CxLs n IC U U U RRMAC RRM 35.1pn 2)15022式中：U AC 为变频器输入电源电压，β为电源电压波动系数，α为安全系数，Ic为IGBT模块额定电流，n为短路时电流冲击的倍数，IGBT模块额定电流Ls为母线寄生电感的大小，Cx为吸收电容的大小，Vpn为正常工作时的母线电压。
电流额定值选择：1、确定过载能力：2k≤IcIO式中，k为电流过载倍数，Io为变频器额定输出电流，Ic为模块标称电流值（连续DC）2、确定抗电流冲击能力：)m≤IcIOmin12（式中，m为硬件电流保护倍数，Io为变频器额定输出电流，Ic（1min）为模块IMS 标称电流。
主回路元件的保护1、整流桥的保护：必须设计浪涌吸收电路。
吸收元件一般采用压敏电阻、或X和Y电容等。
连接方式：星型，三角形+任一相对地，星型+三角型。
压敏电阻：S10（≤7.5KW），S14（11~22KW），S20（大于≥30KW）星型：420,510；三角型：625整流桥的输出就近安装一直高频无感电容（MKP或CBB881），保护整流桥，容量≥0.01uF.增加快熔。
快熔的熔断时间可达3~5mS比较适合整流桥的保护，并能防止故障的扩大及其他严重的后果。
缺点：成本非常非常高。
连接方式：单只串联到直流母线（三相输入，中大功率），单只整流输入（单相），三只整流输入（三相，200KW以上）2、逆变桥元件的保护：过电流保护：电流传感器检测保护（霍耳或分流器）检测保护（要求整个保护环路响应速度满足元件的规格要求，10uS以内，缺点是相应太快容易误保护）VCE检测保护。
过电压保护：慎重选择吸收电路的形式并仔细选择吸收电容的型号、容量、耐压及厂家。
上电缓冲及实现缓冲电阻的选择及特点：阻值大小由整流桥的型号和滤波电容的容量决定。
阻值大小一般可按流过电阻的电流为整流管电流额定值的1~2倍。
抗冲击能力强。
必须确认电阻的冲击曲线并反复实验验证。
关键是绕制电阻的材料和线经，材料一般选择康铜丝。
实验方法：将2倍匹配变频额定容量电容充满电（充到电容额定电压），用该电阻突然短路放电。
缓冲电阻旁路元件缓冲电阻旁路元件的选择及特点1、继电器，实现简单，成本低，功耗小，可靠性高。
目前的小功率变频器（一般能做到≤15KW ）多采用该方案。
西门子最高功率等级做到90KW 。
2、接触器，实现简洁，成本低，功耗小，可靠性较差。
目前的大功率变频器多采用该方案。
选择要点，选择密闭效果好的型号。
3、直流目前串联可控硅，功耗较大（1~2V 导通电压），效率低，可靠性高。
目前在母线为电流75~200A 之间有一定优势，市面有带母线可控硅的整流桥卖。
4、半控或全控整流。
大功率使用（一般≥30KW ），驱动和控制复杂，成本高，可靠性高。
接触器及选择接触器使用类别：AC-1：无感或微感负载，如电阻炉等AC-3：笼型异步电动机的起动、运转中分断。
AC-4：笼型异步电动机的起动、反接制动与反向、点动。
用于变频器直流回路旁路缓冲电阻的触点中流过的是叠加较小纹波的直流电流，可见最接近AC-1的情况。
接触器触点并连两级并联，载流能力系数：1.8 三级并联，载流能力系数：2.5接触器的使用环境问题： 变频器的使用环境较差，有粉尘等异物会进入接触器内部。
若异物进入动静铁心间，线圈电流会大大增加，严重时烧毁线圈。
异物进入触头间，将导致接触不良触点发热而烧毁触头。
对策：选择封闭性好的接触器，给接触器加上屏蔽罩。
计算并选择90KW 变频器所用接触器 90KW 变频器额定输出电流Io=176A 直流环节电流：A Io I D 225176283.16=⨯==π接触器触点三级并联，系数取2.5，则每级电流：A I 905.2225==取降额系数为0.8，实选每级电流，A I 1138.0901==该值对应AC-1的情况，查CJX4-8011D 的每级电流为125A 满足要求直流母线结构及关键参数要点：1、足够的通流能力。
铜排或导线的截面积满足电流密度的要求。
一般按3-8A/mm2设计，铜排宽度和厚度满足优化系数R20的要求。
2、极低的电感。
PN 母线采用宽的铜排紧贴在一起（中间加绝缘垫片），不能用圆形导线。