变频器（Variable-frequency Drive，VFD）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控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。了解变频器，就要从零开始学习。
1、定义
变频器：转换电能并能改变频率的电能转换装置。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控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。
2、工作原理
利用自适应控制法通过电压和电流模型运算，从而实现磁通和转矩的解藕，并分别进行控制。在许多场合，安装编码器不方便，同时也是为了降低成本，要求使用无编码器系统。例如安装空间较小，控制精度要求不高的场合。
（1）按主电路工作方法分类：
电压型变频器、电流型变频器
（2）按电压等级分类：
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高压变频器：3KV、6KV、10KV
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中压变频器：660V、1140V
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低压变频器：220V、380V
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（3）按电压性质分类：
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交流变频器：AC-DC-AC（交-直-交）、AC-AC（交-交）
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直流变频器：DC-AC（直-交）
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（4）按变频器调压方法：
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PAM变频器是一种通过改变电压源Ud 或电流源Id的幅值进行输出控制的。
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WM变频器方式是在变频器输出波形的一个周期产生个 脉冲波个脉冲，其等值电压为正弦波，波形较平滑。
（5）按工作原理分：
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U/f控制变频器（VVVF控制） ；
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SF控制变频器（转差频率控制）；
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VC控制变频器（Vectory Control 矢量控制)。
1、典型应用
2、应用领域分类
（1）通用机械的节能调速：
指风机，泵等机械，此类机械在不调速交流电机调速时， 风量和流量使用挡板和阀门调节，调速后可节电30％～ 40％，而且优化了工艺过程，减少了管道和阀门的压力，提高了设备的寿命，减少了维修。
使用了变频器以后，不但免去了许多繁琐的人工操作，消除了许多不安
全隐患因素，并使系统始终处于一种节能状态下运行，合理地轮换使用电机
延长了设备的使用寿命，更好的适应了生产需要。而且变频器丰富的内部控
制功能可以很方便地与其他控制系统或设备实现闭环自动控制。这在实现自
动控制的同时，提高了控制精度，从而提高了产品质量。
（2）工艺调速：
由于工艺的要求需要调速运行的机械，如金属加工，造纸等需要稳态精度很高的领域，目前该领域正在向交流调速过渡。
（3）牵引调速：
运输机械的电驱动，此类机械对设备的尺寸，重量和防护等级有有严格的要求，所以交流调速比较占优势。如火车，轮船等系统。
（4）特殊调速：
对调速有特殊要求的调速系统，如调速范围达到1：50000～1：100000的场合，只能由特殊的永磁交流电动机实现。如高精度磨床，车床等
在对故障排除时，我们可效仿中医诊病“望闻问切”的方法。
第一步望：对故障变频器系统目视观察，以发现形态上的异常。这有时需要拆掉一些外部的盖板之类的部件，但暂时不需要动及内部的结构部件。目视检查中应注意以下内容：
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变频器的前端整流元件有无爆裂？
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预充电电阻是否有烧损或烧过（表面是否呈灰白色、是否掉渣）的迹象?
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预充电电阻的切除继电器是否有爆裂、拉弧、烧坏的迹象？
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快熔是否已熔断？
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直流母线电容器是否有爆裂或膨胀变形等现象？
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可控硅与IGBT等原件是否有爆裂与飞狐的熏黑迹象？
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与功率原件相连接的一些阻容吸收元件、压敏器件等有无爆裂？
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各线路板上是否有元器件爆裂烧毁、开焊等现象？
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系统内是否存在异物；小动物或昆虫的尸体；有无液体侵入；大量灰尘堆积等情况？
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系统内是否有部件不在正确的安装位置上，或形态异常等等。
第二步闻：这一点很重要，变频器系统的硬件损坏的过程往往伴随发生过爆裂、飞弧、燃烧等现象，其结果一般会在故障后的系统中留有焦糊异味。在日常巡检中我们也要通过变频器是否有焦糊异味来判断是否有过热的部位，预先发现设备隐患。
第三步问：仔细询问对故障发生过程有经历的人员，与他们讨论故障发生的现象和过程，是分析故障的重要手段，要多方面询问故障发生时现场所有人员了解的情况，以免有什么现象遗漏，或者描述错误；以及辨别那些事当时故障发生时的现象，那些是现场人员自己的推测；避免把推测当成事实而误导自己的判断；
第四步切：这是硬件故障排除最为复杂的步骤，也最为关键，需要我们借助检测工具，及检修经验，最终判断故障元器件。通过前面的三个步骤，我们对系统发生的问题应当已经有了概貌的了解。需要根据情况决定下一步的行动。
这是硬件故障排除最为复杂的步骤，也最为关键，需要我们借助检测工具，及检修经验，最终判断故障元器件。通过前面的三个步骤，我们对系统发生的问题应当已经有了概貌的了解。需要根据情况决定下一步的行动。
若发现系统的一些部件已经明显损毁，并已决定自行维修，也有相应的备件支持时，可采取的后续步骤显然是着手拆下这些故障的部件。根据系统的型号、硬件的版本信息及拆下的部件的订货号，再次确认拟用的备件是否正确。然后使用正确部件将他们替换下来。在这个过程中，也应进一步检查其它部件，特别是相邻及相关部件的形态，看有无新的异常发现，以便一并处理，在可能的情况下，还应采用检测手段，来确认留用的部件是否还具有正确的电气功能与特性。在替换掉所有损坏的和可疑的部件以后，则重新按照装配的规则与技术要求，完全的恢复系统的硬件结构。
如果哪一步出现异常，均意味着硬件有故障。这样就要先更换损坏的部件，最终需能将这些检测进行到底，并完全通过；以及排除软件故障的可能性，如参数设错等，如这些检查均查不出问题，则可能说明问题还需要在通电测试与运行时才会暴露。如果测试盒测试也能正常通过的话，说明变频器系统已基本修复，至少在这种情况下，将变频器接入工作电源已不再是一种盲目的行为。接通控制电源，再接通主电源。
1、轻故障分类与报警
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系统发生下列故障时,按照轻故障处理：
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单元旁路运行；
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变压器轻度过热；
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柜门连锁故障；
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单元柜风机故障；
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电机轻度过热；
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UPS输入掉电；
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工控机故障。
上述任何一个故障发生时，系统给出间歇的“音响报警”和间断的“故障指示”。报警状态下，如果用户发出“报警解除”指令，则系统撤消“音响报警”信号，只保留间断的“故障指示”。
对于轻故障的发生，系统不作记忆处理。故障存在时报警，如果故障自行消失，则报警自动取消。系统运行时如果发生这类故障，变频器并不立即停机。在停机状态下，如果存在这类故障，用户也还能进行启动等操作。
2、重故障分类与报警
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系统发生下列故障时,按照重故障处理：
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单元重故障；
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变压器严重过热；
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现场机械故障；
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电机严重过热；
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闭环运行时给定和反馈掉线。
上述任何一个故障发生时，系统给出连续的“音响报警”、“故障指示”、“高压急切”以及“紧急停机”指令。用户可以用“报警解除”按钮清除报警的音响信号，但系统保持“故障指示”、“高压急切”以及“紧急停机”指令。
以上四类重故障发生后，系统作记忆处理。故障一旦发生，系统报警并自动跳闸停机。如果故障自行消失，“故障指示”、“高压急切”以及“急停”等指令也都一直保持，故障原因被记录。只有故障彻底排除，并且用“系统复位”按钮将系统复位后才能重新开机。
（1）单元过电压
请检查输入的高压电源正向波动是否超过允许值；如果是减速时过电压，请适当加大变频器的减速时间设定值。变频器输入电压正向波动值最大为+5%。
（2）单元欠电压
请检查输入的高压电源负向波动是否超过允许值，高压开关是否掉闸，整流变压器副边是否短路，接线螺栓是否紧固。检查功率单元三相进线是否松动，功率单元三相进线熔断器是否完好。 变频器输入电压负向波动值最大为-10%。
（3）单元过电流
请检查功率单元输出UV端子是否短路，电机绝缘是否完好，装置是否过载运行，负载是否存在机械故障。如果是启动时过电流，请适当增大变频器的加速时间设定值。
（4）单元过热
请检查环境温度是否超过允许值，单元柜风机是否正常工作，进风口和出风口是否畅通，装置是否长时间过载运行。最后检查功率单元温度继电器是否正常。变频器在尘土较大环境中运行时，请经常清理柜门防尘罩灰尘。如果环境温度超过允许值，用户最好配置空调和通风设备。
（5）单元缺相
请检查输入的高压开关是否掉闸，整流变压器副边是否短路，接线螺栓是否紧固，检查功率单元三相进线是否松动，功率单元三相进线熔断器是否完好。
（6）单元光纤通讯故障
请检查功率单元控制电源是否正常（正常时，L1绿色指示灯发光），功率单元以及控制器的光纤连接头是否脱落，光纤是否折断。
（7）控制器不就绪
控制器自检不能通过时报告该故障，可重新设定变频器参数，再次复位系统尝试；如果仍不能排除，检查电路板之间的连接是否可靠，或更换单片机控制板。
（8）旁路运行报警
个别功率单元出现故障时，本系统可以将其用继电器短路而旁路，在不停机情况下使变频器降额运行，这种情况下系统提供旁路运行报警。系统旁路运行后，用户不能使用变频器长期满额运行 。
（9）柜门连锁报警
变压器柜、单元柜或者控制柜的柜门开启时报告该故障。请检查柜门是否严密关闭，行程开关是否完好，配线是否脱落。
（10）单元柜风机故障
表示单元柜的冷却风机有故障，请检查风机的电源及开关、启动电容、风量继电器及风管等附件 。
（11）变压器严重过热
整流变压器严重过热节点闭合。请检查变压器副边接线绝缘是否完好，是否短路，装置是否过载运行，环境温度是否过高，变压器的冷却风机是否正常，风路是否通畅，温度控制器功能是否完好，温度控制器过热保护参数是否设定合理，参数是否被非法复位或修改。系统设定的变压器过热保护温度为130℃。
（12）变压器轻度过热
整流变压器轻度过热节点闭合。请检查变压器副边接线绝缘是否完好，是否短路，装置是否过载运行，环境温度是否过高，变压器的冷却风机是否正常，风路是否通畅，温度控制器功能是否完好，温度控制器过热报警参数是否设定合理，参数是否被非法复位或修改。
（13）UPS输入掉电报警
UPS输入掉电，一般情况下意味着给系统提供的控制电源发生故障，系统在UPS的电池供电下继续运行。用户必须尽快查明控制电源掉电原因，恢复供电 。
（14）PLC无响应
工控机试图和PLC建立通讯没有成功，请检查工控机和PLC的通讯电缆和接头，确认PLC是否处于RUN位置，检查PLC是否完好，检查工控机485卡是否损坏 。
（15）工控机死机处理
工控机死机后，控制系统自动对其复位，并且同时提供报警。如果工控机复位后正常恢复其监控功能，报警也同时取消。变频器运行时如果工控机死机，不影响变频器在原状态下的继续运行，但工控机失去监控功能。在本机控制模式下，启动、停机、频率给定等功能失效。工控机死机不能恢复时，可以将变频器切换成远程控制模式，然后用户可以改用远程操作命令控制变频器运行。
