概述：

我國應用變頻技術的歷史已有30年多年，隨著科技的不斷進步，應用范圍也開始涉及多個領域，市場規模也在逐年擴大。當前國內外變頻器品牌目前也已發展至140多個，新成立的企業和經銷商也遍布全國。雖然目前的國產品牌與進口品牌在性能上還有一定的差距，但隨著我國科技快速發展，這部分差距并不是不可逾越的。同時受益于國內工業鏈條的完整性，國產品牌的生產效率與制造成本上都有極大的發揮空間。

變頻調速驅動系統，其性能已達到或超過DC調速系統，VFD具有體積小、噪音低、成本低、異步電機易于維護等優點，大大簡化了生產工藝，降低了初期投資成本。一般來說，合理的使用可以提高勞動生產率、產品質量和設備自動化，同時節約能源，降低生產成本。

一、低壓型的分類、工作原理和結構

1、低壓型是如何分類的

由于分類標準的不同。大致可分為通用型和專業型。而根據工作原理來分，則可分為AC-AC型和AC-DC-AC型，其中AC-DC-AC型也可根據主電路的工作方式分為電流型和電壓型。另外，從變頻技術的發展方向來看，也可分為VVVF與矢量型、直接轉矩控制型，等等。

2、低壓工作原理

一般來說變頻器（以下簡稱VFD）通常是采用交叉-直接-交叉的工作模式。但相對而言，低壓型應用廣泛，其技術成熟、成本低、易維護是其廣泛應用的主要原因。VFD工作原理簡單來說就是將工頻交流電轉換成頻率可調的電力設備。根據交流電機同步轉速N=60f/p的公式(其中N為電機的同步轉速，f為工頻，p為電機的極對數)，交流電機的轉速只要改變頻率就可以改變。

3、低壓型產品結構

主電路組成:

電壓類型:電壓功率由DC變為交流型，回路濾波為電容。

電流類型:電流電源由DC變為交流型，回路濾波為電感。

VFD主要由以下四部分組成:

(1)整流器:目前廣泛使用的是二極管變換器，可以將工頻變為DC功率，也可以構成可逆變換器。因為它的動力方向是可逆的，所以它可以再生運行。

(2)平波回路:整流器整流后的DC電壓有脈動電壓，是電源頻率的6倍。為了抑制電壓波動，需要用電容和電感吸收脈動電壓(即電流)。當器件的容量較小時，如果元件有余量，可以直接使用平滑電路。

(3)逆變器:逆變器將DC功率轉換為交流功率，從而在固定時間內獲得三相輸出。

(4)控制電路:為異步電機電源主電路提供信號控制電路。包括電壓頻率運算電路、主電路電流電壓檢測電路、電機轉速檢測電路、可放大控制信號的運算電路驅動電路、電機和逆變器保護電路。

二、低壓型產品選擇

1、低壓型產品類型選擇概述

目前，大多數用戶根據VFD制造商的說明或選擇手冊進行選擇。一般由廠家提供VFD額定電流，可與電機額定功率、額定容量相匹配?？捎秒姍C的參數均由廠家根據廠家或國標電機給出，不能真實反映實際的承載能力。因此在選擇VFD時，應以電機額定電流不超過額定電流的原則為參考。此外，在選擇VFD，還應了解電機的工藝條件和相關參數，并注意電機的類型和工作特性。

(1) 額定電流的選擇：根據設計規范，為了保證安全可靠運行，額定電流必須大于負載(電機)的額定電流，尤其是負載特性經常變化的電機。根據經驗，額定電流是電機額定電流的1.05倍以上。

(2) 額定電壓的選擇：額定電壓需要根據輸入側母線電壓選擇。原則上，額定電壓應與輸入電壓一致。如果輸入電壓過高，將會損壞。

2、低壓型產品選擇注意事項

(1)負載類型要想匹配。

石化行業的負荷主要包括泵和風機。泵分為水泵、油泵、添加劑泵、計量泵、提升泵、攪拌泵和洗滌泵，其中提升泵、攪拌泵和洗滌泵多為重負荷，其余為常規負荷。風機分為空冷風機、鍋爐引風機、軸流風機、空氣壓縮機等?？绽滹L機和鍋爐引風機啟動時，都是重負荷，一般認為是重負荷，其余為常規負荷。當選擇VFD時，應根據負載屬性進行選擇。如果不清楚負載類型或負荷類型在不同工藝條件下可能會發生變化，建議根據負載類型案來選擇可以以避免出現不匹配的情況出現。

(2)設備運行環境。

通常來說在生產制造的過程中，環境溫度和濕度都比較高。當環境溫度低于30攝氏度，相對濕度低于80%，海拔低于100米時，在額定電流下運行安全；如果環境溫度超過40℃，實際電容量和電流會隨著環境溫度的升高而逐漸降低。如果環境相對濕度超過90%，可能會發生冷凝，導致內部部件短路。如果高度超過100米，輸出功率會降低。此外，應避免在粉塵環境中使用。

(3) 可選配件的選擇。

配件選擇不當會導致故障率提升，主要集中在過濾器和反應器的選擇上。

三、低壓型產品實際應用

1、低壓型產品的連接

由于接觸器、過濾器和電抗器在一回路中的安裝位置，會對VFD有很大的影響，下面重點分析這三個裝置。

(1)接觸器

接觸器主要有兩種連接方式:安裝在后側和安裝在變前側。接觸器安裝在機身背面，優點是在電機頻繁啟動時沒有頻繁沖擊。缺點是充電時間長，有功率損耗。接觸器安裝在機身前側，具有電機處于待機狀態時完全斷電，不掉電的優點。缺點是電機頻繁啟動會造成頻繁的充電沖擊，影響組件的使用壽命。

綜上所述，如果電機啟動不頻繁，接觸器可以安裝在前側和后側，但更適合安裝在后側。如果電機頻繁啟動，建議將接觸器安裝在后側。

(2)濾波器

輸入濾波器主要用于對電網進行濾波，抑制電網諧波作用于VFD，抑制整流產生的諧波返回電網；輸出濾波器主要優化VFD，濾除諧波，使輸出波形更加正弦。

(3)電抗器

輸入電抗器可以抑制電網側諧波，保護整流橋；當輸出電纜超過規定長度時(一般允許電纜長度為250m)，應選擇輸出電抗器。

2、安裝環境

經實驗表明，在惡劣環境下，故障率會明顯增加，特別是對溫度、濕度和粉塵敏感。因此，在選擇安裝環境時，需要選擇溫度、濕度可控、粉塵小的環境。

(1)環境溫度

實際使用中發現適合在溫度小于等于35攝氏度的環境下工作，否則溫度越高負載能力越低。

(2)環境濕度

當周圍環境濕度較高時，設備內部容易凝結，容易造成短路事故。因此，我們必須控制環境濕度。

(3)粉塵環境

應盡量在無塵環境中使用，因為積塵會導致電子元件短路損壞。

四、常見故障及處理

1、無法啟動

原因:是負載的轉動慣量或扭矩過大造成的。

處理方法:適當提高啟動頻率和扭矩，檢查保護設置。

2、過壓跳閘

原因:電源電壓過高或下坡時間短所致。

處理方法:檢查運行狀態是否正常。

3、過載

原因:低壓型產品過載能力相對較差或電機參數設置不合理。

處理方法:檢查內部電流檢測電路和低壓變頻器的參數設置。