浅谈变频器应用时的十大问题

来源：罗姆半导体社区

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。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。那使用变频器的时候，该注意哪些问题呢？

1、信号线及控制线应选用屏蔽线，这样对防止干扰有利。当线路较长时，例如距离跃100m，导线截面应放大些。信号线及控制线不要与动力线放置在同一电缆沟或桥架中，以免相互干扰，最好穿管放置，这样更合适。

2、传输信号以选用电流信号为主，因电流信号不容易衰减，亦不容易受干扰。实际应用中传感器输出的信号是电压信号，可以通过变换器将电压信号变换成电流信号。

3、变频器闭环控制一般都是正作用的，即输入信号大，输出量亦大（例如中央空调制冷工作时及一般压力、流量、温度等控制时）。但亦有反作用的，即输入信号大，输出量反小（例如中央空调在制热工作时以及供热站的取暖热水泵）。

4、在闭环控制时能选用压力信号的，就不要选用流量信号。这是因为压力信号传感器价格低，安装容易，工作量小，调试方便。但工艺过程有流量配比要求的，且要求精确时，那就必须选用流量控制器，并根据实际的压力、流量、温度、介质、速度等来选用合适的流量计（例如电磁式、靶式、涡街式、孔板式等）。

5、在变频器的输出电压中，含有高频尖峰浪用电压。这些高次谐波冲击电压将会降低电动机绕组的绝缘强度，特别以PWM控制型变频器更为明显，应采取以下措施：尽量缩短变频器到电机的配线间隔；采用阻断二极管的浪涌电压吸收安装，对变频器输出电压中止处置。

6、变频器内置的PLC、PID功能适合用于信号变动量较小、较稳定的系统。但由于内置的PLC、PID功能在工作时只调时间常数，所以难以得到较为满意的过度过程要求，而且调试比较费时。另外这种调节不是智能的，故一般不经常采用，而是选用外置的智能化的PID调节器。例如日本富士PXD系列、厦门安东等，十分方便。使用时只要设置SV（上限值），工作时有PV（运行值）指示，又是智能化，保证具有最佳的过渡过程条件，使用较为理想。关于PLC，可按控制量的性质、点数、数字量、模拟量、信号处理等要求，选用外置PLC的各种品牌。

7、信号变换器在变频器外围电路中亦被经常用到，一般由霍尔元件加电子线路组成。按信号变换和处理方式可分为电压变电流、电流变电压、直流变交流、交流变直流、电压变频率、电流变频率、一进多出、多进一出、信号叠加、信号分路等各种变换器。

8、变频器在应用时往往要配外围电路，其方式常有：

（1）由自制继电器等控制元件组成的逻辑功能电路；

（2）买现成的单元外置电路；

（3）选用简易可编程控制器LOGO；

（4）使用变频器不同功能时，可选用功能卡；

（5）选用中小型可编程序控制器。

9、由于目前的变频器都采用PWM控制方式，这样的脉冲调制方式使得变频器运转时在电源侧产生高次谐波电流，并构成电压波形畸变，对电源系统产生严重影响，通常采用以下处置措施：采用专用变压器对变频器供电，与其它供电系统分别；在变频器输入侧加装滤波电抗器或多种整流桥回路，降低高次谐波重量，关于有进相电容器的场所因高次谐波电流将电容电流增加构成发热严重，必需在电容前串接电抗器，以减小谐波重量，对电抗器的电感应合理剖析计算，防止构成 LC振荡。

10、变频器属于电子器件安装，在其规格书中有细致装置运用环境的要求。在特殊状况下，若的确无法满足这些要求，必需尽量采用相应抑止措施：振动是对电子器件构成机械损伤的主要缘由，关于振动冲击较大的场所，应采用橡胶等避振措施；湿润、腐蚀性气体及尘埃等将构成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而构成短路，作为防备措施，应对控制板中止防腐防尘处置，并采用封锁式构造；温度是影响电子器件寿命及牢靠性的重要要素，特别是半导体器件，应依据安装要求的环境条件装置空调或防止日光直射。

审核编辑黄昊宇