概述：

我国应用变频技术的历史已有30年多年，随着科技的不断进步，应用范围也开始涉及多个领域，市场规模也在逐年扩大。当前国内外变频器品牌目前也已发展至140多个，新成立的企业和经销商也遍布全国。虽然目前的国产品牌与进口品牌在性能上还有一定的差距，但随着我国科技快速发展，这部分差距并不是不可逾越的。同时受益于国内工业链条的完整性，国产品牌的生产效率与制造成本上都有极大的发挥空间。

变频调速驱动系统，其性能已达到或超过DC调速系统，VFD具有体积小、噪音低、成本低、异步电机易于维护等优点，大大简化了生产工艺，降低了初期投资成本。一般来说，合理的使用可以提高劳动生产率、产品质量和设备自动化，同时节约能源，降低生产成本。

一、低压型的分类、工作原理和结构

1、低压型是如何分类的

由于分类标准的不同。大致可分为通用型和专业型。而根据工作原理来分，则可分为AC-AC型和AC-DC-AC型，其中AC-DC-AC型也可根据主电路的工作方式分为电流型和电压型。另外，从变频技术的发展方向来看，也可分为VVVF与矢量型、直接转矩控制型，等等。

2、低压工作原理

一般来说变频器（以下简称VFD）通常是采用交叉-直接-交叉的工作模式。但相对而言，低压型应用广泛，其技术成熟、成本低、易维护是其广泛应用的主要原因。VFD工作原理简单来说就是将工频交流电转换成频率可调的电力设备。根据交流电机同步转速N=60f/p的公式(其中N为电机的同步转速，f为工频，p为电机的极对数)，交流电机的转速只要改变频率就可以改变。

3、低压型产品结构

主电路组成:

电压类型:电压功率由DC变为交流型，回路滤波为电容。

电流类型:电流电源由DC变为交流型，回路滤波为电感。

VFD主要由以下四部分组成:

(1)整流器:目前广泛使用的是二极管变换器，可以将工频变为DC功率，也可以构成可逆变换器。因为它的动力方向是可逆的，所以它可以再生运行。

(2)平波回路:整流器整流后的DC电压有脉动电压，是电源频率的6倍。为了抑制电压波动，需要用电容和电感吸收脉动电压(即电流)。当器件的容量较小时，如果元件有余量，可以直接使用平滑电路。

(3)逆变器:逆变器将DC功率转换为交流功率，从而在固定时间内获得三相输出。

(4)控制电路:为异步电机电源主电路提供信号控制电路。包括电压频率运算电路、主电路电流电压检测电路、电机转速检测电路、可放大控制信号的运算电路驱动电路、电机和逆变器保护电路。

二、低压型产品选择

1、低压型产品类型选择概述

目前，大多数用户根据VFD制造商的说明或选择手册进行选择。一般由厂家提供VFD额定电流，可与电机额定功率、额定容量相匹配。可用电机的参数均由厂家根据厂家或国标电机给出，不能真实反映实际的承载能力。因此在选择VFD时，应以电机额定电流不超过额定电流的原则为参考。此外，在选择VFD，还应了解电机的工艺条件和相关参数，并注意电机的类型和工作特性。

(1) 额定电流的选择：根据设计规范，为了保证安全可靠运行，额定电流必须大于负载(电机)的额定电流，尤其是负载特性经常变化的电机。根据经验，额定电流是电机额定电流的1.05倍以上。

(2) 额定电压的选择：额定电压需要根据输入侧母线电压选择。原则上，额定电压应与输入电压一致。如果输入电压过高，将会损坏。

2、低压型产品选择注意事项

(1)负载类型要想匹配。

石化行业的负荷主要包括泵和风机。泵分为水泵、油泵、添加剂泵、计量泵、提升泵、搅拌泵和洗涤泵，其中提升泵、搅拌泵和洗涤泵多为重负荷，其余为常规负荷。风机分为空冷风机、锅炉引风机、轴流风机、空气压缩机等。空冷风机和锅炉引风机启动时，都是重负荷，一般认为是重负荷，其余为常规负荷。当选择VFD时，应根据负载属性进行选择。如果不清楚负载类型或负荷类型在不同工艺条件下可能会发生变化，建议根据负载类型案来选择可以以避免出现不匹配的情况出现。

(2)设备运行环境。

通常来说在生产制造的过程中，环境温度和湿度都比较高。当环境温度低于30摄氏度，相对湿度低于80%，海拔低于100米时，在额定电流下运行安全；如果环境温度超过40℃，实际電容量和电流会随着环境温度的升高而逐渐降低。如果环境相对湿度超过90%，可能会发生冷凝，导致内部部件短路。如果高度超过100米，输出功率会降低。此外，应避免在粉尘环境中使用。

(3) 可选配件的选择。

配件选择不当会导致故障率提升，主要集中在过滤器和反应器的选择上。

三、低压型產品实际应用

1、低压型產品的连接

由于接触器、过滤器和电抗器在一回路中的安装位置，會對VFD有很大的影响，下面重点分析这三个装置。

(1)接触器

接触器主要有两种连接方式:安装在后侧和安装在变前侧。接触器安装在机身背面，优点是在电机频繁启动时没有频繁冲击。缺点是充电时间长，有功率损耗。接触器安装在机身前侧，具有电机处于待机状态时完全断电，不掉电的优点。缺点是电机频繁启动会造成频繁的充电冲击，影响组件的使用寿命。

综上所述，如果电机启动不频繁，接触器可以安装在前侧和后侧，但更适合安装在后侧。如果电机频繁启动，建议将接触器安装在后侧。

(2)滤波器

输入滤波器主要用于对电网进行滤波，抑制电网谐波作用于VFD，抑制整流产生的谐波返回电网；输出滤波器主要优化VFD，滤除谐波，使输出波形更加正弦。

(3)电抗器

输入电抗器可以抑制电网侧谐波，保护整流桥；当输出电缆超过规定长度时(一般允许电缆长度为250m)，应选择输出电抗器。

2、安装环境

经实验表明，在恶劣环境下，故障率會明显增加，特别是对温度、湿度和粉尘敏感。因此，在选择安装环境时，需要选择温度、湿度可控、粉尘小的环境。

(1)环境温度

实际使用中发现适合在温度小于等于35摄氏度的环境下工作，否则温度越高负载能力越低。

(2)环境湿度

当周围环境湿度较高时，設備内部容易凝结，容易造成短路事故。因此，我们必须控制环境湿度。

(3)粉尘环境

应尽量在無塵环境中使用，因为积尘会导致电子元件短路损坏。

四、常见故障及处理

1、无法启动

原因:是负载的转动惯量或扭矩过大造成的。

处理方法:适当提高启动频率和扭矩，检查保护设置。

2、过压跳闸

原因:电源电压过高或下坡时间短所致。

处理方法:检查运行状态是否正常。

3、过载

原因:低压型產品过载能力相对较差或电机参数设置不合理。

处理方法:检查内部电流检测电路和低压变频器的参数设置。