變頻器於軟啟動器的優勢

　　變頻器是應用變頻技術與微電子技術東元變頻器，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器通常分安川變頻器為四部分：整流單元、高容量電容、逆變器和控制器。變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據電機的實際需要來提供所需要的電源電壓，進而達到節能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業自動化的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。

　　從用途上看，軟啟動器和變頻器是兩種完全不同的產品。軟啟動器實際上是個控制電壓和限制啟動電流的設備，用於電機的啟動，只改變輸出電壓的幅值而沒有改變頻率；而變頻器是用於需要調速的地方，其輸出不但改變電壓而且還改變頻率。從功能上看，變頻器具備所有軟啟動器的功能，因此可以這樣說，變頻器是一種功能更強的軟啟動器。

　　軟啟動器雖然解決了電動機啟動的問題，但無明顯的節能效果。近幾年來，隨著我國變頻器的國產化進程的快速崛起，質量穩定性進步很快，加上服務和成本上的優勢，變頻調速性價比不斷提高，質量和價格的競爭優勢越來越明顯。它不僅解決了電機啟動產生的大衝擊電流的問題，並且具有很好的節能效果和變頻能力，因此，軟啟動器面臨被替代的壓力越來越大。

　　目前，只有小部分工況采用軟啟動器，比如電動機工作負載在90%以上時，而對於其他工況來說，以前是采用軟啟動方式啟動的，現在大多采用變頻器了，因為變頻器的節能效果有30%左右。此外，變頻器的價格有了十分顯著的下降。如今，變頻器已經在工礦企業全面普及，幾乎涵蓋了所有的領域，不誇張地說，凡是用到電動機的地方肯定有變頻調速器的身影。

　　變頻器性能測試主要涉及電參數效率測試、控制性能測試和保護性安川伺服馬達能測試。電參數效率測試主要關心電壓、電流、輸入/輸出功率、頻率、功率因素和效率等；控制性能測試主要關心轉速精度、扭矩精度、控制響應測試等；保護性能測試主要關心欠壓保護、過流斷電保護、以及過載測試等。

巧用變頻器自帶觸點實現櫃內通風散熱

　　眾所周知，變頻器安裝在控制櫃內時會，其故障會隨差變頻器本身安川變頻器和櫃內溫度的升高而增加，變頻器的使用壽命則會隨溫度的升高而下降。

　　由於使用的環境中含有灰塵等物質安川伺服馬達，這些物質在進入變頻櫃內會導致東元變頻器濾網堵塞，散熱不好則會導致變頻器功率下降，功率元件壽命縮短。

　　而變頻器的發熱是由內部的損耗產生的。在變頻器中各部分損耗主要以主電路為主，大約占98%，控制電路只占2%。為了保證變頻器正常可靠運行，必須對變頻器進行散熱我們通常采用風扇散熱；變頻器的內裝風扇可將變頻器的箱體內部散熱帶走，若風扇不能正常工作，應立即停止變頻器運行；在設計變頻器櫃時，需根據變頻器和櫃內元件在工作時所產生的熱量所需的通風量來選擇匹配的風扇，風扇安裝要注意防震問題。

　　由於大容量變頻器有很大的發熱量，其產生的熱量如不及時排出的話，將對櫃內的元器件傷害更大。而現在很多設計人員在二次控制回路設計時基本上都是按變頻器啟動同時開啟櫃內的散熱風扇，在變頻器停止時也同時停止散熱風扇，這樣一來，櫃內的熱量並沒有能完全排出，使熱量聚集在櫃內，只能靠櫃體上的散熱孔自然去散熱，而這又會因不同的櫃體通風設計不同，使櫃內散熱時間長時間聚集，造成對變頻器內電子元器件的損害。

　　在此提供兩種方案供參考：

　　方案一：櫃內安裝溫濕度控制器進行自動調節控制櫃內的溫度和濕度，通過溫濕度控制器對櫃內安裝的散熱風扇和加熱器進行控制。

　　方案二：我們可以利用變頻器自帶的繼電器觸點進行控制，以ABB變頻器為例，變頻器中提供3組繼電器輸出觸點，可以分別對這3組觸點進行靈活的設置。

伺服馬達工作原理

　　1、伺服系統(servo mechanism)是使物體可程式控制器的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控制系統。伺服主要靠脈衝來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機接收到1個脈衝，就會旋轉1個脈衝對應的角度，從而實現位移，因為，伺服電機本身具備發出脈衝的功能，變頻器所以伺服電機每旋轉一個角度，都會發出對應數量的脈衝，這樣，和伺服電機接受的脈衝形成了呼應，或者叫閉環，如此一來，系統就會知道發了多少脈衝給伺服電機，同時又收了多少脈衝回來，這樣，就能夠很精確的控制電機伺服馬達的轉動，從而實現精確的定位，可以達到0。001mm。直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低，結構簡單，啟動轉矩大，調速範圍寬，控制容易，需要維護，但維護不方便(換碳刷)，產生電磁干擾，對環境有要求。因此它可以用於對成本敏感的普通工業和民用場合。

　　無刷電機體積小，重量輕，出力大，響應快，速度高，慣量小，轉動平滑，力矩穩定。控制復雜，容易實現智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用於各種環境。

　　2、交流伺服電機也是無刷電機，分為同步和異步電機，目前運動控制中一般都用同步電機，它的功率範圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉動速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩運行的應用。

　　3、伺服電機內部的轉子是永磁鐵，驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉子在此磁場的作用下轉動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器，驅動器根據反饋值與目標值進行比較，調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定於編碼器的精度(線數)。

　　交流伺服電機和無刷直流伺服電機在功能上的區別：交流伺服要好一些，因為是正弦波控制，轉矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單，便宜。

如何保養變頻器

　　一、變頻器上電之前

　　應先檢測周圍環境的溫度及濕度，溫度過高會導致變頻器過熱報警，嚴重時會直接導致變頻器功率器件損壞、電路短路；空氣過於潮濕會導致變頻器內部直接短路。在變頻器運行時要注意其冷卻系統是否正常，如：風道排風是否流暢，風機是否有異常聲音。

　　一般防護等級比較高的變頻器如：IP20以上的變頻器可直接敞開安裝，IP20以下的變頻器一般應是櫃式安裝，所以變頻櫃散熱效果如何將直接影響變頻器的正常運行，變頻器的排風系統如風扇旋轉是否流暢，進風口是否有灰塵及阻塞物都是我們日常檢查不可忽略的地方。電動機電抗器、變壓器等是否過熱，有異味；變頻器及馬達是否有異常響聲；變頻器面板電流顯示是否偏大或電流變化幅度太大，輸出UVW三相電壓與電流是否平衡等。

　　二、定期保養

　　定期除塵檢查風扇進風口是否堵死，每月清掃空氣過濾器冷卻風道及內部灰塵。

　　定期檢查，應一年進行一次：檢查螺絲釘、伺服馬達螺栓以及即插件等是否松動，輸入輸出電抗器的對地及相間電阻是否有短路現像，正常應大於幾十兆歐。導體及絕緣體是否有腐蝕現像，如有要及時用可程式控制器酒精擦拭干淨。測量開關電源輸出各電路電壓的平穩性，如：5V、12V、15V、24V等電壓。接觸器的觸點是否有打火痕跡，嚴重的要更換同型號或大於原容量的新品接觸器；確認控制電壓的正確性，進行順序保護動作試驗；確認保護顯示回路無異常；確認變頻器在單獨運行時輸出電壓的平衡度。

變頻器-隔離變壓器的作用功率和性質

　　隔離變壓器的主要作用是：使一安川伺服馬達次側與二次側的電氣完全絕緣，也使該回路隔離。另外，利用其鐵芯的高頻損耗大的特點，從而抑制高頻雜波傳入控制回路。用隔離變壓器使二次對地懸浮，只能用在供電範圍較小、線路較伺服馬達短的場合。此時，系統的對地電容電流小得不足以對人身造成傷害。還有一個很重要的作用就是保護人身安全！隔離危險電壓。

　　隨著電減速馬達力系統的不斷發展，變壓器作爲電力系統中的關鍵設備起著日益重要的作用，它的安全運行直接關系到整個電力系統運行的可靠性。變壓器線圈變形變頻器是指線圈在受力後，發生的軸向、幅向尺寸變化、器身位移、線圈扭曲等情況。造成變壓器線圈變形的主要原因有二個：一是變壓器運行中難以避免地要受到外部短路故障沖擊：二是變壓器在運輸吊裝過程中發生意外碰撞。

　　變壓器鐵心磁通和施加的電壓有關。在電流中勵磁電流不會隨著負載的增加而增加。雖然負載增加鐵心不會飽和，將使線圈的電阻損耗增加，超過額定容量由于線圈産生的熱量不能及時的散出，線圈會損壞假如你用的線圈是由超導材料組成，電流增大不會引起發熱，但變壓器內部還有漏磁引起的阻抗，但電流增大，輸出電壓會下降，電流越大，輸出電壓越低，所以變壓器輸出功率不可能是無限的。假如你又說了，變壓器沒有阻抗，那麽當變壓器流過電流時會産生特別大電動力，很容易使變壓器線圈損壞，雖然你有了一台功率無限的變壓器但不能用。只能這樣說，隨著超導材料和鐵心材料的發展，相同體積或重量的變壓器輸出功率會增大，但不是無限大！

　　隔離變壓器屬于安全電源，一般用來機器維安川變頻器修保養用，起保護、防雷、濾波作用。隔離變壓器可程式控制器原邊和副邊電壓可根據要求訂制。隔離變壓器的輸出端跟輸入端是完全“斷路”隔離的。

變頻器-伺服馬達內部結構及其工作原理

　　[] 交流伺服馬達定子的構造安川伺服馬達基本上與電容分相式單相異步電動機相似。其定子上裝有兩個減速馬達位置互差90°的繞組，一個是勵磁繞組Rf，它始終接在交流電壓Uf上；另一個是控制繞組L，聯接控制信號電壓Uc。所以交流伺服馬達又稱兩個伺服馬達。關鍵詞：

　　交流電機伺服馬達

　　伺服馬達原理

　　一、交流伺服馬達

　　交流伺服馬達定子的構造基本上與電容分相式單相異步電動機相似。其定子上裝有兩個位置互差90°的繞組，一個是勵磁繞組Rf，它始終接在交流電壓Uf上；另一個是控制繞組L，聯接控制信號電壓Uc。所以交流伺服馬達又稱兩可程式控制器個伺服馬達。

　　交流伺服馬達的轉子通常做成鼠籠式，但爲了使伺服馬達具有較寬的調速範圍、線性的機械特性，無“自轉”現象和快速響應的性能，它與普通電動機相比，應具有轉子電阻大和轉動慣量小這兩個特點。目前應用較多的轉子結構有兩種形式：一種是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉子，爲了減小轉子的轉動慣量，轉子做得細長；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉子，杯壁很薄，僅0。2-0。3mm，爲了減變頻器小磁路的磁阻，要在空心杯形轉子內放置固定的內定子。空心杯形轉子的轉動慣量很小，反應迅速，而且運轉平穩，因此被廣泛采用。

　　交流伺服馬達在沒有控制電壓時，定子內只有勵磁繞組産生的脈動磁場，轉子靜止不動。當有控制電壓時，定子內便産生一個旋轉磁場，轉子沿旋轉磁場的方向旋轉，在負載恒定的情況下，電動機的轉速隨控制電壓的大小而變化，當控制電壓的相位相反時，伺服馬達將反轉。

　　交流伺服馬達的工作原理與分相式單相異步電動機雖然相似，但前者的轉子電阻比後者大得多，所以伺服馬達與單機異步電動機相比，有三個顯著特點：

　　1、起動轉矩大

　　由于轉子電阻大，其轉矩特性曲線如圖3中曲線1所示，與普通異步電動機的轉矩特性曲線2相比，有明顯的區別。它可使臨界轉差率S0>

　　1，這樣不僅使轉矩特性（機械特性）更接近于線性，而且具有較大的起動轉矩。因此，當定子一有控制電壓，轉子立即轉動，即具有起動快、靈敏度高的特點。

　　2、運行範圍較廣

　　3、無自轉現象

　　正常運轉的伺服馬達，只要失去控制電壓，電機立即停止運轉。當伺服馬達失去控制電壓後，它處于單相運行狀態，由于轉子電阻大，定子中兩個相反方向旋轉的旋轉磁場與轉子作用所産生的兩個轉矩特性（T1－S1、T2－S2曲線）以及合成轉矩特性（T－S曲線）

　　交流伺服馬達的輸出功率一般是0。1-100W。當電源頻率爲50Hz，電壓有36V、110V、220、380V；當電源頻率爲400Hz，電壓有20V、26V、36V、115V等多種。

　　交流伺服馬達運行平穩、噪音小。但控制特性是非線性，並且由于轉子電阻大，損耗大，效率低，因此與同容量直流伺服馬達相比，體積大、重量重，所以只適用于0。5-100W安川變頻器的小功率控制系統