变频器电路控制分析论文

摘要：一般来讲，评价一种电气电路控制水平的优劣，需要充分分析其可靠性、安全性，以及经济合理性，而往往一些易忽视的问题最为影响其控制评价。阐述了电气电路设计注意事项，基于整体设计评价，探讨了电气电路设计中易被忽视的问题。今天小编为大家精心挑选了关于《变频器电路控制分析论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

变频器电路控制分析论文 篇1：

变频器的控制电路及几种常见故障分析

摘要：变频器是我国电路系统的重要设备，它能够保证整个电网发展的稳定性。虽然经过近些年来的研究与发展，变频器的控制电路已经具备完善的理论知识体系和丰富的实际管理经验，但是仍然有几种常见的故障，导致变频器的实际使用质量受到影响，本文主要针对变频器控制电路结构及其抗干扰措施展开分析，并且针对几种常见的故障提出相应的优化改革建议，希望能够推动变频器控制体系的优化与改革，为保障我国供电系统的稳定打下坚实的基础。

关键词：变频器控制电路，常见故障分析，优化方向

一、变频器的重要性

能源是推动各行业快速发展的重要基础，而电力作为我国能源体系的重要组成部分，对于各行业的发展来说至关重要，尤其是各大行业为了追求更大的经济利益，扩大了自身生产的规模，对电力的需求与日俱增，尤其是在工业生产之中不同的生产环节，对电力的需求与众不同，所以变频器在工业生产之中的应用日益广泛，所以必须高度重视变频器自身生产的稳定性，了解变频器的结构，主要零部件和生产工作特性。只有这样才能够保障工业生产过程中电路的稳定，不会因为供电不稳而出现电压失衡，从而破坏其他的生产机械设备，影响最终的生产质量和生产效率。由此可见，必须深入了解变频器的常见参数，了解日常的生产故障，解决实际问题，为实际工作减轻负担。

二、变频器控制电路

控制电路就是对整个变频器进行调控的重要电路系统。控制电路在工作的过程中，主要要根据实际的生产情况调整电路的频率，电压，电压和电路的频率对于整个控制系统的稳定性来说至关重要，只有电路中电流的数值处于规定范围之内，才能够保障整个系统的稳定。除此以外，变频器控制电路还包括速度检测电路驱动电路，电机保护系统的保护电路等等，这些线路共同构成了电路变频器控制系统，任何一个电路出现问题，都有可能导致整个系统的失衡。运算电路能够将整个变频器在工作过程中的各项电子元部件工作状态进行详细的计算与统筹，控制系统的工作质量同时还能够决定自身输出的电压和频率，是保障整个变频器稳定工作的重中之重，检测线路能够对整个电路之中的电压电流进行数值检测，甚至还能够形成与主回路的电未隔离，确定电压电流满足工作需求，不会对电子元部件产生破坏。驱动电路则是控制主电路器件的关闭和导通，能够在必要的时候产生断路，一旦问题出现，凭借该电路能够保障将问题所造成破坏降到最低。

三、逆变器保护

3.1瞬时过电流保护

该种保护机制主要是应用于逆变器承载的电流过大时，出现短路现象的情况，在瞬时电流通过逆变器保护的时候，电流必定是存在一定的异常值，而这个异常值就会产生警报，在这样的情况下瞬时停止逆变器的工作和运转，就能够第一时间切断电流，保障电流的中断不会对其他的零部件产生破坏。

3.2过载保护

逆变器输出的电流超过额定限定值的时候，必须进行相应的控制，一旦其持续的时间超过了规定范围之后，为了防止对其他零部件产生破坏，要立即停止工作和运转，这时就需要相应的保护措施来进行强制执行，命令可以采用电子热保护等等手段进行工作防止因为惯性过大或者是负载过大而导致电动机的损害。

3.3再生过电压保护

逆变器能够使电动机快速减速，而且还能够使电压升高，如果升高的电压超过允许值，也可以采用强制手段来停止逆变器的运转或者是停止快速减速的方法，防止电压过量。

3.4瞬时停电保护

在生产的过程中难免会出现因为供电不稳定而出现的停电问题，这种问题具有突发性和不可预测性是所有变频器不可规避的重点问题之一，如果没有设置完善的瞬时停电保护，那么整个机械设备的运转体系必然会受到严重的影响。如果说是在数毫秒以内的停电，那么整个控制电路还能够正常稳定的工作，并不会造成较大的破坏，但是如果停电的时间超过了10毫秒以上，那么不仅整个电路的运转会不受控制，而且控制电路还会出现失误动作，导致主电路供电不及时，从而导致整个运转体系的失衡，最终变频器也会停止工作，带来较大的机械损伤。

四、主要抗干扰措施

4.1静电干扰

静电干扰是整个电路系统最常见的一种电路干扰形式，这种干扰一般出现在控制回路之中，所以可以采用防干扰手段，利用电缆与电气回路的静电融合产生电势，这样就可以加大干扰电缆的安全距离，尤其是当导体的直径大于40倍以上的时候，干扰的程度就不会十分明显。

4.2电波干扰

电波干扰主要指的是在生产的过程中所产生的电波会导致相关命令，无法第一时间传送到指定电气原件或者是在传送的过程中出现错误导致指令不全。可以控制电缆成为外接天线，这样电波的干扰就能够在电缆之中形成电势。同样如果安全距离足够，那么造成的干扰也就会大幅度降低，不会对整个控制回路产生影响。

4.3接触不良干扰

接触不良也是电路系统常見的问题之一，由于在进行安装时或者是日常工作时，工作人员自身能力水平不足导致关键部位没有连接紧密或者是没有进行完善的检测检修机制，导致在日常的工作中出现电子元件错位的现象，从而出现接线不良的问题。可以利用电缆的接点和继电器的接触不良保护装置，阻止相关干扰的产生。最好是选用密封式的继电器设备，这样就能够定期对其进行检查和加固处理。

五、结束语

综上所述，变频器对于我国电力系统的发展来说至关重要，必须优化其可靠性，保障其工作状态，只有这样才能够为社会各行业的稳定发展提供电力支持，因此在生产的过程中必须了解变频器的内部构造原理，对常见故障进行分析，打造完善的控制电路管理体系。

参考文献

[1]宁华.PLC控制的斗轮堆取料机故障处理[J].电世界，2021（09）：43-46.

[2]肖树红.一起高压变频器高负载时出力不足故障的分析与处理[J].电力设备管理，2021（08）：71-72.

作者：李建忠 胡波

变频器电路控制分析论文 篇2：

浅谈电气电路设计中易被忽视的问题

摘 要：一般来讲，评价一种电气电路控制水平的优劣，需要充分分析其可靠性、安全性，以及经济合理性，而往往一些易忽视的问题最为影响其控制评价。阐述了电气电路设计注意事项，基于整体设计评价，探讨了电气电路设计中易被忽视的问题。

关键词：电气电路；设计；忽视问题

设计电气控制电力时一般应遵循如下原则:最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求，在满足生产要求的前提下力求控制线路简单经济、保证控制线路工作可靠、保证控制线路工作安全、操作维修方便等。但在设计时由于考虑不全面，使控制电路不完善，产生各种设计缺陷，回路中隐藏一些不易被发现的问题导致元器件误动或拒动，对设备运

行及安全产生不良影响。虽然如此，但是仍在少数情况下，人们常常忽略一些问题，从而严重影响了控制评价，不仅制约了工程造价，而且在实际运行中存致命性危险，因此，合理分析设计中被忽视的问题，有着十分重要的现实意义［1］。

1 电气电路设计一般注意事项概述

在电气电路设计中，一般要求主要从电动机的四个方面进行考虑，分别为电动机的制动、电动机正反转控制的电气互锁、电动机正反转自动循环控制多台电动机的连锁控制。

1.1 电动机的制动

电动机的制动方法一般分机械制动和电气制动，而电气制动一般采用能耗制动和反接制动。但是必须强调的是在起重提升设备中，最终的制动必须是机械制动而不能采用电气制动，而且电路设计的原则必须是有电松开，无电刹紧(依靠弹簧力刹紧)。这样才能确保在万一系统停电时使提升装置处于制动状态。1926年美国纽约发生了一起由于电网停电使电梯由11层坠落的事故。经事故分析系电梯的电气控制电路的设计采用了有电刹紧而无电松开，这样在系统停电时使提升机构失去制动，轿箱由于重力而自由坠落。为此美国机械工程师协会制订了强制性的技术标准，电梯及所有提升设备的电气控制必须是有电松开，无电刹紧。

1.2 电动机正反转控制的电气互锁

在电动机的正反转控制中，交流接触器线圈KM1，KM2必须采用常闭触点进行互锁，以防止当一个接触器因机械故障无法实现失电松开时另一接触器得电吸合造成主回路相间短路。但是仅此是不够的，还必须采用正反转起动按钮的互锁。理由如下：首先，SB1，SB2的互锁使得电动机由正转变为反转(反之亦然)时不必先按SB3而直接由SB1，SB2的常闭点直接切断对方控制电路，使操作灵活。其次，这种按钮互锁不能防止由于偶然的操作失误造成KM1，KM2的得电竞争。

1.3 电动机正反循环控制

电动机的正反转可通过丝杆螺母等机械装置转变为直线或角度的往复运动，通过行程开关SQ1，SQ2实现自动循环。其中SQ3。SQ4为限位开关，其作用是当sQ1或SQ2出现故障时，机床工作台机械越位，由SQ3或SQ4切断该方向的接触器电路，以避免由于行程失控引起机械传动机械的损坏。值得强调的是，SQ1，SQ2作为频繁动作的开关，其寿命是有限的。以机床上常用的微动开关LXW5为例，其电寿命国家标准为100万次。而一台机床的工作循环，以保守估计。设一台机床两班制，每班工作5小时即每日工作600分钟，机床每分钟完成一个循环，这样SQ1，SQ2每日动作600次，一年300个工作日则每年需动l8万次，一个开关在最正常的状态下也只能工作5．5年，而一台机床的寿命一般不少于10年［2］。

1.4 多台电动机的连锁控制

在由多台电动机驱动的机械设备中，往往要求实现连锁，例如机床中主轴电动机必须在润滑泵起动后才能起动，分段驱动的物料传送带必须是末段先起动而始端后起动以免物料卡滞。KM2必须在KM1得电后才能得电，当按SB2时。KM1，KM2同时失电。当要求KM1必须在KM2失电后才能失电，则需在SB2两端并联KM1常开触点。但这不能保证在系统停电时仍能实现以上功能。

2 电气电路设计中易被忽视的问题

2.1 控制回路忽视问题

2.1.1 过载保护动作后，电路误动

再此引用燕化高新技术股份公司841装置球磨机电机及油泵电机控制回路见图1。启动时先启动油泵，当油压稳定在0.3 MPa后开启球磨机主机，如油泵未开启则球磨机不能运转，球磨机主机功率55 kW，研磨物料及自重约3t。该回路在正常状态下无任何故障。但当球磨机因过载后，热继电器FR常闭接点断开，球磨机接触器失电，而油泵仍在运行，油压接点仍接通，球磨机启动中间继电器KA并未释放，若球磨机热过载继电器在自动位置，则在一段时间后FR常闭接点重新闭合，因C相——KA——SJ触点——C线圈——FR接通，球磨机会自启动，给安全生产带来很大的隐患。现将球磨热继电器FR改为手动，可初步解决此安全隐患，下一步还将重新设计电路以进行彻底整改，消除隐患。

2.1.2 检维修操作时开关误动

308(6kV)配电室在进行直流回路故障处理时，在I、Ⅱ段进线电压均正常的情况下，停下I段进线的直流控制电源，母联开关(控制回路见图2)却突然自投合闸，造成二段电源合环。图中SA32为母联自投控制开关，SA31为母联合闸控制开关，YC为母联合闸线圈，KAl1为I段合闸位置继电器接点，KAl2为Ⅱ段过流闭锁继电器接点，KA21为Ⅱ段合闸位置继电器接点，KA22为Ⅱ段过流闭锁继电器接点。母联开关的控制电源WC取自Ⅱ段进线开关的控制电源WCII。当每年进行直流屏清扫时如先停下Ⅱ段进线开关的控制电源，再停下I段进线开关的控制电源，则无任何问题。但如果是先停下Ⅱ段进线开关的控制电源WC1，再停下Ⅱ段进线开关的控制电源，则当停下I段进线开关控制电源后，母联却立刻动作自投合闸(此时I段进线开关并未跳闸)。经仔细检查、分析后发现，在后者情况下，母联控制电源正常(取自Ⅱ段)，虽然此时系统运行方式并未改变，但送给母联的表示I段进线开关位置的常闭接点KA11(I段合闸位置继电器)因I段控制电源消失而返回，这就使母联开关控制电路中从+WC——SA32①③——KA11常闭接点——KA12常闭接点——KT31延时断开接点——KA31接通，KA31线圈得电其常开接点闭合，母联合闸回路+wc—SA3⑤⑧——KS31——SQ3，合闸线圈YC——S03—WC形成回路，母联自投合闸，导致I，II段电源合环［3］。由此可以看出，在电路的设计中，当开关的状态需要引到其他回路时，其接点应尽可能取自最直接并最能反映真实状态的接点，尽量避免过多的中间环节，如果将本例中的I，Ⅱ段合闸位置继电器KAl 1，KA21的接点改为各自开关的辅助接点，则在对直流屏清扫或在查找直流系统接地等工作时就不会出现上述问题。从而也可防止tcnm，tcnzi合闸位置继电器因自身故障引起回路的误动。

2.2 抑制变频器谐波问题以及变频器选用

变频器主电路中的整流电路AC／DC或逆变电路DC／AC都会产生谐波，对电网及电动机产生一定影响。可从两个方面来控制。1）选用质量指标好的变频器。国家对变频产品有谐波指标，对电压分量的THD≤5％ ，对电流分量的THD≤3％ 。从电网侧来说，要达到这个指标，至少用12脉波以上的整流电路。目前的6脉波变频器一般不能满足要求，需加抑制谐波器。2）选用抑制谐波的装置(如交流电抗器、直流电抗器、输出电抗器、输入输出滤波器、磁环

型零序电抗以及信号滤波器等)。对设计安装位置、距离、屏蔽、隔离等应有严格要求。变频器的结构及选用见表1。

3 结语

电气电路通常出现故障，往往是由于设计忽视问题的原因而造成的，在设计中必须作风严谨，尽量选用标准的、常用的、并经过实际考验过的环节；尽量减少电器数量、减少不必要的触点，简化电路;正确连接触点和线圈来控制寄生回路。

参考文献

［1］ 郑 萍.现代电气控制技术（25）［M］. 重庆：重庆大学出版社，2000.（12）.

［2］ 黄 俊，王兆安.电力电子技术［M］，第四版. 北京：机械工业出版社，2000.

［3］ 王 琼.电气设计常见问题简析［J］.河南科技：乡村版，2007，（7）.

作者：李　蕾　张国琴

变频器电路控制分析论文 篇3：

通用变频器检测与保护电路的设计策略探讨

摘要：通用变频器的安全检测和电路保护关系到整个控制系统的正常安全运行。电路检测是变频控制系统中的重要组成部分，是整个变频控制系统的“眼睛和触觉”，只有变频器检测和电路保护设计合理运行，才能提高整个系统的可靠性。本文在阐述变频器检测与电路保护定义的基础上，重点探析了通用变频器电路检测的相关方案，对于研究变频器的应用于安全保护具有重要的现实意义。

关键词：通用变频器;检测与保护;电路设计;策略探讨

1.变频器检测与电路保护的概念阐述

在控制系统中，变频器检测主要是将变频器和电动机在工作状态中的情况及时的反馈到处理器的中心。紧接着，处理器根据变频器和电动机的所反馈的数据按照科学的算法进行分析处理计算后从而为各部分电路提供控制信号或者是保护信号，最终达到保护电路的目的。

电路保护主要是通过电路检测的方式来实现保护控制系统的目的。电路检测主要是通过直流电压检测、电流检测、输出电压检测、温度测试等等方式来进行检测电路。在变频器的整个控制系统，控制系统是否能够精确的反映和反馈检测的数据情况决定了变频器控制系统的使用寿命和安全质量。

2.通用变频器电路检测的主要方法应用

2.1通过电压检测方式

在通用变频器中，通过检测电压的方式从而达到保护系统的最终目标。通用变频器主要是电压信号检测可以通过采用性能较高的光耦降低检测过程中的成本，适用于小功率的变频器。在测量直流高压时采用分压和解压电阻的方式，从而获得较低的直流电压信号。同时，光耦具有很高的灵敏度和线性度以及隔离功能，通过隔离功能降低分解高压电流和线性功能的结合可以串联分流器从而测量电压，这在通用变频器检测中是一种非常普遍的测量电压的方式。

2.2电流检测的方式应用

在通用变频器中，变频器的负载主要是通过将电能转换为机械性能，是电气运动和机械旋转方式的有机结合，因此复杂的变频器驱动在系统运行中很可能因为电气绝缘破损或者是机械问题等等导致了变频器因为电流过大而造成故障。而过电流最主要的是由于输出电流破坏、电器机械负载过重、电机运行速度过快、其他电器配件干扰等造成了通用变频器过电流情况的发生。而过电流保护电路的最有效的应用就是熔断器保护。在电路保护中，熔断器不适用于出现紧急情况需要进行快速保护以及融通达时间少的性能较高的器件。

2.3通过转速检测方式

通用变频器在电气动力系统方面的应用十分广泛，为了实现矢量控制，控制一些高性能的电机传送系统，整个电力系统需要检测电机的转速。而检测转速的机器主要有测速机器和光电编码机器两种，测量的精确度较高，在一般情况下不会受到外界的干扰，从而保证测量数据的准确性和科学性。在通用变频器中，变频器输出交流电压的控制检测对于变频器检测和电路保护是非常重要的。在通用变频器中无速度传感器矢量控制要求必须通过精确的数据计算，特别是变频器输出的脉冲的频率和宽度以及精确的瞬时输出电压的数据有效值。

2.4通过电源缺相和接地故障检测电路的方式

通过电源缺相和接地故障检测电路主电源要是通过套在输入和输出两个端口上的电流互相感应的方式从而检测三相电流的平衡程度。当电源出现缺电漏电的情况时，通过三相电流在感应中的不平衡状态就会感应检测出线圈的感应电势，从而给终端系统发出故障信号，使得工作人员能够及时的进行故障排除。

3.关于通用变频器检测和电路保护的相关建议

3.1充分认识和了解通用变频器

在通用变频器的检测和电路保护中，必须十分清楚的了解变频器的相关知识才能更好的在实际工作中得心应手的处理和排除电气系统运行中出现的故障。例如变频器只能够降压，不能够升压的基本常识，其次就是变频器本身不是节能器，因此变频器节只能是建立在原来不能调速基础上，但是這种方式则会在一定程度上造成电能的浪费。变频器的质量对于电气系统运行起着至关重要的作用，质量和性能好的变频器使用寿命时间较长。

3.2对于变频器的故障排除法要及时融会贯通

变频器在其本质上是一部电磁干扰器，因此对于变频器的故障排除的方式方法要及时的掌握。变频器在系统运行过程中要求供电电源质量比较高，因此在故障排除中一定要注意电流电压的大小。保障在电路系统工作故障排除中的环境效果，及时定期的对电气系统进行故障安全排除和变频器的保养。

4.探析通用变频器检测与保护电路的设计策略的现实意义

随着通用变频器在工业生产中的广泛的应用和发展，相关工作人员必须非常清楚的了解通用变频器的相关结构和工作原理，才能更好的应对电气系统工作中的突发状况。在通用变频器中一些主要器件的机械特征和一些常用的参数数据的作用对于电气机械运行中常见的故障排除变得越来越重要。电路保护关系到整个控制系统的正常安全运行，电路检测是变频控制系统中的重要组成部分，是整个变频控制系统的“眼睛和触觉”。探析通用变频器检测与保护电路的促进通用变频器的进一步发展和电路保护的改必为设计策略有利于保证通用变频器的安全和可靠运行，有利于促进通用变频器的进一步发展和电路保护的改进。

参考文献

[1]谢芳芳，刘兵，任丕顺.变频器直流侧电解电容ESR的在线测量与预测[J].测控技术，2014（10）.

[2]黄雯.分布式光伏电源并网技术研究[D].西南交通大学，2014.

[3]马广程.基于ZigBee总线的消防联动应急控制系统设计[D].长春工业大学，2012.

[4]柳向龙.矿用隔爆一体化电机结构设计及保护电路研究[D].沈阳工业大学，2011.

[5]韩晏鑫.变频调速型电动执行机构的设计与实现[D].东北大学，2010.

作者：郭晓虎 郭伟丽