直接转矩控制（DTC）方式 该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足，并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。目前，该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。 直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机，因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算；它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。ABB公司的ACS800系列即采用这种控制方式。

矩阵式交—交控制方式VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低，谐波电流大，直流电路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能进行四象限运行。为此，矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节，从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。该技术目前尚未成熟，其实质不是间接的控制电流、磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应（<2ms），很高的速度精度（±2%，无PG反馈），高转矩精度（<+3%）；同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度，尤其在低速时（包括0速度时），可输出150%～200%转矩。

变频节能

变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。

由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）×H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。所队当所要求的流量Q减少时，可调节变频器输出频率使电动机转速n按比例降低。这时，电动机的功率P将按三次方关系大幅度地降低，比调节挡板、阀门节能40%一50%，从而达到节电的目的。

例如：一台离心泵电机功率为55千瓦，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16千瓦，省电48.8%，当转速下降到原转速的l/2时，其耗电量为6.875千瓦，省电87.5%。

功率因数补偿节能

无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。

软启动节能

电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。

在应用领域而言，变频器在我国各行各业均已得到应用，如冶金、化工、造纸、机械等行业。具体应用更广泛，小型的应用如各行各业的鼓风机、输送机、给料机、搅拌机、研磨机、粉碎机、切纸机、压延机、挤压机、阀门、压缩机、冷却踏、塑料机械、电梯、各种纺织行业等；大型的应用领域如造纸厂的造纸机、模具厂的注塑机、冶金厂的轧钢机、以及化工等行业的风机、水泵、起重机、输油管道等。

化工、石材、纺织行业变频器的运用差异性大，各种档次的产品在这些行业都能发现对应的用户，因此化工、石材、纺织行业是变频器品牌最复杂的行业，几乎所有的品牌在化工、石材、纺织行业都有市场。低压变频器常见应用领域如下：

1、风机

随着工业的不断发展，风机的应用越来越广泛，尤其是在化工、石材、纺织行业能应用到风机的方面很多。而在风机设计时普遍存在过风量问题，在风量需要调节时普遍采用节流，即风门调节方式，而这都是不必要的损耗，使用变频调速后，可根据实际需要方便地调节，由于去除了不必要的损耗，同时提高了功率因素，其综合节电率都在30%以上。

2、调速机械

需要调速的机械中如：挤压机、物料进给调节、传送带等基本上采用滑差调节电机，三相整流子电机或直流电机调速，调速电机的速度调节性能不好，转速稳定性差，故障率高，效率低。而直流电机和整流子电机结构复杂，故障率高，维修费用高，其工作时会产生火花，极不安全。以上这些电机调速稳定性差，如用异步电机加变频调速器替代以上这类电机，可大大提高效率，省电，维修量小，安全，可靠，投资回报期短，对提高企业经济效益极为有利。

目前孤东采油厂在用各种变频器达到480余台，其中三采中心270余台，采油一矿45台，采油二矿13台，采油三矿22台，采油四矿43台，新滩试采矿57台，集输大队27台。主要有美国的ABB、罗宾康，日本的富士、安川、三肯、东芝和日立，德国的西门子。目前国产变频在控制技术和功能上，已取得了显著的进步和成就，所以近两年来油厂国产变频器的数量正逐步提高，主要有春日、森兰和烟台惠丰等品牌。

孤东采油厂技术质量监督站自2005年开展了变频器维修工作，先后组织了现场维修150台次，总功率达到5800千瓦。从维修情况来看，变频器发生故障或损坏的特征，一般可分为两类：一种是在运行中频繁出现的自动停机现象，并伴随着一定的故障显示代码，其处理措施可根据随机说明书上提供的指导方法，进行处理和解决。这类故障一般是由于变频器运行参数设定不合适，或外部工况、条件不满足变频器使用要求所产生的一种保护动作现象；另一类是由于使用环境恶劣，高温、导电粉尘引起的短路、潮湿引起的绝缘降低或击穿等突发故障（严重时，会出现打火、爆炸等异常现象）。 具体表现为：

主控电路故障

主要包括主板，电源板，逆变器、滤波电容等主控电路损坏。

冷却直流风扇故障

风扇属于易损件，工作寿命在2—5年，但是因为变频器种类繁多，功率大小不同所以内部直流风扇额定电流不同而不通用，部分风扇损坏后因为缺乏备件无法及时更换。

外围控制器件故障

变频柜内变频器本身无故障，但外部控制电路系统发生故障。由于使用年限较长，且控制电路又比较复杂，既没有电路图，又没有线号，线路多而且复杂，给维修造成不便。

散热不良

变频柜设计不合理，内部过于狭窄，散热通风效果差，导致散热不良。部分变频器工作环境比较恶劣，风沙及尘土集聚较多，严重影响了变频器的正常运行，甚至造成停机故障。变频柜散热导流风扇属于易损件，寿命一般在2年左右，但是大部分变频柜散热风扇损坏后，没有及时更换，造成散热不良，造成变频器工作稳定性差、老化加剧、过热报警频发等现象发生。

日常维护工作跟不上

变频器日常维护工作跟不上。操作人员对变频路基本操作及一些基本参数设置不了解，使用过程中不能及时发现问题。

“小马拉大车”问题

“小马拉大车”问题。由于当时投产设计时的工作条件下限制，设计安装时为节省资金，许多地方都有采用了变频功率小于电机额定功率，但随着工艺生产条件的变化，出现“小马拉大车”问题，造成变频器不能正常运行。如一号联水外输、三号联提升和KDl8号站注水等。

由于使用方法不正确或设置环境不合理，将容易造成变频器误动作及发生故障，或者无法满足预期的运行效果。为防患于未然，事先对故障原因进行认真分析显得尤为重要。变频器在正常使用6—10年后，就进入故障的高发期，经常会出现元器件烧坏、失效、保护功能频繁动作等故障现象，严重影响其正常运行。

外部的电磁感应干扰易造成故障

如果变频器周围存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。在外部采取噪声抑制措施，消除干扰源显得非常必要。具体解决办法有：一是尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主线路分离；二是变频器接地端子应按规定进行，不能同电焊、动力接地混用；三是变频器输入端安装噪声滤波器，避免由电源进线引入干扰。

环境问题造成的故障

变频器属于电子器件装置，在其规格书中有详细安装使用环境的要求。振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，对于振动冲击较大的场合，应采用橡胶等避振措施；潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路；温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，特别是半导体器件，应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。

定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇是非常必要的。目前采油厂在用变频器的冷却风扇损坏比较严重，而且部分变频工作环境比较差，严重影响散热及空气流通，导致变频器在高温季节易跳闸、过热报警。

参数设置及设备引起的故障

故障主要发生在注聚泵用低压变频器，故障主要表现为起动时并不立即跳闸，而是在运行过程中跳闸。可能的原因有：

（1）泵工作状态不稳定；

（2）管线压力过大；

（3）升速时间设定太短；

（4）降速时间设定太短；

（5）转矩补偿设定较大；

（6）引起低速时空载电流过大；

（7）电子热继电器整定不当，动作电流设定得太小、引起误动作。

主板及主电路的故障

由于使用年限较长和一些突发原因，而造成主板及主电路损林，此类故障发生必然造成元器件的损坏和报废，是变频器维修费用的主要消耗部分。主要有：

（1）整流块的损坏；

（2）充电电阻损坏；

（3）逆变器模块烧坏；

（4）滤波电容的损坏；

（5）主板、电源板损坏。

维护不当造成的故障

大部分变频器过热报警故障，除了冷却系统风扇损坏的原因外，还有一个主要原因，就是日常维护的缺乏，变频器散热器灰尘积攒严重，影响散热。

使用变频器之前，要对 变频器参数时从以下几个方面进行：

第一，确认电机参数，变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、 最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。

第二，变频器采取的控制方式，即速度控制、转距控制、PID 控制或其他方 式。

第三，设定变频器的启动方式。

第四，给定信号的选择。

一旦发生了参数设置类故障后，变频器都不能正常运行，一般可根据说明 书进行修改参数。如果以上不行，最好是能够把所有参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置，对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。

变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下，变频器直 流电为三相全波整流后的平均值。因此，变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器。

输入电压超过正常范围指一般发生在节假日负载较轻， 电压升高或降低而线 路出现故障，此时最好断开电源，检查、处理。

出现概率较高的故障主要是电机的同步转速比实际转速还高， 使电动机处于 发电状态，而变频器又没有安装制动单元，有两起情况可以引起这一故障。

第一， 当变频器拖动大惯性负载时， 其减速时间设的比较小， 在减速过程中， 变频器输出的速度比较快，而负载靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的 转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器 没有能量回馈单元， 因而变频器支流直流回路电压升高，超出保护值， 出现故障， 而纸机中经常发生在干燥部分， 处理这种故障可以增加再生制动单元，或者修改 变频器参数，把变频器减速时间设的长一些。

第二，多个电动施动同一个负载时，也可能出现这一故障，主要由于没有负 荷分配引起的。 以两台电动机拖动一个负载为例，当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时， 则转速高的电动机相当于原动机，转速低的处于发 电状态，引起故障。在纸机经常发生在榨部及网部，处理时需加负荷分配控制。 可以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些。

过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时 间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、 对线路进行检查。 如果断开负载变频器还是过流故障， 说明变频器逆变电路已环， 需要更换变频器。

过载故障包括变频过载和电机器过载。其可能是加速时间太短，直流制动量 过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载， 也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器;如 后者则要对生产机械进行检修。

如果变频器欠压。 说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。 如果变频器温度过高。如电动机有温度检测装置，检查电动机的散热情况;变频 器温度过高，检查变频器的通风情况。 对于其他情况，如硬件故障，通讯故障 等，可以同供应商联系。

故障现象:某变频器在运行中突然发生跳闸现象，操作人员立即进行复位， 并使变频器再次运行，大约运行 5min 以后，又发生跳闸，复位，运行多次，触 摸面板均显示为 FL 代码。故障分析：由于触摸面板均显示为 FL 代码，显然是主 器件自保护工作了，主器件自保护诊断内容为短路、接地、过电流、散热器过热等。因此，我们用兆欧表对负载侧进行检测，未有短路、接地现象。检查机组运 转声音、振动均正常，并且运转灵活，无卡滞现象。在工艺条件不变的情况下， 不会造成超载，因此， 过电流亦不可能。 排队上述故障后， 余下可能是过热故障。 仔细检查内部冷却风扇， 发现顶部一只冷却风扇已不在运转。 检查时要特别留心， 由于底部冷却风扇在运行，顶部风扇也有可能被风带动，因而顶部风扇的运转情 况要仔细分析检查。此时应该更换风扇。

l、规范变频设备进入渠道，建立准入制度。

目前孤东采油厂变频器品种繁多，各种变频器之间器件并不通用，造成了备料困难，增加了成本利维修的难度，因此建议规范变频设备进入渠道，建立市场准入制度减少引进变频器的品牌种类，降低后期维护、维修成本。

（1）限定品牌范围

限定品牌范围，如近年来在孤东采油厂内出观故障率低，运行可靠的某些品牌。建议规范为富士、ABB、森兰等品牌。

（2）规范引入渠道

规范引入渠道，对引入设备的厂家技术力量售后服务进行考察，对新引入变频设备验收时要求资料配备完整，包括线路图、说明书等，便于以后出现故障进行维护。

2、建立变频器日常保养制度

对变顺器的管理进行规范，由专人负责对变频设备进行日常维护保养。日常维护保养的具体内容可以分为：

（1）运行数据记录，故障记录：

定期测量变频器及电机的远行数据，包括变频器输出频率，输出电流，输出电压，变频器内部直流电压，散热器温度等参数。与合理数据对照比较，以利于早日发现故障隐患。变频器如发生故障跳闸，务必记录故障代码和跳闸时变频器的运行工况，以便具体分祈故障原因。

（2）变频器日常检查：

每两周进行一次，检查记录运行中的变频器输出三相电压，并注意比较它们之间的平衡度；检查记录变频器的三相输出电流，并注意比较它们之间的平衡度；检查记录环境温度，散热器温度；察看变频器有无异常振动，声响，风扇是否运转正常。

（3）变频器保养：

每台变频器每季度需要清灰保养1次。保养要清除变频器内部和风路内的积灰、脏物，将变频器表面擦拭干净，变频器面板要保持清洁光亮；在保养的同时要仔细检查变频器，察看变频器内有无发热变色部位，阻尼电阻有无开裂现象，电解电容有无膨胀漏液防爆孔突出等现象，PCB板有否异常，有没有发热烧黄部位。

3、加强培训

（1）对变频设备操作、管理人员进行基础培训，掌握变频器日常维护保养的知识以及了解基本参数的设置。

（2）对变频器维修人员进行系统的培训，以便今后更好地开展维修工作。

起重机械按照特点分类：轻小型起重机械、起重葫芦、悬挂羊轨系统、桥架型起重机及桥式起重机、门式起重机、半门式起重机、臂架型起重机、流动式起重机、塔式起重机、门座起重机和其它起重机械。

在起重机械行业，变频器应用最大的市场是港口机械，港口机械是自动化程度最高的细分行业，在大型的岸桥上，一套变频器由5-6台变频器组成;其次是通用桥架型起重机市场，虽然通用桥架式起重机的应用比例不是很高，但台量基数大;再次为塔机市场，主要是中大型塔机上应用，出口的塔机应用比例较高;另外，冶金起重机所占比例也不小;施工升降机及立体停车设备的市场份额目前还尚小。

起重机采用变频器驱动后使整机性能有较大提高，如效率高、功率因数好、节能效果显著;外部配线简单、配线费用下降;可无级调速、行走平滑稳定;电动机构造简单、可靠性高，能在恶劣环境下使用，大大减少了维修工作量和易损部件，极大地改善了维护性能;变频器自身保护功能齐全，如过流、过载、过压等都能及时报警及停止，减少了起重机故障，提高了安全性能。同时，变频器具有限流作用，软起动可以减少起动时对电网的冲击，有利于车间内其它设备正常运行。