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历史上的今天
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blogTitle:'编码器（编码开关）原理及使用方法',
blogAbstract:'&在电子产品设计中，经常会用到旋转编码开关，也就是所说的旋转编码器、数码电位器、Rotary Encoder 。它具有左转，右转功能，有的旋转编码开关还有按下功能。为了使刚接触这种开关的朋友了解旋转开关的编程，我来介绍下它的原理和使用方法：\r\n以我厂生产的EC11型编码开关为例：如图1：\r\n三只脚：1 2 3脚一般是中间2脚接地，1、3脚上拉电阻后，当左转、右转旋转时，在1、3脚就有脉冲信号输出了。两只脚为按压开关，按下时导通，回复时断开。在单片机编程时，左转和右转的判别是难点,用示波器观察这种开关左转和右转时两个输出脚的信号有个相位差，如图2。\r\n',
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{list wl as x}{/list}旋转编码器应用注意事项
旋转编码器应用注意事项
一．※ 有网友问：增量旋转编码器选型有哪些注意事项？
应注意三方面的参数：
1． 械安装尺寸，包括定位止口，轴径，安装孔位；电缆出线方式；安装空间体积；工作环
境防护等级是否满足要求。
2． 分辨率，即编码器工作时每圈输出的脉冲数，是否满足设计使用精度要求。
3．电气接口，编码器输出方式常见有推拉输出（F 型HTL 格式），电压输出（E），集电极开
路（C，常见C 为NPN 型管输出，C2 为PNP 型管输出），长线驱动器输出。其输出方式应和其
控制系统的接口电路相匹配。
■二．※ 有网友问：请教如何使用增量编码器？
1，增量型旋转编码器有分辨率的差异，使用每圈产生的脉冲数来计量，数目从6 到5400
或更高，脉冲数越多，分辨率越高；这是选型的重要依据之一。
2，增量型编码器通常有三路信号输出（差分有六路信号）：A,B 和Z，一般采用TTL 电
平，A 脉冲在前，B 脉冲在后，A,B 脉冲相差90 度，每圈发出一个Z 脉冲，可作为参考机械
零位。一般利用A 超前B 或B 超前A 进行判向，我公司增量型编码器定义为轴端看编码器顺
时针旋转为正转，A 超前B 为90°，反之逆时针旋转为反转B 超前A 为90°。也有不相同的，
要看产品说明。
3，使用PLC 采集数据，可选用高速计数模块；使用工控机采集数据，可选用高速计数
板卡；使用单片机采集数据，建议选用带光电耦合器的输入端口。
4，建议B 脉冲做顺向（前向）脉冲，A 脉冲做逆向（后向）脉冲，Z 原点零位脉冲。
5，在电子装置中设立计数栈。
■三．※ 关于户外使用或恶劣环境下使用
有网友来email 问，他的设备在野外使用，现场环境脏，而且怕撞坏编码器。
我公司有铝合金（特殊要求可做不锈钢材质）密封保护外壳，双重轴承重载型编码器，
放在户外不怕脏，钢厂、重型设备里都可以用。
不过如果编码器安装部分有空间，我还是建议在编码器外部再加装一防护壳，以加强对其进
行保护，必竟编码器属精密元件，一台编码器和一个防护壳的价值比较还是有一定差距的。
■四．※ 从接近开关、光电开关到旋转编码器：
工业控制中的定位，接近开关、光电开关的应用已经相当成熟了，而且很好用。可是，
随着工控的不断发展，又有了新的要求，这样，选用旋转编码器的应用优点就突出了：
信息化：除了定位，控制室还可知道其具体位置；
柔性化：定位可以在控制室柔性调整；
现场安装的方便和安全、长寿：拳头大小的一个旋转编码器，可以测量从几个&
到几十、几百米的距离，n 个工位，只要解决一个旋转编码器的安全安装问题，可以避免诸
多接近开关、光电开关在现场机械安装麻烦，容易被撞坏和遭高温、水气困扰等问题。由于
是光电码盘，无机械损耗，只要安装位置准确，其使用寿命往往很长。
多功能化：除了定位，还可以远传当前位置，换算运动速度，对于变频器，步进电机等
的应用尤为重要。
经济化：对于多个控制工位，只需一个旋转编码器的成本，以及更主要的安装、维护、
损耗成本降低，使用寿命增长，其经济化逐渐突显出来。
如上所述优点，旋转编码器已经越来越广泛地被应用于各种工控场合。
■五. ※ 关于电源供应及编码器和PLC 连接：
一般编码器的工作电源有三种：5Vdc、5-13 Vdc 或11-26Vdc。如果你买的编码器用的是
11-26Vdc 的，就可以用PLC 的24V 电源，需注意的是：
1． 编码器的耗电流，在PLC 的电源功率范围内。
2． 编码器如是并行输出，连接PLC 的I/O 点，需了解编码器的信号电平是推拉式（或
称推挽式）输出还是集电极开路输出，如是集电极开路输出的，有N 型和P 型两种，需与PLC
的I/O 极性相同。如是推拉式输出则连接没有什么问题。
3． 编码器如是驱动器输出，一般信号电平是5V 的，连接的时候要小心，不要让24V
的电源电平串入5V 的信号接线中去而损坏编码器的信号端。（我公司也可以做宽电压驱动器
输出（5-30 Vdc），有此要求定货时要注明）
■六. ※在很多的情况之下是编码器并没有坏，而只是干扰的原因，造成波型不好，导致计
数不准。请教如何进行判断？谢谢！
编码器属精密元件，这主要因为编码器周围干扰比较严重，比如：是否有大型电动机、电焊
机频繁起动造成干扰，是否和动力线同一管道传输等。
选择什么样的输出对抗干扰也很重要，一般输出带反向信号的抗干扰要好一些，即
A+~A-,B+~B-,Z+~Z-，其特征是加上电源8 根线，而不是5 根线(共零)。带反向信号的在电缆
中的传输是对称的，受干扰小，在接受设备中也可以再增加判断（例如接受设备的信号利用
A、B 信号90°相位差，读到电平10、11、01、00 四种状态时，计为一有效脉冲，此方案可
有效提高系统抗干扰性能（计数准确））。
就是编码器也有好坏，其码盘\电子芯片\内部电路\信号输出的差别很大，要不然怎么一
个1000 线的增量型编码器会从300 多元到3000 多元差别那么大呢?
①排除(搬离、关闭、隔离)干扰源，②判断是否为机械间隙累计误差，③判断是否为控制系
统和编码器的电路接口不匹配（编码器选型错误）；①②③方法偿试后故障现象排除，则可初
步判断，若未排除须进一步分析。
判断是否为编码器自身故障的简单方法是排除法。现在我公司编码器已大规模生产，技术生
产已成熟运用，产品故障率控制在千分之几。排除法的具体方法是：用一台相同型号的编码
器替换上去，如果故障现象相同，可基本排除是编码器故障问题，因为两台编码器同时有故
障的小概率事件发生可能很小，可以看作为0。假如换一台相同型号编码器上去，故障现象
立刻排除，则可基本判定是编码器故障。
■七. ※请教一下，何为长线驱动？普通型编码器能否远距离传送？
答：长线驱动也称差分长线驱动，5V，TTL 的正负波形对称形式，由于其正负电流方向相反，
对外电磁场抵消，故抗干扰能力较强。
普通型编码器一般传输距离是100 米，如果是24V HTL 型且有对称负信号的，传输距离300-400
■八. ※有网友问：能否简单介绍旋转编码器检测直线位移的方法？
答：1，使用“弹性连轴器”将旋转编码器与驱动直线位移的动力装置的主轴直接联轴。
2，使用小型齿轮（直齿，伞齿或蜗轮蜗杆）箱与动力装置联轴。
3，使用在直齿条上转动的齿轮来传递直线位移信息。
4，在传动链条的链轮上获得直线位移信息。
5，在同步带轮的同步带上获得直线位移信息。
6，使用安装有磁性滚轮的旋转编码器在直线位移的平整钢铁材料表面获得位移信息（避
免滑差）。
7，使用类似“钢皮尺”的“可回缩钢丝总成”连接旋转编码器来探测直线位移信息（数
据处理中须克服叠层卷绕误差）。
8，类似7，使用带小型力矩电机的“可回缩钢丝总成”连接旋转编码器来探测直线位
移信息（目前德国有类似产品，结构复杂，几乎无叠层卷绕误差）。
■九. ※ 求教：增量光栅Z 信号可否作零点？圆光栅编码器如何选用？
无论直线光栅还是轴编码器其Z 信号的均可达到同A\B 信号相同的精确度，只不过轴编码器
是一圈一个，而直线光栅是每隔一定距离一个，用这个信号可达到很高的重复精度。可先用
普通的接近开关初定位，然后找最为接近的Z 信号(每次同方向找)，装的时候不要望忘了将
其相位调的和光栅相位一致，否则不准。
根据你的细分精度要求和分辩率要求选用。精度高自然要选用每周线纹高的，精度不高，就
没必要选用高线纹数的圆光栅编码器了。
■十. ※请教两个问题：增量型编码器和绝对型编码器有何区别？做一个伺服系统时怎么选
常用的为增量型编码器，如果对位置、零位有严格要求用绝对型编码器。伺服系统要具体分
析，看应用场合。
测速度用常用增量型编码器，可无限累加测量；测位置用绝对型编码器，位置唯一性（单圈
或多圈），最终看应用场合，看要实现的目的和要求。
■十一. ※绝对型旋转编码器选型注意事项，旋转编码器和接近开关、光电开关优势比较：
绝对编码器单圈从经济型8 位到高精度17 位，价格可以从几百元到1 万多不等；
绝对编码器多圈大部分用25 位， 输出有SSI ， 总线Profibus-DP,Can
L2,Interbus,DeviceNet,价格也可以从3 千多到1 万多不等。
旋转光电编码器测量角度和长度，已是很成熟的技术了，现今再用上高精度大量程的绝
对型编码器，大大提高了测量精度和可靠性，而且经济实用。就目前来看，其仍然是测量长
度的最多选择。
■十二. ※从增量式编码器到绝对式编码器
旋转增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，当编码器不动或停
电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，
当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的
零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。
解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位
置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。为此，在工控中就有每次操作先找参考点，
开机找零等方法。
比如，打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理，每次开机，我们都能听到噼哩
啪啦的一阵响，它在找参考零点，然后才工作。
这样的方法对有些工控项目比较麻烦，甚至不允许开机找零（开机后就要知道准确位置），
于是就有了绝对编码器的出现。
绝对编码器光码盘上有许多道刻线，每道刻线依次以2 线、4 线、8 线、16 线。。。。。。编
排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2 的零次方到
2 的n-1 次方的唯一的2 进制编码（格雷码），这就称为n 位绝对编码器。这样的编码器是由
码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。
绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不
用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰
特性、数据的可靠性大大提高了。
由于绝对编码器在位置定位方面明显地优于增量式编码器，已经越来越多地应用于工控
测速度需要可以无限累加测量，目前增量型编码器在测速应用方面仍处于无可取代的主流位
■十三. ※能不能告诉我选用绝对型编码器应注意哪些事项？
(一).机械部分:
1.测长度还是测角度，测长度如何通过机械方式转换(在上面有一些介绍，如不清楚可来
电讨论)。测角度是360 度内(单圈)，还是可能过360 度(多圈)。生产过程是一个方向旋转循
环工作，还是来回方向循环工作。
2.轴连接安装形式，有轴型通过软性联轴器连接，还是轴套型连接。
3.使用环境：粉尘,水气,震动,撞击?
(二)电气部分
1.连接的输出接收部分是什么?
2.信号形式?
3.分辨率要求?
4.控制要求?
■十四. ※从单圈绝对式编码器到多圈绝对式编码器
旋转单圈绝对式编码器，以转动中测量光码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超
过360 度时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码器只能用于
旋转范围360 度以内的测量，称为单圈绝对式编码器。
如果要测量旋转超过360 度范围，就要用到多圈绝对式编码器。
编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码
盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量
范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位
置编码唯一不重复，而无需记忆。
多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，这样在安装时不必
要费劲找零点，将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度。
多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显，已经越来越多地应用于工控定位中。
■十五. ※能介绍一下绝对型编码器的串行和并行输出的详细一点的信息，谢谢！
并行输出：
绝对型编码器输出的是多位数码（格雷码或纯二进制码），并行输出就是在接口上有多点
高低电平输出，以代表数码的1 或0，对于位数不高的绝对编码器，一般就直接以此形式输
出数码，可直接进入PLC 或上位机的I/O 接口，输出即时，连接简单。但是并行输出有如下
1。必须是格雷码，因为如是纯二进制码，在数据刷新时可能有多位变化，读数会在短时
间里造成错码。
2。所有接口必须确保连接好，因为如有个别连接不良点，该点电位始终是0，造成错码
而无法判断。
3。传输距离不能远，一般在一两米，对于复杂环境，最好有隔离。
4。对于位数较多，要许多芯电缆，并要确保连接优良，由此带来工程难度，同样，对于
编码器，要同时有许多节点输出，增加编码器的故障损坏率。
并行：时间上，数据同时发出；空间上，每个位数的数据各占用一根线缆。
增量型编码器输出的通常是并行输出。
串行输出：
串行输出就是通过约定，在时间上有先后的数据输出，这种约定称为通讯规约，其连接
的物理形式有RS232、RS422(TTL)、RS485 等。
串行输出连接线少，传输距离远，对于编码器的保护和可靠性就大大提高了，一般高位
数的绝对编码器都是用串行输出的。
由于绝对型编码器的部分知名厂家在德国，所以串行输出大部分是与德国的西门子配套
的，如SSI 同步串行输出，总线型是PROFIBUS-DP 的输出等。
串行输出编码器连接德国西门子的设备是比较容易的，但是连接非德国系的设备，接口
就是问题了，我公司提供各种接口输出的仪表，可以解决这样的问题。
串行：时间上，数据按照约定，有先后；空间上，所有位数的数据都在一组线缆上（先后）
■十六. ※串行编码器应该都是绝对式的?
串行是指按时间约定，串行输出数字编码信号，基本是绝对的，但也有一些增量编码器，通
过内置电池记忆原点，其也可以通过串行输出位置值，如电池线不联，还是增量编码器，此
也称为伪绝对值编码器，在一些日本伺服系统中较多见。其本质其实还是增量编码器。
■十七. ※有网友问：为什么叫“绝对型编码器”？
“绝对型编码器”相对于“增量型编码器”而言。
“绝对型编码器”使用某种方式表示并记忆物体的绝对位置，角度和圈数。即一旦位置，角
度和圈数固定，什么时候编码器的示值都唯一固定，包括停电后投电。“增量型编码器”做不
到这一点。一般“增量型编码器”输出两个A、B 脉冲信号，和一个Z(L)零位信号，A、B 脉
冲互差90 度相位角。通过脉冲计数可以知道位置，角度和圈数增量，通过A,B 脉冲信号超前
或滞后可以知道方向，停电后，必须从约定的基准重新开始计数。“增量型编码器”表示位置，
角度和圈数需要做后处理，重新投电要做“复零”操作，所以，“增量型编码器”比“绝对型
编码器”在价格上便宜许多。
■十八. ※有网友问：光电编码器、光学电子尺和静磁栅绝对编码器的优缺点？
光电编码器：
1，优点：体积小，精密，本身分辨度可以很高(目前我公司通过细分技术在直径φ66
的编码器上可达到54000cpr) ，无接触无磨损；同一品种既可检测角度位移，又可在机械转
换装置帮助下检测直线位移；多圈光电绝对编码器可以检测相当长量程的直线位移(如25 位
多圈)。寿命长，安装随意，接口形式丰富，价格合理。成熟技术，多年前已在国内外得到广
2，缺点：精密但对户外及恶劣环境下使用提出较高的保护要求；量测直线位移需依赖
机械装置转换，需消除机械间隙带来的误差；检测轨道运行物体难以克服滑差。
光学电子尺：
1，优点：精密，本身分辨度较高（可达到0.005mm）；体积适中，直接测量直线位移；无接
触无磨损，测量间隙宽泛；价格适中，接口形式丰富，已在国内外金属切削机械行业得到较
多应用（如线切割、电火花等）。
2，缺点：测量直线和角度要使用不同品种；量程受限制（量程超过4m，生产制造困难价格
昂贵），不适于在大量程恶劣环境处实施位移检测。
静磁栅绝对编码器：
1，优点：体积适中，直接测量直线位移，绝对数字编码，理论量程没有限制；无接触
无磨损，抗恶劣环境，可水下1000 米使用；接口形式丰富，量测方式多样；价格尚能接受。
2，缺点：分辨度1mm 不高；测量直线和角度要使用不同品种；不适于在精小处实施位
移检测（大于260 毫米）。
■十九. ※我是个新手，想请问，一个圆盘，分50 个点，要实现定位控制，转速很慢，是要
用到绝对型编码器吗？怎么找原点呢？50 个位置定位是360 度均匀等分吗？谢谢
绝对编码器的编码都是2 的幂次方，没有360 度均匀50 等分的，要近似，看精度要求有多高，
选多高线数的编码器，如果精度要求不是太高的话，用8 位256 线的就可以了。编码器的每
个位置都有唯一编码，编码为零的就可以作为零点，也可以任意位置定义为零，其他位置与
其比较计算。
如果可以用参考点的话，也可以用增量式的，因速度慢，应该选3000 线或以上的，每圈
一个零位。
■二十. 请简单介绍：RS-232、RS-422 与RS-485 标准及应用？
RS-232、RS-422 与RS-485 都是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会（EIA）制订并
目前RS-232 是PC 机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232 被定义为一种在低速
率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232 采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。
RS-422、RS-485 与RS-232 不一样，数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用
一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B。
通常情况下，发送驱动器A、B 之间的正电平在+2～+6V，是一个逻辑状态，负电平在-2～6V，
是另一个逻辑状态。另有一个信号地C，在RS-485 中还有一“使能”端，而在RS-422 中这
是可用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起
作用时，发送驱动器处于高阻状态，称作“第三态”，即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三
由于RS-485 是从RS-422 基础上发展而来的，所以RS-485 许多电气规定与RS-422 相仿。如
都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485 可以采用二线与四线方式，
二线制可实现真正的多点双向通信。
RS-485 与RS-422 的不同还在于其共模输出电压是不同的，RS-485 是-7V 至+12V 之间，而
RS-422 在-7V 至+7V 之间，RS-485 接收器最小输入阻抗为12k 　RS-422 是4k；由于RS-485
满足所有RS-422 的规范，所以RS-485 的驱动器可以用在RS-422 网络中应用。
详细资料请查阅相关资料。
变频器的常见使用问题之2
作者： 激情如火 ， 15:32:00 发表于：《变频器与调速论坛》 共有48 人回复，
2836 次点击 加为好友 发送留言
警告！因各厂家变频器设计和使用有区别，所以下面解答不一定满足所有品牌变频器要求，
在实际使用中，一切以厂家提供的产品使用说明书为准则！如您有疑问欢迎讨论！
1:1 台变频器带多台电机时，怎么选定变频器容量？
1 台变频器并联驱动多台电机，请使电机额定容量的总和在变频器的额定输出电流以下,
并保留10%余量。
2:怎么解决高次谐波问题？
二极管整流电路会产生……5、7、11、13 次……的高次谐波。
影响：电流增大、功率因数下降
对策：请装上AC 或DC 电抗器（3％压降左右）
3:对于变频器输入侧变压器有什么要求？
当安装大容量机器时，请事先确认变压器阻抗值，变压器容量是否合适。
另外，在下面3 个情况下，请在变频器输入侧装上AC 电抗器。
特别在小容量变频器和大容量变频器安装在同一地方时要注意以下三点:
①变压器容量超过500KVA 时
②变压器与变频器之间的距离小于10M 时
③输入电流值大于变频器额定输出电流值时
由于电网电感越小高次谐波电流就会越大，故甚至可能会引起变频器整流桥损坏
4:怎么解决电压不平衡问题？
有时很小的电压不平衡会引起很严重的电流不平衡，甚至产生缺相。
后果：整流桥损坏，电解电容损坏（由脉动电流增大）
对策：如果某一相的电流超过变频器的额定输出电流时，必须装上电抗器.
*在轻载时出现电流不平衡，不会损坏机器。
5：对于空气开关有什么要求？
MCCB 的推荐参数一览表，如下所示：
此推荐参数是以一般型MCCB 规格为基准的。你可采用更高档的规格。
与变频器相配的（降压）变压器容量：
6：对于输入电压波动有什么要求?
一般输入电压范围相当宽，故基本上能适应国内的任何地区。
但在安装时一定要事先确认输入电压。
①.容许电压范围
低值：380V-15%=323V（负载过量时，电流增加）
高值：460V+10%=506V
受接触器和风扇制约（18.5Kw 以上）小于15Kw 是DC 励磁。
②.超过限定的容许电压范围时
下限：出现欠压保护（LV），变频器就会停机（约300V）
上限：出现过电压保护（OV），变频器也会停机
*输入电压超过 506V 时，OV 也保护不了接触器、风扇等。
*整流模块的耐压承受能力为1600V，一般不会因过电压损坏.
③.对于输入电压波动，平时AVR（稳压）功能会自动地工作。
7：如在输出侧有电磁接触器，有什么注意事项
①在运行中请勿断开再吸合，因会产生很大的冲击电流。故有时变频器可能会跳闸。
②发生瞬时停电时，使变频器停机。
因在发生极电短时间的瞬时停电（0.1 秒左右）时，接触器会断开而变频器不出现欠压
报警。故在复电时，产生冲击电流，变频器可能会过流跳闸。
8：对于使用坏环境有什么要求？
①温度
*允许周围温度：-10 到40℃（如取下通风壳，可到50℃）
变频器内部温度比周围温度还高10~20℃
*安装在柜子里时，一定要注意柜子的体积、变频器的位置、排气风扇的风量。
*周围温度越低，变频器寿命就会越长。
②湿度
*90％以下（无水珠凝结现象）
在相当于户外的情况下。如果周围温度突然下降，水珠凝结现象是会很容易出现的。
线路板接插件部分干燥后，绝缘会下降，可能引起误动作。
③导电性灰尘、油雾、腐蚀性气体
虽然电路基板已防尘防湿处理过，但接插件等接触部分无法处理。
*油雾 →主要是风扇受影响
*腐蚀性气体→主要是铜排、各器件的管脚会腐蚀
9：如果现场的海拔标准高度超过1000M，有什么...
现场的海拔标高过1000m 时，请把负载率减少（因冷却效果降低）。
标准2000m：把负载电流下降到90％
3000m：把负载电流下降80％
10：如果在安装场所有振动，如何解决？
基本上变频器不允许振动 即使开始的时候没问题，时间长了也会出现故障
*如果没有无振动的安装场所，请采用防振胶垫。
*一般规格表上的"振动"表示"运输过程中的振动"并不是"使用时的振动"。
11：变频器的过电流保护及处理方法？
1、 过电流保护功能
变频器中,过电流保护的对象主要指带有突变性质的、电流的峰值超过了变频器的容
许值的情形.
由于逆变器件的过载能力较差,所以变频器的过电流保护是至关重要的一环,迄今为
止,已发展得十分完善.
(1) 过电流的原因
1、工作中过电流 即拖动系统在工作过程中出现过电流.其原因大致来自以下几方
① 电动机遇到冲击负载,或传动机构出现“卡住”现象,引起电动机电流的突然增加.
② 变频器的输出侧短路,如输出端到电动机之间的连接线发生相互短路,或电动机
内部发生短路等.
③ 变频器自身工作的不正常,如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器件在不断交替的工
作过程中出现异常。例如由于环境温度过高，或逆变器件本身老化等原因，使逆变器件的参
数发生变化，导致在交替过程中，一个器件已经导通、而另一个器件却还未来得及关断，引
起同一个桥臂的上、下两个器件的“直通”，使直流电压的正、负极间处于短路状态。
2、升速时过电流 当负载的惯性较大，而升速时间又设定得太短时，意味着在升速
过程中，变频器的工作效率上升太快，电动机的同步转速迅速上升，而电动机转子的转速因
负载惯性较大而跟不上去，结果是升速电流太大。
3、降速中的过电流 当负载的惯性较大，而降速时间设定得太短时，也会引起过电
流。因为，降速时间太短，同步转速迅速下降，而电动机转子因负载的惯性大，仍维持较高
的转速，这时同样可以是转子绕组切割磁力线的速度太大而产生过电流。
（2）处理方法
1、 起动时一升速就跳闸，这是过电流十分严重的现象，主要检查
① 工作机械有没有卡住
② 负载侧有没有短路，用兆欧表检查对地有没有短路
③ 变频器功率模块有没有损坏
④ 电动机的起动转矩过小，拖动系统转不起来
2、 起动时不马上跳闸，而在运行过程中跳闸，主要检查
① 升速时间设定太短，加长加速时间
② 减速时间设定太短，加长减速时间
③ 转矩补偿（U/F 比）设定太大，引起低频时空载电流过大
④ 电子热继电器整定不当，动作电流设定得太小，引起变频器误动作
12：一般变频器有几种干扰？
①传导干扰……通过电线、接地线
②感应干扰……由电磁感应、静电感应
③辐射干扰……通过电线、变频器
13：对于干扰问题有什么具体对策？
*对产生干扰方（变频器）的对策
①传导干扰……在输入侧用干扰滤波器，在输入侧使用干扰滤波器（输入专用）、零相电
抗器、接地电容、绝缘变压器。
②感应干扰……把输入/输出线、动力线、信号线分离。采用屏蔽线，并使用电源线滤波
器（共用扼流圈、磁环），正确接地。
③辐射干扰……注意控制柜子中的安装和动力线的金属配管。
降低载波频率也有效果。
对产生干扰方（变频器）的对策体积又大，价格又高。
*对被干扰方的对策
如果受到干扰的电线或对象明确的话，就针对处理。
如果不明确，就根据以下顺序处理。
①尽量远离变频器。
②信号线采用屏蔽线，且屏蔽线只有一端和共用端相接。
③还可以使用磁环和滤波电容。
④在电源线中插入电源线滤波器（正常状态扼流器、小型的噪音滤波器）。
⑤接地线的分离。
14：怎么延长变频器寿命？（主要是电解电容、风扇）
请尽量把环境温度降低。如果周围温度高10℃，寿命就会降低一半。
*电解电容：由于电解液的自然蒸发。标准寿命为5 年。
*风扇 ：由于润滑油的老化。标准寿命为2-3 年。
寿命的判断方法
*电解容器： ①断电后，LED 灯灭得太快（与其他机器比较）
②频繁出现低电压报警。（以前很少出现）
*风扇： ①风扇运转时，有摩擦音。
②电源切断时，很快停下来。
15：长期保管后，有什么注意事项？
电解电容长期不通电，会导致漏电流增大，额定电压下降。 通电时内部温度上升，电容
厂方推荐：保存2 年以内后通电，要缓慢加压。
最好使用调压装置（最差的方法，先通单相220V 电1 小时后，加三相380V 电）。
16： 漏电断路器经常跳闸，如何解决？
输出线与电机之间的分布电容引起，电线越长或电机容量越大时，漏电流越大，漏电断
路器容易动作。
对策： ①增加漏电开关的漏电设定电流。
②使用带高频对策的漏电开关。
③降低载波频率。
④采用输出电抗器。
17：怎么解决电机的机械振动？
*设备的共振：用回避频率处理
*如变频器提供了参数修正不稳定现象，由小到大逐渐改变该设定值（去除不稳定现象）
10Hz-40Hz 轻负载时容易产生不稳定现象。
18：电机损耗及发热问题，如何解决？
使用变频器后，由于高次谐波的影响，温度比工频驱动高（主要是二次铜损增大）对于
大多数风冷电机来说，在保持低于50Hz 连续运行，散热效果变差。
①加交流输出电抗器（阻抗为3％）
②采用变频电机。
速度为额定速度1/2 时，输出转矩降低10%，速度为额定速度1/3 时，输出转矩降低20%。
19：如何避免电机绝缘击穿事故？
由输出线上的分布电容和分布电感的共振产生浪涌电压，叠加到输出电压而产生的。
晶体管、IGBT 的开关频率越高，配线越长，产生的浪涌电压越高，最大时，可产生直流
电压2 倍的浪涌电压。
采用高绝缘强度的电机
加交流输出电抗器（阻抗为3％）
加输出电感L、电容C、电阻R 滤波器。
*如果绝缘问题存在的话，会在短期内出现问题。
20：用在变级对数电机时，有什么注意事项？
*把变极对数电机在低级侧固定。这样，当瞬时停电时，会防止因接触器切换而引起的过
*切换极数一定要在电机停止后进行。
21：关于单相电机
*电容启动的单相电机，会导致电容烧坏，引起过电流保护。
*分相和斥相启动的单相电机，会使启动器线圈烧坏。
因此，一般单相电机不采用通用频率器调速：
22：关于用同步电机
*负载变动大时，容易引起失步，从而导致过电流，电机烧坏。所以要确定电流和电机的
*轻负载也会引起失步。加交流输出电抗器是解决此问题的有效方法。
与工频电源相比，降低输出容量10％～20％。变频器的连续输出电流要大于同步电机额
定电流与同步导入电流的标值的乘积。
23：关于高频电机
*载波频率低，电流增加。
*额定电压低的电机（如：200Hz/200V）可以使用输出降压变压器，或加交流输出电抗器
高速电机产生的高次谐波也增加电流值，因此选择变频器时容量因比普通电机稍大。
在转动惯量一定情况下，高速电器的调速范围宽，加/减速时间设定也要大些。
24： 怎么设定加减速时间及转矩提升？
*负载的惯量大，一般起动转矩小。所以，加减速度时间值设定大时，转矩提升值要设定
*起动转矩大的负载，一般惯量小。所以，加减速时间设定小时，转矩提升要设定大一些。
①如果加减速时间长，大电流流过的时间长。
②逐步加大转矩提升，电流会逐步减小，直到电流反而增大时，停止转矩补偿的提升。
③始动频率设得高一些（5-10Hz）
*用无速度传感器模式，自动设转矩补偿。
25：出现整流桥损坏如何解决？
电网与变频器的不协调，可能造成变频器整流桥的损坏，可以考虑装输入交流电抗器选
购件对应。
需要装交流电抗器的判断条件如下：
（1） 变压器容量大于500KVA，且变压器容量与变频器容量的比大于10 时。
（2） 同一电源变压器装有可控硅负载或功率因素补偿电容器时。
（3） 电源三相电压不平衡超过3%时。
（4） 需要改善输入功率因素时。
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