4 案例分析2：离心风机变频器过载
（1）故障现象
某化工厂离心风机15kw（如图4所示），采用ev2000-4t0150p带动，2极，额定转速2950r/min。变频器带电机空载运行，经常会出现运行到12hz左右时，输出频率在此附近振荡，振荡几次后有时频率会继续上升，有时就报e013过载故障，但有时启动又能正常。
图4 离心风机变频控制
（2）分析处理
观察在12hz附近振荡时的变频器状态，电流很大，基本上达到额定电流，在电流振荡的情况下出现限流，因此造成频率上不去。测量此时的波形，如图5所示。
图5 12hz时的振荡电流波形
做电机辨识，辨识出来的电机参数与默认值基本一致，重新运行，变频器仍然会出现振荡现象，而且是基本在同一频率段12hz附近，怀疑是软件pwm调制问题，因为该频段刚好是ev2000的三相调制svpwm到改进的两相svpwm调制的切换点（如图6所示）。
图6 调制及其切换
从波形上确认后，决定修改电机稳定因子fh.10，变频器启动正常，再没有发生过载问题。
本例中设置参数如下：
fh.10：电机稳定因子
电机稳定因子用于抑止变频器与电机配合时所产生的固有振荡。本例中恒定负载运行时输出电流反复变化，在出厂参数（稳定因子为10）的基础上调整为40，完全消除振荡，使电机平稳运行（其波形如图7所示）。
图7 电机稳定因子调整后的12hz输出电流波形
（3）案例归纳
艾默生ev2000系列变频器综合考虑了变频器运行损耗、电机运行噪音和稳定性等多方面的要求，将经典的三相svpwm（任意开关周期内又三相开关）与改进的两相调制svpwm（任意开关周期内仅有两相开关）完美地结合在一起。低频时采用三相调制，有效地改善输出波形；高速时采用两相调制，有效地减少开关次数，降低开关损耗，减少死区的影响。但是12hz附近刚好是三相调制与两相调制的切换点，在电机空载、轻载时易发生振荡。
为了弥补切换点的问题，ev2000采用独特的控制方式，通过调整电机稳定因子，可以抑制变频器与电机配合时的固有振荡以适应不同的应用场合，确保轻载运行的稳定性，从而最终消除e013过载故障。
5 结束语
综上所述，变频器过载故障说明了电机与变频器的选型存在严格的关系。
电机选型首先应该根据负载运动时所需要的平均功率、最高功率，折算到电机轴侧（可能有减速机、皮带轮等减速装置）选择电机的功率，同时也要考虑电机的过载能力。电机厂商可以提供电机的力矩特性曲线，不同温度下电机特性会变化。顺便说，选型的顺序当然是先选电机再根据电机选择变频器，因为控制的最终目的不是变频器也不是电机，而是机械负载。
而变频器的选型第一应该强调的是根据电流选型。对于一般负载，可以根据电机的额定电流选择变频器，即变频器额定电流（即常规环境下的最大持续工作电流）大于电机额定电流即可。但是必须要考虑极限状况的出现。因此变频器还需要可以提供短时间的过载电流。（注意：电机的电流是由机械负载决定的）
变频器有一条过载电流曲线，是一条反时限曲线，描述了过载电流和时间的关系。这就是变频器说明书上经常说到的过载能力可以达到150％额定电流2s、180％额定电流2s等，实际上是一条曲线。因此，只要电机的电流曲线在变频器的过载电流曲线之内，就是正确的选型。这就是为什么有时候变频器功率要大于电机功率1档或2档（比如起重应用），有时候小功率变频器仍然可以驱动大功率电机（比如输送带）的原因。
另一个必须注意的，在非正常环境下，比如高海拔、高环境温度（例如大于50℃小于60℃环境）、并排安装方式（有些变频器并排安装不降容，有些要降容，根据变频器设计决定）等情况下，要考虑变频器的降容。因此，变频器的额定功率可能大于电机功率，也可以小于电机功率，事实上变频器的选型也是根据机械负载决定的。
总之，变频器选型的最终依据，是变频器的电流曲线包括机械负载的电流曲线。
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