电力电子器件的自关断化、模块化，变流电路开关模式的高频化和控制手段的全数字化促进了变频电源装置的小型化、多功能化、高性能化。尤其是控制手段的全数字化，利用了微型计算机的巨大的信息处理能力，其软件功能不断强化，使变频装置的灵活性和适应性不断增强。

　　通用变频器的常用BCD编码方式

　　通用变频器的BCD码即BCD代码。Binary-Coded Decimal‎，简称BCD，称BCD码或二-十进制代码，亦称二进码十进数。是一种二进制的数字编码形式，用二进制编码的十进制代码。这种编码形式利用了四个位元来储存一个十进制的数码，使二进制和十进制之间的转换得以快捷的进行。这种编码技巧，*常用于会计系统的设计里，因为会计制度经常需要对很长的数字串作准确的计算。相对于一般的浮点式记数法，采用BCD码，既可保存数值的**度，又可免却使电脑作浮点运算时所耗费的时间。此外，对于其他需要高**度的计算，BCD编码亦很常用。

　　由于十进制数共有0、1、2、……、9十个数码，因此，至少需要4位二进制码来表示1位十进制数。4位二进制码共有2^4=16种码组，在这16种代码中，可以任选10种来表示10个十进制数码，共有N=16!/(16-10)!约等于2.9乘以10的10次方种方案。常用的BCD代码列于末。

　　*常用的BCD编码，就是使用"0"至"9"这十个数值的二进码来表示。这种编码方式，在中国大陆称之为“8421码”。除此以外，对应不同需求，各人亦开发了不同的编码方法，以适应不同的需求。这些编码，大致可以分成有权码和无权码两种：

　　有权BCD码，如：8421(*常用)、2421、5421…

　　无权BCD码，如：余3码、格雷码…

　　以下为三种常见的BCD编码的比较。

　　十进数 8421-BCD码 余3-BCD码 2421-A码

　　(M10) D C B A C3 C2 C1 C0 a3 a2 a1 a0

　　0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0

　　1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1

　　2 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0

　　3 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1

　　4 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0

　　5 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1

　　6 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0

　　7 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1

　　8 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0

　　9 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1

　　常用BCD码

　　十进制数 8421码 5421码 2421码 余3码 余3循环码

　　0 0000 0000 0000 0011 0010

　　1 0001 0001 0001 0100 0110

　　2 0010 0010 0010 0101 0111

　　3 0011 0011 0011 0110 0101

　　4 0100 0100 0100 0111 0100

　　5 0101 1000 1011 1000 1100

　　6 0110 1001 1100 1001 1101

　　7 0111 1010 1101 1010 1111

　　8 1000 1011 1110 1011 1110

　　9 1001 1100 1111 1100 1010

　　-----------------------

　　bcd码也叫8421码就是将十进制的数以8421的形式展开成二进制，大家知道十进制是0～9十个数组成，着十个数每个数都有自己的8421码：

　　0=0000

　　1=0001

　　2=0010

　　3=0011

　　4=0100

　　5=0101

　　6=0110

　　7=0111

　　8=1000

　　9=1001

　　举个例子：

　　321的8421码就是

　　3 2 1

　　0011 0010 0001

　　原因:0011=8x0+4x0+1x2+1x1=3 0010=8x0+4x0+2x1+1x0=2. 0001=8x0+4x0+2x0+1x1=1

　　具体:

　　bcd码是十位二进制码, 也就是将十进制的数字转化为二进制, 但是和普通的转化有一点不同, 每一个十进制的数字0-9都对应着一个四位的二进制码,对应关系如下: 十进制0 对应 二进制0000 ;十进制1 对应二进制0001 ....... 9 1001 接下来的10就有两个上述的码来表示 10 表示为00010000 也就是BCD码是遇见1001就产生进位,不象普通的二进制码,到1111才产生进位10000

　　举例:

　　某二进制无符号数11101010，转换为三位非压缩BCD数，按百位、十位和个位的顺序表示，应为__C__。

　　A.00000001 00000011 00000111 B. 00000011 00000001 00000111

　　C.00000010 00000011 00000100 D. 00000011 00000001 00001001

　　解:(1)11101010转换为十进制:234

　　(2)按百位、十位和个位的顺序表示，应为__C__。

　　附注：压缩BCD码与非压缩BCD码的区别—— 压缩BCD码的每一位用4位二进制表示，一个字节表示两位十进制数。例如10010110B表示十进制数96D;非压缩BCD码用1个字节表示一位十进制数，高四位总是0000，低4位的0000~1001表示0~9.例如00001000B表示十进制数8.

　　通用变频器的选型依据与方法

　　通用变频器的选择包括通用变频器的型式选择和容量选择两个方面，选择的原则是：首先其功能特性能保证可靠地实现工艺要求，其次是获得较好的性能价格比。

　　1、基本原则：选择通用变频器时，应以电动机的额定电流和负载特性为依据选择变频器的额定容量。

　　2、在选择和使用变频器前，应仔细阅读产品样本和使用说明书，有不当之处应及时调整。

　　3、变频器输出端允许连接的电缆长度是有限的，若要长电缆运行时，或控制几台电机时，应采取措施抑制对地耦合电容的影响，并应放大一、两档选择变频器容量或在变频器的输出端选择安装输出电抗器。另外，在此情况下变频器的控制方式只能为V/F控制方式，并且变频器无法实现对电动机的保护，需在每台电动机上加装热继电器实现保护。

　　4、对于一些特殊应用场合，如环境温度高、海拔高度高于1000米等，会引起变频器的过电流，选择的变频器容量需放大一档。

　　5、变频器用于控制高速电动机时，由于高速电动机的电抗小会产生较多的谐波，这些谐波会使变频器的输出电流值增加。因此，选择变频器时，变频器的容量应比带动普通电机时容量选择稍大一些。

　　6、变频器用于变极电动机时，应充分注意选择变频器的容量，使电动机的*大运行电流小于变频器的额定输出电流。 另外，在运行中进行极数转换时，应先停止电动机工作，否则会造成电动机空载加速，严重时会造成变频器损坏。

　　7、通用变频器用于防爆电动机时，由于变频器没有防爆性能，应考虑是否能将变频器设置在危险场所之外。

　　8、变频器用于驱动齿轮减速电动机时，使用范围受到齿轮传动部分润滑方式的制约。润滑油润滑时，在低速范围内没有限制;在超过额定转速以上的高速范围内，有可能发生润滑油欠供的情况，因此，要考虑*高转速容许值。

　　9、通用变频器用于驱动绕线转子异步电动机时，应注意绕线转子异步电动机与普通异步电动机相比，绕线转子异步电动机绕组的阻抗小，因此容易发生由于谐波电流而引起的过电流跳闸现象，应选择比通常容量稍大的变频器。

　　10、变频器用于驱动同步电动机时，与工频电源相比会降低输出容量10%--20%，变频器的连续输出电流要大于同步电动机额定电流。

　　11、通用变频器用于压缩机、振动机等转矩波动大的负载及油泵等有功率峰值的负载，有时按照电动机的额定电流选择变频器可能发生因峰值电流使过电流保护动作的情况。因此，选择变频器的容量时应选比工频运行时的*大电流稍大的电流作为选择变频器容量的依据。

　　12、变频器用于驱动潜水泵电动机时，因潜水泵电动机的额定电流比通常电动机的额定电流大，所以选择变频器时，其额定电流要大于潜水泵电动机的额定电流。

　　13、通用变频器用于驱动罗茨风机或特种风机时，由于其启动电流很大，所以选择变频器时一定要注意变频器的容量是否足够大。

　　14、通用变频器不适用驱动单相异步电动机，当变频器作为变频电源用途时，应在变频器输出侧加装特殊制作的隔离变压器。因为当普通变压器工作在高于50HZ及波形失真的情况下时，其铁心损耗和涡流损耗、温度会大幅提高，导致使其发热严重，并进一步带来绝缘降低、啸叫等。

　　15、选择的变频器的防护等级要符合现场环境情况。否则现场环境会影响变频器的运行。

　　16、如加速时间有特殊要求时，应核算通用变频器的容量。

　　17、对减速时间有特殊要求时，如果内部制动功能不能满足要求，应在外部加制动电阻制动，并要根据需要对制动电阻的大小进行计算。

　　变频器选型时要确定以下几点

　　1) 采用变频的目的;恒压控制或恒流控制等。

　　2) 变频器的负载类型;如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。

　　3) 变频器与负载的匹配问题;

　　I. 电压匹配;变频器的额定电压与负载的额定电压相符。

　　II. 电流匹配;普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以*大电流确定变频器电流和过载能力。

　　III.转矩匹配;这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。

　　4) 在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。

　　5) 变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。

　　6) 对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。

　　7种不同情况下变频器的容量计算方法

　　1 引言 采用变频器驱动异步电动机调速。在异步电动机确定后，通常应根据异步电动机的额定电流来选择变频器，或者根据异步电动机实际运行中的电流值(*大值)来选择变频器。当运行方式不同时，变频器容量的计算方式和选择方法不同，变频器应满足的条件也不一样。选择变频器容量时，变频器的额定电流是一个关键量，变频器的容量应按运行过程中可能出现的*大工作电流来选择。变频器的运行一般有以下几种方式。

　　2 连续运转时所需的变频器容量的计算 由于变频器传给电动机的是脉冲电流，其脉动值比工频供电时电流要大，因此须将变频器的容量留有适当的余量。此时，变频器应同时满足以下三个条件： 式中：P M 、η、cosφ、U M 、I M 分别为电动机输出功率、效率(取0.85)、功率因数(取0.75)、电压(V)、电流(A)。 K：电流波形的修正系数(PWM方式取1.05～1.1) P CN ：变频器的额定容量(KVA) I CN ：变频器的额定电流(A) 式中I M 如按电动机实际运行中的*大电流来选择变频器时，变频器的容量可以适当缩小。

　　3 加减速时变频器容量的选择 变频器的*大输出转矩是由变频器的*大输出电流决定的。一般情况下，对于短时的加减速而言，变频器允许达到额定输出电流的130%～150%(视变频器容量)，因此，在短时加减速时的输出转矩也可以增大;反之，如只需要较小的加减速转矩时，也可降低选择变频器的容量。由于电流的脉动原因，此时应将变频器的*大输出电流降低10%后再进行选定。

　　4 频繁加减速运转时变频器容量的选定 根据加速、恒速、减速等各种运行状态下的电流值，按下式确定： I 1CN =[(I 1 t 1 +I 2 t 2 +…+I 5 t 5 )/(t 1 +t 2 +…t 5 )]K 0 式中：I 1CN ：变频器额定输出电流(A) I 1 、I 2 、…I 5 ：各运行状态平均电流(A) t 1 、t 2 、…t 5 ：各运行状态下的时间 K 0 ：**系数(运行频繁时取1.2，其它条件下为1.1)

　　5 一台变频器传动多台电动机，且多台电动机并联运行，即成组传动 用一台变频器使多台电机并联运转时，对于一小部分电机开始起动后，再追加投入其他电机起动的场合，此时变频器的电压、频率已经上升，追加投入的电机将产生大的起动电流，因此，变频器容量与同时起动时相比需要大些。 以变频器短时过载能力为150%，1min为例计算变频器的容量，此时若电机加速时间在1min内，则应满足以下两式 若电机加速在1mn以上时 式中：n T ：并联电机的台数 n s ：同时起动的台数 P CN1 ：连续容量(KVA) P CN1 =KP MnT /ηcos P M ：电动机输出功率 η：电动机的效率(约取0.85) cosφ：电动机的功率因数(常取0.75) Ks：电机起动电流/电机额定电流 I M ：电机额定电流 K：电流波形正系数(PWM方式取1.05～1.10) P CN ：变频器容量(KVA) I CN ：变频器额定电流(A) 变频器驱动多台电动机，但其中可能有一台电动机随时挂接到变频器或随时退出运行。此时变频器的额定输出电流可按下式计算： 式中：I ICN ：变频器额定输出电流(A) I MN ：电动机额定输入电流(A) I MQ ：*大一台电动机的起动电流(A) K：**系数，一般取1.05～1.10 J：余下的电动机台数

　　6 电动机直接起动时所需变频器容量的计算 通常，三相异步电动机直接用工频起动时起动电流为其额定电流的5～7倍，对于电动机功率小于10kW的电机直接起动时，可按下式选取变频器。 I 1CN ≥I K /K g 式中：I K ：在额定电压、额定频率下电机起动时的堵转电流(A); K g ：变频器的允许过载倍数 K g =1.3～1.5 在运行中，如电机电流不规则变化，此时不易获得运行特性曲线，这时可使电机在输出*大转矩时的电流限制在变频器的额定输出电流内进行选定。

　　7 大惯性负载起动时变频器容量的计算 通过变频器过载容量通常多为125%、60s或150%、60s。需要超过此值的过载容量时，必须增大变频器的容量。这种情况下，一般按下式计算变频器的容量： 式中：GD 2 ：换算到电机轴上的转动惯量值(N·m 2 ) T L ：负载转矩(N·m) η，cosφ，n M 分别为电机的效率(取0.85)，功率因数(取0.75)，额定转速(r/min)。 t A ：电机加速时间(s)由负载要求确定 K：电流波形的修正系数(PWM方式取1.05～1.10) P CN ：变频器的额定容量(KVA)

　　8 轻载电动机时变频器的选择 电动机的实际负载比电动机的额定输出功率小时，多认为可选择与实际负载相称的变频器容量，但是对于通用变频器，即使实际负载小，使用比按电机额定功率选择的变频器容量小的变频器并不理想，这主要是由于以下原因;

　　1) 电机在空载时也流过额定电流的30%～50%的励磁电流。

　　2) 起动时流过的起动电流与电动机施加的电压、频率相对应，而与负载转矩无关，如果变频器容量小，此电流超过过流容量，则往往不能起动。

　　3) 电机容量大，则以变频器容量为基准的电机漏抗百分比变小，变频器输出电流的脉动增大，因而过流保护容量动作，往往不能运转。

　　4) 电机用通用变频器起动时，其起动转矩同用工频电源起动相比多数变小，根据负载的起动转矩特性，有时不能起动。另外，在低速运转区的转矩有比额定转矩减小的倾向，用选定的变频器和电机不能满足负载所要求的起动转矩和低速区转矩时，变频器和电机的容量还需要再加大。 以上介绍的是几种不同情况下变频器的容量计算与选择方法，具体选择容量时，既要充分利用变频器的过载能力，又要不至于在负载运行时使装置超温。有些制造厂(如ABB公司)还备有确定装置定额软件，只要用户提出明确的负载图就可以确定装置的输出定额。

　　西门子通用变频器选型方法

　　西门子公司可以提供不同类型变频器，用户可以自己实际工艺要求和运用场合选择不同类型变频器。选择变频器时因注意以下几点注意事项：

　　1.负载特性选择变频器，如负载为恒转矩负载需选择siemens MMV/MDV 变频器，如负载为风机、泵类负载应选择siemens ECO变频器。

　　2.选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择依据，电机额定功率只能作为参考。另外应充分考虑变频器输出含有高次谐波，会造成电动机功率因数和效率都会变坏。，用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较，电动机电流增加10%而温升增加20%左右。选择电动机和变频器时，应考虑到这中情况，适当留有裕量，止温升过高，影响电动机使用寿命。

　　3.变频器若要长电缆运行时，此时应该采取措施抑制长电缆对耦合电容影响，避免变频器出力不够。变频器应放大一档选择或变频器输出端安装输出电抗器。

　　4.当变频器用于控制并联几台电机时，一定要考虑变频器到电动机电缆长度总和变频器容许范围内。超过规定值，要放大一档或两档来选择变频器。另外此种情况下，变频器控制方式只能为V/F控制方式，变频器无法保护电动机过流、过载保护，此时需每台电动机上加熔断器来实现保护。

　　5.一些特殊应用场合，如高环境温度、高开关频率、高海拔高度等，此时会引起变频器降容，变频器需放大一档选择。

　　6.使用变频器控制高速电机时，高速电动机电抗小，高次谐波亦增加输出电流值。，选择用于高速电动机变频器时，应比普通电动机变频器稍大一些。

　　7.变频器用于变极电动机时，应充分注意选择变频器容量，使其*大额定电流变频器额定输出电流以下。另外，运行中进行极数转换时，应先停止电动机工作，否则会造成电动机空转，恶劣时会造成变频器损坏。

　　8.驱动防爆电动机时，变频器没有防爆构造，应将变频器设置危险场所之外。

　　9.使用变频器驱动齿轮减速电动机时，使用范围受到齿轮转动部分润滑方式制约。润滑油润滑时，低速范围内没有限制;超过额定转速以上高速范围内，有可能发生润滑油用光危险。，不要超过*高转速容许值。

　　10.变频器驱动绕线转子异步电动机时，大多是利用已有电动机。

　　绕线电动机与普通鼠笼电动机相比，绕线电动机绕组阻抗小。，容易发生纹波电流而引起过电流跳闸现象，应选择比通常容量稍大变频器。一般绕线电动机多用于飞轮力矩GD2较大场合，设定加减速时间时应多注意。

　　11.工控变频器驱动同步电动机时，与工频电源相比，降低输出容量10%～20%，变频器连续输出电流要大于同步电动机额定电流与同步牵入电流标幺值乘积。

　　12.选择变频器时，一定要注意其防护等级是否与现场情况相匹配。否则现场灰尘、水汽会影响变频器长久运行。

　　13.当变频器控制罗茨风机时，其起动电流很大，选择变频器时一定要注意变频器容量是否足够大。

　　14.单相电动机不适用变频器驱动。

　　15.压缩机、振动机等转矩波动大负载和油压泵等有峰值负载情况下，电动机额定电流或功率值选择变频器话，有可能发生因峰值电流使过电流保护动作现象。，应了解工频运行情况，选择比其*大电流更大额定输出电流变频器。变频器驱动潜水泵电动机时，潜水泵电动机额定电流比通常电动机额定电流大，选择变频器时，其额定电流要大于潜水泵电动机额定电流。

　　通用变频器选型时需要注意事项

　　1) 采用变频的目的;恒压控制或恒流控制等。

　　2) 变频器的负载类型;如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的 性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。

　　3) 变频器与负载的匹配问题;

　　4) 在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。

　　5) 变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。

　　6) 对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。

　　7)另外变频器正确选择控制系统正常运行是非常关键。选择变频器时必须要充分了解变频器所驱动负载特性。人们实践中常将生产机械分为三种类型:恒转矩负载、恒功率负载和风机、水泵负载。

　　恒功率负载：

　　机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜生产线中卷取机、开卷机等要求转矩，大体与转速成反比，这就是所谓恒功率负载。负载恒功率性质应该是就一定速度变化范围而言。当速度很低时，受机械强度限制，TL不可能无限增大，低速下转变为恒转矩性质。负载恒功率区和恒转矩区对传动方案选择有很大影响。电动机恒磁通调速时，*大容许输出转矩不变，属于恒转矩调速;而弱磁调速时，*大容许输出转矩与速度成反比，属于恒功率调速。电动机恒转矩和恒功率调速范围与负载恒转矩和恒功率范围相一致时，即所谓“匹配”情况下，电动机容量和变频器容量均*小。

　　恒转矩负载：

　　负载转矩TL与转速n无关，任何转速下TL总保持恒定或基本恒定。例如传送带、搅拌机，挤压机等摩擦类负载以及吊车、提升机等位能负载都属于恒转矩负载。

　　变频器拖动恒转矩性质负载时，低速下转矩要足够大，有足够过载能力。需要低速下稳速运行，应该考虑标准异步电动机散热能力，避免电动机温升过高。

　　风机、泵类负载：

　　各种风机、水泵、油泵中，随叶轮转动，空气或液体一定速度范围内所产生阻力大致与速度n2次方成正比。转速减小，转速按转速2次方减小。这种负载所需功率与速度3次方成正比。当所需风量、流量减小时，利用变频器调速

　　方式来调节风量、流量，可以大幅度节约电能。高速时所需功率随转速增长过快，与速度三次方成正比，通常不应使风机、泵类负载超工频运行。