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变频器技术知识32问
时间:2018-08-07 23:20:54  来源:本站  作者:

  随着交流变频调速技术的发展,变频器应用越来越广泛,变频器技术参数也更加复杂。在变频器现场实际应用中,对于技术人员知识要求越来越高,下面就针对网络常见的变频器技术相关知识难点总结陈述,希望对变频器应用人士有帮助。

  电压型变频器是将电压源的直流变换为交流,直流回路的电容滤波;电流型变频器是将电流源的直流变换为交流,其直流回路是电感滤波。

  异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的。在额定频率下,如果电压一定,而只降低频率,此时磁通过大,磁路饱和,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例改变,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式的变频器技术多用于风机、泵类节能型变频器。

  3、电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;使用变频器驱动时,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加?

  对于变频器驱动,当频率下降时,如果保持恒功率,则电流增加;但在恒转矩的条件下,电流几乎不变。

  采用变频器运转,随着电机速度提高,频率和电压也相应提高,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍额定电流,此时,产生机械电气冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长),起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动补偿功能的变频器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。

  变频器的v/f控制是通过调整变频器的输出电压和输出频率之比,来改变电机在调速过程中机械特性的控制方式,v与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性,可以用开关或标度盘进行选择。

  频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生的转矩有减小的倾向。因此,在低频时给定v/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这称为转矩补偿起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择v/f模式或调整电位器等方法。

  在6Hz以下仍可输出功率,但根据电机温升和起动转矩的大小等条件,最低使用频率取6Hz左右,此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz。

  通常情况下是不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变,大体为恒功率特性,在高速下要求相同转矩时,必须注意电机与变频器容量的选择。

  电机装置安装速度检出器(PG),将实际转速反馈给控制装置进行控制的,称为“闭环”;不用PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式,也有的机种利用选件可进行PG反馈。

  开环时,变频器即使输出给定频率,电机在带负载运行时,电机的转速在额定转差率的范围内(1%~5%)变动。对于要求调速精度比较高的场合,可采用具有PG反馈功能的变频器。

  带有PG反馈功能的变频器,精度有提高。但速度精度的值取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分辨率。

  如果给定的加速时间过短,变频器的输出频率变化远远超过转速(电角频率)的变化,变频器将因过电流而跳闸,运转停止,这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转,就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速防止功能。

  加减速可以分别给定的机种,对于短时间加速、缓慢减速场合,或者对于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适宜的,但对于风机传动等场合,加减速时间都较长,加速时间和减速时间可以共同给定。

  电动机在运转中如果降低指令频率,则电动机变为异步发电机状态运行,作为制动器而工作,这就叫作再生(电气)制动。

  从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中,由于电容器的容量和耐压的关系,通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%。如采用制动单元选件,可以达到50%~100%。

  (2)检知异常后封锁电力半导体器件PWM控制信号,使电机自动停车。如过电流切断、再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等。

  用离合器连接负载时,在连接的瞬间,电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化,流过的大电流导致变频器过电流跳闸,不能运转。

  电机起动时将流量和容量相对应的起动电流,电机定子侧的变压器产生电压降,电机容量大时此压降影响也大,连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断,因而有时保护功能(IPE)动作,造成停止运转。

  对于数字控制的变频器,即使频率指令为模拟信号,输出频率也是有级给定。这个级差的最小单位就称为变频分辨率。变频分辨率通常取值为0.015~0.5Hz。例如,分辨率为0.5Hz,那么23Hz的上面可变为23.5、24.0Hz。

  在很低的频率下是可以的,但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流(6~7倍额定电流),由于变频器切断过电流,电机不能起动。

  (2)电机进入恒功率输出范围,其输出转矩要能够维持工作(风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比例增加,所以转速少许升高时也要注意)。

  根据减速机的结构和润滑方式不同,需要注意若干问题。在齿轮的结构上通常可考虑70~80Hz为最大极限,采用油润滑时,在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等。

  单相电机基本上不能用。对于调速器开关起动式的单相电机,在工作点以下的调速范围时将烧毁辅助绕组;对于电容起动或电容运转方式的,将诱发电容器爆炸。变频器的电源通常为3相,但对于小容量的,也有用单相电源运转的机种。

  一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却,若速度降低则冷却效果下降,因而不能承受与高速运转相同的发热,必须降低在低速下的负载转矩,或采用容量大的变频器与电机组合,或采用专用电机。

  制动器励磁回路电源应取自变频器的输入侧。如果变频器正在输出功率时制动器动作,将造成过电流切断。所以要在变频器停止输出后再使制动器动作。

  变频器的电流流入改善功率因数用的电容器,由于其充电电流造成变频器过电流(OCT),所以不能起动,作为对策,请将电容器拆除后运转,甚至改善功率因数,在变频器的输入侧接入AC电抗器是有效的。

  变频器虽为静止装置,但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件,如果对它们进行定期的维护,可望有10年以上的寿命。

  对于小容量也有无冷却风扇的机种。有风扇的机种,风的方向是从下向上,所以装设变频器的地方,上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材。还有,变频器上方不要放置怕热的零件等。风扇发生故障时,由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护。

  作为滤波电容器使用的电容器,其静电容量随着时间的推移而缓缓减少,定期地测量静电容量,以达到产品额定容量的85%为基准来判断寿命。

  设基准速度为50Hz,50Hz以上为恒功率输出特性。像输送带这样的恒转矩特性负载增速时,容量需要增大为80/50≈1.6倍。电机容量也像变频器一样增大。

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