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如果选择合适您的变频器
作者:管理员    发布于:2021-07-12 15:25   文字:【】【】【
  1.前语
  因为电力电子技能的不断开展和前进,伴跟着新的操控理论的提出与完善,
  使沟通调速传动,尤其是功能优异的变频调速传动得到飞速的开展。近年来,变频器的价格不断下降,而其运用功用却不断进步和扩展,它现在已经广泛使用于从一些数百瓦级的家用器械直到一些数千千瓦级的大型工业传动装置的驱动。沟通变频调速已从最初的只能用于风机、水泵的调速过渡到使用于各类要求高精度、快呼应的高功能调速目标的工业现场。变频器的大量推广运用,在节能、省力化、自动化及进步出产率、进步质量、减少修理和进步舒适性等多方面都取得了令世人瞩意图使用效果。可是,变频器毕竟是近二十年来新出现的一种蕴涵多种高新技能的电力电子产品,要想让它发挥很好的使用效果,就有必要对它的选型和装备做深化的研讨。
  2.变频器的选型
  变频器的正确选用对于机械设备电控体系的正常运转是至关重要的。挑选
  变频器,首先要按照机械设备的类型、负载转矩特性、调速规模、静态速度精度、起动转矩和运用环境的要求,然后决定选用何种操控方法和防护结构的变频器最合适。所谓合适是在满意机械设备的实践工艺出产要求和运用场合的前提下,完成变频器使用的最佳性价比。
  2.1机械设备的负载转矩特性人们在实践中常将出产机械依据负载转矩特性的不同,分为三大类型:恒
  转矩负载、恒功率负载和流体类负载。
  2.1.1恒转矩负载
  在这类负载中,负载转矩TL与转速n无关,任何转速下TL总保持稳定或
  根本稳定,负载功率则跟着负载速度的增高而线性添加。传送带、搅拌机、挤压机和机械设备的进给机构等摩擦类负载以及起重机、进步机、电梯等重力负载,都归于恒转矩负载。
  变频器拖动恒转矩性质的负载时,低速时的输出转矩要满意大,而且要有
  满意的过载才能。假如需求在低速下长时稳速运转,应该考虑规范笼型异步电动机的散热才能,避免电动机温升过高。
  2.1.2恒功率负载
  这类负载的特色是需求转矩TL与转速n大体成反比,但其乘积即功率却近似保持不变。金属切削机床的主轴和轧机、造纸机、薄膜出产线中的卷取机、开
  卷机等,都归于恒功率负载。
  负载的恒功率性质应该是就必定的速度变化规模而言的。当速度很低时,受机械强度的约束,TL不可能无限增大,在低速下转变为恒转矩性质。负载的恒功率区和恒转矩区对传动计划的挑选有很大的影响。电动机在恒磁通调速时,最大答应输出转矩不变,归于恒转矩调速;而在弱磁调速时,最大答应输出转矩与速度成反比,归于恒功率调速。假如电动机的恒转矩和恒功率调速的规模与负载的恒转矩和恒功率规模相一致时,即所谓“匹配”的情况下,电动机的容量和变频器的容量均最小。
  2.1.3流体类负载
  这类负载的转矩与转速的二次方成正比,功率与转速的三次方成正比。各种风机、水泵和油泵,都归于典型的流体类负载。流体类负载经过变频器调速来调理风量、流量,能够大幅度节约电能。因为流体类负载在高速时的需求功率增长过快,与负载转速的三次方成正比,所以不应使这类负载超工频运转。
  2.2依据负载特性选取适当操控方法的变频器现在市场上出售的变频器品种繁复,功用也日益强大,变频器的功能也越
  来越成为调速功能优劣的决定因素,除了变频器本身制作工艺的“先天”条件外,对变频器选用什么样的操控方法也是非常重要的。下表总述了近年来各种变频器操控方法的功能特色。
  综上所述,异步电动机变频操控选用不同的操控方法,就能够得到不同功能特
  点的调速特性。
  2.3依据装置环境选取变频器的防护结构
  变频器的防护结构要与其装置环境相适应,这就要考虑环境温度、湿度、
  粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素,这与变频器能否长时间、安全、牢靠运转关系严峻。大多数变频器厂商可提供以下几种常用的防护结构供用户选用:
  (1)开放型IP00,它从正面保护人体不能触摸到变频器内部的带电部分,适用于装置在电控柜内或电气室内的屏、盘、架上,尤其是多台变频器会集运用较好,但它对装置环境要求较高。
  (2)封闭型IP20、IP21,这种防护结构的变频器四周都有外罩,可在建筑物内的墙上壁挂式装置,它适用于大多数的室内装置环境。
  (3)密封型IP40、IP42,它适用于工业现场环境条件较差的场合。
  (4)密闭型IP54、IP55,它具有防尘、防水的防护结构,适用于工业现场环境条件差,有水淋、粉尘及必定腐蚀性气体的场合。关于变频器容量的核算,可参阅参考文献1,限于篇幅,此不赘述。
  3.变频器的外围装备要点
  3.1把变频器衔接在大容量电源变压器(500KVA以上)电网中,或许在同一电源变压器上衔接有晶闸管变流器而未运用换流电抗器,或许同一电网上有功率改善用切换电容器组时,应装备AC电抗器或DC电抗器,它们也有改善变频器电源侧功率因数和下降输入高次谐波电流的效果。
  3.2变频器与供电电源之间应装设带有短路及过载保护的低压断路器、沟通接触器,避免变频器发生毛病时事故扩展。电控体系的急停操控应使变频器电源侧的沟通接触器开断,彻底堵截变频器的电源供给,保证设备及人身安全。
  3.3变频器输入端R、S、T与输出端U、V、W不能接错。变频器的输入端R、S、T是与三相整流桥输入端相衔接,而输出端U、V、W是与三相异步电动机相衔接的晶体管逆变电路。若两者接错,轻则不能完成变频调速,电机也不会运转,重则焚毁变频器。
  3.4在起动、中止频频的场合,不要用主电路电源的通、断来操控变频器的起动、中止,应运用变频器操控面板上的RUN/STOP键或SF/SR操控端子。因为变频器发动时,首先要给直流回路的大容量电解电容充电,假如频频发动变频器势必形成电容充电用限流电阻发热严峻,一起也缩短了大容量电解电容的运用寿命。
  3.5变频器的端子“N”为中间直流回路的低电平端,严禁与三相四线制供电线路中的零线或大地相接,否则会形成三相整流桥因电源短路而损坏变频器。
  3.6变频器的输出侧一般不能装置电磁接触器,若有必要装置,则必定要注意满意以下条件:变频器若正在运转中,严禁切换输出侧的电磁接触器;要切换接触器有必要比及变频器中止输出后才能够。因为,假如在变频器正常输出时切换输出侧的接触器,将会在接触器触点断开的瞬间产生很高的过电压而极易损坏变频器中的电力电子器件。因而,要切换变频器输出侧的接触器,必定要比及所操控的电动机彻底中止以后。
  3.7遇有内装制动单元而需外加制动电阻的变频器,必定要注意制动电阻的正确接线。制动电阻要接在P与DB之间,不能接在P、N之间,否则会形成变频器的逆变器在未运转时三相整流桥就满载工作,形成变频器无法正常工作,制动电阻也有焚毁的可能。
  3.8变频调速的多速电动机,在运转中不能改动极对数。假如在变频调速体系中,为了扩展调速规模而有必要选用多速电动机时,因为多速电动机是用改动定子绕组接线方法,改动极对数,完成调速意图。假如在变频器运转中改动电动机的绕组接线,就会引起很大的冲击电流,形成变频器过载跳闸,乃至焚毁的严峻事故。所以,要安全切换多速电动机的绕组,有必要要比及变频器中止输出后才能进行。
  3.9机械制动器在变频调速体系中的正确运用。在脉宽调制(PWM)的变频器中,其输出频率与输出电压之比为一常数,即f/V=C。在输出频率低时,其输出电压也低,假如机械制动器的电磁抱闸线圈接在U、V、W端,则在变频器低速时机械抱闸始终处于抱紧状态,变频器会因过载而跳闸,所以机械制动器的电磁线圈只能接在变频器的输入端R、S、
变频器
  T端。
  3.10变频器低速运转时的特色及对策。惯例设计的自通风异步电动机在额外工况下及规则的环境温度规模内,是不会超越额外温升的,但处于变频调速体系中,情况就有所不同。自通风异步电动机在20HZ以下运转时,转子风叶的冷却才能下降,再假如在恒转矩负载条件下长时间运转,势必形成电机温升添加,使调速体系的特性变坏。所以,当自通风异步电动机在低频运转而且拖动恒转矩负载时,有必要采纳强制冷却措施,改善电机的散热才能,保证变频调速体系的稳定性。
  3.11当变频器和电动机之间的接线超长时,跟着变频器输出电缆的长度添加,其分布电容明显增大,从而形成变频器逆变输出的容性尖峰电流过大引起变频器跳闸保护,因而有必要运用输出电抗器或du/dt滤波器或正弦波滤波器等装置对这种容性尖峰电流进行约束。输出滤波电抗器用于补偿在电机电缆长距离敷设时引起的线路电容充电电流,也可抑制谐波。在多电机成组传动时,可接入一台输出滤波电抗器,总电缆长度是每台电机电缆长度的总和。从理论上说,功率等级不同的变频器所答应敷设的电机电缆长度是不同的,而且不同出产厂商的变频器所答应敷设的电机电缆长度也是不同的。因而,关于变频器敷设的电机电缆在超越多长距离时应加装输出滤波电抗器,还应参阅各变频器出产厂商提供的运用手册。
  3.12不要在变频器输出侧装置电力电容器、浪涌抑制器和无线电噪声滤波器,这将导致变频器毛病或电容器和浪涌抑制器的损坏。
  3.13变频器的漏电流及其对策。因为在变频器的输入、输出布线和电动机绕组中存在分布电容,而现在的变频器大多选用PWM调制方法,因而会有漏电流流过它们,其值正比于分布电容量和变频器的载波频率。因而,要下降变频器的漏电流,一是尽可能缩短变频器和电动机之间的接线长度,二是尽量下降变频器的载波频率。
  为了保护设备和人身安全,可在变频器的进线侧装置漏电断路器。当选用变频器专用的漏电断路器时,其额外灵敏度电流:I△n≥10×(Ig1+Ign+Ig2+Igm);当选用一般的漏电断路器时,其额外灵敏度电流:I△n≥10×{Ig1+Ign+3×(Ig2+Igm)};上式中:
  Ig1—工频电源运转时变频器输入回路的漏电流,Ig2—工频电源运转时变频器输出回路的漏电流,Ign—变频器输入侧噪声滤波器的漏电流,Igm—工频电源运转时电动机的漏电流。假如上式中的漏电流根本数据欠好确定,可按下述经验挑选。变频器专用漏电断路器的额外灵敏度电流按每台变频器20mA预算,一般漏电断路器的额外灵敏度电流按每台变频器50mA预算。
  4.结束语
  跟着电力电子技能的不断开展完善,沟通变频调速技能日益显现出优异的操控及调速功能,高效率、易保护等特色,加之它的价格不断下降,使其在机械设备的调速领域中使用日益广泛,成为一种优选的调速计划。可是,变频器的使用,具有不同于以往的电气传动体系的特色。本文针对使用广泛的通用变频器,提出了在变频器选型和外围装备中需求注意的一些问题。工程现场选用变频调速体系,应权衡利弊,合理选用。只要正确、灵敏地用好变频器,沟通变频调速体系才能安全、牢靠地运转