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变频器调速设备运用剖析

2017-10-02 16:08分类:电工考证知识 阅读:

 

异步电动机是电力、化工等出产公司最首要的动力设备。作为高能耗设备,其输出功率不能随负荷按份额改动,大有些只能经过挡板或阀门的开度来调度,而电动机耗费的能量改动不大,然后构成很大的能量损耗。这些年,跟着变频器出产技术的老到以及变频器运用计划的日益广泛,运用变频器对电动机电源进行技术改构变成各公司节能降耗、跋涉功率的首要方法。

1 变频调速原理
   n=60 f(1-s)/p (1)
式中 n———异步电动机的转速;
f———异步电动机的频率;
s———电动机转差率;
   p———电动机极对数。
  由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只需改动频率f即可改动电动机的转速,当频率f在0~50Hz的计划内改动时,电动机转速调度计划十分宽。变频调速便是经过改动电动机电源频率结束速度调度的。
  变频器首要选用交—直—交方法,先把工频沟通电源经过整流器改换成直流电源,然后再把直流电源改换成频率、电压均可操控的沟通电源以供应电动机。变频器的电路通常由整流、基地直流环节、逆变和操控4个有些构成。整流有些为三相桥式不行控整流器,逆变有些为IGBT三相桥式逆变器,且输出为PWM波形,基地直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

2 谐波按捺
  变频器运用的超卓疑问便是谐波搅扰,当变频器作业时,输出电流的谐波电流会对电源构成搅扰。尽管各变频器厂家对变频器谐波的处理均选用了方法且根柢抵达国家规范恳求,但谐波依然是变频器选型和运用中最需要注重的疑问。
  变频器的输出电压中富含除基波以外的别的谐波。较低次谐波通常对电机负载影响较大,致使转矩脉动,而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流添加,使电机出力短少,故变频器输出的凹凸次谐波都有必要按捺。
  因为变频器的整流有些选用二极管不行控桥式整流电路,基地滤波有些选用大电容作为滤波器,所以整流器的输入电流实习上是电容器的充电电流,呈较陡的脉冲波,其谐波重量较大。为了消除谐波,首要选用以下对策:
  a.添加变频器供电电源内阻抗 通常状况下,电源设备的内阻抗能够起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。这种内阻抗便是变压器的短路阻抗。当电源容量相对变频器容量越小,内阻抗值相对越大,谐波含量越小;电源容量相对变频器容量越大,则内阻抗值相对越小,谐波含量越大。所以挑选变频器供电电源变压器时,最佳挑选短路阻抗大的变压器。  
b.设备电抗器 设备电抗器实习是从外部添加变频器供电电源的内阻抗。在变频器的沟通侧或变频器的直流侧设备电抗器或一同设备,可按捺谐波电流。
  c.变压器多相作业 通常变频器的整流有些是6脉波整流器,所以发作的谐波较大。运用变压器的多相作业,如使相位角互差30°的Y-△、△-△组合的2台变压器构成恰当于12脉波整流器,则可减小谐波电流,起到谐波按捺作用。
  d.调度变频器的载波比 跋涉变频器载波比,可有用按捺低次谐波。
  e.运用滤波器 滤波器可查看变频器谐波电流的幅值和相位,并发作与谐波电流幅值一样、相位相反的电流,然后有用地吸收和消除谐波电流。

3 负载的匹配
3.1 平方转矩负载
  风机类、泵类负载是工业现场运用最多的设备,变频器在这类负载上的运用最多。它是一种平方转矩负载。通常状况下,具有U/f=const操控方法的变频器根柢都能满意这类负载的恳求,下面依据这类变频器的首要特征介绍选型时需要留神的疑问。
3.1.1 防止过载
  风机和水泵通常不简略过载,挑选变频器的容量时确保其稍大于或等于电动机的容量即可;一同挑选的变频器的过载才干恳求也较低,通常抵达120%,1min即可。但在变频器功用参数挑选和预置时应留神,因为负载的阻转矩与转速的平方成正比,当作业频率高于电动机的额外频率时,负载的阻转矩会逾越额外转矩,使电动机过载。所以,要严峻操控最高作业频率不能逾越电机额外频率。
3.1.2 启/停时变频器加快时刻与减速时刻的匹配  
因为风机和泵的负载翻滚惯量比照大,其主张和接连时与变频器的加快时刻和减速时刻匹配是一个十分首要的疑问。在变频器选型和运用时,应依据负荷参数核算变频器的加快时刻和减速时刻来挑选最短时刻,以便在变频器主张时不发作过流跳闸和变频器减速时不发作过电压跳闸的状况。但有时在出产技术中,对风机和泵的主张时刻恳求很严峻,假定上述核算的时刻不能满意需要时,应当对变频器进行从头计划选型。
3.1.3 防止共振
  因为变频器是经过改动电动机的电源频率来改动电机转速结束节能作用的,就有或许在某一电机 转速下与负荷轴系的共振点、共振频率重合,构成负荷轴系不能忍受的振荡,有时会构成设备停运或设备损坏,所以在变频器功用参数挑选和预置时,应依据负荷轴系的共振频率,经过设定跳动频率点和宽度,防止体系发作共振景象。
3.1.4 憋压与水锤效应
  泵类负载在实习作业进程中,简略发作憋压和水锤效应,所以变频器选型时,在功用设守时要关于这个疑问进行独自设定。
  a.憋压 泵类负载在低速作业时,因为封闭出口门使压力添加,然后构成泵汽蚀。在变频器功用设守时,经过绑缚变频器的最低频率来绑缚泵流量的临界点最低转速,可防止此类景象的发作。
  b.水锤效应 泵类负载在俄然断电时,因为泵管道中的液体重力而倒流。若逆止阀不严或没有逆止阀,将致使电机回转,因电机发电而使变频器发作缺点或烧坏。在变频器体系计划时,应使变频器按减速曲线接连,在电机彻底接连后再断开主电路,或许设定“断电减速接连”功用,可防止该景象的发作。
3.2 恒转矩负载
  带式运送机是恒转矩负载的典型比方。恒转矩负载的根柢特征为,在负荷必定的状况下,负载阻转矩取决于皮带与滚筒间的磨擦阻力和滚筒的半径。这类负载转矩和转速的快慢无关,所以在调度转速进程中,负载的阻转矩坚持不变。
  恒转矩负载在挑选变频调速体系时,除了按惯例恳求外,应对变频器的操控方法进行挑选。
  a.负荷的调速计划。在调速计划不大的状况下,挑选较为简练的V/F操控方法的变频器。当调速计划很大时,应思考选用有反响的矢量操控方法。

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