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浅谈对变频调速技术的分析
发表时间:2019-09-07

  随着电力电子技术、微电子技术的飞速发展,大功率整流器件的制造工艺得到了进一步发展,变频器的发展日新月异,在工矿企业变频器得到广泛的应用,变频器在企业中的应用越来越广泛,其带来的问题也日益引起人们的重视。

  一、变频器的特点

  随着电力电子技术、微电子技术的飞速发展,大功率整流器件的制造工艺得到了进一步发展,变频器的发展日新月异,在工矿企业变频器得到广泛的应用应用变频器有四大优点:

  第一可满足调速的工艺要求,变频调速器的调速范围均在10:11以上。

  第二便于实现自动化控制,由于变频器本身是由1个16(或32)位微处理器所控制,设有RS485或422)、A/D输入、D/A输出接口,为自动控制创造了充分条件。

  第三获得可观的节能效果,如在较大功率(15KW以上)风机,泵类的应用中尤为明显,可节能20%以上。

  第四降低维修工人劳动强度,由于调速系统整体可靠性高、故障低、维修周期长,可减轻有关维修人员工作量。

  二、变频器的选用

  变频器的选用,应按照被控对象的类型、调速范围、静态速度精度、启动转矩等来考虑,使之在满足工艺和生产要求的同时,既好用、又经济。

  1、变频器及被控制的电机 电机的极数,一般电机极数以不多于4极为宜,否则调速意义不大;转矩特性,临界转矩,加速转矩。在同等电机功率情况下,相对于高过载转矩模式,变频器规格可以降格选取。 电磁兼容性。为减少主电源干扰,在中间电路或变频器输入电路中增加电抗器,或安装前置隔离变压器,一般当电机与变频器距离超过50米时应在它们中间串入电抗器,滤波器或采用屏蔽防护电缆。

  2、变频器箱体结构的选用 变频器的箱体结构要与条件相适应,必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素'有以下几种常见结构:

  敞开型:本身无机箱,可装在电控箱内或电气室内的屏盘架上,尤其适用于多台变频器集中使用时选用,但环境条件要求较高。

  封闭型:适用于一般用途,可有少量粉尘或少许湿度的场合。

  密封型:适用于工业现场条件较差的环境。

  密闭型:适用于环境条件较差,有水、灰尘及一定腐蚀性气体的场合。

  3、变频器功率的选用 必须注意变频器负载率及效率的关系,系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积从效率角度出发,在选用变频器功率时,要注意以下几点:变频器功率与电动机功率相当时为适宜,以利于变频器在高效率状态下运转。在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时,则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率'并且应略大于电动机的功率。当电动机属频繁启动,制动工作或处于重载启动且较频繁时,可选取大一级的变频器,以利于变频器长期安全地运行。经测试,电动机实际功率确有富余,可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器,但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。当变频器与电动机功率不相同时,则必须相应调整变频器参数的设置,以利于达到较高的节能效果。

  三、变频器应用中的抗干扰措施

  变频器在应用中的抗干扰主要表现在:高次谐波,噪声与振动、负载匹配,发热等问题,这些干扰是不可避免的,因为变频器的输入部分为整流电路,输出部分为逆变电路,它们都是由起开关作用的非线性元件组成的,而在开、断电路的过程中,都要产生高次谐波,从而使其输入电源和输出的电压波形和电流波形产生畸变,下面针对谐波问题进行分析并提出相应措施高次谐波的危害性较大,高次谐波的干扰,可以影响到设备和检测元件,严重时可能使这些设备产生误动作’根据有关的文献报告,各种对象对高次谐波的敏感程度如下:电动机在10--20%以下无影响,仪表电压畸变10%,电流畸变10%.误差在1%以下;电子开关超过10%会产生误动作'计算机超过5%会出错。签于以上情况在工业现场,必须采取措施降低干扰,把干扰抑制在允许范围内。

  1、切断干扰的传播途径 干扰的传播常通过使用的接地线传播,将动力线的接地与控制线的接地分开是切断这一途径的根本方法。 信号线靠近有干扰的导线时,干扰会被诱导到信号线上艘信号受到干扰,布线分离对消除这种干扰行之有效,实际电缆铺设中需把高压电缆,动力电缆、控制电缆常常与仪表电缆、计算机电缆分开布线,分开走不同的桥架,变频器的控制线与主回路线路以垂直方式布线。

  2、抑制高次谐波 在变频器前侧安装线路电抗器,可抑制电源侧过电压,并降低变频器产生的电流畸变,避免使主电源受到严重干扰。在变频器前加装LC无源滤波器,滤掉高次谐波,通常可滤掉5次和7次谐波,该方法完全取决于电源和负载,灵活性小。当设备的附近环境受到电磁干扰时应装设抗射频干扰滤波器,可减少主电源的传导发射且要采取措施屏蔽电机电源。当电机与变频器电缆长度大于50米或80米(非屏蔽)时,为了防止电机启动时的瞬时过电压,减少电机对地的泄漏电流和噪声,保护电动机,在变频器与电机之间安装电抗器。采用变压器多相运行,通用变频器为六脉波整流器,因此产生的谐波较大,如果采用变压器多相运行,使相位角互差300,如Y-△、△一△组合的变压器构成12脉波的效果,可减少低次谐波电流,很好地抑制谐波。