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文檔簡介
1、本文格式為Word版,下載可任意編輯變頻器維修的一些基本知識 溝通變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動技術(shù)重要進展方向,隨著電力電子技術(shù),微電子技術(shù)和現(xiàn)代掌握理論在溝通調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用,變頻溝通調(diào)速已漸漸取代了過去的滑差調(diào)速,變極調(diào)速,直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng),越來越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的很多領(lǐng)域。但由于受到使用環(huán)境,使用年限以及人為操作上的一些因素,變頻器的使用壽命大為降低,同時在使用中也消失了各種各樣的故障。1 .變頻器的靜態(tài)測試結(jié)果來推斷故障首先可以對變頻器做一個靜態(tài)的測試,一般通用型變頻器大致包括以下幾個部分(1)整流電路;(2)直流中間電路;(3)逆變電路;(4)掌握電路。靜態(tài)測試主要是對
2、整流電路,直流中間電路和逆變電路部分的大功率晶體管(功率模塊)的一個測試,工具主要是萬用表。 整流電路主要是對整流二極管的一個正反向的測試來推斷它的好壞,當然我們還可以用耐壓表來測試。直流中間回路主要是對濾波電容的容量及耐壓的測量,我們也可以觀看電容上的平安閥是否爆開,有否漏液現(xiàn)象等來推斷它的好壞.功率模塊的好壞推斷主要是對功率模塊內(nèi)的續(xù)流二極管的推斷。對于IGBT模塊我們還需推斷在有觸發(fā)電壓的狀況下能否導(dǎo)通和關(guān)斷。2.通過變頻器的顯示來推斷故障點的所在 (1) OC.過電流故障這可能是變頻器里面最常見的故障了。首先要排解由于參數(shù)問題而導(dǎo)致的故障。例如電流限制,加速時間過短都有可能導(dǎo)致過電流的
3、產(chǎn)生。然后我們就必需推斷是否電流檢測電路出問題了。以FVR075G7S-4EX為例:我們有時會看到FVR075G7S-4EX在不接電機運行的時候面板也會有電流顯示。電流來自于哪里呢?這時就要測試一下它的3個霍爾傳感器,為確定那一相傳感器損壞,我們可以每拆一相傳感器的時候開一次機,看是否會有過流顯示,經(jīng)過這樣試驗后基本能排解OC故障。 (2) OV.過電壓故障首先要排解由于參數(shù)問題而導(dǎo)致的故障。例如減速時間過短,以及由于再生負載而導(dǎo)致的過壓等,然后我們可以看一下輸入側(cè)電壓是否有問題,最終我們可以看一下電壓檢測電路是否消失了故障,一般的電壓檢測電路的電壓采樣點,都是中間直流回路的電壓。我們以三肯S
4、VF303為例,它由直流回路取樣后(530V左右的直流)通過阻值較大電阻降壓后再由光耦進行隔離,當電壓超過肯定值時,顯示“5”過壓(此機器為數(shù)碼管顯示)我們可以看一下電阻是否氧化變值,光耦是否有短路現(xiàn)象等。(3) UV.欠電壓我們首先可以看一下輸入側(cè)電壓是否有問題,然后看一下電壓檢測電路,故障推斷和過壓相同。(4) FU.快速熔斷器故障 在現(xiàn)行推出的變頻器大多推出了快熔故障檢測功能。(特殊是大功率變頻器)以LG030IH-4變頻器為例。它主要是對快熔前面后面的電壓進行采樣檢測,當快熔損壞以后必定會消失快熔一端電壓沒有,此時隔離光耦動作,消失FU報警。更換快熔就因該能解決問題。特殊應(yīng)當留意的是在
5、更換快熔前必需推斷主回路是否有問題。(5) OH.過熱主要引起緣由變頻器內(nèi)部散熱不好。我們可以檢查散熱風扇及通風通道。(6) SC.短路故障我們可以檢測一下變頻器內(nèi)部是否有短路現(xiàn)象。檢測一下內(nèi)部線路,可能不肯定有短路現(xiàn)象,此時我們可以檢測一下功率模塊有可能消失了故障,在驅(qū)動電路正常的狀況下,更換功率模塊,應(yīng)當能修復(fù)機器。變頻器故障多種多樣,第一煉鋼車間的修理工接觸較晚,而且對變頻器的基礎(chǔ)學問知之甚少,我們只能在實踐中不斷總結(jié),摸索出一套快速有效處理變頻器故障的方法。一. 變頻器主要原理基本學問。三相380V電網(wǎng)電壓從變頻器的L1, L2, L3輸入端輸入后,首先要經(jīng)過變頻器的整流橋整流,后經(jīng)過
6、電容的濾波,輸出一大約530V左右的直流電壓(這530V也就是我們常用來推斷變頻器整流部分好壞的最常測試點,當然整流橋最初是要經(jīng)過斷電測試的)然后經(jīng)過逆變電路,通過掌握逆變電路的通斷來輸出我們想要的合適頻率的電壓(變頻器能變頻最主要的就是掌握逆變電路的關(guān)斷來掌握輸出頻率),變頻器故障有很多種,好在現(xiàn)在變頻器都趨于智能化,一般的故障它自己都能檢測,并在掌握面版上顯示出其代碼,用戶只需查一下用戶手冊就能初步推斷其故障緣由。但有時,變頻器在運行中或啟動時或加負載時,突然指示燈不亮,風扇不轉(zhuǎn),無輸出。這時我們初學者就不知該怎辦了。其實很簡潔的,我們只要把變頻器的電源斷了。斷電測試一下它的整流部分與逆變
7、部分,大多狀況下就能知其故障所在了。這里有一點要千萬留意,斷電后不能立刻測量,因變頻器里有大電容存有幾百伏的高壓,肯定要等上十幾分鐘再測,這一點千萬要留意。 變頻器上電前整流橋及逆變電路的測試。詳細測量方法如下: 找到變頻器直流輸出端的“”與“”,然后將萬用表調(diào)到測量二極管檔,黑表筆接“”,紅表筆分別接變頻器的輸入端L1, L2, L3端,整流橋的上半橋若是完好,萬用表應(yīng)顯示0.3的壓降,若損壞則萬用表顯示“1”過量程。相反將紅表筆接“”黑表筆分別接L1, L2, L3端應(yīng)得到上述相同結(jié)果,若消失“1”則證明整流橋損壞。然后測試其逆變電路,方法如下:將萬用表調(diào)到電阻×10檔將黑表筆接
8、“”紅表筆接變頻器的輸出端U, V, W應(yīng)有幾十歐的阻值,反向應(yīng)當無窮大。反之將紅表筆接到“”重復(fù)上述過程,應(yīng)得到同樣結(jié)果。這樣經(jīng)過測量在推斷變頻器的整流部分與逆變部分完好時,上電測量其直流輸出端看是否有大約530V高壓,留意有時萬用表顯示幾十伏大家以為整流電路工作了,其實它并沒工作,它正常工作會輸出530V左右的高壓,幾十伏的電壓是變頻器內(nèi)部感應(yīng)出來的。若沒530V左右高壓這時往往是電源版有問題。有的變頻器就是由于電源版的一小貼片電阻被燒毀,導(dǎo)致電源板不工作,以致使變頻器無顯示無輸出,風扇不轉(zhuǎn),指示燈不亮。這樣就可以初步推斷出變頻器是哪部分消失了故障,然后拆機修理時就可以重點測試懷疑故障部分
9、。 二. 技術(shù)基礎(chǔ)(一) 基本術(shù)語篇1, Electronic Line Shafting-ELS,很多工業(yè)生產(chǎn)線都由多臺機器組成,各軸之間具有運動關(guān)系。過去是使用機械機構(gòu)連接各軸,假如使用電子方式連接各軸,各州各有其驅(qū)動馬達,則稱為“Electronic Line Shafting”(ELS)。2, Auto Tuning(自動調(diào)校), 常見于磁束向量型變頻器的一種技術(shù),能自動監(jiān)測(找出)馬達的參數(shù),如轉(zhuǎn)差頻率/場電流/轉(zhuǎn)矩電流/定子阻抗/轉(zhuǎn)子阻抗/定子感抗/轉(zhuǎn)子感抗等.有了這些參數(shù)后才能作專據(jù)估算及轉(zhuǎn)差(滑差)補償.也由于此技術(shù),在無編碼器的運轉(zhuǎn)下仍能獲得良好的運轉(zhuǎn)精度.3, 無編碼器運轉(zhuǎn)
10、,在速度掌握上,與舊式variable frenquency變頻器的開回路比較,磁束向量型變頻器內(nèi)部由速度觀測計算功能達成閉回路.馬達側(cè)不用裝編碼器也能達到良好的速度精度.無編碼器運轉(zhuǎn)有如下好處:1),配線精省;2),不必擔憂RF雜訊對編碼器低電壓信號的影響;3),在多震驚的場合不用擔憂編碼器的高故障率.4, 變頻器的矢量掌握在AC馬達中,轉(zhuǎn)子由定子繞組感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場.定子電流含兩部分.一部分影響磁場,另一部分影響馬達輸出轉(zhuǎn)矩.要使用AC馬達在需要速度與轉(zhuǎn)矩掌握的場合,必需能夠把影響轉(zhuǎn)矩的電流分別掌握,而磁束矢量掌握就能夠分別這兩部分進行獨立掌握.(具有大小及方向的物理量稱為矢量)5, Fi
11、eld WeakeningField Weakening線路可用以減弱馬達的場電流,轉(zhuǎn)變與磁場的平衡關(guān)系,使馬達高于基本轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)6, 定轉(zhuǎn)矩應(yīng)用所需轉(zhuǎn)矩大小不因速度而變的場合,常用到定轉(zhuǎn)矩應(yīng)用.如傳送帶等負載.定轉(zhuǎn)矩應(yīng)用通常需要較大的起動轉(zhuǎn)矩.定轉(zhuǎn)矩應(yīng)用在低速運轉(zhuǎn)時易有馬達發(fā)熱問題,解決的方法:最好(1)加大馬達功率;(2)使用裝有定速冷卻的變頻器專用馬達(即馬達的冷卻方式為強制風冷).7, 變轉(zhuǎn)矩應(yīng)用多見于離心式負載,例如泵/風機/風扇等,其使用變頻器的目的一般為節(jié)能.比如當風扇以50%轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時,其所需轉(zhuǎn)矩小于全速運轉(zhuǎn)所需.可變轉(zhuǎn)矩變頻器能夠僅給與馬達所需轉(zhuǎn)矩,達到節(jié)能效果.次應(yīng)用中短暫的
12、巔峰負載通常無需給與馬達額外的能量.故變轉(zhuǎn)矩變頻器的過載力量可以適用于大部分用途.*定轉(zhuǎn)矩變頻器的過載(電流)力量須為額定值150%/1minute,而可變轉(zhuǎn)矩變頻器所需過載(電流)力量僅需額定值120%/1minute.由于離心式機械用途中很少會超出額定電流.另外,變轉(zhuǎn)矩用途所需起動轉(zhuǎn)矩也較定轉(zhuǎn)矩用途小.8, 變頻器專用馬達所謂Inverter-duty Motor,主要特征如下:1),分別式它力通風(它力風冷);2),10Hz-60Hz為定轉(zhuǎn)矩輸出;3),高起動轉(zhuǎn)矩;4),低噪音;5),馬達裝有編碼器.*但并非全部稱之為變頻器專用馬達的馬達都具有上列特征.9,關(guān)于調(diào)速:1)調(diào)速:依據(jù)工況需
13、要調(diào)整設(shè)備運行速度,以達到節(jié)能降耗、削減磨損、按需生產(chǎn)等目的。2)直流調(diào)速(DC Controler/motor):由直流掌握器調(diào)整直流電機以達到調(diào)整速度的目的。3)溝通變頻調(diào)速(AC inverter/motor):由變頻器輸出頻率變化的三相溝通電流從而掌握溝通電機的轉(zhuǎn)速。4)矢量變頻調(diào)速(AC vector inverter):通過簡單的計算變換,使溝通變頻器根據(jù)直流電機的掌握方式去掌握溝通電機,從而達到精確速度掌握、轉(zhuǎn)矩掌握、提高輸出扭矩等特性。5)伺服掌握系統(tǒng)(Servo control system):在運動系統(tǒng)中引入速度反饋或位置反饋元件,通過負反饋的作用達到極其精密的的速度掌握、
14、定位掌握以及高動態(tài)響應(yīng)。10,幾個常見工業(yè)元件:1)測速發(fā)電機(Tacho-generator):一種轉(zhuǎn)速測量元件,有溝通、直流之分。2)旋轉(zhuǎn)變壓器(Resolver):一種經(jīng)濟、精確地轉(zhuǎn)速和角位移測量元件。3)光電編碼器(Encoder):一種精密的角位移、轉(zhuǎn)速測量元件,適合在位置掌握系統(tǒng)中作為反饋元件。4)plc:工業(yè)用計算、掌握裝置,實現(xiàn)規(guī)律、時序、計算等掌握功能,一般作為整個自動化掌握系統(tǒng)的上位主機。5)hmi(Human-Machine Interface):人-機界面。6)現(xiàn)場總線(Field-Bus System):應(yīng)用于工業(yè)掌握現(xiàn)場的串行通訊總線系統(tǒng),大幅度降低接線成本,提高掌
15、握的抗干擾力量。7)分布式掌握(Distributed control):區(qū)分于傳統(tǒng)的集中式掌握,強調(diào)各個節(jié)點設(shè)備的智能化,一般由現(xiàn)場總線系統(tǒng)將各子設(shè)備連接起來。極大地提高系統(tǒng)應(yīng)用的敏捷性、牢靠性,降低上位機的運算負擔。11,關(guān)于電機的三個術(shù)語:1)防護等級(Protection Code):(IP*)考察一個設(shè)備防止異物進入和防水的力量,使IEC標準之一。其兩個數(shù)字分別代表防異物和防水的力量,數(shù)值越高表明可以防止更細小的物體進入以及經(jīng)受更劇烈的水流沖擊。一般為IP54(防塵,防潑灑水滴)以上防護等級的設(shè)備可以直接應(yīng)用于露天。2)絕緣等級(Insulation Grade):考察一個電氣設(shè)備(
16、一般針對電機)在保證良好絕緣特性的前提下所能承受的極限溫升力量,是IEC標準之一。一般有B級(85度)、F級(105度)、H級(125度)。3)工作制。三.學問入門1、什么是變頻器?變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能掌握裝置。2、PWM和PAM的不同點是什么?PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫,按肯定規(guī)律轉(zhuǎn)變脈沖列的脈沖寬度,以調(diào)整輸出量和波形的一種調(diào)值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脈沖幅度調(diào)制)縮寫,是按肯定規(guī)律轉(zhuǎn)變脈沖列的脈沖幅度,以調(diào)整輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。3、電壓
17、型與電流型有什么不同?變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為溝通的變頻器,直流回路的濾波是電容;電流型是將電流源的直流變換為溝通的變頻器,其直流回路濾波石電感。4、為什么變頻器的電壓與電流成比例的轉(zhuǎn)變?異步電動機的轉(zhuǎn)矩是電機的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過電流之間相互作用而產(chǎn)生的,在額定頻率下,假如電壓肯定而只降低頻率,那么磁通就過大,磁回路飽和,嚴峻時將燒毀電機。因此,頻率與電壓要成比例地轉(zhuǎn)變,即轉(zhuǎn)變頻率的同時掌握變頻器輸出電壓,使電動機的磁通保持肯定,避開弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種掌握方式多用于風機、泵類節(jié)能型變頻器。5、電動機使用工頻電源驅(qū)動時,電壓下降則電流增加;對于變頻器驅(qū)
18、動,假如頻率下降時電壓也下降,那么電流是否增加?頻率下降(低速)時,假如輸出相同的功率,則電流增加,但在轉(zhuǎn)矩肯定的條件下,電流幾乎不變。6、采納變頻器運轉(zhuǎn)時,電機的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩怎樣?采納變頻器運轉(zhuǎn),隨著電機的加速相應(yīng)提高頻率和電壓,起動電流被限制在150%額定電流以下(依據(jù)機種不同,為125%200%)。用工頻電源直接起動時,起動電流為67倍,因此,將產(chǎn)生氣械電氣上的沖擊。采納變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.21.5倍,起動轉(zhuǎn)矩為70%120%額定轉(zhuǎn)矩;對于帶有轉(zhuǎn)矩自動增加功能的變頻器,起動轉(zhuǎn)矩為100%以上,可以帶全負載起動。7、V/f模式是什么意思?
19、頻率下降時電壓V也成比例下降,這個問題已在回答4說明。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機特性而預(yù)先打算的,通常在掌握器的存儲裝置(ROM)中存有幾種特性,可以用開關(guān)或標度盤進行選擇。8、按比例地改V和f時,電機的轉(zhuǎn)矩如何變化?頻率下降時完全成比例地降低電壓,那么由于溝通阻抗變小而直流電阻不變,將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。因此,在低頻時給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得肯定地起動轉(zhuǎn)矩,這種補償稱增加起動??梢圆杉{各種方法實現(xiàn),有自動進行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法9、在說明書上寫著變速范圍606Hz,即10:1,那么在6Hz以下就沒有輸出功率嗎?在6Hz以下仍可輸出功率,
20、但依據(jù)電機溫升和起動轉(zhuǎn)矩的大小等條件,最低使用頻率取6Hz左右,此時電動機可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會引起嚴峻的發(fā)熱問題。變頻器實際輸出頻率(起動頻率)依據(jù)機種為0.53Hz.10、對于一般電機的組合是在60Hz以上也要求轉(zhuǎn)矩肯定,是否可以?通常狀況下時不行以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)電壓不變,大體為恒功率特性,在高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時,必需留意電機與變頻器容量的選擇11、所謂開環(huán)是什么意思?給所使用的電機裝置設(shè)速度檢出器(PG),將實際轉(zhuǎn)速反饋給掌握裝置進行掌握的,稱為“閉環(huán)”,不用PG運轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”。通用變頻器多為開環(huán)方式,也有的機種利用選件可進行PG反饋。12、實際轉(zhuǎn)速對于
21、給定速度有偏差時如何辦?開環(huán)時,變頻器即使輸出給定頻率,電機在帶負載運行時,電機的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)(1%5%)變動。對于要求調(diào)速精度比較高,即使負載變動也要求在近于給定速度下運轉(zhuǎn)的場合,可采納具有PG反饋功能的變頻器(選用件)。13、假如用帶有PG的電機,進行反饋后速度精度能提高嗎? 具有反饋功能的變頻器,精度有提高。但速度精度的植取決于本身的精度和變頻器輸出頻率的辨別率。 14、失速防止功能是什么意思?假如給定的加速時間過短,變頻器的輸出頻率變化遠遠超過轉(zhuǎn)速(電角頻率)的變化,變頻器將因流過過電流而跳閘,運轉(zhuǎn)停止,這就叫作失速。為了防止失速使電機連續(xù)運轉(zhuǎn),就要檢出電流的大小進行頻率掌
22、握。當加速電流過大時適當放慢加速速率。減速時也是如此。兩者結(jié)合起來就是失速功能。15.變頻器的散熱1). 假如要正確的使用變頻器, 必需仔細地考慮散熱的問題. 變頻器的故障率隨溫度上升而成指數(shù)的上升,使用壽命隨溫度上升而成指數(shù)的下降。環(huán)境溫度上升10度,變頻器平均使用壽命減半。在變頻器工作時,流過變頻器的電流是很大的, 變頻器產(chǎn)生的熱量也是特別大的,不能忽視其發(fā)熱所產(chǎn)生的影響通常,變頻器安裝在掌握柜中。我們要了解一臺變頻器的發(fā)熱量也許是多少. 可以用以下公式估算:發(fā)熱量的近似值 變頻器容量(KW)×55 W 在這里, 假如變頻器容量是以恒轉(zhuǎn)矩負載為準的 (過流力量150% * 60s
23、) 假如變頻器帶有直流電抗器或溝通電抗器, 并且也在柜子里面, 這時發(fā)熱量會更大一些。 電抗器安裝在變頻器側(cè)面或測上方比較好。這時可以用估算: 變頻器容量(KW)×60 W 由于各變頻器廠家的硬件都差不多, 所以上式可以針對各品牌的產(chǎn)品. 留意: 假如有制動電阻的話,由于制動電阻的散熱量很大,因此最好安裝位置最好和變頻器隔離開, 如裝在柜子上面或旁邊等。 2. )怎樣降低掌握柜內(nèi)的發(fā)熱量? 當變頻器安裝在掌握機柜中時,要考慮變頻器發(fā)熱值的問題。依據(jù)機柜內(nèi)產(chǎn)生熱量值的增加,要適當?shù)卦黾訖C柜的尺寸。因此,要使掌握機柜的尺寸盡量減小,就必需要使機柜中產(chǎn)生的熱量值盡可能地削減。假如在變頻器安
24、裝時,把變頻器的散熱器部分放到掌握機柜的外面,將會使變頻器有70的發(fā)熱量釋放到掌握機柜的外面。由于大容量變頻器有很大的發(fā)熱量,所以對大容量變頻器更加有效。還可以用隔離板把本體和散熱器隔開, 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。留意:變頻器散熱設(shè)計中都是以垂直安裝為基礎(chǔ)的,橫著放散熱會變差的!3. )關(guān)于冷卻風扇一般功率略微大一點的變頻器, 都帶有冷卻風扇。同時,也建議在掌握柜上出風口安裝冷卻風扇。進風口要加濾網(wǎng)以防止灰塵進入掌握柜。留意掌握柜和變頻器上的風扇都是要的,不能誰替代誰。4.)其他關(guān)于散熱的問題1。 在海拔高于1000m的地方,由于空氣密度降低,因此應(yīng)加大柜子的冷卻風量
25、以改善冷卻效果。理論上變頻器也應(yīng)考慮降容,每1000m降低5%。但由于實際上由于設(shè)計上變頻器的負載力量和散熱力量一般比實際使用的要大,所以也要看詳細應(yīng)用。 比方說在1500m的地方,但是周期性負載,如電梯,就不必要降容。 2。 開關(guān)頻率:變頻器的發(fā)熱主要來自于IGBT, IGBT的發(fā)熱有集中在開和關(guān)的瞬間。因此開關(guān)頻率高時自然變頻器的發(fā)熱量就變大了。 有的廠家宣稱降低開關(guān)頻率可以擴容, 就是這個道理。 16.關(guān)于漏電流的問答Q: 有那些漏電流的形式?A: 有 2種:電機電纜對地漏電流和電纜Q: 為什么會有漏電流的問題?A: 不使用變頻器時,漏電流一般較小。使用變頻器時,由于逆變器的功率模塊高速
26、開關(guān),輸出電流中有高次諧波的存在。有由于電纜對地、電纜之間存在電感,因此產(chǎn)生了較大的漏電流(可達不用變頻器時的10倍)。Q: 漏電流和開關(guān)頻率有和關(guān)系?A: 開關(guān)頻率越小,漏電流越小。Q: 漏電流和電機功率的關(guān)系?A: 功率越大,漏電流越大。Q: 漏電流和接地的關(guān)系?A: 無直接關(guān)系。但接地不好會增加觸電的可能性。Q: 漏電流對策有那些?A: 降低開關(guān)頻率,是電纜之間,電纜和地的距離增加,增加開關(guān)的漏電流設(shè)定水公平。Q: 對變頻器的漏電流水平可有什么規(guī)定? A: 現(xiàn)在還沒有。17. 目前,變頻溝通調(diào)速已遍布冶金、電力、等各個領(lǐng)域。變頻器是利用溝通電動機的同步轉(zhuǎn)速隨電機電壓頻率變化而變化的特性而
27、實現(xiàn)電動機調(diào)速運行的裝置,其中,有幾個參數(shù)的設(shè)定特別重要,將直接影響變頻器的合理使用。幾個重要參數(shù)的設(shè)定1 .V/f類型的選擇 V/f類型的選擇包括最高頻率、基本頻率和轉(zhuǎn)矩類型等。最高頻率是變頻器-電動機系統(tǒng)可以運行的最高頻率。由于變頻器自身的最高頻率可能較高,當電動機容許的最高頻率低于變頻器的最高頻率時,應(yīng)按電動機及其負載的要求進行設(shè)定?;绢l率是變頻器對電動機進行恒功率掌握和恒轉(zhuǎn)矩掌握的分界線,應(yīng)按電動機的額定電定電壓設(shè)定。轉(zhuǎn)矩類型指的是負載是恒轉(zhuǎn)矩負載還是變轉(zhuǎn)矩負載。用戶依據(jù)變頻器使用說明書中的V/f類型圖和負載的特點,選擇其中的一種類型。我們依據(jù)電機的實際狀況和實際要求,最高頻率設(shè)定為
28、83.4Hz,基本頻率設(shè)定為工頻50Hz。負載類型:50Hz以下為恒轉(zhuǎn)矩負載,5083.4Hz為恒功率負載。2.如何調(diào)整啟動轉(zhuǎn)矩調(diào)整啟動轉(zhuǎn)矩是為了改善變頻器啟動時的低速性能,使電機輸出的轉(zhuǎn)矩能滿意生產(chǎn)啟動的要求。 在異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)矩的掌握較簡單.在低頻段,由于電阻、漏電抗的影響不容忽視,若仍保持V/f為常數(shù),則磁通將減小,進而減小了電機的輸出轉(zhuǎn)矩。為此,在低頻段要對電壓進行適當補償以提升轉(zhuǎn)矩??墒牵┳杩沟挠绊懖粌H與頻率有關(guān),還和電機電流的大小有關(guān),精確補償是很困難的。近年來國外開發(fā)了一些能自行補償?shù)淖冾l器,但所需計算量大,硬件、軟件都較簡單,因此一般變頻器均由用戶進行人工設(shè)定補償
29、。針對我們所使用的變頻器,轉(zhuǎn)矩提升量設(shè)定為1%5%之間比較合適。3. 如何設(shè)定加、減速時間 電機的運行方程式:式中:Tt為電磁轉(zhuǎn)矩;T1為負載轉(zhuǎn)矩 電機加速度dw/dt取決于加速轉(zhuǎn)矩(Tt,T1),而變頻器在啟、制動過程中的頻率變化率則由用戶設(shè)定。若電機轉(zhuǎn)動慣量J、電機負載變化按預(yù)先設(shè)定的頻率變化率升速或減速時,有可能消失加速轉(zhuǎn)矩不夠,從而造成電機失速,即電機轉(zhuǎn)速與變頻器輸出頻率不協(xié)調(diào),從而造成過電流或過電壓。因此,需要依據(jù)電機轉(zhuǎn)動慣量和負載合理設(shè)定加、減速時間,使變頻器的頻率變化率能與電機轉(zhuǎn)速變化率相協(xié)調(diào)。檢查此項設(shè)定是否合理的方法是按閱歷選定加、減速時間設(shè)定。若在啟動過程中消失過流,則可適
30、當延長加速時間;若在制動過程中消失過流,則適當延長減速時間;另一方面,加、減速時間不宜設(shè)定太長,時間太長將影響生產(chǎn)效率,特殊是頻繁啟、制動時。我們將加速時間設(shè)定為15s,減速時間設(shè)定為5s。4 .頻率跨跳 V/f掌握的變頻器驅(qū)動異步電機時,在某些頻率段。 電機的電流、轉(zhuǎn)速會發(fā)生振蕩,嚴峻時系統(tǒng)無法運行,甚至在加速過程中消失過電流愛護使得電機不能正常啟動,在電機輕載或轉(zhuǎn)動量較小時更為嚴峻。因此變通變頻器均備有頻率跨跳功能,用戶可以依據(jù)系統(tǒng)消失振蕩的頻率點,在V/f曲線上設(shè)置跨跳點及跨跳點寬度。當電機加速時可以自動跳過這些頻率段,保證系統(tǒng)正常運行。 5 過負載率設(shè)置 該設(shè)置用于變頻器和電動機過負載
31、愛護。當變頻器的輸出電流大于過負載率設(shè)置值和電動機額定電流確定的OL設(shè)定值時,變頻器則以反時限特性進行過負載愛護(OL),過負載愛護動作時變頻器停止輸出。 2.6 電機參數(shù)的輸入 變頻器的參數(shù)輸入項目中有一些是電機基本參數(shù)的輸入,如電機的功率、額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、極數(shù)等。這些參數(shù)的輸入特別重要,將直接影響變頻器中一些愛護功能的正常發(fā)揮,肯定要依據(jù)電機的實際參數(shù)正確輸入,以確保變頻器的正常使用。 四.變頻器在調(diào)試與使用過程中常常遇到的問題1.)其中過電壓現(xiàn)象最為常見。 過電壓產(chǎn)生后,變頻器為了防止內(nèi)部電路損壞,其過電壓愛護功能將動作,使變頻器停止運行,導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作。因此必需實行
32、措施消退過電壓,防止故障的發(fā)生。由于變頻器與電機的應(yīng)用場合不同,產(chǎn)生過電壓的緣由也不相同,所以應(yīng)依據(jù)詳細狀況實行相應(yīng)的對策。2、)過電壓的產(chǎn)生與再生制動所謂變頻器的過電壓,是指由于種種緣由造成的變頻器電壓超過額定電壓,集中表現(xiàn)在變頻器直流母線的直流電壓上。正常工作時,變頻器直流部電壓為三相全波整流后的平均值。若以380V線電壓計算,則平均直流電壓Ud=1.35U線=513V。在過電壓發(fā)生時,直流母線上的儲能電容將被充電,當電壓上升至700V左右時,(因機型而異)變頻器過電壓愛護動作。造成過電壓的緣由主要有兩種:電源過電壓和再生過電壓。電源過電壓是指因電源電壓過高而使直流母線電壓超過額定值。而現(xiàn)
33、在大部分變頻器的輸入電壓最高可達460V,因此,電源引起的過電壓極為少見。本文主要爭論的問題是再生過電壓。產(chǎn)生再生過電壓主要有以下緣由:當大GD2(飛輪力矩)負載減速時變頻器減速時間設(shè)定過短;電機受外力影響(風機、牽伸機)或位能負載(電梯、起重機)下放。由于這些緣由,使電機實際轉(zhuǎn)速高于變頻器的指令轉(zhuǎn)速,也就是說,電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過了同步轉(zhuǎn)速,這時電機的轉(zhuǎn)差率為負,轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場的方向與電動機狀態(tài)時相反,其產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為阻礙旋轉(zhuǎn)方向的制動轉(zhuǎn)矩。所以電動機實際上處于發(fā)電狀態(tài),負載的動能被“再生”成為電能。再生能量經(jīng)逆變部續(xù)流二極管對變頻器直流儲能電容器充電,使直流母線電壓上升,這就是再生過電
34、壓。因再生過電壓的過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與原轉(zhuǎn)矩相反,為制動轉(zhuǎn)矩,因此再生過電壓的過程也就是再生制動的過程。換句話說,消退了再生能量,也就提高了制動轉(zhuǎn)矩。假如再生能量不大,因變頻器與電機本身具有20%的再生制動力量,這部分電能將被變頻器及電機消耗掉。若這部分能量超過了變頻器與電機的消耗力量,直流回路的電容將被過充電,變頻器的過電壓愛護功能動作,使運行停止。為避開這種狀況的發(fā)生,必需將這部分能量準時的處理掉,同時也提高了制動轉(zhuǎn)矩,這就是再生制動的目的。3、)過電壓的防止措施:由于過電壓產(chǎn)生的緣由不同,因而實行的對策也不相同。對于在停車過程中產(chǎn)生的過電壓現(xiàn)象,假如對停車時間或位置無特別要求,那么可以采納
35、延長變頻器減速時間或自由停車的方法來解決。所謂自由停車即變頻器將主開關(guān)器件斷開,讓電機自由滑行停止。假如對停車時間或停車位置有肯定的要求,那么可以采納直流制動(DC制動)功能。直流制動功能是將電機減速到肯定頻率后,在電機定子繞組中通入直流電,形成一個靜止的磁場。電機轉(zhuǎn)子繞組切割這個磁場而產(chǎn)生一個制動轉(zhuǎn)矩,使負載的動能變成電能以熱量的形式消耗于電機轉(zhuǎn)子回路中,因此這種制動又稱作能耗制動。在直流制動的過程中實際上包含了再生制動與能耗制動兩個過程。這種制動方法效率僅為再生制動的30-60,制動轉(zhuǎn)矩較小。由于將能量消耗于電機中會使電機過熱,所以制動時間不宜過長。而且直流制動開頭頻率,制動時間及制動電壓
36、的大小均為人工設(shè)定,不能依據(jù)再生電壓的凹凸自動調(diào)整,因而直流制動不能用于正常運行中產(chǎn)生的過電壓,只能用于停車時的制動。對于減速(從高速轉(zhuǎn)為低速,但不停車)時因負載的GD2(飛輪轉(zhuǎn)矩)過大而產(chǎn)生的過電壓,可以實行適當延長減速時間的方法來解決。其實這種方法也是利用再生制動原理,延長減速時間只是掌握負載的再生電壓對變頻器的充電速度,使變頻器本身的20%的再生制動力量得到合理利用而已。至于那些由于外力的作用(包括位能下放)而使電機處于再生狀態(tài)的負載,因其正常運行于制動狀態(tài),再生能量過高無法由變頻器本身消耗掉,因此不行能采納直流制動或延長減速時間的方法。再生制動與直流制動相比,具有較高的制動轉(zhuǎn)矩,而且制
37、動轉(zhuǎn)矩的大小可以跟據(jù)負載所需的制動力矩(即再生能量的凹凸)由變頻器的制動單元自動掌握。因此再生制動最適用于在正常工作過程中為負載供應(yīng)制動轉(zhuǎn)矩。4、)再生制動的方法:1 能量消耗型:這種方法是在變頻器直流回路中并聯(lián)一個制動電阻,通過檢測直流母線電壓來掌握一個功率管的通斷。在直流母線電壓上升至700V左右時,功率管導(dǎo)通,將再生能量通入電阻,以熱能的形式消耗掉,從而防止直流電壓的上升。由于再生能量沒能得到利用,因此屬于能量消耗型。同為能量消耗型,它與直流制動的不同點是將能量消耗于電機之外的制動電阻上,電機不會過熱,因而可以較頻繁的工作。2 并聯(lián)直流母線汲取型:適用于多電機傳動系統(tǒng)(如牽伸機),在這個
38、系統(tǒng)中,每臺電機均需一臺變頻器,多臺變頻器共用一個網(wǎng)側(cè)變流器,全部的逆變部并接在一條共用直流母線上。這種系統(tǒng)中往往有一臺或數(shù)臺電機正常工作于制動狀態(tài),處于制動狀態(tài)的電機被其它電動機拖動,產(chǎn)生再生能量,這些能量再通過并聯(lián)直流母線被處于電動狀態(tài)的電機所汲取。在不能完全汲取的狀況下,則通過共用的制動電阻消耗掉。這里的再生能量部分被汲取利用,但沒有回饋到電網(wǎng)中。3 能量回饋型:能量回饋型的變頻器網(wǎng)側(cè)變流器是可逆的,當有再生能量產(chǎn)生時,可逆變流器將再生能量回饋給電網(wǎng),使再生能量得到完全利用。但這種方法對電源的穩(wěn)定性要求較高,一旦突然停電,將發(fā)生逆變顛覆。五.應(yīng)用中需要留意的幾個問題 隨著通用變頻器市場的
39、日益富強,變頻器及其附屬設(shè)備的安裝、調(diào)試、日常維護及修理工作量劇增,針對造成以上問題的緣由,從應(yīng)用環(huán)境、電磁干擾與抗干擾、電網(wǎng)質(zhì)量、電機絕緣等方面進行分析。1.工作環(huán)境問題在變頻器實際應(yīng)用中,由于國內(nèi)客戶除少數(shù)有專用機房外,大多為了降低成本,將變頻器直接安裝于工業(yè)現(xiàn)場。工作現(xiàn)場一般是灰塵大、溫度高,在南方還有濕度大的問題。對于線纜行業(yè)還有金屬粉塵,在陶瓷、印染等行業(yè)還有腐蝕性氣體和粉塵,在煤礦等場合,還有防爆的要求等等。因此必需依據(jù)現(xiàn)場狀況做出相應(yīng)的對策。2 變頻器的安裝設(shè)計基本要求(1) 變頻器應(yīng)當安裝在掌握柜內(nèi)部。(2) 變頻器最好安裝在掌握柜內(nèi)的中部;變頻器要垂直安裝,正上方和正下方要避
40、開安裝可能阻擋排風、進風的大元件。(3) 變頻器上、下部邊緣距離掌握柜頂部、底部、或者隔板、或者必需安裝的大元件等的最小間距,應(yīng)當大于300mm。柜內(nèi)安裝變頻器的基本要求(4) 假如特別用戶在使用中需要取掉鍵盤,則變頻器面板的鍵盤孔,肯定要用膠帶嚴格密封或者采納假面板替換,防止粉塵大量進入變頻器內(nèi)部。(5) 對變頻器要進行定期維護,準時清理內(nèi)部的粉塵等。(6) 其它的基本安裝、使用要求必需遵守用戶手冊上的有關(guān)說明;如有疑問請準時聯(lián)系相應(yīng)廠家技術(shù)支持人員。3. 防塵掌握柜的設(shè)計要求在多粉塵場所,特殊是多金屬粉塵、絮狀物的場所使用變頻器時,實行正確、合理的防護措施是非常必要的,防塵措施得當對保證變
41、頻器正常工作特別重要??傮w要求掌握柜整體應(yīng)當密封,應(yīng)當通過特地設(shè)計的進風口、出風口進行通風;掌握柜頂部應(yīng)當有防護網(wǎng)和防護頂蓋出風口;掌握柜底部應(yīng)當有底板和進風口、進線孔,并且安裝防塵網(wǎng)。(1) 掌握柜的風道要設(shè)計合理,排風通暢,避開在柜內(nèi)形成渦流,在固定的位置形成灰塵積累。(2) 掌握柜頂部出風口上面要安裝防護頂蓋,防止雜物直接落入;防護頂蓋高度要合理,不影響排風。防護頂蓋的側(cè)面出風口要安裝防護網(wǎng),防止絮狀雜物直接落入。(3) 假如采納掌握柜頂部側(cè)面排風方式,出風口必需安裝防護網(wǎng)。(4) 肯定要確保掌握柜頂部的軸流風機旋轉(zhuǎn)方向正確,向外抽風。假如風機安裝在掌握柜頂部的外部,必需確保防護頂蓋與風
42、機之間有足夠的高度;假如風機安裝在掌握柜頂部的內(nèi)部,安裝所需螺釘必需采納止逆彈件,防止風機脫落造成柜內(nèi)元件和設(shè)備的損壞。建議在風機和柜體之間加裝塑料或者橡膠減振墊圈,可以大大減小風機震驚造成的噪音。(5) 掌握柜的前、后門和其他接縫處,要采納密封墊片或者密封膠進行肯定的密封處理,防止粉塵進入。(6) 掌握柜底部、側(cè)板的全部進風口、進線孔,肯定要安裝防塵網(wǎng)。阻隔絮狀雜物進入。防塵網(wǎng)應(yīng)當設(shè)計為可拆卸式,以便利清理、維護。防塵網(wǎng)的網(wǎng)格要小,能夠有效阻擋細小絮狀物(與一般家用防蚊蠅紗窗的網(wǎng)格相仿);或者依據(jù)詳細狀況確定合適的網(wǎng)格尺寸。防塵網(wǎng)四周與掌握柜的結(jié)合處要處理嚴密。(7) 對掌握柜肯定要進行定期
43、維護,準時清理內(nèi)部、外部的粉塵、絮毛等雜物。維護周期可依據(jù)詳細狀況而定,但應(yīng)當小于23個月;對于粉塵嚴峻的場所,建議維護周期在1個月左右。防塵掌握柜的安裝要求4.防潮濕霉變的掌握柜的設(shè)計要求 多數(shù)變頻器廠家內(nèi)部的印制板、金屬結(jié)構(gòu)件均未進行防潮濕霉變的特別處理,假如變頻器長期處于這種狀態(tài),金屬結(jié)構(gòu)件簡單產(chǎn)生銹蝕,對于導(dǎo)電銅排在高溫運行狀況下,更加劇了銹蝕的過程。對于微機掌握板和驅(qū)動電源板上的細小銅質(zhì)導(dǎo)線,由于銹蝕將造成損壞,因此,對于應(yīng)用于潮濕和和含有腐蝕性氣體的場合,必需對于使用變頻器的內(nèi)部設(shè)計有基本要求,例如印刷電路板必需采納三防漆噴涂處理,對于結(jié)構(gòu)件必需采納鍍鎳鉻等處理工藝。4.除此之外,
44、還需要實行其它樂觀、有效、合理的防潮濕、防腐蝕氣體的措施。(1) 掌握柜可以安裝在單獨的、密閉的采納空調(diào)的機房,此方法適用掌握設(shè)備較多,建立機房的成本低于柜體單獨密閉處理的場合,此時掌握柜可以采納如上防塵或者一般環(huán)境設(shè)計即可。(2) 采納獨立進風口。單獨的進風口可以設(shè)在掌握柜的底部,通過獨立密閉地溝與外部潔凈環(huán)境連接,此方法需要在進風口處安裝一個防塵網(wǎng),假如地溝超過5m以上時,可以考慮加裝鼓風機。(3) 密閉掌握柜內(nèi)可以加裝吸濕的干燥劑或者吸附毒性氣體的活性材料,并近期更換。5. 干擾問題5.1 變頻器對微機掌握板的干擾在注塑機、電梯等的掌握系統(tǒng)中,多采納微機或者PLC進行掌握,在系統(tǒng)設(shè)計或者
45、改造過程中,肯定要留意變頻器對微機掌握板的干擾問題。由于用戶自己設(shè)計的微機掌握板一般工藝水平差,不符合EMC國際標準,在采納變頻器后,產(chǎn)生的傳導(dǎo)和輻射干擾,往往導(dǎo)致掌握系統(tǒng)工作特別,因此需要實行必要措施。(1) 良好的接地。電機等強電掌握系統(tǒng)的接地線必需通過接地匯流排牢靠接地,微機掌握板的屏蔽地,最好單獨接地。對于某些干擾嚴峻的場合,建議將傳感器、I/O接口屏蔽層與掌握板的掌握地相連3。(2) 給微機掌握板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環(huán)等,成本低??梢杂行б种苽鲗?dǎo)干擾。另外在輻射干擾嚴峻的場合,如四周存在GSM、或者小靈通機站時,可以對微機掌握板添加金屬網(wǎng)狀屏蔽罩進行屏蔽處理。微
46、機掌握板的電源抗干擾措施(3) 給變頻器輸入加裝EMI濾波器,可以有效抑制變頻器對電網(wǎng)的傳導(dǎo)干擾,加裝輸入溝通和直流電抗器L1、L2,可以提高功率因數(shù),減小諧波污染,綜合效果好。在某些電機與變頻器之間距離超過100m的場合,需要在變頻器側(cè)添加溝通輸出電抗器L3,解決由于輸出導(dǎo)線對地分布參數(shù)造成的漏電流愛護和削減對外部的輻射干擾。一個行之有效的方法就是采納鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法,并將鋼管外殼或者電纜屏蔽層與大地牢靠連接。請留意,在不添加溝通輸出電抗器L3時,假如采納鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法,增大了輸出對地的分布電容,簡單消失過流。當然在實際中一般只實行其中的一種或者幾種方法。(4) 減小變
47、頻器對外部掌握設(shè)備的干擾措施對模擬傳感器檢測輸入和模擬掌握信號進行電氣屏蔽和隔離。在變頻器組成的掌握系統(tǒng)設(shè)計過程中,建議盡量不要采納模擬掌握,特殊是掌握距離大于1M,跨掌握柜安裝的狀況下。由于變頻器一般都有多段速設(shè)定、開關(guān)頻率量輸入輸出,可以滿意要求。假如非要用模擬量掌握時,建議肯定采納屏蔽電纜,并在傳感器側(cè)或者變頻器側(cè)實現(xiàn)遠端一點接地。假如干擾照舊嚴峻,需要實現(xiàn)DC/DC隔離措施??梢圆杉{標準的DC/DC模塊,或者采納V/F轉(zhuǎn)換,光藕隔離再采納頻率設(shè)定輸入的方法。5.2 變頻器本身抗干擾問題 當變頻器的供電系統(tǒng)四周,存在高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源或者采納滑環(huán)供電的場合,變頻器本
48、身簡單由于干擾而消失愛護。應(yīng)采納如下措施: (1) 在變頻器輸入側(cè)添加電感和電容,構(gòu)成LC濾波網(wǎng)絡(luò)。(2) 變頻器的電源線直接從變壓器側(cè)供電。(3) 在條件許可的狀況下,可以采納單獨的變壓器。(4) 在采納外部開關(guān)量掌握端子掌握時,連接線路較長時,建議采納屏蔽電纜。當掌握線路與主回路電源均在地溝中埋設(shè)時,除掌握線必需采納屏蔽電纜外,主電路線路必需采納鋼管屏蔽穿線,減小彼此干擾,防止變頻器的誤動作。(5) 在采納外部模擬量掌握端子掌握時,假如連接線路在1M以內(nèi),采納屏蔽電纜連接,并實施變頻器側(cè)一點接地即可;假如線路較長,現(xiàn)場干擾嚴峻的場合,建議在變頻器側(cè)加裝DC/DC隔離模塊或者采納經(jīng)過V/F轉(zhuǎn)
49、換,采納頻率指令給定模式進行掌握。(6) 在采納外部通信掌握端子掌握時,建議采納屏蔽雙絞線,并將變頻器側(cè)的屏蔽層接地(PE),假如干擾特別嚴峻,建議將屏蔽層接掌握電源地(GND)。對于RS232通信方式,留意掌握線路盡量不要超過15m,假如要加長,必需隨之降低通信波特率,在100m左右時,能夠正常通信的波特率小于600bps。對于RS485通信,還必需考慮終端匹配電阻等。對于采納現(xiàn)場總線的高速掌握系統(tǒng),通信電纜必需采納專用電纜,并采納多點接地的方式,才能夠提高牢靠性。6. 電網(wǎng)質(zhì)量問題在高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源等場合,電壓常常消失閃變;在一個車間中,有幾百臺變頻器等容性整流負載
50、在工作時,電網(wǎng)的諧波特別大,對于電網(wǎng)質(zhì)量有很嚴峻的污染,對設(shè)備本身也有相當?shù)钠茐淖饔?,輕則不能夠連續(xù)正常運行,重則造成設(shè)備輸入回路的損壞??梢詫嵭幸韵碌拇胧杭姓鞯闹绷鞴材妇€供電方式(1) 在高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源等場合建議用戶增加無功靜補裝置,提高電網(wǎng)功率因數(shù)和質(zhì)量。(2) 在變頻器比較集中的車間,建議采納集中整流,直流共母線供電方式。建議用戶采納12脈沖整流模式。優(yōu)點是,諧波小、節(jié)能,特殊適用于頻繁起制動、電動運行與發(fā)電運行同時進行的場合。(3) 變頻器輸入側(cè)加裝無源LC濾波器,減小輸入諧波,提高功率因數(shù),成本較低,牢靠性高,效果好。(4) 變頻器輸入側(cè)加裝有源PFC
51、裝置,效果最好,但成本較高。7. 電機的漏電、軸電壓與軸承電流問題變頻器驅(qū)動感應(yīng)電機的電機模型,Csf為定子與機殼之間的等效電容,Csr為定子與轉(zhuǎn)子之間的等效電容,Crf為轉(zhuǎn)子與機殼之間的等效電容,Rb為軸承對軸的電阻;Cb和Zb為軸承油膜的電容和非線性阻抗。高頻PWM脈沖輸入下,電機內(nèi)分布電容的電壓耦合作用構(gòu)成系統(tǒng)共?;芈罚瑥亩饘Φ芈╇娏?、軸電壓與軸承電流問題。變頻器驅(qū)動感應(yīng)電機的電機模型漏電流主要是PWM三相供電電壓極其瞬時不平衡電壓與大地之間通過Csf產(chǎn)生。其大小與PWM的dv/dt大小與開關(guān)頻率大小有關(guān),其直接結(jié)果將導(dǎo)致帶有漏電愛護裝置動作。另外,對于舊式電機,由于其絕緣材料差,又
52、經(jīng)過長期運行老化,有些在經(jīng)過變頻改造后造成絕緣損壞。因此,建議在改造前,必需進行絕緣的測試。對于新的變頻電機的絕緣,要求要比標準電機高出一個等級。軸承電流主要以三種方式存在:dv/dt電流、EDM(Electric Discharge Machining)電流和環(huán)路電流。軸電壓的大小不僅與電機內(nèi)各部分耦合電容參數(shù)有關(guān),且與脈沖電壓上升時間和幅值有關(guān)。dv/dt電流主要與PWM的上升時間tr有關(guān),tr越小,dv/dt電流的幅值越大;逆變器載波頻率越高,軸承電流中的dv/dt電流成分越多。EDM電流消失存在肯定的偶然性,只有當軸承潤滑油層被擊穿或者軸承內(nèi)部發(fā)生接觸時,存儲在電子轉(zhuǎn)子對地電容Crf上
53、的電荷(1/2 Crf×Urf)通過軸承等效回路Rb、Cb和Zb對地進行火花式放電,造成軸承光滑度下降,降低使用壽命,嚴峻地造成直接損壞。損壞程度主要取決于軸電壓和存儲在電子轉(zhuǎn)子對地電容Crf的大小。環(huán)路電流發(fā)生在電網(wǎng)變壓器地線、變頻器地線、電機地線及電機負載與大地地線之間的回路(如水泵類負載)中。環(huán)路電流主要造成傳導(dǎo)干擾和地線干擾,對變頻器和電機影響不大。避開或者減小環(huán)流的方法就是盡可能減小地線回路的阻抗。由于變頻器接地線(PE變頻器)一般與電機接地線(PE電機1)連接在一個點,因此,必需盡可能加粗電機接地電纜線徑,減小兩者之間的電阻,同時變頻器與電源之間的地線采納地線銅母排或者專
54、用接地電纜,保證良好接地。對于潛水深井泵這樣的負載,接地阻抗ZE電機2可能小于ZE變壓器與ZE變頻器之和,簡單形成地環(huán)流,建議斷開ZE變頻器,抗干擾效果好。在變頻器輸出端串由電感、RC組成的正弦波濾波器是抑制軸電壓與軸承電流的有效途徑。目前有多家廠家可供應(yīng)標準濾波器。六.變頻器功能參數(shù)變頻器功能參數(shù)許多,一般都有數(shù)十甚至上百個參數(shù)供用戶選擇。實際應(yīng)用中,沒必要對每一參數(shù)都進行設(shè)置和調(diào)試,多數(shù)只要采納出廠設(shè)定值即可。但有些參數(shù)由于和實際使用狀況有很大關(guān)系,且有的還相互關(guān)聯(lián),因此要依據(jù)實際進行設(shè)定和調(diào)試。因各類型變頻器功能有差異,而相同功能參數(shù)的名稱也不全都,為敘述便利,本文以富士變頻器基本參數(shù)名
55、稱為例。由于基本參數(shù)是各類型變頻器幾乎都有的,完全可以做到觸類旁通。一 加減速時間加速時間就是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時間,減速時間是指從最大頻率下降到0所需時間。通常用頻率設(shè)定信號上升、下降來確定加減速時間。在電動機加速時須限制頻率設(shè)定的上升率以防止過電流,減速時則限制下降率以防止過電壓。加速時間設(shè)定要求:將加速電流限制在變頻器過電流容量以下,不使過流失速而引起變頻器跳閘;減速時間設(shè)定要點是:防止平滑電路電壓過大,不使再生過壓失速而使變頻器跳閘。加減速時間可依據(jù)負載計算出來,但在調(diào)試中常實行按負載和閱歷先設(shè)定較長加減速時間,通過起、停電動機觀看有無過電流、過電壓報警;然后將加減速設(shè)定時
56、間漸漸縮短,以運轉(zhuǎn)中不發(fā)生報警為原則,重復(fù)操作幾次,便可確定出最佳加減速時間。二 轉(zhuǎn)矩提升又叫轉(zhuǎn)矩補償,是為補償因電動機定子繞組電阻所引起的低速時轉(zhuǎn)矩降低,而把低頻率范圍f/V增大的方法。設(shè)定為自動時,可使加速時的電壓自動提升以補償起動轉(zhuǎn)矩,使電動機加速順當進行。如采納手動補償時,依據(jù)負載特性,尤其是負載的起動特性,通過試驗可選出較佳曲線。對于變轉(zhuǎn)矩負載,如選擇不當會消失低速時的輸出電壓過高,而鋪張電能的現(xiàn)象,甚至還會消失電動機帶負載起動時電流大,而轉(zhuǎn)速上不去的現(xiàn)象。三 電子熱過載愛護本功能為愛護電動機過熱而設(shè)置,它是變頻器內(nèi)CPU依據(jù)運轉(zhuǎn)電流值和頻率計算出電動機的溫升,從而進行過熱愛護。本功能只適用于“一拖一”場合,而在“一拖多”時,則應(yīng)在各臺電動機上加裝熱繼電器。電子熱愛護設(shè)定值(%)=電動機額定電流(A)/變頻器額定輸出電流(A)×100%。四 頻率限制即變頻器輸出頻率的上、下限幅值。頻率限制是為防止誤操作或外接頻率設(shè)定信號源出故障,而引起輸出頻率的過高或過低,以防損壞設(shè)備的一種愛護功能。在應(yīng)用中按實際狀況設(shè)定即可。此功能還可作限速使用,如有的皮帶輸送機,由于
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