變頻器是應用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。
變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率,根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓,進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的,另外,變頻器還有很多的保護功能,如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高,變頻器也得到了非常廣泛的應用。
(1)根據(jù)負載特性選擇,如負載為恒轉(zhuǎn)矩負載需選擇siemensMMV/MDV變頻器,如負載為風機、泵類負載應選擇siemensECO變頻器。
(2)選擇變頻器時應以實際電機電流值作為變頻器選擇的依據(jù),電機的額定功率只能作為參考。另外應充分考慮變頻器的輸出含有高次諧波,會造成的功率因數(shù)和效率都會變壞。因此,用變頻器給電動機供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較,電動機的電流增加10%而溫升增加約20%。所以在選擇電動機和變頻器時,應考慮到這中情況,適當留有裕量,以防止溫升過高,影響電動機的使用壽命。
(3)變頻器若要長電纜運行時,此時應該采取措施抑制長電纜對地耦合的影響,避免變頻器出力不夠。所以變頻器應放大一檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
(4)當變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺電機時,一定要考慮變頻器到電動機的電纜的長度總和在變頻器的容許范圍內(nèi)。如果超過規(guī)定值,要放大一檔或兩檔來選擇變頻器。另外在此種情況下,變頻器的控制方式只能為V/F控制方式,并且變頻器無法保護電動機的過流、過載保護,此時需在每臺電動機上加熔斷器來實現(xiàn)保護。
(5)對于一些特殊的應用場合,如高環(huán)境溫度、高開關(guān)頻率、高海拔高度等,此時會引起變頻器的降容,變頻器需放大一檔選擇。
(6)使用變頻器控制高速電機時,由于高速電動機的電抗小,高次諧波亦增加輸出電流值。因此,選擇用于高速電動機的變頻器時,應比普通電動機的變頻器稍大一些。
(7)變頻器用于變極電動機時,應充分注意選擇變頻器的容量,使其最大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外,在運行中進行極數(shù)轉(zhuǎn)換時,應先停止電動機工作,否則會造成電動機空轉(zhuǎn),惡劣時會造成變頻器損壞。
(8)驅(qū)動防爆電動機時,變頻器沒有防爆構(gòu)造,應將變頻器設(shè)置在危險場所之外。
(9)使用變頻器驅(qū)動齒輪減速電動機時,使用范圍受到齒輪轉(zhuǎn)動部分潤滑方式的制約。潤滑油潤滑時,在低速范圍內(nèi)沒有限制;在超過額定轉(zhuǎn)速以上的高速范圍內(nèi),有可能發(fā)生潤滑油用光的危險。因此,不要超過最高轉(zhuǎn)速容許值。
(10)變頻器驅(qū)動繞線轉(zhuǎn)子時,大多是利用已有的電動機。繞線電動機與普通的鼠籠電動機相比,繞線電動機繞組的阻抗小。因此,容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現(xiàn)象,所以應選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動機多用于飛輪力矩GD2較大的場合,在設(shè)定加減速時間時應多注意。
(11)變頻器驅(qū)動時,與工頻相比,降低輸出容量10%~20%,變頻器的連續(xù)輸出電流要大于同步電動機額定電流與同步牽入電流的標幺值的乘積。
(12)對于壓縮機、振動機等轉(zhuǎn)矩波動大的負載和油壓泵等有峰值負載情況下,如果按照電動機的額定電流或功率值選擇變頻器的話,有可能發(fā)生因峰值電流使過電流保護動作現(xiàn)象。因此,應了解工頻運行情況,選擇比其最大電流更大的額定輸出電流的變頻器。變頻器驅(qū)動潛水泵電動機時,因為潛水泵電動機的額定電流比通常電動機的額定電流大,所以選擇變頻器時,其額定電流要大于潛水泵電動機的額定電流。
(13)當變頻器控制羅茨風機時,由于其起動電流很大,所以選擇變頻器時一定要注意變頻器的容量是否足夠大。
(14)選擇變頻器時,一定要注意其防護等級是否與現(xiàn)場的情況相匹配。否則現(xiàn)場的灰塵、水汽會影響變頻器的長久運行。
(15)單相電動機不適用變頻器驅(qū)動。
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電機在變頻器的控制下以低頻率運行時,變頻器的輸出電壓會隨著頻率的降低而降低,但電機定子阻值不變,為什嬤電流卻和工頻運行時差不多,與頻率有關(guān)系嗎? 1、變頻器控制的電機基本都是交流電機,交流電機轉(zhuǎn)速是由電壓頻率決定的,國內(nèi)都是50HZ,所以普通電機轉(zhuǎn)速都是50轉(zhuǎn)/秒。也就是3000轉(zhuǎn)/分,有一定誤差。變頻器原理就是先把交流變成直流,然后再用控制6個晶閘管把直流再變回交流,根據(jù)你的設(shè)定值來決定這6個晶閘管開關(guān)的速度,來輸出不同頻率的交流電,從而控制電機轉(zhuǎn)速。所以電壓應該不會變,只是頻率變了。電壓不變電流也就不會變?! ?、當電機轉(zhuǎn)矩一定時,電機的輸出功率與轉(zhuǎn)速成正比,當頻率降低時,電機的輸出功率自然降低。交流電機屬于感性負載,其感抗與頻率成正比,為了保持電流不變,當頻率改變時,電壓也必須按比例改變。
為了保障變頻器的安全運行,避免變頻器受負載沖擊,必須做好以下幾點:
1、盡量保證變頻器有充足的加減速時間變頻器在開機或升速時,自身有軟起動功能;關(guān)機或減速時,自身有軟關(guān)斷功能。在設(shè)備允許的范圍內(nèi),盡量增加加減速時間。當設(shè)備要求有較短的加減速時間時,變頻器應采取以下措施:
①加減速時間由變頻器容量和負載來決定。負荷越重,變頻器容量越小,加減速時間設(shè)定應越長。
②最短的加減速時間是由變頻器的容量決定的。假若運行過程中沖擊電流在允許時間內(nèi)超過變頻器的額定電流,則必須增加變頻器的容量。
③若減速時間要求很短,如(5s以下時),應考慮在變頻器上設(shè)置制動參數(shù),一般情況下小型變頻器內(nèi)置制動單元,外置制動電阻;大型變頻器則外置制動單元和制動電阻。
④開機升速與關(guān)機減速,必須引起同樣的重視,停機與減速太快,很容易損壞變頻器。本人曾遇到過這種現(xiàn)象:停機時正常停機,下次開機時,發(fā)現(xiàn)變頻器損壞,卻誤以為是開機造成的,實際上是由于關(guān)機減速太快造成的,往往不易及時發(fā)現(xiàn)。
2、對于大慣量負載的瞬時停電再起動,應設(shè)置合適的起動方式,應設(shè)為:先制動再起動
而對于變頻器處于停機狀態(tài)時,電機有正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的小慣量負載(如小型風機)宜設(shè)為:轉(zhuǎn)速跟蹤起動方式。
3、在應用變頻器的機械設(shè)備中,嚴禁使用
機械制動和任何外加的電制動,否則會損壞變頻器。
4、嚴禁運行中,斷開或接通輸出線,在運行中必須接通或斷開開關(guān)(如接觸器)時,diangon.com必須嚴格按以下步驟操作:先通過控制回路使變頻器暫停輸出,使電動機停止運行,再切換變頻器輸出線上的開關(guān),待輸出線上的開關(guān)重新接通后,才能重新起動變頻器,投入正常運行中。
5、變頻器到電動機的連線,不可過長,
盡量小于100米,截面積不宜過大。否則電纜的寄生電容太大,對地漏電流增加,功率開關(guān)器件開斷瞬間產(chǎn)生過大的尖峰電流容易損壞功率逆變模塊,使變頻器保護動作無法使用。連線過長時,可在輸出側(cè)加裝輸出電抗器給予補償。