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    談對變頻調速技術的分析

       日期:2018-09-21     來源:網絡    瀏覽:31    

      隨著電力電子技術、微電子技術的飛速發展,大功率整流器件的制造工藝得到了進一步發展,變頻器的發展日新月異,在工礦企業變頻器得到廣泛的應用,變頻器在企業中的應用越來越廣泛,其帶來的問題也日益引起人們的重視。文章介紹了如何選用變頻器,干擾產生的來源及其傳播途徑。提出了抗干擾的實際解決方法。

      一、變頻器的特點

      隨著電力電子技術、微電子技術的飛速發展,大功率整流器件的制造工藝得到了進一步發展,變頻器的發展日新月異,在工礦企業變頻器得到廣泛的應用應用變頻器有四大優點: 第一可滿足調速的工藝要求,變頻調速器的調速范圍均在10:11以上。 第二便于實現自動化控制,由于變頻器本身是由1個16(或32)位微處理器所控制,設有RS485或422)、A/D輸入、D/A輸出接口,為自動控制創造了充分條件。 第三獲得可觀的節能效果,如在較大功率(15KW以上)風機,泵類的應用中尤為明顯,可節能20%以上。第四降低維修工人勞動強度,由于調速系統整體可靠性高、故障低、維修周期長,可減輕有關維修人員工作量。根據多年的工作經驗,下面談談變頻器的合理選用及干擾抑制:

      二、變頻器的選用

      變頻器的選用,應按照被控對象的類型、調速范圍、靜態速度精度、啟動轉矩等來考慮,使之在滿足工藝和生產要求的同時,既好用、又經濟。

      1、變頻器及被控制的電機 電機的極數,一般電機極數以不多于4極為宜,否則調速意義不大;轉矩特性,臨界轉矩,加速轉矩。在同等電機功率情況下,相對于高過載轉矩模式,變頻器規格可以降格選取。 電磁兼容性。為減少主電源干擾,在中間電路或變頻器輸入電路中增加電抗器,或安裝前置隔離變壓器,一般當電機與變頻器距離超過50米時應在它們中間串入電抗器,濾波器或采用屏蔽防護電纜。

      2、變頻器箱體結構的選用 變頻器的箱體結構要與條件相適應,必須考慮溫度、濕度、粉塵、酸堿度、腐蝕性氣體等因素'有以下幾種常見結構:敞開型IP00型:本身無機箱,可裝在電控箱內或電氣室內的屏盤架上,尤其適用于多臺變頻器集中使用時選用,但環境條件要求較高。封閉型IP20型:適用于一般用途,可有少量粉塵或少許濕度的場合。密封型IP45型:適用于工業現場條件較差的環境。密閉型IP65型:適用于環境條件較差,有水、灰塵及一定腐蝕性氣體的場合。

      3、變頻器功率的選用 必須注意變頻器負載率及效率的關系,系統效率等于變頻器效率與電動機效率的乘積從效率角度出發,在選用變頻器功率時,要注意以下幾點:變頻器功率與電動機功率相當時為最合適,以利于變頻器在高效率狀態下運轉。在變頻器的功率分級與電動機功率分級不相同時,則變頻器的功率要盡可能接近電動機的功率'并且應略大于電動機的功率。當電動機屬頻繁啟動,制動工作或處于重載啟動且較頻繁時,可選取大一級的變頻器,以利于變頻器長期安全地運行。經測試,電動機實際功率確有富余,可以考慮選用功率小于電動機功率的變頻器,但要注意瞬時峰值電流是否會造成過電流保護動作。當變頻器與電動機功率不相同時,則必須相應調整變頻器參數的設置,以利于達到較高的節能效果。

      三、變頻器應用中的抗干擾措施

      變頻器在應用中的抗干擾主要表現在:高次諧波,噪聲與振動、負載匹配,發熱等問題,這些干擾是不可避免的,因為變頻器的輸入部分為整流電路,輸出部分為逆變電路,它們都是由起開關作用的非線性元件組成的,而在開、斷電路的過程中,都要產生高次諧波,從而使其輸入電源和輸出的電壓波形和電流波形產生畸變,下面針對諧波問題進行分析并提出相應措施高次諧波的危害性較大,高次諧波的干擾,可以影響到設備和檢測元件,嚴重時可能使這些設備產生誤動作’根據有關的文獻報告,各種對象對高次諧波的敏感程度如下:電動機在10--20%以下無影響,儀表電壓畸變10%,電流畸變10%.誤差在1%以下;電子開關超過10%會產生誤動作'計算機超過5%會出錯。簽于以上情況在工業現場,必須采取措施降低干擾,把干擾抑制在允許范圍內。

      1、切斷干擾的傳播途徑 干擾的傳播常通過使用的接地線傳播,將動力線的接地與控制線的接地分開是切斷這一途徑的根本方法。 信號線靠近有干擾的導線時,干擾會被誘導到信號線上艘信號受到干擾,布線分離對消除這種干擾行之有效,實際電纜鋪設中需把高壓電纜,動力電纜、控制電纜常常與儀表電纜、計算機電纜分開布線,分開走不同的橋架,變頻器的控制線也最好與主回路線路以垂直方式布線。

      2、抑制高次諧波 在變頻器前側安裝線路電抗器,可抑制電源側過電壓,并降低變頻器產生的電流畸變,避免使主電源受到嚴重干擾。在變頻器前加裝LC無源濾波器,濾掉高次諧波,通常可濾掉5次和7次諧波,該方法完全取決于電源和負載,靈活性小。當設備的附近環境受到電磁干擾時應裝設抗射頻干擾濾波器,可減少主電源的傳導發射且要采取措施屏蔽電機電源。當電機與變頻器電纜長度大于50米或80米(非屏蔽)時,為了防止電機啟動時的瞬時過電壓,減少電機對地的泄漏電流和噪聲,保護電動機,在變頻器與電機之間安裝電抗器。采用變壓器多相運行,通用變頻器為六脈波整流器,因此產生的諧波較大,如果采用變壓器多相運行,使相位角互差300,如Y-△、△一△組合的變壓器構成12脈波的效果,可減少低次諧波電流,很好地抑制諧波。

      四、變頻器的應用實例

      一臺ABB(Acs601)變頻器安裝調試時,當頻率上升(自動狀態)時,電機發出異常嘯叫聲,而且升速非常緩慢,此變頻器從OHz上升至50Hz所需時間設定為15s,而此時從OHz在上升至40Hz就需要122s。當頻率上升至41Hz時,變頻器突然停止再啟動,又重復上述現象。在頻率為40Hz時,用萬用表測量變頻器端子(U2、V2、W2)電壓為702V,測主電源端子電壓為380V。初步判斷為電磁干擾故障。在電機電纜中串聯電抗器故障消失。 一臺ABB(Acs601)變頻器安裝調試時,其周圍的電器儀表數據顯示異常,說明對周圍的電器儀表產生了干擾。首先檢查電磁干擾接地,重新搭接接地線(清除殼體油漆)又將電機電纜屏蔽層兩端分別接在變頻器和電機末端的PE端子上,變頻器正常工作,異常現象消失。

     
    標簽: 變頻調速
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