淺談變頻器的應(yīng)用
發(fā)布日期:
2018-12-28

  變頻器配套設(shè)備供應(yīng)商提醒您:變頻器在如今的工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到很廣泛的應(yīng)用。使用變頻器控制的設(shè)備能在一定程度上顯著的節(jié)省電能,因此得到眾多工業(yè)生產(chǎn)商的青睞。


  想要實現(xiàn)軟停車、軟起運、無級調(diào)速或者是對增減速度有特殊要求等特性功能,就需要現(xiàn)代異步電動機中一種調(diào)速裝置,變頻器。該裝置主回路均使用交-直-交電路,工作頻率0~400Hz。低壓通用變頻器的輸出電壓380~460V,輸出功率0.37~400kW。


  選用合理變頻器


  變頻器使用過程中產(chǎn)生不能正常運行、設(shè)備故障等致使停止生產(chǎn)并造成不必要經(jīng)濟損失的問題,往往是因為變頻器選擇的類型和安裝不恰當。所以要選擇經(jīng)濟又實用,更可以更好的滿足生產(chǎn)以及工藝所需要的基本條件和要求的變頻器。


  電機作為變頻器的主要拖動對象,所以選擇變頻器類型的時候應(yīng)該選擇和電機的工作參數(shù)匹配的。

  (1)電壓匹配:變頻器的額定電壓與電機的負載電壓相符。

  (2)電流匹配:變頻器容量的大小取決于變頻器連續(xù)輸出的額定電流,需要調(diào)速的電機在選擇變頻器的時候,一定要選擇連續(xù)額定電流比電機在額定參數(shù)工作時的額定電流大的變頻器,并且有定量的余量;像4極以上的通用變頻器,就不能按照電動機的容量選擇,要根據(jù)電動機的電流座校核標準進行選擇;即使電機的負載比較輕,并且電流小于變頻器的額定電流,選擇的變頻器也不能比電機容量小太多。

  (3)容量匹配:根據(jù)電機負載特性的不同,對變頻器容量的選擇有不同的要求。


  變頻器的控制方式


  變頻器目前主要的控制方式主要包括以下幾種。

  (1)第一代以U/f=C控制,又稱正弦脈寬調(diào)制(SPWM)控制方式。其特點控制電路結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,機械特性和硬度也較好,能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求。但是,這種控制方式在低頻時,由于輸出電壓較低,使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小,低速時穩(wěn)定性變差。其特點為無反饋裝置時速比ni小于1/40,有反饋時ni=1/60。適用于一般風機、泵類。

  (2)第二代以電壓空間矢量控制(磁通軌跡法),又稱SVPWM控制方式。它是以三相波形整體生成效果為前提,一次生成三相調(diào)制波形,以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進行控制的。為消除低速時定子電阻的影響,將輸出電壓、電流閉環(huán),以提高動態(tài)精度和穩(wěn)定性。其特點:不要反饋裝置,速比ni=1/100,適合一般工業(yè)上的調(diào)速。

  (3)第三代以矢量控制(VC)方式。矢量控制變頻調(diào)速的做法,其實質(zhì)是將交流電動機等效為直流電動機,分別對速度、磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈,然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量,經(jīng)坐標變換,實現(xiàn)正交或解耦控制。其特點:不帶反饋時的速比ni=1/100,帶反饋時ni=1/1000,零轉(zhuǎn)速時的起動轉(zhuǎn)矩為150%。可見該方式適用所有調(diào)速控制,帶反饋時,適合高精度傳動控制。

  (4)直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)方式。直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)是有別矢量控制(VC)的另一類高性能變頻調(diào)速控制模式。用磁鏈仿真模型和電磁轉(zhuǎn)矩模型獲得磁鏈和轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù),與給定值比較產(chǎn)生滯環(huán)比較狀態(tài)信號,再由邏輯控制進行開關(guān)狀態(tài)切換,實現(xiàn)恒定磁通控制和電磁轉(zhuǎn)矩控制。它不需要模仿直流電動機控制,該技術(shù)已成功應(yīng)用在牽引電力機車的交流傳動上。其特點:不要反饋裝置的速比ni=1/100,帶反饋時ni=1/1000,零速時起動轉(zhuǎn)矩可達150%~200%。適合重載起動以及恒轉(zhuǎn)矩波動大負載。


  安裝環(huán)境要求


  (1)環(huán)境溫度:變頻器的環(huán)境溫度是指變頻器斷面附近的溫度。由于變頻器主要由極易受溫度影響的大功率電力電子設(shè)備組成,因此變頻器的壽命及可靠性等因素很大程度取決于溫度,一般為-10℃~+40℃。另外,需考慮變頻器自身散熱及周圍環(huán)境可能出現(xiàn)的極端情況,對于溫度一般要求有一定的余量。

  (2)環(huán)境濕度:變頻器對其周圍環(huán)境相對濕度要求不大于90%(表面無結(jié)露)。

  (3)振動和沖擊:變頻器在安裝運行的過程中,要注意避免受到振動和沖擊。以避免變頻器內(nèi)部元件連接焊點及零件松動,引起電氣接觸不良甚至造成短路等嚴重故障。故通常要求安裝場所的振動加速度被限制在0.6g以下,特殊場所可加防震橡膠等耐震措施。

  (4)安裝場所:變頻器最大允許輸出電流和電壓都受其散熱能力影響。而海拔高度超過1000m,變頻器的散熱能力將下降,故變頻器一般要求安裝在海拔1000m以下。

  (5)變頻器對安裝現(xiàn)場的普通要求:無腐蝕、無易燃易爆氣體、液體;無灰塵、漂浮性的纖維及金屬顆粒;要避免陽光直射;無電磁干擾。


  對變頻調(diào)速的研究是當前電氣傳動研究中最活躍、最有實際應(yīng)用價值的工作。變頻器產(chǎn)業(yè)的潛力非常巨大,它在空調(diào)、電梯、冶金、機械等行業(yè)得以廣泛應(yīng)用,變頻調(diào)速電機和與之配套的變頻器將發(fā)展迅速。


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