【正文】 通 不通 通 不通 通 不通 通 不通 通 不通 通 不通 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 63 為什么說變頻器的輸入與輸出端絕對不允許接反？ ? 一旦將電源線接到變頻器的輸出端 (U、V、 W)時，則任意一個送變晶體管 (如 V 1)因得到信號而導(dǎo)通，都將形成短路，如圖 7－ 4。 RSTUVWEM2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 61 測量控制電路時，應(yīng)注意哪些問題？ ? 測量控制電路時，應(yīng)注意哪些問題？ ? (1) 儀表選型 由于控制電路的信號比較微弱，各部分電路的輸入阻抗較高，故必須選用高頻 (100kW以上 )儀表進(jìn)行測量，如使用數(shù)字式儀表等。操作者只須稍具英語知識便可一目了然，故新系統(tǒng)變頻器普遍采用這種方式。但如果由于某種原因 (如環(huán)境溫度過高 )，使元器件參數(shù)發(fā)生漂移，就可能導(dǎo)致直通。 ? 過熱保護(hù)的范圍較廣，各種變頻器所設(shè)置的保護(hù)內(nèi)容不盡一樣。當(dāng)濾波電容上的電壓上升到一定程度時，電阻 R將被接觸器 KA的觸頭或晶閘管 VT所短路，從而“切出”電路。 ? (2) 降速過快 如果將減速時間設(shè)定得太短，在再生制動過程中制動電阻來不及將能量放掉，致使直流回路電壓過高，形成過高壓。對于要求較高的機械，通常需借助于速度反饋來實現(xiàn)上述要求 ?？梢韵仍O(shè)定得低一些，再酌情增高。電動機的額定頻率不同，基本的 U/f的比值也各異。 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 45 變頻器對 U/f比的設(shè)置情況如何？ ? 轉(zhuǎn)矩補償必將引起電機磁路的飽和，因此，在滿足負(fù)載要求的前提下，應(yīng)盡量少補償。 ? 在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，直流制動主要用于消除驅(qū)動系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速接近于 0時的“爬行”現(xiàn)象 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 43 如何設(shè)定直流制動？ ? (1) 開始轉(zhuǎn)為直流制動時的起始頻率 fDB； ? (2) 施加于定子繞組的直流制動電壓 UDB。初選時，應(yīng)按IB≤(1/3~1/2)IN來確定制動電阻值； ? RB≤UDmax/(1/3~1/2)IN厖厖厖 (31) ? 式中， UDmax是在電源電壓允許波動的范圍內(nèi)，當(dāng)再生制動開始時，直流電壓可能出現(xiàn)的峰值。 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 39 外接制動組件包括哪些部件？ ? 包括兩個部分： (1) 制動電阻，如圖中 RB。各種降速方式的適用情況也和加速時相同 ? f x0t t d (a )f x0t(b )f x0t(c )P td td 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 35 降速過快會發(fā)生什么現(xiàn)象？ ? 降速時，頻率首先下降，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速將低于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，使電機處于發(fā)電機 (再生 )狀態(tài)。 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 33 什么負(fù)載以選用半 S形起動方式較好？ ? 風(fēng)機和泵類負(fù)載。 f xF s0f s2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 31 起動方式有幾種？ ? 大部分變頻調(diào)速器都可以設(shè)定三種起動方式： ? (1) 直線方式，即普通的動起方式，如圖 33a。 ? 圖 24中， fmax是最大頻率， fHL是上限頻率； fLL是下限頻率。圖中，曲線①是基本頻率線；曲線②是正偏置的情形；曲線③是負(fù)偏置。 ? (2) 外接電壓信號設(shè)定 各種變頻器對外接電壓信號的范圍也各不相同，通常有： 0~+ 0~+ 0~177。屬于數(shù)字設(shè)定方式。 ? 我國工業(yè)用的普通電動機，最高工作頻率不宜超過 100Hz 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 20 什么是頻率精度？ ? 通常，當(dāng)頻率為數(shù)字量設(shè)定時，精度高些 (誤差小些 )，而在頻率精度是指變頻器的實際輸出頻率與設(shè)定頻率之間的誤差大小，也叫頻率準(zhǔn)確度或頻率穩(wěn)定度。但對于連續(xù)變動負(fù)載、繼續(xù)負(fù)載和短時負(fù)載來說，則只能作參考，而不能作依據(jù)。功率晶體管 V1~V6組成三相逆變橋，將直流電逆變成三相交流電后供電給電動機 M。 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 12 常用的開關(guān)器件有哪些？ ? 目前，在中、小型變頻調(diào)速器中用得最多的是功率晶體管，為了提高放大倍數(shù)，常做成達(dá)林頓管，一般電路圖中仍畫成單管，代表符號是 CTR或 BTR。先令 K1|K4閉合， K K3斷開。 (a)＋C(b)L2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 6 SPWM代表什么？ ? SPWM的全稱是 Sine Pulse Width Modulation，意思是正弦脈沖寬度調(diào)制。因此，為了保持電機內(nèi)的磁通量基本不變，在改變頻率的同時，也必須改變電壓。 ? 70年代末期以來，一方面，矢量控制理論的提出和實施，使變頻調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)達(dá)到了與直流電機調(diào)速系統(tǒng)十分接近的地步；另一方面，電力電子器件的飛速發(fā)展，也使 SPWM調(diào)制技術(shù)日臻完善，變頻調(diào)速器的體積越做越小，價格也達(dá)到了用戶能夠接受的程度。2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 1 變頻器 100問 主講人：劉國強 常州市致遠(yuǎn)通用控制技術(shù)有限公司 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 2 變頻調(diào)速技術(shù)是怎樣發(fā)展起來的？ ? 變頻可以調(diào)速這個概念，可以說是交流電動機“與生俱來”的。變頻調(diào)速這才進(jìn)入了普及應(yīng)用的階段。 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 4 交 — 直 — 交是什么意思？ ? 變頻裝置有兩大類：一類是由工業(yè)頻率直接轉(zhuǎn)接成可變頻率的，稱為“交 — 交變頻”。這是實現(xiàn)改變頻率的同時也改變電壓的一種調(diào)制方式。則電流的路徑如實線空心箭頭所示， C、 D間的電壓為 C“ +” 、 D“ ” 。 ? 容量較大的變頻調(diào)速器中則常用可關(guān)斷晶閘管，其代表符號是 GTO。二極管 V01~V06的作用是：在逆變過程中，當(dāng)晶體管的 e極電位高于 c集電位時提供續(xù)流回路；在電動機降速過程中提供能量反饋 (再生 )回路。這是因為，在這些負(fù)載中，決定電動機容量的主要因素是發(fā)熱問題。 ? 模擬設(shè)定時，精度高些 (誤差小些 )，而在模擬量設(shè)定時，精度低些 (誤差大些 )。 ? (3) 程序設(shè)定 在編制驅(qū)動系統(tǒng)的工作程序中進(jìn)行設(shè)定。 0~177。 ? 通過設(shè)定頻率增益和偏置頻率，變頻器的輸出頻率線就可以任意地進(jìn)行調(diào)整了。 f xF s0 10 0%f m axf HLf LL2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 29 如何使工作機械不發(fā)生共振？ ? ? 任何工作機械都有自己的固有振蕩頻率，變頻調(diào)速系統(tǒng)在無線變速的過程中，有可能出現(xiàn)在某一轉(zhuǎn)速 (頻率 )下、整個驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)生共振，工作機械激烈振動的現(xiàn)象。圖中， ta為加速時間。此類負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩是和速度的平方成正比的 (TL=Kn2。電動機的動能轉(zhuǎn)變成了電能，通過逆變橋的續(xù)流二極管反饋到直流部分，由制動電阻 RB將其消耗掉。 ? (2) 放電單元 即提供放電回路的晶體管，如圖中之 VB。在電源電壓為 380V時， UDmax可按 695V計算。由于定子繞組的直流電阻很小，故直流制動電壓的調(diào)節(jié)范圍通常為主電路直流電壓的0~10%。為此，各種變頻器都設(shè)置了許多擋 U/f比，供用戶根據(jù)負(fù)載的具體情況進(jìn)行設(shè)定。圖 4－ 3中的曲線①、②和③分別是額定頻率為 50、 60和 100Hz時的U/f比。 ? 。 ? nTT L0n 2nn2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 53 怎樣減小驅(qū)動系統(tǒng)的噪聲？ ? 在 SPWM的脈沖序列中，各脈沖的寬度是由正弦波和三角波的交點來決定的，如圖 4－ 11。 ? 除此以外，由于線路中有電感的原因，在過渡過程中也可能出現(xiàn)時間極短的瞬間過電壓，這種過電壓及其保護(hù)，不在本文討論之列。 ? 如果 KA未動作或其觸頭接觸不良，或晶閘管未導(dǎo)通，使電阻 R長時間接入電路，將導(dǎo)致直流側(cè)的欠電壓 。概括起來，有：大功率晶體管過熱、冷卻風(fēng)扇的電機過熱以及環(huán)境溫度過高等。 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 59 變頻器如何顯示故障原因？ ? 各種變頻器對故障原因的顯示方法很不一致。 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 60 測量主電路時，應(yīng)注意哪些問題？ ? (1) 測絕緣 ? 首先，應(yīng)將接至電源和電動機的連線斷開，然后將所有的輸入端和輸出端都接連起來，如圖 6－ 2。用普通儀表測量時，讀出的數(shù)據(jù)將偏低。所以，在設(shè)計變頻器的主電路時，必須絕對避免電源通入輸出端的可能性。 ? 。 ? (5) 按寫入鍵或設(shè)定鍵，將修改后的數(shù)據(jù)寫入。原則是：在不過流或不過壓的前提下，盡量縮短加、減速時間。m ? nMN－－額定轉(zhuǎn)速， r/s ? PMN－－額定功率， kW ? 變頻時，對應(yīng)于每一擋頻率 fx，電動機都有一個允許長時間輸出的有效轉(zhuǎn)矩 T MX。所以其最高工作頻率不允許超過額定頻率： ? fmax≤ f N………………………………………………(8 7) ? (2) U/f比 由于平方律負(fù)載在低速時的阻轉(zhuǎn)矩很小，即使在基本 U/f比時，電機的有效轉(zhuǎn)矩 (圖 8－ 4中之曲線 ) 仍比負(fù)載轉(zhuǎn)矩大得多。L＝ n LN/2，則： P39。其工作特點主要有： ? (1)在不同轉(zhuǎn)速下，允許的最大切削速度 (線速度 )是相同的。 ? (3)速度選定后，在切削過程中是不進(jìn)行調(diào)速的。 ? (3) 最高工作頻率 (變頻器的載波頻率 )介于 GTR和功率場效應(yīng)管之間，達(dá)15－ 20kHz。有的變頻器還配置了橫向移位鍵 ( 或 )，用以加速數(shù)字的更改。 ? (6) 數(shù)字鍵：有的變頻器配置了“ 0～ 9 ” 和小數(shù)點“ ? (2) 在預(yù)置設(shè)定時，已經(jīng)設(shè)定為外控運行模式。它有兩個其磁場互相垂直的獨立直流電路，電流分別為 iM和 i T。由于新系列變頻器已能夠根據(jù)負(fù)載電流的大小和相位進(jìn)行充分的轉(zhuǎn)差補償，使電動機具有足夠硬的力學(xué)特性，對于大多數(shù)用戶來說，已能滿足要求，不再需要在變頻器外部調(diào)置反饋環(huán)節(jié)了。所以，在運行過程中，變頻調(diào)速器的頻率顯示不停地隨同載而變動，便是完全正常的了。至少也應(yīng)選用具有“自動轉(zhuǎn)矩補償”功能的變頻器，可避免上面所說的空載時流跳閘的問題。解決的方法如下： ? (1) 新系列的變頻調(diào)速器中，針對上述現(xiàn)象，專門設(shè)置了起動前直流制動的功能，目的是：在起動前，使電動機的轉(zhuǎn)子處于停止?fàn)顟B(tài)。只有當(dāng)制動單元 VB已經(jīng)短路 (擊穿 )時，制動電阻才可能一開機就發(fā)熱。但變頻調(diào)速系統(tǒng)因并不處于降速狀態(tài)，制動回路不接通，再生的電能無處釋放，故而很容易過壓。 ? (2) 能耗單元：用于接通和斷開能耗電路。但在實際工作中常常是行不通的。在這兩種狀態(tài)下，其功率是很小的。 ? 2) 主回路的高壓電容的容量也很大，且因電壓很高 (500~600V)，要衰減最快。 ? 3) 驅(qū)動電路的儲能容量要小得多，且其輸出阻抗也小，所以衰減最快。 ? 如果模塊工作在放大狀態(tài)，假設(shè)其管壓降為 100V，工作電流仍為 100A ，則其功耗為：Po39。而復(fù)位后，變頻器的輸出頻率是從 0Hz開始的。 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 98 再生能耗單元如何構(gòu)成？ 一般說來，在操作頻繁的情況下，以采用大功率晶體管模塊為宜。當(dāng)直流電壓過高時，使晶閘管處于有源逆變狀態(tài)，將直流電能逆變成三相交流電反饋給電網(wǎng)。通電時間長了，或通電比較頻繁的，就會出現(xiàn)發(fā)熱嚴(yán)重的現(xiàn)象。使剛起動時頻率上升的速度盡量地延緩 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 92 水泵停機時，因有水的阻力的原因，不存在慣性，制動時間可否設(shè)定得很短？ ? 就變頻調(diào)整速系統(tǒng)而言，在上述情況下，制動時間設(shè)定得短些，不存在任何問題。具體方法如下： ? 假設(shè)外接給定信號 Fs=0時，變頻器的輸出頻率為 f BO=。如果是普通電機，則因為低速時電動機內(nèi)部的散熱情況變差，其負(fù)載能力有所下降。 2022/6/3 致遠(yuǎn)控制 86 矢量控制時，頻率顯示常常很不穩(wěn)定是正?，F(xiàn)象嗎？ ? 除同步電動機以外的電機調(diào)速系統(tǒng)，所得到的很硬的力學(xué)特性，是從負(fù)載側(cè)看去的一種宏觀效果。這樣的系統(tǒng)猶如一臺旋轉(zhuǎn)著的直