變頻器的應(yīng)用與構(gòu)造(編輯修改稿)
2025-02-10 23:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 其中變頻器的功率因數(shù)在有輸入交流電抗器 1ACL時(shí)取 ~,無輸 入電抗器 1ACL時(shí)則取 ~。變頻器效率可取 ，變頻器輸出功率應(yīng) 為所接電動(dòng)機(jī)的總功率。 變頻器生產(chǎn)廠家所推薦的變壓器容量的參考值，常取變頻器容 量的 130%左右。 變頻器的外圍設(shè)備及其選擇 —— 電源變壓器 變頻器的外圍設(shè)備及其選擇 （ 2）電源側(cè)斷路器 QF 用于電源回路的開閉，并且在出現(xiàn)過流或短路 事故時(shí)自動(dòng)切斷電源，以防事故擴(kuò)大。如果需要進(jìn)行接地保護(hù)，也可以 采用漏電保護(hù)式斷路器。使用變頻器無例外地都應(yīng)采用 QF。 （ 3）電磁接觸器 1KMEM 用于電源的開閉，在變頻器保護(hù)功能起作用 時(shí)，切斷電源。對(duì)于電網(wǎng)停電后的復(fù)電，可以防止自動(dòng)再投入以保護(hù) 設(shè)備的安全及人身安全。 （ 4）無線電噪聲濾波器 FIL 用于限制變頻器因高次諧波對(duì)外界的干 擾，可酌情選用。 （ 5）交流電抗器 1ACL和 2ACL 1ACL用于抑制變頻器輸入側(cè)的諧波電 流，改善功率因數(shù)。選用與否視電源變壓器與變頻器容量的匹配情況 及電網(wǎng)電壓允許的畸變程度而定。 2ACL用于改善變頻器輸出電流的波 形，減低電動(dòng)機(jī)的噪聲。 （ 6）制動(dòng)電阻單元 R 用于吸收電動(dòng)機(jī)再生制動(dòng)的再生電能。可以縮 短大慣量負(fù)載的自由停車時(shí)間。還可以在位能負(fù)載下放時(shí)，實(shí)現(xiàn)再生 運(yùn)行。 （ 7）電磁接觸器 2KMEM和 3KM 用于變頻器和工頻電網(wǎng)之間的切換運(yùn)行。在這種方式下 2KMEM是必不可少的，它和 3KM之間的聯(lián)鎖可以防止變頻器的輸出端接到工頻電網(wǎng)上。一旦出現(xiàn)變頻器輸出端誤接到工頻電網(wǎng)的情況，將損壞變頻器。如果不需要變頻器 — 工頻電網(wǎng)的切換功能，可以不要 2KMEM。 變頻器的外圍設(shè)備及其選擇 制動(dòng)電阻的計(jì)算 在異步電動(dòng)機(jī)因設(shè)定頻率下降而減速時(shí)，如果軸轉(zhuǎn)速高于由頻率所決定的同步轉(zhuǎn)速，則異步電動(dòng)機(jī)處于再生發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中所存儲(chǔ)的動(dòng)能經(jīng)逆變器回饋到直流側(cè)，中間直流回路的濾波電容器的電壓會(huì)因吸收這部分回饋能量而提高。如果回饋能量較大，則有可能使變頻器的過壓保護(hù)功能動(dòng)作。利用制動(dòng)電阻可耗散這部分能量，使電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)能力提高。 制動(dòng)電阻的選擇，可按如下步驟進(jìn)行： （ 1）制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 TB可由下式算出： (GD2M+GD2L)(n1― n2) 375ts — TL TB= 式中 GD2M — 電動(dòng)機(jī)的 GD2 (N?m) (N?m2) TL — 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 (N?m) GD2L — 負(fù)載折算到電動(dòng)機(jī)軸上的 GD2 n1— 減速開始速度（ r/min） N2— 減速完了速度（ r/min） ts — 減速時(shí)間（ s） （ 2）制動(dòng)電阻阻值的計(jì)算 在附加制動(dòng)電阻進(jìn)行制動(dòng)的情況下，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的有功損耗部分， 折合成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，大約為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的 20%。考慮到這一點(diǎn)，可用 下式來計(jì)算 RBO = U2C (TB )n1 UC — 直流回路電壓（ V） TB — 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 (N?m) TM — 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 N1— 開始減速時(shí)的速度 如果系統(tǒng)所需制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 TB TM,時(shí)，系統(tǒng)就有需要另外的制動(dòng)電阻，僅電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的有功損耗的作用，就可使中間直流回路電壓限制在過壓保護(hù)的動(dòng)作水平以下 由制動(dòng)晶體管和制動(dòng)電阻構(gòu)成的放電回路中，其最大電流受制動(dòng)晶體管的最大允許電流 IC的限制。制動(dòng)電阻的最小允許值為 Rmin(Ω ) Rmin = UC IC 式中 UC— 直流回路電壓（ V） 因此選用制動(dòng)電阻 RB應(yīng)按 RminRBRBO （ 3）制動(dòng)時(shí)平均消耗功率的計(jì)算 如前所述，制動(dòng)中電動(dòng)機(jī)自身損耗的功率相當(dāng)于20%額定值的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此制動(dòng)電阻器上消耗的平均功率 Pro（ KW）可以求出： Pro=() N1+n2 2 X 103 (KW) (4)電阻器額定功率的計(jì)算 電阻器額定功率的計(jì)算，應(yīng)視電動(dòng)機(jī)是否重復(fù)減速，制動(dòng)電阻器額定功率的選擇是不同的。 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行的模式，可以確定制動(dòng)時(shí)的平均消耗功率和電阻器的允許功率增加系數(shù)，據(jù)此可以求出制動(dòng)電阻器的額定功率 Pr Pr= Pro m (KW) 舉例說明： 設(shè)所選電動(dòng)機(jī)為 45KW，額定轉(zhuǎn)矩 TM=(N?m)， 電壓 =440V，極數(shù) =4，飛輪慣量 GD2M=?m2； 負(fù)載：速度范圍 1800~0 r/min，慣量 GD2L=98N?m2， 負(fù)載靜阻轉(zhuǎn)矩TL=?m， 重復(fù)減速： T=100s,Ts=3s，制動(dòng)電阻使用率 D=ts/T=3/100=。 求制動(dòng)電阻？ 制動(dòng)電阻的計(jì)算： （ 1）制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 TB= (GD2M+GD2L)(n1― n2) 375ts — TL (+98)X(18000) 375X3 — = = N?m (2) 制動(dòng)電阻 RBO = U2C (TB )n1 7602 ()X1800 = = Ω 其中直流電壓 UC，對(duì)于 200V級(jí)變頻器來說，取 UC=380V； 400級(jí)取 UC=760V。 根據(jù)上講中所要示的 RminRBRBO關(guān)系表達(dá)式為 ΩRB 選擇條件 1 （ 3）制動(dòng)中的平均消耗功率 Pro=() N1+n2 2 X 103 (KW) = () 1800+0 2 X 103 = KW (4) 制動(dòng)電阻額定功率 根據(jù) D=，由圖 330a，查得 m=。所以 Pr≥ Pro m = = kW
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