【文章內容簡介】 直流電壓中，含有電源 6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。裝置容量小時，如果電源和主電路構成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。 （ 3）逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使 6個開關器件導通、關斷就可以得到 3相 交流輸出。以電壓型 PWM 逆變器為例示出開關時間和電壓波形。 控制電路 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 39 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 控制電路是給異步電動機供電（電壓、頻率可調）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。 （ 1）運算電路：將外部的速度、轉矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。 （ 2）電壓、電流檢測電路：與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。 （ 3）驅動電路：驅動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導通、關斷。 （ 4）速度檢測電路 :以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器 (tg、 plg 等 )的信號為速度信號，送入運算回路，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉。 （ 5）保護電路 :檢測主電路的電壓、電流等，當發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。 變頻器的應用 變頻器除了可以用來改變交流電源的頻率之外，還可以用來改變交流電動機的轉速和扭矩。在該應用環(huán)境下，最典型的變 頻器結構是三相二級電壓源變頻器。該變頻器通過半導體開關和 脈沖寬度調制 （ PWM）來控制各相電壓。 另外，變頻器還可以在航空航天業(yè)中。例如：飛機上的電力設備通常需要400Hz 的交流電，而地面上使用的交流電一般為 50Hz 或 60Hz。因此，當飛機停在地面上時，需要使用變頻器將地面上的 50Hz 或 60Hz 的交流電變?yōu)?400Hz 的交流電供飛機使用。 變頻器選型 變頻器是利用電力半導體器件的通 斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交 — 直 — 交方式（ VVVF 變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制 4 個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為 IGBT 三相橋式逆變器，且輸出為 PWM 波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。 變頻器選型 變頻器選型時要確定以下幾點： 1) 采用變頻的目的；恒壓控制 或恒流控制等。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 39 頁 第 12 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2) 變頻器的負載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負載的性能曲線，性能曲線決定了應用時的方式方法。 3) 變頻器與負載的匹配問題； ；變頻器的額定電壓與負載的額定電壓相符。 II. 電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機的額定電流相符。對于特殊的負載如深水泵等則需要參考電機性能參數(shù)，以最大電流確定變頻器電流和過載能力。 ；這種情況在恒轉矩負載或有減速裝置時有可能發(fā)生。 4) 在使用變頻器驅動高速電機時，由于高速電機的電抗小，高次諧 波增加導致輸出電流值增大。因此用于高速電機的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機的選型。 5) 變頻器如果要長電纜運行時，此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足，所以在這樣情況下，變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。 6) 對于一些特殊的應用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。 變頻器控制原理圖設計 1) 首先確認變頻器的安裝環(huán)境； 。變頻器內部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn) 品一般要求為 0～ 55℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時應考慮留有余地，最好控制在 40℃以下。在控制箱中，變頻器一般應安裝在箱體上部，并嚴格遵守產(chǎn)品說明書中的安裝要求，絕對不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。 II. 環(huán)境溫度。溫度太高且溫度變化較大時，變頻器內部易出現(xiàn)結露現(xiàn)象，其絕緣性能就會大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。必要時，必須在箱中增加干燥劑和加熱器。在水處理間，一般水汽都比較重，如果溫度變化大的話，這個問題會比較突出。 。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大，不僅會腐蝕 元器件的引線、印刷電路板等，而且還會加速塑料器件的老化，降低絕緣性能。 IV. 振動和沖擊。裝有變頻器的控制柜受到機械振動和沖擊時，會引起電氣接觸不良。淮安熱電就出現(xiàn)這樣的問題。這時除了提高控制柜的機械強度、遠離振動源和沖擊源外，還應使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內電磁開關之類產(chǎn)生振動的元器件。設備運行一段時間后，應對其進行檢查和維護。 V. 電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜 內儀表和電子系統(tǒng)，應該選用金屬外殼，屏蔽變 頻器對儀表的干擾。所有的元 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 39 頁 第 13 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 器件均應可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應接地。如果處理不好電磁干擾，往往會使整個系統(tǒng)無法工作，導致控制單元失靈或損壞。 2) 變頻器和電機的距離確定電纜和布線方法； 。這樣減小了電纜的對地電容，減少干擾的發(fā)射源。 II. 控制電纜選用屏蔽電纜，動力電纜選用屏蔽電纜或者從變頻器到電機全部用穿線管屏蔽。 ，其最小距離為 500mm。同時應避免電機電纜與其它電纜長 距離平行走線，這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產(chǎn)生的電磁干擾。如果控制電纜和電源電纜交叉，應盡可能使它們按 90度角交叉。與變頻器有關的模擬量信號線與主回路線分開走線，即使在控制柜中也要如此。 IV. 與變頻器有關的模擬信號線最好選用屏蔽雙絞線，動力電纜選用屏蔽的三芯電纜（其規(guī)格要比普通電機的電纜大檔）或遵從變頻器的用戶手冊。 3) 變頻器控制原理圖 ：電抗器的作用是防止變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過電源的輸入回路返回到電網(wǎng)從而影響其他的受電設備，需要根據(jù)變頻器的容量大小來決定是否需要加電抗器；濾 波器是安裝在變頻器的輸出端，減少變頻器輸出的高次諧波，當變頻器到電機的距離較遠時，應該安裝濾波器。雖然變頻器本身有各種保護功能，但缺相保護卻并不完美，斷路器在主回路中起到過載，缺相等保護，選型時可按照變頻器的容量進行選擇?？梢杂米冾l器本身的過載保護代替熱繼電器。 II. 控制回路：具有工頻變頻的手動切換，以便在變頻出現(xiàn)故障時可以手動切工頻運行，因輸出端不能加電壓，固工頻和變頻要有互鎖。 4) 變頻器的接地 變頻器正確接地是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，抑制噪聲能力的重要手段。變頻器的接地端子的接地電阻越小越好，接地導 線的截面不小于 4mm，長度不超過 5m。變頻器的接地應和動力設備的接地點分開，不能共地。信號線的屏蔽層一端接到變頻器的接地端，另一端浮空。變頻器與控制柜之間電氣相通。 變頻器應用場合 空調負載類 寫字樓、商場和一些超市、廠房都有中央空調，在夏季的用電高峰，空調的用電量很大。在炎熱天氣，北京、上海、深圳空調的用電量均占峰電 40%以上。因而用變頻裝置，拖動空調系統(tǒng)的冷凍泵、冷水泵、風機是一項非常好的節(jié)電技術。目前，全國出現(xiàn)不少專做空調節(jié)電的公司，其中主要技術是變頻調速節(jié)電。 破碎機類負載 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 39 頁 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 冶金礦山、建材應用不少破碎機、球磨機，該類負載采用變頻后效果顯著。 大型窯爐煅燒爐類負載 冶金、建材、燒堿等大型工業(yè)轉窯（轉爐）以前大部分采用直流、整流子電機、滑差電機、串級調速或中頻機組調速。由于這些調速方式或有滑環(huán)或效率低，近年來，不少單位采用變頻控制，效果極好。 壓縮機類負載 壓縮機也屬于應用廣泛類負載。低壓的壓縮機在各工業(yè)部門都普遍應用，高壓大容量壓縮機在鋼鐵（如制氧機）、礦山、化肥、乙烯都有較多應用。采用變頻調速，均帶來啟動電流小、節(jié)電、 優(yōu)化設備使用壽命等優(yōu)點。 變頻器遠程控制新技術領域 該系統(tǒng)由一般以下幾部分組成： ； 2.“數(shù)據(jù)鏈”及數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)； ； 、實時控制、實時預警系統(tǒng)； 的售后服務系統(tǒng) (建設中） 中央控制中心 這是該系統(tǒng)的核心部分，收集并儲存各數(shù)據(jù)鏈傳回的終端運行數(shù)據(jù)信息，并由值班人員實時監(jiān)控各終端的運行狀態(tài)；這發(fā)出控制指令的起點，也是整個系統(tǒng)的核心，全部的技術支持平臺，是系統(tǒng)的“大腦”。充分利用現(xiàn)代科技手段、依靠軟件研發(fā)來實現(xiàn)各類控制與服務功能。 “數(shù)據(jù)鏈”及數(shù)據(jù)交換系統(tǒng) 這是系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息和控制指令的傳輸通道，也是系統(tǒng)的“神經(jīng)”，終端數(shù)據(jù)信息傳輸模塊是它的“神經(jīng)末梢”。也是系統(tǒng)網(wǎng)絡運行必備的基礎條件。通過現(xiàn)代信息技術架構的公眾通訊網(wǎng)絡，實現(xiàn)前端數(shù)據(jù)采集、傳輸、到中央控制中心、控制指令發(fā)送到執(zhí)行端的雙向鏈接，來實現(xiàn)遠程監(jiān)控的功能。 呼叫應答系統(tǒng) 變頻器生產(chǎn)商、經(jīng)銷商、應用系統(tǒng)集成商、普通用戶、會員用戶在尋求技術問題的解答、產(chǎn)品需求、項目需求、維護等服務時，可通過網(wǎng)上在線語音、文字和手機的交流及互動的通訊系統(tǒng)。充分利用 現(xiàn)代通訊手段及大眾廣為熟悉的方式來實現(xiàn)信息互換。 實時監(jiān)視、實時控制、實時預警系統(tǒng) 系統(tǒng)值守人員通過數(shù)據(jù)鏈建立起來的用戶端與中央控制中心的鏈接，為用戶提供每天 24小時，每年 365天的“全天候”、“全時段”實時在線專業(yè)服務。使用現(xiàn)代科技手段高效地、準確地把握最前端的變頻器運行動態(tài)。 變頻器維護保養(yǎng) 由于電力電子技術和微電子技術的快速發(fā)展，變頻器改型換代速度也比較快， 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 39 頁 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 不斷推出新型產(chǎn)品，性能不斷提高，功能不斷充實、增強?，F(xiàn)在國內市場銷售的變頻器品牌比較多，如 Danfoss、 ABB、 SIEMENS、 GE、 Schneider、 FRENIC 等等，國產(chǎn)變頻器品牌比較多，雖然種類繁多，但功能及使用上卻基本類似?？偟膩碇v，其使用、維護保養(yǎng)及故障處理方法是基本相同的。在實際應用中，變頻器受周圍的溫度、濕度、振動、粉塵、腐蝕性氣體等環(huán)境條件的影響，其性