機械設(shè)計制造及其自動化課程論文-wenkub.com
2025-06-21 02:12 本頁面
【正文】 采取絕緣軸承，在必要時軸上安裝接地碳刷以避免軸電流對軸承的損壞。 電機設(shè)計和輸出電纜選擇方面的特殊問題 由于變頻器輸出諧波會引起電機附加溫升，電機容量必須適當(dāng)放大，熱參數(shù)降低使用。 輸出dvdt對電機的影響 普通的二電平和三電平PWM電壓源型變頻器由于輸出電壓跳變臺階較大，相電壓的跳變分別達到直流母線電壓和直流母線電壓的一半，同時由于逆變器功率器件開關(guān)速度較快，會產(chǎn)生較大的電壓變化率，即dvdt。6脈沖輸出電流源型變頻器輸出電流中含有豐富的5次和7次諧波，5次諧波產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢與基波旋轉(zhuǎn)磁反向，7次諧波產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢與基波旋轉(zhuǎn)磁勢同向，而電機轉(zhuǎn)子的電氣旋轉(zhuǎn)速度基本接近基波磁勢的旋轉(zhuǎn)速度(二者的判別對應(yīng)于電機的轉(zhuǎn)差率)，所以5次諧波磁勢和7次諧波磁勢都會在電機轉(zhuǎn)子中感應(yīng)產(chǎn)生6倍于基波頻率的轉(zhuǎn)子諧波電流。轉(zhuǎn)矩脈動的平均值為0，但它會使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不均勻，產(chǎn)生脈動，在電機低速時，還會發(fā)生步進現(xiàn)象，在適當(dāng)?shù)臈l件下，可能引起電機與負載組成的機械系統(tǒng)的共振。為了減少輸出諧波，希望有較高的開關(guān)頻率，但這樣會導(dǎo)致變頻器損耗增加，效率下降，開關(guān)頻率一般不超過2kHz。輸出濾波器換相式電流源型變頻器固有的濾波器可以給6脈沖輸出電流中的諧波分量提供通路，所以速度較高時，電機電流波形有所改善。圖4為典型的電流源型變頻器示意圖。單元串聯(lián)多電平PWM變頻器功率因數(shù)較高。 二極管整流電路在整個運行范圍內(nèi)都有較高的功率因數(shù)，(這是指位移因數(shù)，實際功率因數(shù)由于諧波的存在，還必須再乘以基波因數(shù)，會有所下降)，一般也不必設(shè)置功率因數(shù)補償裝置。 可見普通電流源型變頻器的輸入功率因數(shù)較低，且會隨著轉(zhuǎn)速的下降而降低，為了解決輸入功率因數(shù)較低的問題，往往需要功率因數(shù)補償裝置，同時也起到消除部分諧波電流的作用。 在晶閘管電流源型整流電路中，中間直流環(huán)節(jié)的電壓正比于電機線電壓額定值乘以運行點電機實際的功率因數(shù)，再乘以轉(zhuǎn)速百分比。 晶閘管直流整流電路和二極管整流電路除了6脈沖結(jié)構(gòu)和12脈沖結(jié)構(gòu)外，還可以采取更高脈沖數(shù)的結(jié)構(gòu)，如18脈沖，24脈沖，輸入諧波也會隨著降低，但會導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增加。雖然12脈沖整流電路的諧波電流比6脈沖結(jié)構(gòu)大大下降， 但也不能達到IEEE5191992標準規(guī)定的在電網(wǎng)短路電流小于20倍負載電流時諧波電流失真小于5％的要求。這種整流電路的優(yōu)點是把整流電路的脈沖數(shù)由6脈沖提高到12脈沖， 帶來的好處是大大降低了5次和7次諧波電流。解決諧波污染的辦法有二種 一是采取諧波濾波器，對高壓變頻器產(chǎn)生的諧波進行治理，以達到供電部門的要求，也即通常所說的“先污染，后治理”的辦法； 二是采用產(chǎn)生諧波電流小的變頻器，變頻器本身基本上不對電網(wǎng)造成諧波污染，即所謂的“綠色”電力電子產(chǎn)品，從本質(zhì)上解決諧波污染問題。美國的NEMA標準中對電機諧波發(fā)熱、dvdt等方面的相應(yīng)規(guī)定，具體規(guī)定是在MGI1993的第30節(jié)。評價高壓變頻器的指標主要有成本、可靠性、對電網(wǎng)的諧波污染、輸入功率因數(shù)、輸出諧波、dvdt、共模電壓、系統(tǒng)效率、能否四象限運行等。高壓電機利用高壓變頻器可以實現(xiàn)無級調(diào)速，滿足生產(chǎn)工藝過程對電機調(diào)速控制的要求，以提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，又可大幅度節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。負載過重，所選的電機和變頻器不能拖動該負載，也可能是由于機械潤滑不好引起。如果斷開負載變頻器還是過流故障，說明變頻器逆變電路已環(huán)，需要更換變頻器。 跳頻：在某個頻率點上，有可能會發(fā)生共振現(xiàn)象，特別在整個裝置比較高時；在控制壓縮機時，要避免壓縮機的喘振點。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導(dǎo)致電纜發(fā)熱。 變頻器的運行和相關(guān)參數(shù)的設(shè)置： 變頻器的設(shè)定參數(shù)多，每個參數(shù)均有一定的選擇范圍，使用中常常遇到因個別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。 變頻器控制柜設(shè)計： 信號線與動力線必須分別放置在不同的金屬管道或者金屬軟管內(nèi)部：連接PLC和變頻器的信號線如果不放置在金屬管道內(nèi)，極易受到變頻器和外部設(shè)備的干擾；同時由于變頻器無內(nèi)置的電抗器，所以變頻器的輸入和輸出級動力線對外部會產(chǎn)生極強的干擾，因此放置信號線的金屬管或金屬軟管一直要延伸到變頻器的控制端子處，以保證信號線與動力線的徹底分開。變頻器的接地端子的接地電阻越小越好，接地導(dǎo)線的截面不小于4mm，長度不超過5m。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
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