變頻器的基本組成和原理(參考版)
2025-05-14 13:49本頁面
【正文】 這時(shí)就應(yīng)選用專門的變頻電機(jī)。當(dāng)高速運(yùn)行時(shí)要注意電機(jī)在高速離心力下是否能承受，普通電機(jī)的轉(zhuǎn)子離心機(jī)械強(qiáng)度是按額定轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)的。 一般電機(jī)在使用變頻器時(shí)，因變頻器 PWM 波有很高的脈沖前后沿， dv/dt 很大，繞阻匝間和對(duì)地絕緣很易損壞，這已成為變頻器使用中一個(gè)問題。如當(dāng)電機(jī)長期在低速運(yùn)行時(shí)，因普通電機(jī)的風(fēng)扇在電機(jī)軸上，風(fēng)扇已不能有效散熱，電機(jī)會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱。當(dāng)變頻器使用普通電機(jī)時(shí)，因 PWM 波導(dǎo)致電機(jī)鐵耗、銅耗和絕緣介質(zhì)損耗的增加，溫升會(huì)比通常應(yīng)用時(shí)加大，因此熱過載繼電器的溫度整定值應(yīng)按電機(jī)絕緣等級(jí)選擇。 熱過載繼電器用來防止電機(jī)過熱，但這種保護(hù)并不可靠。在有變壓器插入于變頻器與負(fù)載之間的使用條件下，變壓器輸入繞組的漏抗和變壓器損耗大大削弱了調(diào)制波，起到了輸出側(cè)電抗器的作用，因此有利于輸出到負(fù)載電機(jī)的波形濾波平滑，此時(shí)往往有了輸出側(cè)變壓器就可以省略輸出側(cè)交流電抗器。接入后，送到電機(jī)等負(fù)載上的波形就接近正弦電壓波形了。 值得指出的是脈沖電壓通過長的輸電線時(shí)，由于長線上波的反射疊加使得在長線 (即變頻器輸出導(dǎo)線 )超過臨界長度后，電壓有可能達(dá)到直流母線 (變頻器內(nèi)直流母線 )電壓的 2 倍。 延長了電機(jī)的絕緣壽命。直流電抗器的電感值的選擇一般為同樣變頻器輸入側(cè)交流電抗器 3%阻抗電感量的 2~3 倍，最少要 倍， 146 ? 2ACL— 輸出側(cè)交流電抗器，變頻器輸出是脈沖寬度調(diào)制的電壓波 (PWM 波 )它是前后沿很陡的一聯(lián)串脈沖方波，存在豐富的諧波，這些諧波有害于電機(jī)和負(fù)載的壽命 (典型的是電機(jī)繞阻匝間瞬變電壓dv/dt 過高，造成匝間擊穿 )，以及對(duì)周圍電器干擾；當(dāng)負(fù)載端電容分量大時(shí)，造成變頻器的開關(guān)器件流過大的沖擊電流，會(huì)損壞開關(guān)器件。 直流電抗器接在濾波電容前，它阻止進(jìn)入電容的整流后沖擊電流的幅值，并改善功率因數(shù)、降低母線交流脈動(dòng)。一般常選 2~4%的壓降阻抗，這個(gè)百分?jǐn)?shù)是對(duì)相電壓而言，對(duì)于使用者，需考慮電感值和電流值兩方面，電流值一定要大于等于額定值，電感值略有大小問題不大，偏大有利于減少諧波，但電壓降落會(huì)超過 3%，使用者還要考慮電源內(nèi)部阻抗，電源變壓器功率大于 10 倍變頻器功率，而且線路很短的場合，電源內(nèi)阻小，不僅需要使用輸入側(cè)交流電抗器，而且要選擇較大的電感值，例如選用 4～ 5%阻抗的電感量。實(shí)際使用中為了節(jié)省費(fèi)用，常采用 2%阻抗的電感量，但這對(duì)環(huán)保而言是不好的。當(dāng)變壓器容量大于變頻器容量 10 倍以上，電網(wǎng)配電變壓器和輸電線的內(nèi)阻不能阻止尖峰脈沖電流時(shí)，當(dāng)同一電源上有晶閘管設(shè)備或開關(guān)方式控制功率因數(shù)補(bǔ)償裝置時(shí)，三相電源不平衡度大于 3%時(shí)，都要對(duì)輸入側(cè)功率因數(shù)作提高和抑制干擾，都需使用電源側(cè)交流電抗器。對(duì)大容量變頻器，因電流大、導(dǎo)線不好彎，則用多個(gè)磁芯，讓三根導(dǎo)線同時(shí)穿過磁芯中孔而構(gòu)成電抗器。抑制的頻段一般在 10MHz 以下，因此電感量不必大，通?？刂圃?~33mH 左右，是在一個(gè)閉合磁路上穿過或繞上幾匝導(dǎo)線而制成。又由于變頻器接在電網(wǎng)上，電網(wǎng)上各種干擾和瞬變浪涌也可干擾到變頻器的控制回路敏感部分發(fā)生誤動(dòng)作，因此設(shè)置了無線電干擾抑制電抗器。 142 ? KM— 接觸器，用于日常操作通斷和電網(wǎng)掉電再來電時(shí)變頻器不發(fā)生自啟動(dòng) ； 接觸器 (KM)用于所控變頻器日常操作通斷，和電網(wǎng)掉電再來電時(shí)防止變頻器自動(dòng)啟動(dòng)，選用時(shí) 額定電流也要大于變頻器輸出電流 倍以上。 141 ? QF— 斷路器，用于安全跳閘斷開電網(wǎng) ； 斷路器 (QF)的后面可以接一臺(tái)或多臺(tái)變頻器及其它負(fù)載，當(dāng)變頻器或其它負(fù)載因過電流故障時(shí)，可自動(dòng)切斷電源供電，防止事故擴(kuò)大。 (1)在進(jìn)行功能預(yù)置時(shí)輸入各功能的預(yù)置數(shù)據(jù) (2)在進(jìn)行面板操作時(shí)，輸人各項(xiàng)操作指令 . 137 6. 變頻器內(nèi)部的控制框圖 外接給定與輸入控制端 138 6. 變頻器內(nèi)部的控制框圖 外接輸出控制端 139 隔離開關(guān) 熔斷器 主接觸器 HF濾波器（ A1,B1) 進(jìn)線電抗器 變頻器 運(yùn)動(dòng)控制 矢量控制 輸出電抗器 不允許 電機(jī) (1) (1)四個(gè)輸出電抗器；鐵心或鐵氧體 取決于脈沖頻率 (2) (2)dv/dt 濾波器，可以和電抗器結(jié)合 使用
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