通風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)及保護(hù)(參考版)
2025-05-19 08:21本頁面
【正文】 2) 在穩(wěn)定工作區(qū)內(nèi),軸流通風(fēng)機(jī)的功率隨風(fēng)量的增加而減少,所以軸流通風(fēng)機(jī)應(yīng)該在風(fēng)阻最小的時(shí)啟動(dòng),以減少啟動(dòng)載荷離心通風(fēng)機(jī)的功率隨風(fēng)量的增加而增加,為了避免因啟動(dòng)負(fù)荷過大而燒壞電機(jī),啟動(dòng)時(shí)應(yīng)該閉閘啟動(dòng)。它包括全壓一流量曲線(P—Q)!靜壓一流量曲線(—Q)、功率一流量曲線(N—Q)、全壓效率一流量曲線(—Q)，靜壓效率一流量曲線(Q),但為了使用方便,一般軸流式風(fēng)機(jī)采用靜壓一流量(PS—Q)特性曲線離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)的性能曲線,如下圖1和2所示。因此,在異步電機(jī)中,只要控制頻率，就能夠達(dá)到間接控制電磁轉(zhuǎn)矩Te的目的,這就是轉(zhuǎn)差頻率的控制方式。由于電動(dòng)機(jī)的功率,其中電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,調(diào)節(jié)的過程中,若使頻率f1與轉(zhuǎn)矩Te的變化保持一定的關(guān)系,可以使電動(dòng)機(jī)功率保持恒定,這種升頻定壓的調(diào)速方式稱為恒功率調(diào)速。2. 電源頻率高于工頻范圍調(diào)節(jié)由于不能高于異步電機(jī)的額定電壓,當(dāng)電源頻率增加時(shí),使得變小。根據(jù)以上的分析可知,只要改變異步電動(dòng)機(jī)的輸入電源頻率廠就可以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速,但實(shí)際上,只改變廠并不能實(shí)現(xiàn)正常的調(diào)速這是因?yàn)椴坏母淖儠?huì)引起電動(dòng)機(jī)一些物理量的變化,從而影響到電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和轉(zhuǎn)差率等調(diào)速指標(biāo)的變化,所以我們必須采取一些控制方式來處理這個(gè)問題一般地來說,VVVF變頻有以下三種情況的控制方式。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(gè)部分組成。變頻器是利用電力半導(dǎo)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。在繼電器吸合到斷開的瞬間，由于線圈中的電流不能突變，將在線圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓，使晶體管集電極承受很高電壓，有可能損害驅(qū)動(dòng)管，為此在線圈兩端并接一個(gè)續(xù)流二極管?？刂菩盘?hào)也是從主回路濾波電容器兩端取出，經(jīng)電阻 R10, R11 分壓和光耦隔離后送入比較電路的。當(dāng)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流很大，為了保護(hù)整流硅堆，在主電路上串接入限流電阻 R1，當(dāng)濾波電容上電壓達(dá)到電機(jī)正常運(yùn)行的 65%時(shí)，電壓繼電器常開觸頭閉合，將電阻 R1 短路，結(jié)束限流起動(dòng)過程，進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生過流故障，OC_OUT 輸出低電平，發(fā)光二極管 D4 被點(diǎn)亮，與其它故障信號(hào)相與后送入微處理器的中斷口，響應(yīng)中斷服務(wù)程序，封鎖 SPWM 的輸出。圖 3－10 過壓、欠壓保護(hù)電路及限流啟動(dòng)電路 過流保護(hù)電路的設(shè)計(jì) IGBT 雖可承受短時(shí)間的過流，但一旦超出安全區(qū)，則將被永久性地?fù)p壞，所以要設(shè)置快速的過流保護(hù)電路。欠壓保護(hù)電路的工作原理如下：正常狀態(tài)下，采樣電壓高于給定電壓，比較器輸出高電平，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，采樣電壓低于給定電壓，比較器輸出低電平，發(fā)光二極管 D2 點(diǎn)亮。注意在這里此隔離光耦是工作在線性工作區(qū)內(nèi)。利用光電耦合器把各種模擬負(fù)載與數(shù)字信號(hào)源隔離開來，也就是把“模擬地”與“數(shù)字地”斷開。直流電壓保護(hù)信號(hào)取自主回路濾波電容器兩端，經(jīng)電阻 R2，R3分壓和光耦隔離后送入控制電路。 過壓及欠壓保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 如前所述，系統(tǒng)中設(shè)置了直流電壓過壓、欠壓保護(hù)電路。若能量回饋沒有結(jié)束，電容電壓還會(huì)上升，當(dāng)再次超過 U1時(shí)，Q2 將再次導(dǎo)通。R4 阻值的選擇以分流電流大于或等于電動(dòng)機(jī)允許的最大制動(dòng)電流為標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)殡妷翰▌?dòng)屬于正?，F(xiàn)象，不能誤認(rèn)為是泵升。滯環(huán)的選擇原則是：泵升環(huán)寬的上下限 U2取正常直流電壓的 倍(即泵升電壓限制在 15% Ud，亦即 618V)同時(shí)環(huán)寬上限要低于過電壓整定值(本系統(tǒng)過電壓整定值為 670V)。發(fā)生泵升電壓是電動(dòng)機(jī)制動(dòng)過程不可避免的現(xiàn)象，為此要給制動(dòng)過程提供一條能量釋放的途徑(見主電路 3－2 的RQ2, )檢測(cè)、控制泵升電壓的電路如圖 3－9 所示。大部分機(jī)械能變?yōu)殡娔芊答伒诫娙葜?，電容吸收了這些電能后，它兩端的電壓就會(huì)升高產(chǎn)生所謂的泵升電壓△U，如圖 3－7 所示。 泵升回路的設(shè)計(jì) 在主回路中，直流電源電壓 Ud兩端并聯(lián)較大容量的電解電容，它除了可以減少直流電源電壓的脈動(dòng)外，還可做儲(chǔ)能用。 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)在變頻調(diào)速系統(tǒng)的主電路中，由于電力電子器件頻繁工作在開通和關(guān)斷中，逆變器工作在一個(gè)電流電壓脈動(dòng)比較大的環(huán)境下，為了保護(hù)這些電力電子器件，同時(shí)也為了調(diào)試上的方便，需要設(shè)計(jì)許多保護(hù)電路，如泵升回路、過壓和欠壓保護(hù)電路，過流保護(hù)電路。當(dāng) IGBT 正常導(dǎo)通，則 V1 和 V2 截止，V4 導(dǎo)通，V5 截止，B點(diǎn)和 C 點(diǎn)的電位穩(wěn)定在 8V 左右，VZl 不被擊穿，V3 不通，E 點(diǎn)電位保持為 20V，二極管 VD6 截止。IGBT 通常只能承受 l0 181。與此同時(shí)，V1導(dǎo)通，C2 通過 V1 更快放電，將 B 點(diǎn)和 C 點(diǎn)電位鉗在 0V 左右，使 VZ1 仍不通，后繼電路不會(huì)動(dòng)作，IGBT 正常關(guān)斷。圖 3－5 EXB841 接線圖1） 正常開通過程當(dāng)控制電路使 EXB841 輸入端腳 14 和腳 15 有 10mA 的電流流過時(shí)，圖中光藕器 ISOl 就會(huì)導(dǎo)通，A 點(diǎn)電位迅速下降到 0V，使 V1 和 V2 截止，V2 截止使D 點(diǎn)電位上升到接近 20V, V4 導(dǎo)通，V5 截止，EXB841 通過 V4 及柵極電阻 RG向 IGBT 提供電壓及極間電容的充電電流，使之迅速導(dǎo)通。市場(chǎng)上還有一種專用的
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