【正文】 人員隨時(shí)可以觀察到變頻器的運(yùn)行情況。 ? ：為用戶提供友好的全中文操作界面，負(fù)責(zé)信息處理和與外部的通訊聯(lián)系，可選上位監(jiān)控而實(shí)現(xiàn)變頻器的網(wǎng)絡(luò)化控制。 PLC有處理 4路模擬量輸入和 1路模擬量輸出的能力，模擬量輸入用于處理來自現(xiàn)場(chǎng)的流量、壓力等模擬信號(hào)或模擬設(shè)置時(shí)的設(shè)置信號(hào)；模擬輸出量是頻率給定信號(hào)。如 IGBT模塊上下橋臂直通，擊穿模塊。相當(dāng)于一個(gè)后備電源。通過RS485通訊口與人機(jī)界面進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，提供變頻器的狀態(tài)參數(shù)，并接受人機(jī)界面的參數(shù)設(shè)置。 ? 控制柜的主要器件為主控板， PLC， UPS純?cè)诰€式電源及人機(jī)界面。 ? 從結(jié)構(gòu)來看，變頻器的柜體可以分為控制柜，功率單元柜，變壓器柜和旁路柜。高壓變頻器的拖動(dòng)對(duì)象鼠籠式三相異步電機(jī)，負(fù)載多為風(fēng)機(jī)，水泵類，節(jié)能效果比較明顯。目前方法是在輸出端加一個(gè)自耦升壓變壓器，才可直接用于 6KV， 10KV系列。但是，從元件不串聯(lián)原則出發(fā)，目前三電平方式不能直接輸出 6000V電壓，以高壓 IGBT或 IGCT為例，目前使用的電壓等級(jí)最高的為6500V，輸出交流電壓為 。 ? ? 三電平型是一種直接采用高壓 IGBT或 IGCT功率器件的高壓變頻器，它采用傳統(tǒng)的交 直 交變頻器結(jié)構(gòu)，整流部分采用12脈沖或 24脈沖三相整流器，逆變部分采用三電平 PWM逆變器， 三電平方式運(yùn)行功率因數(shù)高，響應(yīng)速度快，由于采用了耐壓較高的開關(guān)器件，數(shù)量少，使造價(jià)成本降低，柜體尺寸小，可靠性好。實(shí)質(zhì)為低壓變頻，從電網(wǎng)和電機(jī)兩側(cè)來看為高壓。按照電壓等級(jí)可以分為 6KV和 10KV系列。為了保持電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力，應(yīng)保持氣隙主磁通不變，就要求降低供電頻率的同時(shí)降低感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，保持電動(dòng)勢(shì)與頻率之比為常數(shù)進(jìn)行控制，我們所用的即為 V/F控制方式。 ? 由于對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)希望電動(dòng)機(jī)的主磁通保持額定值不變。通常我們所說的 60f/p,變頻調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置是頻率變換器即變頻器。 ? 5．變頻調(diào)速：通過改變電動(dòng)機(jī)的定子供電頻率來改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)速的。對(duì)于風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載，由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速平方率變化，原傳動(dòng)輸入功率則按轉(zhuǎn)速的平方率降低，損耗功率相對(duì)小一些，但輸出功率是按轉(zhuǎn)速的立方率減小，調(diào)速效率仍然很低。另外，受執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)限制，調(diào)速精度差，同時(shí)還存在嚴(yán)重的非線性，只在 15%85%之間調(diào)節(jié)線性區(qū)，但仍存在增速與減速間逆差間隙，造成自動(dòng)系統(tǒng)很難投入運(yùn)行。耦合損失是由于液壓油內(nèi)摩擦造成的，轉(zhuǎn)差損失是由于調(diào)速時(shí)輸出軸和輸入軸存在轉(zhuǎn)差造成的。這是高壓電機(jī)領(lǐng)域中最傳統(tǒng)的調(diào)速方式，但這種方式能耗大，效率低。調(diào)速所產(chǎn)生的損耗功率以熱能形式消耗在滑差離合器內(nèi)部，效率特性與液力耦合器一致 ? 4．液力耦合器調(diào)速：液力耦合器是一種利用液體介質(zhì)傳遞轉(zhuǎn)速的機(jī)械設(shè)備，通過連續(xù)改變液體的壓力來進(jìn)行調(diào)速。因此，在某一恒定轉(zhuǎn)矩下，勵(lì)磁電流發(fā)生變化時(shí)，轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，調(diào)速范圍小，非線性嚴(yán)重，勵(lì)磁電流的損失都轉(zhuǎn)化為熱能耗，屬于低效調(diào)速方式，一般用于低壓電機(jī)，功率不大的場(chǎng)合。 ? 缺點(diǎn)：對(duì)電網(wǎng)干擾大，調(diào)速范圍窄，功率因數(shù)比較低，必須是繞線轉(zhuǎn)子等，與轉(zhuǎn)子串電阻相比，主要是其效率優(yōu)勢(shì)，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的總效率一般在 80%左右。 ? 內(nèi)饋調(diào)速和串級(jí)調(diào)速都屬于轉(zhuǎn)子電磁功率控制的調(diào)速，就是通過改變轉(zhuǎn)子電磁功率來實(shí)現(xiàn)的。 ? 另外一種為斬波內(nèi)饋方式，可以改變 移相內(nèi)饋的缺點(diǎn)，因?yàn)閿夭刂茣r(shí)，逆變角固定在最小值不變。增加換向難度。 因?yàn)檗D(zhuǎn)子的電壓和電網(wǎng)的電壓不同，所以向電網(wǎng)逆變需要一個(gè)附加的變壓器，如果變壓器在電機(jī)的外部，屬于傳統(tǒng)的串級(jí)調(diào)速，一般采用內(nèi)饋電機(jī)的方式，即在定子上另做一個(gè)三相輔助繞組，輔助繞組也參與做功，這樣，主繞組從電網(wǎng)上吸收的能量將會(huì)降低，從而達(dá)到調(diào)速節(jié)能的目的 ,這種調(diào)速稱為內(nèi)饋調(diào)速。這時(shí)，轉(zhuǎn)子電路內(nèi)不再串入外接附加電阻，產(chǎn)生轉(zhuǎn)差損耗，而是將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差功率回饋到電網(wǎng)上或機(jī)軸上，是一種高效調(diào)速方式。一般情況下，為了彌補(bǔ)有極調(diào)速的缺陷，與定子調(diào)壓調(diào)速或電磁耦合器調(diào)速配合適用。 ? 缺點(diǎn)：因?yàn)?P為整數(shù)，調(diào)速不連續(xù)，抑制了它的適用范圍。這種改變極對(duì)數(shù)來調(diào)速的鼠籠型電動(dòng)機(jī)常稱為多速感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或變極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。極對(duì)數(shù) P為 1， 2， 。高效調(diào)速是指基本上不增加轉(zhuǎn)差率損耗的調(diào)速方式，在調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)差率基本不變，不增加轉(zhuǎn)差損失，或?qū)⑥D(zhuǎn)差功率以電能的形式回饋到電網(wǎng)或以機(jī)械能形式回饋機(jī)軸；低效調(diào)速則存在附加的轉(zhuǎn)差損失，在相同調(diào)速工況下，低效調(diào)速的節(jié)能效果不如高效調(diào)速。高壓變頻器基本知識(shí) 技術(shù) 2部 ? 一．電機(jī)調(diào)速的原理 ? 根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速特性 n=60f（ 1s） /p可以得出，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，基本上有三個(gè)方法：改變頻率，改變轉(zhuǎn)差率或改變磁極對(duì)數(shù)。轉(zhuǎn)差率是電動(dòng)機(jī)的定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的差與定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速的比值 ? 對(duì)于通用的調(diào)速方式，可以分為以下幾種： ? 從節(jié)能角度通常分為高效調(diào)速和低效調(diào)速。 ? 常用的有以下幾種調(diào)速方式： ? 1．變極調(diào)速：通過改變定子繞組的極對(duì)數(shù)來改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)速的，是無附加轉(zhuǎn)差損耗的高效調(diào)速方式。如 f=50HZ時(shí)， P=1則 n=3000轉(zhuǎn) /分 .改變極對(duì)數(shù)用改變定子繞組的接線方式來完成。 ? 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行可靠，效率高，控制線路簡(jiǎn)單，容易維護(hù)，對(duì)電網(wǎng)無干擾，初始投資低。適用于固定調(diào)速變化的場(chǎng)合。 ? 2．串級(jí)調(diào)速 :在繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中串入一個(gè)與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)相反的附加電動(dòng)勢(shì)，用以減小轉(zhuǎn)子電流，降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩，從而達(dá)到調(diào)速的目的。（將轉(zhuǎn)子上移出的電轉(zhuǎn)差功率通過整流，逆變送回到電網(wǎng)，這樣相當(dāng)于改變了轉(zhuǎn)子內(nèi)阻，從而改變了電動(dòng)機(jī)的滑差。） ? ? 一般內(nèi)饋調(diào)速是通過移相觸發(fā)控制（移相內(nèi)饋），有源逆變器通過改變逆變角控制電轉(zhuǎn)差功率 ，并人為產(chǎn)生無功功率，抗干擾性差，逆變器電流等于轉(zhuǎn)子電流，換向重疊角大。逆變器易發(fā)生顛覆故障 。提高了系統(tǒng)功率因數(shù)，減小逆變的電壓波形畸變和逆變電流的諧波幅值，使系統(tǒng)的諧波電流小于 5%。 ? 優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速效率高，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，初始投資不大。 ? 3．電磁離合器調(diào)速：電磁轉(zhuǎn)差離合器由主動(dòng)部分電樞和從動(dòng)部分感應(yīng)子組成，其調(diào)速功能是通過調(diào)節(jié)感應(yīng)子勵(lì)磁電流的大小改變氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度，從而改變感應(yīng)子從動(dòng)軸的電磁轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 ? 電磁滑差離合器：除了內(nèi)部作用機(jī)理與液力耦合器有所區(qū)別以外，調(diào)速的原理完全相同，同樣是損耗功率控制調(diào)速。壓力越大，輸出轉(zhuǎn)速越高。原因是存在嚴(yán)重的耦合損失和轉(zhuǎn)差損失。這種損失隨轉(zhuǎn)差的增加而上升，即效率 η=1S，其中 S為轉(zhuǎn)差率，這兩部分都轉(zhuǎn)為熱量消失。并且需要一整套油系統(tǒng)，維護(hù)工作量大。液力耦合器的調(diào)速效平均效率在 50%左右。是無附加轉(zhuǎn)差損耗的高效調(diào)速方式。 ? 優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速效率高，啟動(dòng)能耗低，調(diào)速范圍寬，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，調(diào)速精度高，操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝控制自動(dòng)化 。磁通太弱，鐵心利用不充分，同樣的轉(zhuǎn)速電流下，電磁轉(zhuǎn)矩小，電機(jī)負(fù)載能力下降；磁通太強(qiáng)，則處于過勵(lì)磁狀態(tài)，勵(lì)磁電流過大，使電動(dòng)機(jī)過熱，負(fù)載能力下降。 ? 二 .高壓變頻器概述 ? 常見的高壓變頻類型根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為高 高型和高 低 高型，根據(jù)功率單元結(jié)構(gòu)分可分為單元串聯(lián)多電平型和三電平型，根據(jù)濾波方式，可以分為電流型和電壓型。 ? 高 低 高型變頻器： ? 就是通過輸入降壓變壓器將輸入電壓降低，然后通過變頻器實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能，再通過升壓變壓器使輸出提高到較高的電壓等級(jí)，以滿足電動(dòng)機(jī)的電壓要求。因?yàn)榇嬖诘蛪涵h(huán)節(jié)，電流大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低，可靠性差，其諧波較大，隨著真正的高壓變頻器的技術(shù)發(fā)展，這種方式逐漸被淘汰。與普通的二電平 PWM變頻器相比，由于輸出線路電平數(shù)由 2個(gè)增加到 3個(gè)，每個(gè)電平幅值相對(duì)較低，由整個(gè)直流母線電壓降低為一半的直流母線電壓，輸出的dv/dt也相應(yīng)的下降；在同等開關(guān)頻率的前提下，采用三電平結(jié)構(gòu)還可使輸出波形質(zhì)量有較大的改善。初期使用時(shí)，由于輸出電壓與電機(jī)工作電壓不直接匹配，對(duì) 6KV來講，須將高壓電機(jī)星形接法該為三角形接法，當(dāng)變頻出故障時(shí)，得改回去工頻運(yùn)行。