*1: VVVF 改变电压、改变频率(Variable Voltage and Variable Frequency)缩写。
*2: CVCF 恒电压、恒频率(Constant Voltage and Constant Frequency)缩写。 各国使用交流供电电源,是用于家庭用于工厂,其电压和频率均200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz),等等。通常,把电压和频率固定不变交流电变换为电压或频率可变交流电装置称作“变频器”。产生可变电压和频率,该设备首先要把电源交流电变换为直流电(DC)。把直流电(DC)变换为交流电(AC)装置,其科学术语为“inverter”(逆变器)。变频器设备中产生变化电压或频率主要装置叫“inverter”,故该产品本身就被命名为“inverter”,即:变频器,变频器也可用于家电产品。使用变频器家电产品中有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。用于电机控制变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯变频器主要用于调节电源供电频率。汽车上使用由电池(直流电)产生交流电设备也以“inverter”名称进行出售。变频器工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源供电,该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率波动及电源瞬间断电。
2. 电机旋转速度为什么能够自由改变?
*1: r/min电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm.例如:4极电机 60Hz 1,800 [r/min],4极电机 50Hz 1,500 [r/min],电机旋转速度同频率成比例。
本文中所指电机为感应式交流电机,工业领域所使用大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机(以后简称为电机)旋转速度近似确决于电机极数和频率。由电机工作原理决定电机极数是固定不变。该极数值一个连续数值(为2倍数,例如极数为2,4,6),不适和改变该值来调整电机速度。另外,频率是电机供电电源电信号,该值能够电机外面调节后再供给电机,这样电机旋转速度就可以被自由控制。,以控制频率为目变频器,是做为电机调速设备优选设备。n = 60f/p,n: 同步速度,f: 电源频率 ,p: 电机极数,改变频率和电压是最优电机控制方法 。仅改变频率,电机将被烧坏。特别是当频率降低时,该问题就非常突出。防止电机烧毁事故发生,变频器改变频率同时必须要同时改变电压,例如:使电机旋转速度减半,变频器输出频率必须从60Hz改变到30Hz,这时变频器输出电压就必须从200V改变到约100V。例如:使电机旋转速度减半,变频器输出频率必须从60Hz改变到30Hz,这时变频器输出电压就必须从200V改变到约100V。 要正确使用变频器, 必须认真考虑散热问题。变频器故障率随温度升高而成指数上升。使用寿命随温度升高而成指数下降。环境温度升高10度,变频器使用寿命减半。,我们要重视散热问题啊!变频器工作时,流过变频器电流是很大, 变频器产生热量也是非常大,不能忽视其发热所产生影响。
通常,变频器安装控制柜中。我们要了解一台变频器发热量大概是多少. 可以下公式估算: 发热量近似值= 变频器容量(KW)×55 [W]这里, 变频器容量是以恒转矩负载为准(过流能力150% * 60s) 变频器带有直流电抗器或交流电抗器, 也柜子里面, 这时发热量会更大一些。 电抗器安装变频器侧面或测上方比较好。这时可以用估算: 变频器容量(KW)×60 [W]各变频器厂家硬件都差不多, 上式可以针对各品牌产品. 注意: 有制动电阻话,制动电阻散热量很大, 最好安装位置最好和变频器隔离开, 如装柜子上面或旁边等。那么, 怎样采能降低控制柜内发热量呢? 当变频器安装控制机柜中时,要考虑变频器发热值问题。机柜内产生热量值增加,要适当增加机柜尺寸。,要使控制机柜尺寸尽量减小,就必须要使机柜中产生热量值尽可能减少。变频器安装时,把变频器散热器部分放到控制机柜外面,将会使变频器有70%发热量释放到控制机柜外面。大容量变频器有很大发热量,对大容量变频器更加有效。还可以用隔离板把本体和散热器隔开, 使散热器散热不影响到变频器本体。这样效果也很好。变频器散热设计中都是以垂直安装为基础,横着放散热会变差! 冷却风扇一般功率稍微大一点变频器, 都带有冷却风扇。同时,也建议控制柜上出风口安装冷却风扇。进风口要加滤网止灰尘进入控制柜。 注意控制柜和变频器上风扇都是要,不能谁替代谁。
其他散热问题
(1).海拔高于1000m方,空气密度降低,应加大柜子冷却风量以改善冷却效果。理论上变频器也应考虑降容,1000m每-5%。但实际上设计上变频器负载能力和散热能力一般比实际使用要大, 也要看具体应用。 比方说1500m方,周期性负载,如电梯,就不必要降容。
(2).开关频率:变频器发热主要来自于IGBT,IGBT发热有集中开和关瞬间。 开关频率高时自然变频器发热量就变大了。有厂家宣称降低开关频率可以扩容, 就是这个道理。
3.矢量控制是怎样使电机具有大转矩?
*1: 转矩提升:此功能增加变频器输出电压,以使电机输出转矩和电压平方成正比关系增加,改善电机输出转矩。改善电机低速输出转矩不足技术,使用"矢量控制",可以使电机低速,如(无速度传感器时)1Hz(对4极电机,其转速大约为30r/min)时输出转矩可以达到电机50Hz供电输出转矩(最大约为额定转矩150%)。常规V/F控制,电机电压降电机速度降低而相对增加,这就导致励磁不足,而使电机不能获足够旋转力。补偿这个不足,变频器中需要提高电压,来补偿电机速度降低而引起电压降。变频器这个功能叫做"转矩提升"(*1)。转矩提升功能是提高变频器输出电压。提高很多输出电压,电机转矩并不能和其电流相对应提高。 电机电流包含电机产生转矩分量和其它分量(如励磁分量)。"矢量控制"把电机电流值进行分配,确定产生转矩电机电流分量和其它电流分量(如励磁分量)数值。"矢量控制"可以对电机端电压降响应,进行优化补偿,不增加电流情况下,允许电机产出大转矩。此功能对改善电机低速时温升也有效。
变频器制动情况:
*1: 制动概念:指电能从电机侧流到变频器侧(或供电电源侧),这时电机转速高于同步转速.负载能量分为动能和势能. 动能(由速度和重量确定其大小)物体运动而累积。当动能减为零时,该事物就处停止状态。机械抱闸装置方法是用制动装置把物体动能转换为摩擦和能消耗掉。变频器,输出频率降低,电机转速将跟随频率同样降低。这时会产生制动过程. 由制动产生功率将返回到变频器侧。这些功率可以用电阻发热消耗。用于提升类负载,下降时, 能量(势能)也要返回到变频器(或电源)侧,进行制动.这种操作方法被称作"再生制动",而该方法可应用于变频器制动。减速期间,产生功率不热消耗方法消耗掉,把能量返回送到变频器电源侧方法叫做"功率返回再生方法"。实际中,这种应用需要"能量回馈单元"选件。
怎样提高制动能力?
用散热来消耗再生功率,需要变频器侧安装制动电阻。改善制动能力,不能期望靠增加变频器容量来解决问题。请选用"制动电阻"、"制动单元"或"功率再生变换器"等选件来改善变频器制动容量
3. 当电机旋转速度改变时,其输出转矩会怎样?
*1: 工频电源由电网提供动力电源(商用电源)
*2: 起动电流当电机开始运转时,变频器输出电流变频器驱动时起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动。
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