内反馈斩波调速装置是由液态软启动器,整流器,斩波器和有源逆差变器组成的。此外,装置内还有旁路开关及输入滤波器,输出滤波器和功率因数电容补偿。我公司生 产的SN6100系列内反馈斩波调速装置中整流器、斩波器、逆变器均采用模块结构,而且斩波器和逆变器都采用IGBT元件。下面对调速原理作简单分析。
转子电流经整流器整流后,变换成脉动直流电流后,再经过限流电抗器L送到斩波器,斩波器是由IGBT元件和二极管,电容器等组成的,其中IGBT 作周期性导通和关断动作,如图(3)所示,在t1期 间,IGBT关断。
当IGBT导通时,电动机转子电流被IGBT经由限流电抗器L短路(电抗器串联在整流器的输出端),其回路电流随时间上升,此时电机的转速也趋向于上升。当IGBT关断时,储藏在电抗器中的能量使IGBT两端的电压升高并经过二极管使电容器充电。由于斩波器后边的阻抗较大,所以转子电流将随时间下降,此时电机的转速也趋向于下降。电容器上的能量加到由6只IGBT组成的有源逆变器,将电流重新变换成交流电并经过LC滤波器滤波后反馈到电动机定子的附加绕组。当IGBT不断地导通和关断时,转子电流平均值为ICP1,由此确定了电动机的转速为N1。
当改变IGBT的关断时间为t2时,转子电流的平均值达到ICP2,电动机的对应转速为N2。将IGBT导通时间与导通关断周期时间的比用K来表示,并称K为占空比,可见当改变斩波器的占空比K时,可以改变通过斩波器回路的电流大小,从而改变了电动机的转速。
如果斩波器IGBT持续导通,则转子电流达到最大值(其大小决定于负载转矩的大小),电机转速为最高;如果斩波器IGBT持续关断,转子电流被整流后全部加到逆变器并反馈到电动机附加绕组,这时电动机将具有最低的转速(最低的转速数值由转子绕组电压,反馈电压以及逆变器的逆变角等数据确定);这种方法,一方面当改变斩波器输出电压时,改变了电动机的转速,另一方面,通过逆变器将电动机的转差能量反馈到电动机的反馈绕组,从而提高了机组的效率。
调速系统的转速表达式:n = n0 [1- K ( U2 / E20 ) cos βmin ] 式中
E20 ----- 转子开路电动势(相间)
U2 ---- 电动机反馈绕组电压(相间)
由式可见,只要改变占空比K的大小,即能改变电动机的转速。
内反馈斩波调速装置主要是由液态软启动,整流器,斩波器,逆变器组成的。此外,装置门上装有中文液晶触摸屏。
1.“本机/远方”操作选择功能
装置具有“本机/远方”操作选择功能,使用者可以根据情况进行选择。“本机/远方”操作选择开关设在触摸屏的基本窗口。当此开关位置在“本机”操作时,可以在触摸屏上实现高压断路器的合闸和分闸、电动机转全速和转调速、以及电机转速的调整;当此开关位置在“远方”操作时,可以通过远方的无源触点(如DCS的输出接点)实现高压断路器的合闸和分闸、电动机转全速和转调速、以及电机转速的调整。为了便于查询,当操作人员改变选择时,将被记录下这个信息。
2. “手动/自动”控制选择功能
装置具有“手动/自动”控制选择功能,使用者可以根据情况进行选择。为了便于查询,当操作人员改变选择时,将被记录下这个信息。“手动/自动”控制选择开关设在触摸屏的基本窗口。当此开关位置在“手动”位置时,可以在触摸屏上按压 +/- 按钮来调整斩波器的占空比,即改变电动机转速。当“手动/自动”开关指向“自动”位置时,可以从外部输入4-20mA 电流来调整斩波器的占空比,即改变电动机转速。
3. 联锁操作
(1) 调速装置可以选择在机柜触摸屏上操作或中央控制室操作; (2) 出口电动门开/关与装置启动/停止联锁;
4. 自动调节压力(或流量)
(1) 当选择装置自动调速运行时,装置接受4-20 ma由压力变送器信号通过DCS系统所给定的转数、数据实现自动调速; (2) 当选择装置全速运行时,电动机转速为额定转速;
5. 旁路运行
当调速装置内部发生故障时,装置自动转为全速运行并发出就地和远方报警信号;此后,可由人工操作将装置退出运行,电动机继续运行。这样,就可对装置进行维修。
1.工作方式:软起动、全速运行、PWM斩波调速、连续运行;
2.调速范围:额定转速的(0--100%和50%--100%),连续可调;
3.装置效率:≥98%;
4.启动电流:启动时定子电流小于1.5IN;
5.功率因素:不低于0.9滞后;
6.系统谐波失真:小于4%;
7.静态闭环精度3%;
8.逆变器过载能力:125%10分钟,150%60秒;
9.转速控制信号:自动调速时接受4—20ma信号;
10.控制开关量输入输出:可按用户要求扩展;
11.远方操作I/O:就地/远方操作可选,远方操作适应DCS系统(无源接点);远方操作内容为(干接点):远方启动;远方转调速;
远方转全速;远方停车。装置备好;装置全速运行;装置调速运行;装置故障。
12.噪音:前方1米外A特性70db 控制电源:3*380/220V,
13.控制电源容量2KVA,控制电源中断时双回路切换,保证装置正常运行;
14.保护功能和自诊断能力:缺相、短路、过载、过流、过压、欠流、欠压、超温等保护齐全;
15.故障自诊断和声光报警功能;1000次事件记录,随时可查询事故或误操作信息;
16.故障应对能力及旁路性能:无斩波器失控故障,无逆变器颠覆故障,电网电压波动0.5秒,装置不受影响。本装置故障时自动平滑过 渡到电动机全速运行,过渡时间10-30秒可调,保证风门及阀门调节器的有效响应。故障检修不影响电动机全速运行。
17. 冷却方式:强制风冷
18.环境温度:-10℃-40℃
19.相对湿度:95%以下(不结露)
20.防护等级:IP23
21.装置颜色:浅灰或满足用户要求
22.海拔高度:1000米
本文关键字:技术 变频器基础,变频技术 - 变频器基础
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