一、变频器在桥式起重机上的应用
桥式起重机变频调速一般用在提升机构和小车横向运动机构,由变频电机、变频器、控制器件及线路保护开关等组成。为了防止变频器对外界的干扰和提高电机控制的精度,在变频器周围配有AC/DC电抗器、制动单元及制动电阻、滤波器等。还在起升机构的变频电机内配备有光电旋转编码器,以提高调速精度和响应速度。同时控制器件采用PLC与继电器相结合,提高控制系统可靠性。
二、变频器的结构与谐波的产生
变频器可分为间接和直接变频两大类。间接变频将工频电流通过整流器变成直流,然后再经过逆变器将直流变换成可控频率的交流电。间接变频有三种不同形式:
(1)用可控整流器变压,用逆变器变频,两者要在控制电路上协调配合;(2)变频器整流用斩波器,用脉宽调压,逆变器变频;(3)用不控整流器整流,PWM逆变器同时变频,这种变频器只有采用可控关断的全控式器件(如IGBT等)输出波形才是正弦波。
在逆变电路中,对电压型电路输出电压是矩形波;电流型电路输出电流是矩形波。矩形波中含有较多的谐波,对负载有不利影响。
三、谐波的危害
变频器的干扰对容量大的电力系统影响不明显,但对于容量小的系统,谐波产生的干扰不可忽视,它对公用电网是一种污染,并对其它系统产生如下危害。
1.谐波使电网的元件产生附加谐波损耗,降低了发电、输电及用电设备的使用效率;大量的三次谐波流过中线时会使线路过热甚至发生火灾。
2.谐波影响各种电气元件的正常工作。使用变频器的容量较大或数量较多时,产生的高次谐波干扰可使其它设备误动作。根据英国的ACE报告,各种对象对高次谐波的敏感程度如下:
(1)电动机,在10%~20%以下无影响;(2)仪表,电压畸变10%,电流畸变10%,误差在1%以下;(3)电子开关,超过10%产生误动作;(4)计算机,超过5%会出错。
3.谐波会引起电网局部的并联谐振和串联谐振,从而放大谐波,危害增加,甚至引起严重事故。
4.谐波会对临近的通信系统产生干扰,导致通信质量降低、信息丢失、微处理器的系统程序运行失控,使通讯系统无法正常工作。
变频器的干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分传导、电磁辐射、感应耦合。
1.电路耦合方式。由于输入电流为非正弦波,当变频器的容量较大时,将使电网电压产生畸变,影响其他设备工作,同时输出端产生的传导干扰使直接驱动的电机铜损、铁损大幅增加,影响了电机的运转特性。显然,这是变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。
2.感应耦合方式。当变频器的输入电路或输出电路与其他设备的电路挨得很近时,变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其他设备中。
感应的方式又有两种即电磁感应和静电感应。
3.幅射方式。即以电磁波方式向空中幅射,这是频率很高的谐波分量的传播方式。