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变频器在电机启动与调速中的应用

变频器在电机启动与调速中的应用

点击数:7522 次   录入时间:03-04 11:47:46   整理:http://www.55dianzi.com   变频器基础
  二、三相异步电动机启动与调速随着电动机的广泛应用,电机的启动和调速越来越显得重要。电动机的启动过程的大电流和大冲击历来是个不安全因素,设计人员根据电机原理给出了一系列的软启动方法,比如降压启动、Y―△启动、串电阻启动等,最终选择了变频启动。电动机调速也一样,也经历了一个从调压调速、变极调速、电磁转差离合调速等传统方法到变频调速的过程。

  电机转速不仅取决于负载扭矩,而且取决于电机的级数和供电频率,F=PN/60,N为同步速度;带有负载的电机转速比电机的同步速低,转差率表示差别程度;电机输出扭矩不是固定不变的,是跟随着负载扭矩变化的,电机转速也是随负载变化而变化;电机电流也是随负载变化而变化的,空载电流一般为额定电流的50%,低转速时电流较大;电机的额定扭矩不是电机的输出扭矩,而是电机在额定转速、连续运转时所允许的负载扭矩;2.变频启动电机的情况变频启动电机时为了减小启动电流,采用了低频启动,同时启动扭矩也减小,这就是平缓启动。

  变频器启动要注意以下几个概念:由于变频器输出加到电机上的电压的波形,不是正弦波,而是畸波,所以,在额定扭矩下的电机电流比工频是多出10%左右,同时电机温度有提高;变频器输出的电压要随电机的转速的变化而变化。因为通过变频进行电机调速,如电压不变,电机的磁通就会增加(磁饱和)电机的电流就要增大,电机过热,有可能烧毁。

  所以为保持磁通为一常数,电压要随频率的变化而变化;变频器不能输出高于供电电源的输出电压,所以在高频时,输出电压是恒定的;引入标准电机的概念,也就是常说的变频电机,是专为变频器设计的,标准电机按理论可以在120HZ下运行三、电动机与变频器的匹配首先,什么是变频器的容量,可以从以下几方面来理解:在电动机提速或恒速时,变频器的效能是输出电流,也就是变频器能够给电机提供多少电流。变频器这种输出电流的效能可以由它的额定输出电流或过载能力来表示;在电动机减速运行时,由于变频器的减速操作使其驱动的电动机变成了发电机,能量的流动是从电动机流向变频器,同变频器提速和恒速运行时相反。变频器这时的作用是要消耗这些能量。减速时电动机负载返回的部分能量由电动机消耗,而其余部分则由变频器来消耗。

  另外,由于电动机及电动机负载返回的能量会使变频器的端电压升高,当电压升高到一特定值时,就会又产生再生能量消耗或直接返回到供电电源侧。

  选择变频器容量时要注意:首先,变频器的容量应该与其驱动的电动机的容量相匹配,另外,变频器的选择要依据电动机的负载特性、运行方式等情况来决定。

  然后,再具体的分析就是根据机械侧要求的电机转速、加速扭矩、减速扭矩、电机扭矩等,以及电机电流、电机的冷却系数等检验项目来确定。其中,重点要适合启动时最大扭矩的要求,电动机启动点要满足电动机输出扭矩大于负载扭矩;加速过程的扭矩的要求,电动机的输出扭矩必须小于电动机加或减速时的所需负载扭矩;减速过程的再生制动的要求(散热)电机的温升的要求,电机绝缘的等级等,变频器的再生制动扭矩由减速时的电动机损耗和变频器损耗来确定。这里,在变频器的具体选择中要注意以下几点:为了增加变频器的加速能力和启动扭矩,可以在变频器的参数中加大它的扭矩提升值或增加变频器的容量;为了增加变频器的再生制动扭矩,以改善变频器的减速性能,可以采用增加变频器的容量。

  变频器的高次谐波的干扰问题一直是其质量品质的一个重要指标。因为在像电厂这样技术密集的生产现场,各种计算机控制的系统比比皆是,通讯、影象等等,都不能受到高频的干扰,所以,干扰问题是变频器唯一的缺憾。

  高次谐波定义为基频(通常为电源频率)倍数的频率,单个基波与几个高次谐波组合一起就产生了畸变波,简称畸波。变频器中的整流器、AC电源校正器等是高次谐波源电源分配系统有了高次谐波问题时,谐波电源不是普通的工频电源,而是一个谐波源。电源谐波不仅是由变频器独有的,而是大多数电子设备共有的问题,是个社会问题,我们必须正视这个现实。

  从以上变频器的工作原理分析来看,只要变频就不能避免高频谐波,也就肯定产生干扰,关键是如何进行抑制。

  变频器生产厂商都在变频器中加装了自己的抑制装置,概括起来有这么几种:应用高功率因数变频器,靠自身完成谐波的衰减;在变频器电源侧加装AC电抗器,增加阻抗,以抑制谐波;()在变频器DC电路中安装DC电抗器,增加阻抗,以抑制谐波;以上是变频器自身的抑制,可是对于安装完后己有明显干扰现象的现场,除了更换外,还应采取一定的补救措施。

  高次谐波的对外干扰主要有两个方面:一是空间电波干扰;二是电路内的高次谐波的干扰。

  对于空间电波干扰,这个好处理,简而言之就是外加屏蔽。难以处理的是电路内的谐波干扰。实际上前面给出的抑制措施就是针对这一干扰的。

  对于电路内的谐波干扰,只能进行衰减处理。这个过程的关键是谐波的测量与计算。因为现场条件有限,谐波又只能是逐级衰减的,所以,在现场可以进行电抗器试验,检出适合的电抗器进行安装滤波。当然这是最原始的处理方法,最好是把不合格的变频器进行更换。现在,各变频器制造厂在产品出厂时都进行干扰测试,而且国际上有一个变频器等电子设备的高频干扰合格标准,这都便于使用者选择。

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