1 .2.4变频器参数选择根据电动机的电压、电流、功率选择变频器的参数。
⑴电流。电动机的额定电流是指正弦50Hz电源的电流,而变频器标定的额定电流输出是指锯齿正弦包络线的电流,而且这个电流是按4极电动机计算的,因此在电流选择时必须考虑I变=1.1I电,对于多极电动机必须检验变频器的电流是否足够。
⑵电压。有单相V ,三相380V等的变频器,也有高压6kV/10kV变频器,这要根据电动机的电压而定。
⑶现在变频器表示的容量,是指适配电动机容量,但要根据负载的性质而定,最好采用大一级的容量。
1 .2.5选择变频器用的逆变元件变频器最关键的逆变元件与变频器的性能密切相关。现在市面上国外生产的变频器逆变元件有以下几种:⑴逆变元件为电力晶体管的GTR.这种逆变元件是电流驱动、发热量大、体积大、噪音大、调制频率低,但价格较便宜,是淘汰产品,但在市面上流行。
⑵绝缘栅极双极晶体管IGBT.这种逆变元件为电压驱动、发热小、体积小、调制频率高,噪音低,是较为理想的产品,也是目前较为先进的商品。
⑶逆变元件智能功率模块IPM.这种逆变元件在TGBT的芯片上把驱动电路和保护电路集成在一个芯片上的智能化功率模块(IPM),可靠性高、体积很小、噪音低、是世界最先进产品,但目前功率只做到55kW.
2存在问题无论哪种型式的变频器所提供的变频电源,都有大量的高次谐波,使电机处于非正弦波和非工频下运行,而以往的电机又是按正弦波、工频电源设计的,因此在变频器电机系统中运行的电机便出现了许多问题。
⑴损耗增加、效率降低。定子电流中迭加的高次谐波使定子铜损增加,而转子导条尺寸较大,转子中的高频电流所引起的集肤效应可使转子电阻的损耗增加许多倍,增加了转子铜损。与此相应,电机的效率也有所降低,输出功率有所减少。据1台kW ,4极电机温升实验表明,在温升相同时,逆变的供电输出功率为一般电机的87 .
⑵转矩脉冲、振动、噪声增加。电机齿槽引起的空间高次谐波和变频器波形畸变产生的时间高次谐波相互迭加,使电机气隙中的磁通含有各种高次谐波,这些谐波将使电机的输出转矩脉动的影响更为明显,致使电机转速不均而有步进感。当电机的某些部分由于高次谐波转矩的激发而发生局部共振时,将导致电机振动、噪声增加。
⑶电机温升高。一般电机的冷却都是通过与转子同轴的风扇实现的。而变频调速的电机在低速运转时,冷却效果降低,致使电机温升明显偏高,甚至会超过F级绝缘的允许温升。
⑷电机过电压。逆变器换流时可产生冲击尖峰电压,这将引起电机绕组的过电压。
3结语为了获得良好的变频调速系统,设计时在正确选择变频器的同时,还必须考虑变频器谐波对电机产生的不良影响,并采取相应的对策,否则传动系统便不能可靠地运行,甚至影响生产。
〔1〕陈延镖。钢铁企业电力设计手册〔M〕。冶金工业出版社, 1996.
〔2〕刘竞成。交流调速系统〔M〕。上海交大出版社, 1984.
〔3〕吕润馀。电力系统高次谐波〔M〕。中国电力出版社, 1999.
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