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软起动器和变频器的时分多机复用技术及

软起动器和变频器的时分多机复用技术及

点击数:7656 次   录入时间:03-04 11:41:32   整理:http://www.55dianzi.com   应用案例

软起动器和变频器是随着半导体技术和电力电子技术的发展而出现的现代智能电气装置,广泛地应用在交流电力拖动设备中。它们的出现,使鼠笼式异步电动机的起动性能得到了极大的改善,也使电动机的调速不必再依赖昂贵的直流电机和交流串激调节方式。其优良性能和高度可靠性,受到了人们的普遍青睐。

  但同时它们不菲的价格,也给它们的推广应用带来了一些障碍。一般情况下非到万不得已,人们不会舍弃简易而廉价的Y―起动或自耦降压起动等方法而采用软起动器和变频器。

  在某些极端的情况下,有些工程技术人员一味的追求技术先进,不考虑经济效益,使得软起动器和变频器的应用失去效用和意义。比如,不必频繁起动的设备,各自配备一台软起动器,起动后长期工作在额定转速之下;又如,并列工作的数台机器,各自用一台变频器同时调节,其调节精度难以达到控制要求。研宄它们的运作不难发现,软起动器和变频器的实际工作时间,只占设备工作时间的极少一部分,而99%以上的时间都在闲置。这意味着其能力只发挥了微不足道的一小部分作用,而这种能力上的浪费,直接后果就是投资上的浪费。

  笔者意识到其中的巨大潜力,又受到网络通讯有关技术的启发,遂提出时分多机复用的技术概念,并根据自己多年的工作经验,设计了应用范例和电路。

  1时分多机复用的概念及其产生时分多机复用就是一台主机分时段为多台设备轮流服务。常见的空调机是一台室外机(压缩制冷机和冷凝器)带两台室内机(风机和蒸发器)的一拖二,以及工业上一台变频器同时拖带多台电动机。与上面所不同是时分多机复用是将主机剩余(时间上的剩余而非空间上的剩余)的能力,在不同的时间分配给不同的设备使用。

  时分多机复用的灵感来自通讯上的多路复用技术一即一个信道同时传输多路信号。采用多路复用技术在进行远距离传输时,可以大大节省线路的安装和维护费用。

  最常用的多路复用技术有两种:频分多路复)和时分多路复用(TDM)频分多路复用适用于模拟信号的传输,电话和闭路电视都用该技术传输。如果一双绞线的带宽可以达到100kHz,而电话信号需占带宽约3 100Hz,贝其可同时传输100+3.1 >32路电话。而一同轴电缆的可用带宽达到470MHz―个电视频道所占的带宽为6MHz,从50MHz起开始传输的话,则同轴电缆可同时传输70个频道的电视节目。

  时分多路复用适用于数字信号的传输。由于信道的位传输率超过每一路信号的数据传输率,因此可将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用。每一时间片由复用的一个信号单独占用,在规定的时间内,多个数字信号都可按要求传输到达,从而也实现了一条物理信道上传输多个数字信号。假设每个输入的数据比特率是9. 6kbit/s,线路的最大比特率为76.输8路信号。

  同样,若简单地以软起动类比,一般设备的起动时间为5~10秒,则一台专供起动用的软起动器,不计切换时间,在8小时内可以为2 880台电动机起动服务。

  2时分多机复用技术应用时的注意事项时分多机复用是由多种设备组成的一个系统,必须由各子系统或各组成部分协调工作,系统才能正常运行。根据笔者的经验,时分多机复用技术在具体应用时,应该注意以下几个事项:2.1软起动器或变频器的容量选择与同一时间空间上的一拖多应用原理不同,软起动器或变频器的容量选择不是取所有拖动电机容量之和。如果不讨论其他因素,其容量略大于最大一台电动机即可。但不得不考虑以下几点:电网电压的波动一电网电压与电动机的工作电流成反比;软起动器或变频器分时投用时的频繁起动一虽有限制起动电流的功能,但仍要比正常工作电流大许多;半导体电力电子元件的电压/电流上升率的限制一因反复工作,软起动器或变频器的温升会使du/dt和di/dt的容限下降过大的du/dt和di/dt易造成可控娃和大功率晶体管损坏。

  所以实际应用时应选单体最大负载的1.5 ~2倍容量的软起动器或变频器。

  2.2软起动器或变频器防止输出端加载反向电压实际经验告诉我们,在软起动器或变频器的电源侧未加电压的情况下,负载侧绝不允许加电压,即所谓的加反向电压,因为这极易造成可控硅、晶体管和IGBT的损坏,笔者已有这方面的教训。在电路控制中,如果不是先切断电动机侧的接触器,也不是通过控制电路正常停机,而是直接切断软起动器或变频器电源侧的开关或接触器,则运转中的电动机的反电势就会加到它的负载侧,造成软起动器或变频器的损坏。所以在设计电路时(不论是继电器还是PLC控制电路),务必要加以防止。

  2.3时分多机复用保护电路的设计多机复用的保护,需要兼顾软起动器与变频器和电动机两个方面。尽管软起动器或变频器每次只拖动一台电机,似乎通过的是同样的电流,但其实两者的结构性能不同,保护的原理和要求也不同。

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