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            高壓變頻器基本知識

            供稿:中國工控網 2016/2/18 15:40:30

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            • 關鍵詞: 高壓變頻器
            • 摘要:本文對高壓變頻器的分類、具體工作原理及相關保護功能做了詳細介紹。

               

              高壓變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。隨著現代電力電子技術和微電子技術的迅猛發展,高壓大功率變頻調速裝置不斷地成熟起來,原來一直難于解決的高壓問題,近年來通過器件串聯或單元串聯得到了很好的解決。


            1、電壓源型與電流源型高壓變頻器的區別

              變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓源型和電流源型。電壓源型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器,直流回路的濾波元件是電容;電流源型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,其直流回路濾波元件是電感。

            2、為什么變頻器的輸出電壓與頻率成比例的改變

              異步電動機的轉矩是電機的磁通與轉子內流過的電流之間相互作用而產生的,在額定頻率下,如果電壓一定而只降低頻率,那么磁通就過大,磁回路飽和,電機電流增大,嚴重時將燒毀電機。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時控制變頻器的輸出電壓,使電動機的磁通保持一定,避免磁飽和現象的產生。這就是VVVF的定義。這里的電壓指的是電機的線電壓或者相電壓的有效值。

            3、電動機使用工頻電源驅動時,電壓下降則電流增加;對于變頻器驅動,如果頻率下降時電壓也下降,那么電流是否增加

              頻率下降(低速)時,如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉矩一定的條件下,電流幾乎不變。

            4、采用變頻器運轉時,電機的起動電流、起動轉矩怎樣

              采用變頻器運轉,隨著電機的加速相應提高頻率和電壓,起動電流被限制在150%額定電流以下(根據機種不同,為125%~200%)。用工頻電源直接起動時,起動電流為6~7倍,因此,將產生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動轉矩為70%~120%額定轉矩;對于帶有轉矩自動增強功能的變頻器,起動轉矩為100%以上,可以帶全負載起動。

            5、V/f模式是什么意思

              頻率下降時電壓V也成比例下降,這個問題已在回答4說明。保持V/f比恒定控制是異步電機變頻調速的最基本的控制方式,它在控制電機的電源頻率變化的同時控制變頻器輸出的電壓,并使二者之比V/f為恒定,從而使電機的磁通保持恒定。在電機額定運行情況下,電機的定子電阻和漏抗的電壓降比較小,電機的端電壓和電機的感應電勢近似相等。

              V/f比恒定控制存在的主要問題是低速性能較差。其原因一是低速時異步電機定子電阻電壓降所占比例變大,已不能忽略,不能再認為定子電壓和電機感應電勢近似相等,仍按V/f比一定控制已不能保持電機磁通恒定。電機磁通的減小必然造成電機的電磁轉矩減小;另外變頻器功率器件的死區時間也是影響電機低速性能的重要原因,死區時間造成電壓下降同時還會引起轉矩脈動,在一定條件下還會引起轉速、電流的振蕩。

              V/f比恒定控制常用于通用變頻器上。這類變頻器主要用于風機、水泵的調速功能,以及對調速范圍要求不高的場合。V/f比恒定控制的突出優點是可以進行電機的開環速度控制。

            6、按比例地改V和f時,電機的轉矩如何變化

              頻率下降時完全成比例地降低電壓,那么由于交流阻抗變小而電阻不變,將造成在低速下產生的轉矩有減小的傾向。

              因此,在低頻時給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定的起動轉矩,這種補償稱增強起動。可以采用各種方法實現,有自動進行的方法、選擇V/f模式或調整電位器等方法。

            7、所謂開環是什么意思

              給所使用的電機裝設速度傳感器,將實際轉速反饋給控制裝置進行控制的,稱為“閉環”,不用速度傳感器運轉的就叫作“開環”,通用變頻器多為開環方式。

            8、高壓變頻器自身的保護功能

              輸出過載、輸出過流、電網過電壓、電網欠電壓、電網失電、直流母線過電壓、直流母線欠電壓、變壓器過熱、缺相、控制電源掉電、驅動故障、功率器件過熱、散熱風機故障、外部給定掉線、接地故障、光纖故障等等。


            審核編輯(王靜)
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