Ntkxhc機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化課程論文

1、PAGE 生命是永恒不斷的創(chuàng)造，因?yàn)樵谒鼉?nèi)部蘊(yùn)含著過(guò)剩的精力，它不斷流溢，越出時(shí)間和空間的界限，它不停地追求，以形形色色的自我表現(xiàn)的形式表現(xiàn)出來(lái)。泰戈?duì)柺褂米冾l電動(dòng)機(jī)機(jī)時(shí),變頻器器與減速器的的作用.變頻頻器是通過(guò)改改變電動(dòng)機(jī)的的頻率來(lái)改變變電動(dòng)機(jī)同步步轉(zhuǎn)速的,使使用公式:nn=60*ff/p. nn-電動(dòng)機(jī)機(jī)同步轉(zhuǎn)速,f-電源源頻率,p電動(dòng)機(jī)磁磁極對(duì)數(shù).(對(duì)于異步電電動(dòng)機(jī),我們們暫不考慮轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)差率). 所以,第一一,通過(guò)改變變變頻器的供供電頻率,我我們可以得到到很平滑的電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速.第二,電動(dòng)動(dòng)機(jī)的電源(電壓,電流流等)是由變變頻器直接提提供的,也就就免除了電網(wǎng)網(wǎng)供電時(shí)的干干擾(比如電電壓變化大

2、).其實(shí)兩種用法都都是一樣，目目的都是一樣樣的是變頻調(diào)調(diào)速控制企企業(yè)做的是利利潤(rùn)最大化，這這要根據(jù)客戶戶所需！在一一些條件允許許的情況下，我我是指客戶與與企業(yè)達(dá)到共共識(shí)，變頻器器和變頻電機(jī)機(jī)組合控制調(diào)調(diào)速比較好，控控制使用效果果和性能表現(xiàn)現(xiàn)出色但其其代價(jià)比變頻頻器和普通電電機(jī)控制高，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單說(shuō)變頻電電機(jī)是普通電電機(jī)的兩倍價(jià)價(jià)格，這是一一方面原因，如如果客戶所用用的要求不高高，轉(zhuǎn)速要求求比較高的情情況下，可以以直接使用普普通電機(jī)加變變頻器就可以以這就需要要了解貴司不不用的產(chǎn)品所所要求的這這也是原因之之一，總的來(lái)來(lái)說(shuō)，貴司的的電氣控制設(shè)設(shè)計(jì)人員對(duì)變變頻器是很了了解的所以以才會(huì)根據(jù)不不同需要來(lái)設(shè)設(shè)計(jì)圖

3、紙，也也就出現(xiàn)你所所看到的結(jié)果果！有一點(diǎn)是是要說(shuō)明的，變變頻器加普通通電機(jī)，在這這里，有了變變頻器就可以以與普通電機(jī)機(jī)組合成變頻頻調(diào)速，但低低速時(shí)對(duì)普通通電機(jī)后面風(fēng)風(fēng)機(jī)的散熱不不好同時(shí)也也另一些問(wèn)題題出現(xiàn)歡迎迎到我的空間間看看！一、基頻參數(shù)的的概念 基頻以下，變變頻器的輸出出電壓隨輸出出頻率的變化化而變化，VV/F=常數(shù)數(shù)，適合恒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性性。 基頻以以上，變頻器器的輸出電壓壓維持電源額額定電壓不變變，適合恒功功率負(fù)載特性性。 二、如如何設(shè)置基頻頻 基頻參數(shù)數(shù)設(shè)置應(yīng)該以以電動(dòng)機(jī)的額額定參數(shù)設(shè)置置，而不能根根據(jù)負(fù)載特性性設(shè)置，即使使電動(dòng)機(jī)選型型不適合負(fù)載載特性，以必必須盡量遵循循電動(dòng)機(jī)的參參

4、數(shù)，否則，容容易過(guò)流或過(guò)過(guò)載。 例如如：如果電機(jī)機(jī)的額定工作作頻率為500HZ，基頻頻應(yīng)設(shè)置為550HZ；如如果電機(jī)的額額定工作頻率率為60HZZ，基頻應(yīng)設(shè)設(shè)置為60HHZ；如果電電機(jī)的額定工工作頻率為1100HZ，基基頻應(yīng)設(shè)置為為100HZZ。 如果電電動(dòng)機(jī)選擇專專用的交流變變頻電機(jī)，電電機(jī)一般都標(biāo)標(biāo)注恒轉(zhuǎn)矩、恒恒功率調(diào)速范范圍。如果標(biāo)標(biāo)注51000HZ為恒恒轉(zhuǎn)矩，10001500HZ為恒功功率，基頻應(yīng)應(yīng)該設(shè)置為1100HZ。 二、基頻設(shè)設(shè)置的注意點(diǎn)點(diǎn) 基頻參數(shù)數(shù)直接反映變變頻器輸出電電壓和輸出頻頻率的關(guān)系，如如果設(shè)置不當(dāng)當(dāng)容易造成電電動(dòng)機(jī)的過(guò)流流或過(guò)載。如如圖2所示，一一臺(tái)交流電動(dòng)動(dòng)機(jī)的額

5、定工工作頻率為550HZ，額額定電壓3880V。 如如果變頻器的的基頻設(shè)置低低于50HZZ（如基頻11），V/FF比例高，同同等頻率的輸輸出電壓高，輸輸出電流高，在在啟動(dòng)時(shí)，容容易造成過(guò)流流。 如果變變頻器的基頻頻設(shè)置高于550HZ（如如基頻2），VV/F比例低低，同等頻率率的輸出電壓壓低，輸出電電流低，在啟啟動(dòng)時(shí)，容易易造成無(wú)法啟啟動(dòng)而過(guò)載。 常用變頻器器在使用中，是是否能滿足傳傳動(dòng)系統(tǒng)的要要求，變頻器器的參數(shù)設(shè)置置非常重要，如如果參數(shù)設(shè)置置不正確，會(huì)會(huì)導(dǎo)致變頻器器不能正常工工作。 參數(shù)數(shù)設(shè)置 常用用變頻器，一一般出廠時(shí)，廠廠家對(duì)每一個(gè)個(gè)參數(shù)都有一一個(gè)默認(rèn)值，這這些參數(shù)叫工工廠值。在這這些參

6、數(shù)值的的情況下，用用戶能以面板板操作方式正正常運(yùn)行的，但但以面板操作作并不滿足大大多數(shù)傳動(dòng)系系統(tǒng)的要求。所所以，用戶在在正確使用變變頻器之前，要要對(duì)變頻器參參數(shù)時(shí)從以下下幾個(gè)方面進(jìn)進(jìn)行： （11）確認(rèn)電機(jī)機(jī)參數(shù)，變頻頻器在參數(shù)中中設(shè)定電機(jī)的的功率、電流流、電壓、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、最大頻頻率，這些參參數(shù)可以從電電機(jī)銘牌中直直接得到。 （2）變頻頻器采取的控控制方式，即即速度控制、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)距控制、PPID控制或或其他方式。采采取控制方式式后，一般要要根據(jù)控制精精度，需要進(jìn)進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)動(dòng)態(tài)辨識(shí)。 （3）設(shè)定定變頻器的啟啟動(dòng)方式，一一般變頻器在在出廠時(shí)設(shè)定定從面板啟動(dòng)動(dòng)，用戶可以以根據(jù)實(shí)際情情況選擇啟動(dòng)動(dòng)方式，可以

7、以用面板、外外部端子、通通訊方式等幾幾種。 （44）給定信號(hào)號(hào)的選擇，一一般變頻器的的頻率給定也也可以有多種種方式，面板板給定、外部部給定、外部部電壓或電流流給定、通訊訊方式給定，當(dāng)當(dāng)然對(duì)于變頻頻器的頻率給給定也可以是是這幾種方式式的一種或幾幾種方式之和和。正確設(shè)置置以上參數(shù)之之后，變頻器器基本上能正正常工作，如如要獲得更好好的控制效果果則只能根據(jù)據(jù)實(shí)際情況修修改相關(guān)參數(shù)數(shù)。回答者： HYPERLINK /?business&aid=6&un=ivangelis#2 l 2 ivvangellis通過(guò)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行行回饋實(shí)現(xiàn)節(jié)節(jié)能。 我們們都知道電機(jī)機(jī)工作的工作作方式有兩種種：電動(dòng)和制制動(dòng)。在電機(jī)

8、機(jī)進(jìn)行制動(dòng)的的時(shí)候，它相相當(dāng)于是一臺(tái)臺(tái)發(fā)電機(jī)，變變頻器通過(guò)將將電機(jī)制動(dòng)狀狀態(tài)下發(fā)出的的電能回饋給給電網(wǎng)進(jìn)行利利用而實(shí)現(xiàn)節(jié)節(jié)能。 雖然然說(shuō)單個(gè)一臺(tái)臺(tái)電機(jī)進(jìn)行能能量的回饋對(duì)對(duì)節(jié)能的貢獻(xiàn)獻(xiàn)很小，但是是在工廠中工工作的電機(jī)往往往數(shù)量很多多，功率很大大，這樣，把把這些電機(jī)制制動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)的電電能都收集起起來(lái)回饋給電電網(wǎng)再進(jìn)行利利用，就能夠夠節(jié)約很多的的能源。變頻器是利用電電力半導(dǎo)體器器件的通斷作作用將工頻電電源變換為另另一頻率的電電能控制裝置置。我們現(xiàn)在在使用的變頻頻器主要采用用交直交交方式（VVVVF變頻或或矢量控制變變頻），先把把工頻交流電電源通過(guò)整流流器轉(zhuǎn)換成直直流電源，然然后再把直流流電源轉(zhuǎn)換成成頻率

9、、電壓壓均可控制的的交流電源以以供給電動(dòng)機(jī)機(jī)。變頻器的的電路一般由由整流、中間間直流環(huán)節(jié)、逆逆變和控制44個(gè)部分組成成。整流部分分為三相橋式式不可控整流流器，逆變部部分為IGBBT三相橋式式逆變器，且且輸出為PWWM波形，中中間直流環(huán)節(jié)節(jié)為濾波、直直流儲(chǔ)能和緩緩沖無(wú)功功率率。 變頻器器選型： 變變頻器選型時(shí)時(shí)要確定以下下幾點(diǎn)： 11) 采用變變頻的目的；恒壓控制或或恒流控制等等。 2) 變頻器的負(fù)負(fù)載類型；如如葉片泵或容容積泵等，特特別注意負(fù)載載的性能曲線線，性能曲線線決定了應(yīng)用用時(shí)的方式方方法。 3) 變頻器與與負(fù)載的匹配配問(wèn)題； II.電壓匹配配；變頻器的的額定電壓與與負(fù)載的額定定電壓相符

10、。 II. 電電流匹配；普普通的離心泵泵，變頻器的的額定電流與與電機(jī)的額定定電流相符。對(duì)對(duì)于特殊的負(fù)負(fù)載如深水泵泵等則需要參參考電機(jī)性能能參數(shù)，以最最大電流確定定變頻器電流流和過(guò)載能力力。 IIII.轉(zhuǎn)矩匹配配；這種情況況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)負(fù)載或有減速速裝置時(shí)有可可能發(fā)生。 4) 在使使用變頻器驅(qū)驅(qū)動(dòng)高速電機(jī)機(jī)時(shí)，由于高高速電機(jī)的電電抗小，高次次諧波增加導(dǎo)導(dǎo)致輸出電流流值增大。因因此用于高速速電機(jī)的變頻頻器的選型，其其容量要稍大大于普通電機(jī)機(jī)的選型。 5) 變頻頻器如果要長(zhǎng)長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí)時(shí)，此時(shí)要采采取措施抑制制長(zhǎng)電纜對(duì)地地耦合電容的的影響，避免免變頻器出力力不足，所以以在這樣情況況下，變頻器器容量要放

11、大大一檔或者在在變頻器的輸輸出端安裝輸輸出電抗器。 6) 對(duì)于于一些特殊的的應(yīng)用場(chǎng)合，如如高溫，高海海拔，此時(shí)會(huì)會(huì)引起變頻器器的降容，變變頻器容量要要放大一擋。 變頻器控制制原理圖設(shè)計(jì)計(jì)： 1) 首先確認(rèn)變變頻器的安裝裝環(huán)境； II.工作溫度度。變頻器內(nèi)內(nèi)部是大功率率的電子元件件，極易受到到工作溫度的的影響，產(chǎn)品品一般要求為為055，但為了保保證工作安全全、可靠，使使用時(shí)應(yīng)考慮慮留有余地，最最好控制在440以下。在控控制箱中，變變頻器一般應(yīng)應(yīng)安裝在箱體體上部，并嚴(yán)嚴(yán)格遵守產(chǎn)品品說(shuō)明書中的的安裝要求，絕絕對(duì)不允許把把發(fā)熱元件或或易發(fā)熱的元元件緊靠變頻頻器的底部安安裝。 III. 環(huán)境溫溫度。溫度

12、太太高且溫度變變化較大時(shí)，變變頻器內(nèi)部易易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)現(xiàn)象，其絕緣緣性能就會(huì)大大大降低，甚甚至可能引發(fā)發(fā)短路事故。必必要時(shí)，必須須在箱中增加加干燥劑和加加熱器。在水水處理間，一一般水汽都比比較重，如果果溫度變化大大的話，這個(gè)個(gè)問(wèn)題會(huì)比較較突出。 IIII.腐蝕蝕性氣體。使使用環(huán)境如果果腐蝕性氣體體濃度大，不不僅會(huì)腐蝕元元器件的引線線、印刷電路路板等，而且且還會(huì)加速塑塑料器件的老老化，降低絕絕緣性能。 IV. 振振動(dòng)和沖擊。裝裝有變頻器的的控制柜受到到機(jī)械振動(dòng)和和沖擊時(shí)，會(huì)會(huì)引起電氣接接觸不良?；椿窗矡犭娋统龀霈F(xiàn)這樣的問(wèn)問(wèn)題。這時(shí)除除了提高控制制柜的機(jī)械強(qiáng)強(qiáng)度、遠(yuǎn)離振振動(dòng)源和沖擊擊源外，還應(yīng)應(yīng)使用

13、抗震橡橡皮墊固定控控制柜外和內(nèi)內(nèi)電磁開(kāi)關(guān)之之類產(chǎn)生振動(dòng)動(dòng)的元器件。設(shè)設(shè)備運(yùn)行一段段時(shí)間后，應(yīng)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢檢查和維護(hù)。 V. 電磁磁波干擾。變變頻器在工作作中由于整流流和變頻，周周圍產(chǎn)生了很很多的干擾電電磁波，這些些高頻電磁波波對(duì)附近的儀儀表、儀器有有一定的干擾擾。因此，柜柜內(nèi)儀表和電電子系統(tǒng)，應(yīng)應(yīng)該選用金屬屬外殼，屏蔽蔽變頻器對(duì)儀儀表的干擾。所所有的元器件件均應(yīng)可靠接接地，除此之之外，各電氣氣元件、儀器器及儀表之間間的連線應(yīng)選選用屏蔽控制制電纜，且屏屏蔽層應(yīng)接地地。如果處理理不好電磁干干擾，往往會(huì)會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)無(wú)法工作，導(dǎo)導(dǎo)致控制單元元失靈或損壞壞。 2) 變頻器和電電機(jī)的距離確確定電纜和布布

14、線方法； I.變頻器器和電機(jī)的距距離應(yīng)該盡量量的短。這樣樣減小了電纜纜的對(duì)地電容容，減少干擾擾的發(fā)射源。 II. 控控制電纜選用用屏蔽電纜，動(dòng)動(dòng)力電纜選用用屏蔽電纜或或者從變頻器器到電機(jī)全部部用穿線管屏屏蔽。 IIII.電機(jī)電電纜應(yīng)獨(dú)立于于其它電纜走走線，其最小小距離為5000mm。同同時(shí)應(yīng)避免電電機(jī)電纜與其其它電纜長(zhǎng)距距離平行走線線，這樣才能能減少變頻器器輸出電壓快快速變化而產(chǎn)產(chǎn)生的電磁干干擾。如果控控制電纜和電電源電纜交叉叉，應(yīng)盡可能能使它們按990度角交叉叉。與變頻器器有關(guān)的模擬擬量信號(hào)線與與主回路線分分開(kāi)走線，即即使在控制柜柜中也要如此此。 IV. 與變頻器器有關(guān)的模擬擬信號(hào)線最好好選

15、用屏蔽雙雙絞線，動(dòng)力力電纜選用屏屏蔽的三芯電電纜（其規(guī)格格要比普通電電機(jī)的電纜大大檔）或遵從從變頻器的用用戶手冊(cè)。 3) 變頻頻器控制原理理圖； I.主回路：電電抗器的作用用是防止變頻頻器產(chǎn)生的高高次諧波通過(guò)過(guò)電源的輸入入回路返回到到電網(wǎng)從而影影響其他的受受電設(shè)備，需需要根據(jù)變頻頻器的容量大大小來(lái)決定是是否需要加電電抗器；濾波波器是安裝在在變頻器的輸輸出端，減少少變頻器輸出出的高次諧波波，當(dāng)變頻器器到電機(jī)的距距離較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)應(yīng)該安裝濾波波器。雖然變變頻器本身有有各種保護(hù)功功能，但缺相相保護(hù)卻并不不完美，斷路路器在主回路路中起到過(guò)載載，缺相等保保護(hù)，選型時(shí)時(shí)可按照變頻頻器的容量進(jìn)進(jìn)行選擇。可可以用

16、變頻器器本身的過(guò)載載保護(hù)代替熱熱繼電器。 II. 控控制回路：具具有工頻變頻頻的手動(dòng)切換換，以便在變變頻出現(xiàn)故障障時(shí)可以手動(dòng)動(dòng)切工頻運(yùn)行行，因輸出端端不能加電壓壓，固工頻和和變頻要有互互鎖。 4) 變頻器的的接地； 變變頻器正確接接地是提高系系統(tǒng)穩(wěn)定性，抑抑制噪聲能力力的重要手段段。變頻器的的接地端子的的接地電阻越越小越好，接接地導(dǎo)線的截截面不小于44mm，長(zhǎng)度度不超過(guò)5mm。變頻器的的接地應(yīng)和動(dòng)動(dòng)力設(shè)備的接接地點(diǎn)分開(kāi)，不不能共地。信信號(hào)線的屏蔽蔽層一端接到到變頻器的接接地端，另一一端浮空。變變頻器與控制制柜之間電氣氣相通。 變變頻器控制柜柜設(shè)計(jì)： 信號(hào)線與動(dòng)力線線必須分別放放置在不同的的金屬

17、管道或或者金屬軟管管內(nèi)部：連接接PLC和變變頻器的信號(hào)號(hào)線如果不放放置在金屬管管道內(nèi)，極易易受到變頻器器和外部設(shè)備備的干擾；同同時(shí)由于變頻頻器無(wú)內(nèi)置的的電抗器，所所以變頻器的的輸入和輸出出級(jí)動(dòng)力線對(duì)對(duì)外部會(huì)產(chǎn)生生極強(qiáng)的干擾擾，因此放置置信號(hào)線的金金屬管或金屬屬軟管一直要要延伸到變頻頻器的控制端端子處，以保保證信號(hào)線與與動(dòng)力線的徹徹底分開(kāi)。 1) 模擬擬量控制信號(hào)號(hào)線應(yīng)使用雙雙股絞合屏蔽蔽線，電線規(guī)規(guī)格為0.775mm2。在在接線時(shí)一定定要注意，電電纜剝線要盡盡可能的短（55-7mm左右右），同時(shí)對(duì)對(duì)剝線以后的的屏蔽層要用用絕緣膠布包包起來(lái)，以防防止屏蔽線與與其它設(shè)備接接觸引入干擾擾。 2) 為

18、了提高接接線的簡(jiǎn)易性性和可靠性，推推薦信號(hào)線上上使用壓線棒棒端子。 變變頻器的運(yùn)行行和相關(guān)參數(shù)數(shù)的設(shè)置： 變頻器的設(shè)設(shè)定參數(shù)多，每每個(gè)參數(shù)均有有一定的選擇擇范圍，使用用中常常遇到到因個(gè)別參數(shù)數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)導(dǎo)致變頻器不不能正常工作作的現(xiàn)象。 控制方式：即速度控制制、轉(zhuǎn)距控制制、PID控控制或其他方方式。采取控控制方式后，一一般要根據(jù)控控制精度，需需要進(jìn)行靜態(tài)態(tài)或動(dòng)態(tài)辨識(shí)識(shí)。 最低運(yùn)運(yùn)行頻率：即即電機(jī)運(yùn)行的的最小轉(zhuǎn)速，電電機(jī)在低轉(zhuǎn)速速下運(yùn)行時(shí)，其其散熱性能很很差，電機(jī)長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在在低轉(zhuǎn)速下，會(huì)會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒燒毀。而且低低速時(shí)，其電電纜中的電流流也會(huì)增大，也也會(huì)導(dǎo)致電纜纜發(fā)熱。 最最高運(yùn)行頻率率：一

19、般的變變頻器最大頻頻率到60HHz，有的甚甚至到4000 Hz，高高頻率將使電電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，這對(duì)普通通電機(jī)來(lái)說(shuō)，其其軸承不能長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間的超額額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行行，電機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子是否能承承受這樣的離離心力。 載載波頻率：載載波頻率設(shè)置置的越高其高高次諧波分量量越大，這和和電纜的長(zhǎng)度度，電機(jī)發(fā)熱熱，電纜發(fā)熱熱變頻器發(fā)熱熱等因素是密密切相關(guān)的。 電機(jī)參數(shù)：變頻器在參參數(shù)中設(shè)定電電機(jī)的功率、電電流、電壓、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、最大頻頻率，這些參參數(shù)可以從電電機(jī)銘牌中直直接得到。 跳頻：在某某個(gè)頻率點(diǎn)上上，有可能會(huì)會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)現(xiàn)象，特別在在整個(gè)裝置比比較高時(shí)；在在控制壓縮機(jī)機(jī)時(shí)，要避免免壓縮機(jī)的喘喘振點(diǎn)。 常常見(jiàn)故障分析析：

20、 1) 過(guò)流故障：過(guò)流故障可可分為加速、減減速、恒速過(guò)過(guò)電流。其可可能是由于變變頻器的加減減速時(shí)間太短短、負(fù)載發(fā)生生突變、負(fù)荷荷分配不均，輸輸出短路等原原因引起的。這這時(shí)一般可通通過(guò)延長(zhǎng)加減減速時(shí)間、減減少負(fù)荷的突突變、外加能能耗制動(dòng)元件件、進(jìn)行負(fù)荷荷分配設(shè)計(jì)、對(duì)對(duì)線路進(jìn)行檢檢查。如果斷斷開(kāi)負(fù)載變頻頻器還是過(guò)流流故障，說(shuō)明明變頻器逆變變電路已環(huán)，需需要更換變頻頻器。 2) 過(guò)載故障障：過(guò)載故障障包括變頻過(guò)過(guò)載和電機(jī)過(guò)過(guò)載。其可能能是加速時(shí)間間太短，電網(wǎng)網(wǎng)電壓太低、負(fù)負(fù)載過(guò)重等原原因引起的。一一般可通過(guò)延延長(zhǎng)加速時(shí)間間、延長(zhǎng)制動(dòng)動(dòng)時(shí)間、檢查查電網(wǎng)電壓等等。負(fù)載過(guò)重重，所選的電電機(jī)和變頻器器不能拖

21、動(dòng)該該負(fù)載，也可可能是由于機(jī)機(jī)械潤(rùn)滑不好好引起。如前前者則必須更更換大功率的的電機(jī)和變頻頻器；如后者者則要對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行檢檢修。 3) 欠壓：說(shuō)說(shuō)明變頻器電電源輸入部分分有問(wèn)題，需需檢查后才可可以運(yùn)行。1、引言 隨著著電氣傳動(dòng)技技術(shù)的發(fā)展，尤尤其是變頻調(diào)調(diào)速技術(shù)的發(fā)發(fā)展，作為大大容量傳動(dòng)的的高壓變頻調(diào)調(diào)速技術(shù)也得得到了廣泛的的應(yīng)用。高壓壓電機(jī)利用高高壓變頻器可可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)級(jí)調(diào)速，滿足足生產(chǎn)工藝過(guò)過(guò)程對(duì)電機(jī)調(diào)調(diào)速控制的要要求，以提高高產(chǎn)品的產(chǎn)量量和質(zhì)量，又又可大幅度節(jié)節(jié)約能源，降降低生產(chǎn)成本本。近年來(lái)，各各種高壓變頻頻器不斷出現(xiàn)現(xiàn)，高壓變頻頻器到目前為為止還沒(méi)有像像低壓變頻器器那樣近乎統(tǒng)統(tǒng)一的

22、拓?fù)浣Y(jié)結(jié)構(gòu)。根據(jù)高高電壓組成方方式可分為直直接高壓型和和高低高型；根據(jù)有無(wú)中中間直流環(huán)節(jié)節(jié)可以分為交交-交變頻器器和交-直-交變頻器；在交直交變變頻器中，按按中間直流濾濾波環(huán)節(jié)的不不同，可分為為電壓源型和和電流源型。直直接高壓交-直-交變頻頻器直接輸出出高壓，無(wú)需需輸出變壓，效效率高，輸出出頻率不受限限制，應(yīng)用較較為廣泛。評(píng)評(píng)價(jià)高壓變頻頻器的指標(biāo)主主要有成本、可可靠性、對(duì)電電網(wǎng)的諧波污污染、輸入功功率因數(shù)、輸輸出諧波、ddvdt、共共模電壓、系系統(tǒng)效率、能能否四象限運(yùn)運(yùn)行等。本文文主要從使用用高壓變頻器器后對(duì)電網(wǎng)的的諧波污染、功功率因數(shù)等方方面討論高壓壓變頻器對(duì)電電網(wǎng)的影響，并并從高壓變頻頻器

23、的輸出諧諧波、dvddt、共模電電壓等方面討討論高壓變頻頻器對(duì)電機(jī)的的影響。變頻頻器對(duì)電網(wǎng)的的影響主要取取決于變頻器器整流電路的的結(jié)構(gòu)和特性性。高壓變頻頻器輸出對(duì)電電機(jī)的影響主主要取決于逆逆變電路的結(jié)結(jié)構(gòu)和特性。美美國(guó)的NEMMA標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)對(duì)電機(jī)諧波發(fā)發(fā)熱、dvddt等方面的的相應(yīng)規(guī)定，具具體規(guī)定是在在MGI-11993的第第30節(jié)。 2、高壓變變頻器對(duì)電網(wǎng)網(wǎng)的諧波污染染 近年來(lái)，高高壓變頻器的的應(yīng)用越來(lái)越越廣泛，由于于高壓變頻器器相對(duì)來(lái)說(shuō)容容量較大，占占整個(gè)電網(wǎng)容容量的比重較較為顯著，所所以高壓變頻頻器對(duì)電網(wǎng)的的諧波污染問(wèn)問(wèn)題已經(jīng)不容容忽視。許多多場(chǎng)合由于采采用了輸入諧諧波電流較高高的變頻器，

24、產(chǎn)產(chǎn)生了嚴(yán)重的的諧波污染問(wèn)問(wèn)題。從本質(zhì)質(zhì)上而言，任任何高壓變頻頻器或多或少少會(huì)產(chǎn)生輸入入諧波電流，只只是程度不同同而已。解決決諧波污染的的辦法有二種種 一是采取取諧波濾波器器，對(duì)高壓變變頻器產(chǎn)生的的諧波進(jìn)行治治理，以達(dá)到到供電部門的的要求，也即即通常所說(shuō)的的“先污染，后后治理”的辦辦法； 二是是采用產(chǎn)生諧諧波電流小的的變頻器，變變頻器本身基基本上不對(duì)電電網(wǎng)造成諧波波污染，即所所謂的“綠色色”電力電子子產(chǎn)品，從本本質(zhì)上解決諧諧波污染問(wèn)題題。國(guó)際上對(duì)對(duì)電網(wǎng)諧波污污染控制的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中，應(yīng)用用較為普遍的的是IEEEE519-11992，我我國(guó)也有相應(yīng)應(yīng)的諧波控制制標(biāo)準(zhǔn)。 112脈沖晶閘閘管整流電路路，整

25、流器由由兩組晶閘管管整流橋串聯(lián)聯(lián)而成， 分分別由輸入變變壓器的兩組組副邊(星型型和三角形，互互差30電電角度)供電電。這種整流流電路的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是把整流電電路的脈沖數(shù)數(shù)由6脈沖提提高到12脈脈沖， 帶來(lái)來(lái)的好處是大大大降低了55次和7次諧諧波電流。因因?yàn)閷?duì)晶閘管管整流電路而而言， 諧波波電流近似為為基波電流的的1h倍， h為諧波次次數(shù)，h=nnp1， 其中n是自自然數(shù)， pp為脈沖數(shù)。112脈沖整流流結(jié)構(gòu)總諧波波電流失真約約為10左左右(圖2)。雖然122脈沖整流電電路的諧波電電流比6脈沖沖結(jié)構(gòu)大大下下降， 但也也不能達(dá)到IIEEE5119-19992標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定定的在電網(wǎng)短短路電流小于于20倍負(fù)載載

26、電流時(shí)諧波波電流失真小小于5的要要求。因此， 一般也要安安裝諧波濾波波裝置。采用用12脈沖結(jié)結(jié)構(gòu)還能避免免器件的直接接串聯(lián)，變壓壓器也可承受受變頻器產(chǎn)生生的共模電壓壓中的絕大部部分， 使電電機(jī)絕緣不受受共模電壓的的影響。當(dāng)然然， 變壓器器也要設(shè)計(jì)成成為能夠承受受原邊和副邊邊的諧波電流流。 晶閘管管直流整流電電路和二極管管整流電路除除了6脈沖結(jié)結(jié)構(gòu)和12脈脈沖結(jié)構(gòu)外，還還可以采取更更高脈沖數(shù)的的結(jié)構(gòu)，如118脈沖，224脈沖，輸輸入諧波也會(huì)會(huì)隨著降低，但但會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成成本增加。 目前，大多多數(shù)PWM電電壓源型變頻頻器都采用二二極管整流電電路，如果整整流電路采取取全控型電力力電子器件的

27、的PWM(高高壓時(shí)一般采采用三電平PPWM結(jié)構(gòu))控制，其結(jié)結(jié)構(gòu)與逆變部部分基本對(duì)稱稱，則可以做做到輸入電流流基本為正弦弦波，諧波成成分很低，功功率因數(shù)可調(diào)調(diào)，且能量可可雙向流動(dòng)。當(dāng)當(dāng)然系統(tǒng)的復(fù)復(fù)雜和成本也也大大增加了了。這種雙PPWM結(jié)構(gòu)的的三電平高壓壓變頻器預(yù)計(jì)計(jì)在軋機(jī)，卷卷?yè)P(yáng)機(jī)等要求求四象限運(yùn)行行和較高動(dòng)態(tài)態(tài)性能的場(chǎng)合合，會(huì)取代傳傳統(tǒng)的交交變變頻器。 在在晶閘管電流流源型整流電電路中，中間間直流環(huán)節(jié)的的電壓正比于于電機(jī)線電壓壓額定值乘以以運(yùn)行點(diǎn)電機(jī)機(jī)實(shí)際的功率率因數(shù)，再乘乘以轉(zhuǎn)速百分分比。所以，對(duì)對(duì)于風(fēng)機(jī)水泵泵等平方轉(zhuǎn)矩矩負(fù)載，直流流環(huán)節(jié)電壓會(huì)會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的的下降而很快快降低，所以以輸入整流

28、電電路必須將觸觸發(fā)角后移，這這樣導(dǎo)致輸入入功率因數(shù)很很快下降。另另一個(gè)解釋是是，由于整流流器電流和逆逆變器電流一一般相等，負(fù)負(fù)載所需的無(wú)無(wú)功電流會(huì)直直接“反射”到到電網(wǎng)，導(dǎo)致致輸入功率因因數(shù)較低。我我們也可以從從能量轉(zhuǎn)換角角度來(lái)分析這這個(gè)問(wèn)題。 可見(jiàn)普通電電流源型變頻頻器的輸入功功率因數(shù)較低低，且會(huì)隨著著轉(zhuǎn)速的下降降而降低，為為了解決輸入入功率因數(shù)較較低的問(wèn)題，往往往需要功率率因數(shù)補(bǔ)償裝裝置，同時(shí)也也起到消除部部分諧波電流流的作用。功功率因數(shù)補(bǔ)償償裝置既增加加成本和體積積，又降低了了系統(tǒng)的效率率和可靠性。在在使用電流源源型變頻器的的場(chǎng)合，由于于存在諧波，在在一定的參數(shù)數(shù)配合下，功功率因數(shù)補(bǔ)償償

29、電路可能產(chǎn)產(chǎn)生并聯(lián)諧振振現(xiàn)象，危及及電容器本身身和附近電氣氣設(shè)備的安全全，因此，并并聯(lián)電容組的的設(shè)計(jì)中必須須考慮諧波放放大問(wèn)題。為為了抑制諧波波放大，通常?？刹煞荛_(kāi)開(kāi)諧振點(diǎn)的方方法，即無(wú)論論是集中補(bǔ)償償和分散就地地補(bǔ)償?shù)碾娙萑萜鹘M均要串串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾婋娍蛊鳌?二二極管整流電電路在整個(gè)運(yùn)運(yùn)行范圍內(nèi)都都有較高的功功率因數(shù)，基基波功率因數(shù)數(shù)一般可保持持在0.955以上(這是是指位移因數(shù)數(shù)，實(shí)際功率率因數(shù)由于諧諧波的存在，還還必須再乘以以基波因數(shù)，會(huì)會(huì)有所下降)，一般也不不必設(shè)置功率率因數(shù)補(bǔ)償裝裝置。因?yàn)橛杏袨V波電容存存在，負(fù)載所所需的無(wú)功電電流可以通過(guò)過(guò)逆變器由濾濾波電容提供供，所以一般般不會(huì)反映到

30、到整流器輸入入側(cè)。由于輸輸入功率因數(shù)數(shù)較高，輸入入變壓器和整整流器只需處處理有功電流流，有利于提提高系統(tǒng)的效效率。 采用用全控型電力力電子器件的的PWM型整整流電路，其其功率因數(shù)可可調(diào)，可以做做到接近于11，根據(jù)要求求，也可做成成超前的功率率因數(shù)，對(duì)電電網(wǎng)起到部分分無(wú)功補(bǔ)償?shù)牡淖饔?。單元元串?lián)多電平平PWM變頻頻器功率因數(shù)數(shù)較高，在整整個(gè)調(diào)速范圍圍內(nèi)可達(dá)到00.95以上上。屬于“綠綠色”電力電電子產(chǎn)品，但但由于其成本本相對(duì)較高，主主要用軋機(jī)、卷卷?yè)P(yáng)機(jī)等要求求四象限運(yùn)行行和動(dòng)態(tài)性能能較高的場(chǎng)合合。 4、輸輸出諧波對(duì)電電機(jī)的影響 輸出諧波對(duì)對(duì)電機(jī)的影響響主要有引起起電機(jī)附加發(fā)發(fā)熱，導(dǎo)致電電機(jī)的額外

31、溫溫升，電機(jī)往往往要降額使使用；由于輸輸出波形失真真，增加電機(jī)機(jī)的重復(fù)峰值值電壓，影響響電機(jī)絕緣，諧諧波還會(huì)引起起電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈脈動(dòng)，噪音增增加。 電流流源型變頻器器種類很多，主主要有串聯(lián)二二極管式、輸輸出濾波器換換相式、負(fù)載載換相式(LLCI)和GGTO-PWWM式等。圖圖4為典型的的電流源型變變頻器示意圖圖。普通的電電流源型變頻頻器輸出電流流波形和輸入入電流波形極極為相似，都都是120的方波，含含有豐富的諧諧波成分，總總諧波電流失失真可達(dá)到330%左右。為為了降低輸出出諧波，也有有采用輸出112脈沖方案案或設(shè)置輸出出濾波器，輸輸出諧波會(huì)有有較大改善，但但系統(tǒng)的成本本和復(fù)雜性也也會(huì)大大增加加。輸

32、出濾波波器換相式電電流源型變頻頻器固有的濾濾波器可以給給6脈沖輸出出電流中的諧諧波分量提供供通路，所以以速度較高時(shí)時(shí)，電機(jī)電流流波形有所改改善。GTOO-PWM電電流源型變頻頻器電機(jī)電流流質(zhì)量的提高高主要是通過(guò)過(guò)GTO采用用諧波消除的的電流PWMM開(kāi)關(guān)模式來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但受受到GTO開(kāi)開(kāi)關(guān)頻率上限限的限制。 圖4 電流流源型變頻器器 在PWMM電壓源型變變頻器中，當(dāng)當(dāng)輸出電壓較較高時(shí)，通常常采取三電平平PWM方式式，也稱NPPC(Nettural Pointt Clammped中點(diǎn)點(diǎn)箝位)方式式，整流電路路一般采用二二極管，逆變變部分功率器器件采用GTTO，IGBBT或IGCCT。與普通通的二電平

33、PPWM變頻器器相比，由于于輸出相電壓壓電平數(shù)增加加到3個(gè)，每每個(gè)電平幅值值相對(duì)下降，且且提高了輸出出電壓諧波消消除算法的自自由度，可使使輸出波形質(zhì)質(zhì)量比二電平平PWM變頻頻器有較大的的提高。為了了減少輸出諧諧波，希望有有較高的開(kāi)關(guān)關(guān)頻率，但這這樣會(huì)導(dǎo)致變變頻器損耗增增加，效率下下降，開(kāi)關(guān)頻頻率一般不超超過(guò)2kHzz。如果不加加輸出濾波器器，三電平變變頻器輸出電電流總諧波失失真可以達(dá)到到17左右右，不能使用用普通的異步步電機(jī)。 普普通電流源型型變頻器的輸輸出電流不是是正弦波，而而是120的方波，因因而三相合成成磁動(dòng)勢(shì)不是是恒速旋轉(zhuǎn)的的，而是步進(jìn)進(jìn)磁動(dòng)勢(shì)，它它和基本恒速速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子子磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生生的電磁轉(zhuǎn)矩矩除了平均轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩以外，還還有脈動(dòng)的分分量。轉(zhuǎn)矩脈脈動(dòng)的平均值值為0，但它它會(huì)使轉(zhuǎn)子的的轉(zhuǎn)速不均勻勻，產(chǎn)生脈動(dòng)動(dòng)，在電機(jī)低低速時(shí)，還會(huì)會(huì)發(fā)生步進(jìn)現(xiàn)現(xiàn)象，在適當(dāng)當(dāng)?shù)臈l件下，可可能引起電機(jī)機(jī)與負(fù)載組成成的機(jī)械系統(tǒng)統(tǒng)的共振。脈脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩主要要是由