三相異步電動機變頻調速的原理

學習目標：三相異步電動機變頻調速的原理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把握裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式〔VVVF變頻或矢量把握變頻溝通電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可把握的溝通電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和把握4個局部組成。整流局部為三相橋式不行控整流器，逆變局部為IGBTPWM直流儲能和緩沖無功功率。變頻器選型：變頻器選型時要確定以下幾點：承受變頻的目的；恒壓把握或恒流把握等。變頻器的負載類型；如葉片泵或容積泵等，特別留意負載的性能曲線，性能曲線打算了應用時的方式方法。變頻器與負載的匹配問題；電壓匹配；變頻器的額定電壓與負載的額定電壓相符。電流匹配；一般的離心泵，變頻器的額定電流與電機的額定電流相符。對于特別的負載如深水泵等則需要參考電機性能參數(shù)，以最大電流確定變頻器電流和過載力氣?？赡馨l(fā)生。在使用變頻器驅動高速電機時，由于高速電機的電抗小，高次諧波增加導致輸出電流值增大。因此用于高速電機的變頻器的選型，其容量要稍大于一般電機的選型。變頻器假設要長電纜運行時，此時要實行措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避開變頻器出力缺乏，所以在這裝輸出電抗器。對于一些特別的應用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。變頻器把握原理圖設計：首先確認變頻器的安裝環(huán)境；工作溫度。變頻器內部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產品一般要求為0～55℃，但為了保證工40℃以下。在把握箱中，變頻器一般應安裝在箱體上部，并嚴格遵守產品說明書中的安裝要求，確定不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。環(huán)境溫度。溫度太高且溫度變化較大時，變頻器內部易消滅結露現(xiàn)象，其絕緣性能就會大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。必要時，必需在箱中增加枯燥劑和加熱器。在水處理間，一般水汽都比較重，假設溫度變化大的話，這個問題會比較突出。腐蝕性氣體。使用環(huán)境假設腐蝕性氣體濃度大，不僅會腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會加速塑料器件的老化，降低絕緣性能。擊時，會引起電氣接觸不良。尤其在想我們就消滅這樣的問題。這時除了提高把握柜的機械強度、遠離振動源和沖擊源生振動的元器件。設備運行一段時間后，應對其進展檢查和維護。電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，四周產生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對四周的儀表、儀器有確定的干擾。因此，柜內儀表和電子系統(tǒng)，應中選用金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的干擾。全部的元器件均應牢靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應選用屏蔽把握電纜，且屏蔽層應接地。假設處理不好電磁干變頻器和電機的距離確定電纜和布線方法；變頻器和電機的距離應當盡量的短。這樣減小了電纜的對地電容，削減干擾的放射源。把握電纜選用屏蔽電纜，動力電纜選用屏蔽電纜或者從變頻器到電機全部用穿線管屏蔽。電機電纜應獨立于其它電纜走線，其最小距離為500mm。同時應避開電機電纜與其它電纜長距離平行走線，這樣才能削減變頻器輸出電壓快速變化而產生的電磁干擾。假設把握電纜和電源電纜穿插，應盡可能使它們按90度角穿插。與變頻器有關的模擬量信號線與主回路線分開走線，即使在把握柜中也要如此。與變頻器有關的模擬信號線最好選用屏蔽雙絞線，動力電纜選用屏蔽的三芯電纜〔其規(guī)格要比一般電機的電纜大檔〕或遵從變頻器的用戶手冊。變頻器把握原理圖；過電源的輸入回路返回到電網從而影響其他的受電設備，需要依據變頻器的容量大小來打算是否需要加電抗器；濾波器是安裝在變頻器的輸出端，削減變頻器輸出的高次諧波，當變頻器到電機的距離較遠時，應當安裝濾波器。雖然變頻器本身有各種保護功能，但缺相保護卻并不完善，斷路器在主回路中起到過載，缺相等保護，選型時可依據變頻器的容量進展選擇?？梢杂米冾l器本身的過載保護代替熱繼電器。把握回路：具有工頻變頻的手動切換，以便在變頻出現(xiàn)故障時可以手動切工頻運行，因輸出端不能加電壓，固工頻和變頻要有互鎖。變頻器的接地；變頻器正確接地是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，抑制噪聲力氣的重要手段。變頻器的接地端子的接地電阻越小越好，接地導線的截面不小于4mm，長度不超過5m。變頻器的接地應和動力設備的接地點分開，不能共地。信號線的屏蔽層一端接到變頻器的接地端，另一端浮空。變頻器與把握柜之間電氣相通。變頻器把握柜設計：變頻器應當安裝在把握柜內部，把握柜在設計時要留意以下問題散熱問題：變頻器的發(fā)熱是由內部的損耗產生的。在變頻器中各局部損耗中主要以主電路為主，約占98%，把握電路占2散熱我們通常承受風扇散熱；變頻器的內裝風扇可將變頻器的箱體內部散熱帶走，假設風扇不能正常工作，應馬上停頓變頻器運行；大功率的變頻器還需要在把握柜上加風扇，控制柜的風道要設計合理，全部進風口要設置防塵網，排風通暢，避開在柜中形成渦流，在固定的位置形成灰塵積存；根據變頻器說明書的通風量來選擇匹配的風扇，風扇安裝要注意防震問題。電磁干擾問題：I.變頻器在工作中由于整流和變頻，四周產生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對四周的儀表、儀器有確定的干擾，而且會產生高次諧波，這種高次諧波會通過供電回路進入整個供電網絡，從而影響其他儀表。假設變頻器的功率很大占整個系統(tǒng)25%以上，需要考慮把握電源的抗干擾措施。II.當系統(tǒng)中有高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源時，變頻器本身會由于干擾而消滅保護，則考慮整個系統(tǒng)的電源質量問題。防護問題需要留意以下幾點：防水防結露：假設變頻器放在現(xiàn)場，需要留意變頻器柜上方不的有管道法蘭或其他漏點，在變頻器四周不能有噴濺IP43防塵：全部進風口要設置防塵網阻隔絮狀雜物進入，防塵網應當設計為可拆卸式，以便利清理，維護。防塵網的網格依據現(xiàn)場的具體狀況確定，防塵網四周與把握柜的結合處要處理嚴密。防腐蝕性氣體：在化工行業(yè)這種狀況比較多見，此時可以將變頻柜放在把握室中。變頻器接線標準：信號線與動力線必需分開走線：使用模擬量信號進展遠程把握變頻器時，為了削減模擬量受來自變頻器和其它設備的干擾，請將把握變頻器的信號線與強電回路〔主回路及順控回路〕30cm同樣要保持這樣的接線標準。該信號與變頻器之間的把握回50m。信號線與動力線必需分別放置在不同的金屬管道或者金屬軟管內部：連接PLC和變頻器的信號線假設不放置在金屬管道內，極易受到變頻器和外部設備的干擾；同時由于變頻器無內置的電抗器，所以變頻器的輸入和輸出級動力線對外部會產生極強的干擾，因此放置信號線的金屬管或金屬軟管始終要延長到變頻器的把握端子處，以保證信號線與動力線的徹底分開。模擬量把握信號線應使用雙股絞合屏蔽線，電線規(guī)格為0.75mm2。在接線時確定要留意，電纜剝線要盡可能的短〔5-7mm左右來，以防止屏蔽線與其它設備接觸引入干擾。為了提高接線的簡易性和牢靠性，推舉信號線上使用壓線棒端子。變頻器的運行和相關參數(shù)的設置：變頻器的設定參數(shù)多，每個參數(shù)均有確定的選擇范圍，使用中常常遇到因個別參數(shù)設置不當，導致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。PID把握或其他方式。實行把握方式后，一般要依據把握精度，需要進展靜態(tài)或動態(tài)辨識。最低運行頻率：即電機運行的最小轉速，電機在低轉速下運行時，其散熱性能很差，電機長時間運行在低轉速下，會導致電機燒毀。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導致電纜發(fā)熱。60Hz，有的甚至到400Hz，高頻率將使電機高速運轉，這對一般電機來說，其軸承不能長時間的超額定轉速運行，電機的轉子是否能承受這樣的離心力。載波頻率：載波頻率設置的越高其高次諧波重量越大，這和電纜的長度，電機發(fā)熱，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關的。轉速、最大頻率，這些參數(shù)可以從電機銘牌中直接得到。跳頻：在某個頻率點上，有可能會發(fā)生共振現(xiàn)象，特別在整個裝置比較高時；在把握壓縮機時，要避開壓縮機的喘振點。常見故障分析：其可能是由于變頻器的加減速時間太短、負載發(fā)生突變、負荷安排不均，輸出短路等緣由引起的。這時一般可通過延長加減速時間、削減負荷的突變、外加能耗制動元件