中應用高壓變頻器要特別關(guān)注的問題

1、 面 第 所 介 紹 的 輸 入 部 的 內(nèi) 容 完 全 節(jié) 流 型 變頻 器 的特 點 。 （） 流 電流 經(jīng) 過 技 術(shù) 調(diào) 制 直 后 ，輸 出 電 流 理 應 有 很 高 的 和 ，但 因為 受 到大 的等 效 電源 內(nèi) 電 適 用 。 目前 都 是 二 極 管 整 流 ，則位 移 因數(shù) 為 功 率 因數(shù) 可 達 以上 。 ， （） 出 性 能 輸 輸入 部 可 用 脈 動 或 動 晶 閘管整 脈 流 ，它 向 電 網(wǎng)發(fā) 出 的 各 次特 征 諧 波 量 約 為 ， 為諧 波 次 數(shù) ， 基 波 （ 為 抗 （ 流 平 波 電抗 器 的 電抗 ） 限制 作 直 的 用 ，使 變 頻 器

2、 輸 出 端 的 都 和 降 低 很 多 ，因 調(diào) 制 技 術(shù) 而 產(chǎn) 生 的高 頻 波 則 較 容 易地 由輸 出端 并 聯(lián) 的 電容 器 漏 掉 ，輸 出 電 纜也 有 不 大 的 分 布 相 間 電容 ，電 纜 愈 長 ，效 果 愈 好 。 因而 出 現(xiàn) 在 電機 端子 上 的 電壓 電流 波 形 比較 更 接 近 正 弦 波 。 輸 入 變 壓 器 的 付 邊 如 有 個 繞 組 ，則 有 個 電平 輸 出 ，使 值 變 為 二 電平 的 ， 件 接 受 的 電壓 也 器 降 為 整 體 波 形 也 進 一 步 接 近 正 弦 ， 電 流 ， 由負 載 大 小 決定 ：為特 征諧 波

3、中的 第 的 諧 波 電 流 ） 比 電壓 源 次 ， 型要 小 很 多 。位 移 因 數(shù) 和 晶 閘管 移 相 波 ，這 些優(yōu) 點對 任 何 多 電 平 輸 出都 是 一 深度 有 關(guān) 系 ，移相 角 愈 大 ，位 移 因數(shù) 愈小 ，因而 總 功 率 因 數(shù) 愈低 ，不 移 相 樣的。 （） 出 的代 價 付 關(guān) 鍵 在輸 入 變 壓 器 ，多 重 付 繞 組 則 和 二 極 管整 流 一 樣 ，總 達 （可 以上 。采 用 脈 動 整 流 肯定 是 需 （） 頻 器輸 出后 可 用 電容 濾波 ， 變 它 比串 電抗 的 濾 波效 果 要 好 ， 因為 后 者 同時 降 低 了電 動機 的

4、工 頻 電壓 因 而 降 低 了 電機 的性 能 ，同時 也 增 加 了 功 率 損 耗 。并 聯(lián) 的 電 容器 用于 漏 掉 高 頻 而 且彼 此 移 相 使 變 壓 器 的設(shè) 計 和 構(gòu) 造 變 得 復 雜 ，按 分 析 ，由 于 各 付繞 組 相 對 原 邊繞 組 的位 置 不 同 ，例 如付 邊 繞 組 位 于上 、 中 、或 下 部 ，位 于 內(nèi)層 或 外 層 ，由于 位 置 不 同 ，耦合 的主 磁 通 可 能不 一 樣 ，各 繞 組 的 漏磁 通 自然 也 不 一 樣 ，結(jié) 果 各 付 繞 組 所 感 應 的 電 要 輸 人 變 壓 器 的 。 輸 入 部 若 用 整 流 則 總

5、 接 近 沒 有 低 次 諧 （可 ， 波 ， 只 有 因 技 術(shù) 產(chǎn) 生 的 高 頻 波 ，需 要 濾 除 。輸 入波 形 與 輸 出 部 采 用什 么拓 樸 方 案 沒 有 關(guān) 系 。 （ 時 也 是 換 流 需 要 ） 它 不 會 對 電 機 同 ， 運 行 帶 來 不 良影 響 。 （） 由于 直 流 電流 不 反 向 ，只要 輸 入 部 采 用 的 是 半 控 電 力 電子 器 件 ，例 如 晶 閘管 就 可 實 現(xiàn) 電 能反 饋 的 再 生 制 動 ，不 必 為 輸 人 部再 增 加 什 么 部 件 。 （） 由于 電動機 端 的 電壓 和 電流 波 形 都 比較 好 ，因 而 變

6、頻 器 不 必 設(shè) 計 成 多 電平 輸 出 ，為 開 發(fā)單 個 的高 電壓 大 電流 電力 電子 器件 或直 接 串聯(lián) 開 辟 了 大 的應 用 空 間 。 總 之 ，應 用 技 術(shù) 的 電 流 變 頻 器 有 其 特 點 ，理應 可 以獲 得 一 定 的 應 用前 景 。文 獻 詳 細 分 析 了 電流 】 型變頻器的特點 。 中 間部 以 電抗 器 對 脈 動 直 流 進 行 平 波是 標 志性 特 點 ，將 電 抗器 分成 兩 半 配 置 是 為 了結(jié) 構(gòu) 方 便 對 稱 等 。 勢 ，它 的漏 抗 都 不 一 樣 ，各 付繞 組 所 受 的 電磁 力及 散 熱 條 件 也 不 同 ，

7、雖然 這 對 變頻 器 的輸 出影 響 不 大 ，即使 輸 入 的 交 流 電壓 不 一 樣 ，但 都 整 成 了直 流 ，可 通 過 電子 調(diào) 節(jié) 手 段 ，使 各相 的 整體 變頻 輸 出保 持基 本上 均 勻和對 稱 ，但 上述 電磁 參 數(shù) 的 不 一 樣很 可 能 使 三相 的各 相 原 邊 電流 的 波 形和 有 效 值 不一 樣 ，使 非 特 征 諧 波 量 增加 ，可 能 對 電 網(wǎng)帶 來 一 些 麻 煩 。 當 然 ，這 只 是 一種 擔 心 、一 種 預 測 ，不 管 怎樣 ， 輸 出部 由于是 電流 源 ，采 用 技 術(shù) （ 即 技 術(shù)） 以對 直 流 電流進 行調(diào) 可

8、制 和 換 流 后 成 二 電 平 輸 出 。 任 何 電 路 ， 總 是 先 改 變 電 壓 ，才 能 改 變 電 流 ，電壓 是 因 ，是 源 ，電流 是 果 ， 電 流源 也 遵 循 此 規(guī) 律 ，之所 以稱 之 為 電 流源 ，是 因為 交 流 變成 直 流 后 ， 緊接 著 串有 直 流 電抗器 ，此 電抗 可 貯 存 電 磁 能 量 ， 因 而 有 延 緩 電 流 變 化 的 作 任何 一 臺復 雜 的 輸 入 變 壓 器 對任 何 方 案 都是 一 個 重 的 負 擔 。 另 外 ，多重 次 級 繞組 參 數(shù) 不 一 致 ，使 調(diào) 整 工作 變得 復 雜 ，特 別 是 要 求 限

9、 運 行 ，輸 入 象 側(cè) 用 電 網(wǎng)換 流時 ，設(shè) 計 或 調(diào) 試 不 當 ， 用 ，要使 電流 改 變極 性就 更 不 易（ 也沒 有 必 要） 電流 源有 下 述特 點 ： 。 （） 由于 電流 變化 相 對緩 慢 ，因而 如何評價和 選擇各種 高壓 變 頻調(diào) 速 系統(tǒng) 由 于功 率 大 ，在 生 產(chǎn) 中或 節(jié) 能 中 它 不 適 用 于 要 求 力 矩 快 速 變 化 的 負 載 ，例 如 可 逆 機 、 提 升機 等 ，而 只適 用于 力矩 緩 慢 變 化 的負 載 ，例 如 風機 、水 泵等 。 使 逆 變 容 易 失敗 。但 不 管 怎 樣 ，對 二 象 限 運 行 而 言這 個

10、 方 案 在 當 前 是 一 個 較好的實用方案。 有 重 要 作 用 ，一 次 投 資較 多 ，加 之 產(chǎn) 品 涉及 的技 術(shù) 內(nèi)含 很 廣 ，產(chǎn) 品的 拓 撲 方案 很 多且 各 有 特 點 ，目前 整 個 技 術(shù) 都 尚 在 發(fā) 展 中 ，所 以 給 選 型 帶 來 困 難 ，本 文 因 此 也 不可 能推 薦 具 體 的 方 案 ，只 能 提 出 一 些觀 點 和 建 議 供 大 家 參 考 和 考 慮 ，不 對 之 處請 指 正 。 由于 電流 變化 相 對 緩 慢 ，因 而輸 電流源變頻器 目前 市 場 上 推 出 電 流 源 高 壓 變 頻 器 只 有 一 家 ，即 美 國 司

11、公 出部 內(nèi)部 或 變 頻 后 輸 出側(cè) 短 路 時 ，短 路 電流 上 升 率 相 對 較低 ，因而 電子 式 過流 保 護 易 于 湊效 ，電 力 電子 器 件 不 易損 壞 。 型 ，現(xiàn) 結(jié) 合 這 一 產(chǎn) 品 介 紹 電 關(guān) 注整個 系統(tǒng) （ 器界 （ 世 年 變 頻 整 個 系統(tǒng) 包 括 了可 能有 的輸 入 變 壓 器 ， 輸 入 、輸 出 用 濾 波 器 、 變 頻 器 、交 流 電 機 以及 控 制 、保 護 和 輔 助 估 來 決 斷 ，在 另外 的條 件 下 ，采 用 本 時 ，運 行 特 性 應 沒 有 明顯 變 化 或 在 容 差 范 圍 內(nèi)運 行 ：但 是 當?shù)?于

12、產(chǎn) 品 額 定 電壓 時 ，輸 出 定 額 中的 某 些 參 數(shù) 可 能 降 低 ，例 如 最 大 轉(zhuǎn) 矩 等 。而 當 電 壓 偏 離值 超 過 上 述 水平 （ 別 為 ± 分 或 ） ，可 能 的 后果 是 跳 閘或 部件 時 損 壞 （ 斷 器例 外 ，它 是 可接 受的 ）如 熔 ， 果 是 部 件 損 壞 ，供 貨 方 應 事 先 加 以說 明。此外 ，電網(wǎng) 中可 能還 有很 多其他 的 騷 擾如 電壓換 流缺 口、諧 次、次 諧波 、 電壓 不平 衡 、頻 率變 化 、高頻騷 擾 、電 磁場 影響 等 ：而且還 要注意 低壓 電網(wǎng) 系 統(tǒng) 中各種騷 擾對 變頻 器輔助

13、電源 輸入端 文 節(jié)所示的旁路和冗余方式也可能 是 需要 的 ，總 之 在 這 個 問題 上 ，對 高 壓 變頻 器 要 特 別 認 真 考 慮 。 裝 置 ，只 有 上 述各 部件 彼 此 的性 能 協(xié) 調(diào) ，才 能使 整 個 系統(tǒng) 工 作 良好 ，不 能 只關(guān)注變頻器一個設(shè)備。 對電網(wǎng)的騷擾與對策 由 于 高 壓 變 頻 器 的 功 率 大 ，對 電 網(wǎng)的騷 擾影 響不能 忽略 ，因此 在選擇 變 頻 器 的 產(chǎn)品 方案 時 就應 仔 細作 比較 ： 產(chǎn) 品要滿 足 安全 要求 安全要 求包 括 電氣 、熱 與能量 方面 的 ，電氣方 面的指 電氣故 障保 護 。熱量 方 面 的指 內(nèi)部

14、溫 升 和 可 觸 及 外 表 的 溫 （） 頻 諧 波 的發(fā) 射 低 這 決 定 于產(chǎn) 品輸 入 部 的 結(jié) 線 以 及 是 電壓 源 或 電流 源 ，并 且 要 結(jié) 合 電 源 度 ，不 至于 燙傷人 或引燃 著火 等。 能量 方面 的指零件 爆炸 的可能 性及 電容器 剩 余 電能傷 人等 ，由于產(chǎn) 品是 以 上高 壓 ，能量 比低 壓變頻 器大 得多 ，因而 不 系 統(tǒng) 短 路 容 量 的 大 小 來考 慮 ，因此 它 既 是 產(chǎn) 品 問題 也 是 工 程 問題 ，結(jié)合 起 來 考 慮 ，才 能 獲 得最 優(yōu) 的技 術(shù) 經(jīng)濟 方 的不良影響，總之要仔細研究廠家的產(chǎn) 品 資料 和 有 關(guān)

15、 產(chǎn) 品標 準。 ， 能忽 視 ，現(xiàn) 已有 標 準，預計 很 快 】 會 轉(zhuǎn)化 成 。 案 。以 上 是 對 高 壓 變 頻器 接 入 業(yè) 主 自 己 的 工 業(yè) 電 網(wǎng) 而 言 的 ，因 工業(yè) 電 網(wǎng)有 變頻系統(tǒng)的總電能效率 因 為 功 率 大 ，總 電能 效 率 的差 別 對 節(jié) 能 的影 響就 不 能 不 引起 關(guān) 注 ，此 外 ，電能 效 率 對 設(shè) 備 的 散 熱 冷 卻 ，對 室 內(nèi)溫 度 的影 響 ，冷 卻 設(shè) 備 的 配 置 設(shè) 計 等 等 也 都 要 加 以考 慮 。 滿足 生 產(chǎn)工 藝機 械 的控 制 性 能 單 獨 的 諧 波標 準 。如 果 高壓 變 頻 器 連 要 求

16、 同 其 它 高壓 負載 接 人 公 用 電 網(wǎng) ，則 允 這 是 指 控 制 性 能 的穩(wěn) 態(tài) 性 能 、 動 態(tài) 性 能 、 過 程控 制接 口性 能 ，例 如 礦 井 提 升 機 、 軋鋼 機 等 都 有 特 殊 要 求 。 性 能 指標 包 括 哪 些 內(nèi) 容 在 中 都 有 規(guī) 定 。 即使 是 水 泵 、風 機 也 要 個 案 分 析 、不 可 大 意 。 許產(chǎn)生 的總諧波 電流需和 電網(wǎng)當局商 量 。從 原則 上講 ，在 輸 入 部 拓 撲 方 案 相 同時 ，電壓 源 要 比 電流 源 變 頻 器 的 諧 波 電流 大 。 （） 流缺 口 換 主 要 來 源 是 晶 閘 管移

17、相 控 制 ， 由 于 電源 換 流 而 在 電源 波 形 上 形 成 換 流 缺 口 ；某 些 有 源 前端 （ 定 于 模 決 式 ） 有可 能 產(chǎn) 生 。 受害 者 主要 是 附 近 也 的 射頻 干 擾 （ ） 波 器 部件 。后 者 可 濾 能過載和承受反復的過電壓。 仔細 研 究產(chǎn) 品標 準 變頻 器 （ 括 以上 電壓 的高 壓 包 變 頻 器） 已有 一 系 列 的 產(chǎn) 品標 準 （ 和 可靠性或可用性要求及其對策 根 據(jù) 的定 義 ，可 用性 包括 了 】 可 靠性 ，為什 么 卻 又 同時 提 出 不 同 概 念 的兩 個 要 求 呢 ？ 按 筆 者 理 解 ，不 同 的

18、企業(yè) 、不 同的 生 產(chǎn) 機 械 可 能 有 不 同 ） 國 標 是 ， 標 準 轉(zhuǎn) 化 而 來 的 ，本 文 很 多 內(nèi) 容 是根 據(jù) 上 述標 準 加 上 筆 者 的 理 解 編 寫 而 成 ，雖 然標 準對 某 些 性 能 目前 暫 未 作 出量 化 規(guī) 定 ，但 也 提 醒 了用 戶 要 和 廠 家 協(xié) 商 達 成 協(xié) 議 。 高壓 變頻 器拓 撲 方案 多 ，某 些 產(chǎn) 品技 術(shù) 處 在 發(fā) 展階 段 中 ，有 關(guān) 基 本 指 的要 求 ，例 如 ，有 些 機械 要 求 能在 規(guī) 定 的 時 段 內(nèi) 連 續(xù) 正 常運 行 ，意 外 中 斷 運 行 將 有 重 大損 失 ，這就 要 求

19、 變頻 器 有 高 的 可 靠 性 ，有 些 機 械 經(jīng) 過 開 關(guān) 倒 換 ，將 電動 機接 在 公 用 電 網(wǎng)上 仍 可 繼 續(xù) 工 作 ，只 是 浪 費 電能 而 已 ，這 種 情 況 下 ，產(chǎn) 品 即使 可 靠 性 不 太 高 ，但 是 有 高 的 可維 修 性 也 是 可 接 受 的 。當 生 （）電壓 波 動 由 變 頻 器 所 帶 的 負 荷 頻 繁 變動 所 引起。 標 一 定要 符 合 產(chǎn) 品標 準 ， 因而 就 顯 得 更加 重 要 。本 文 末 附有 相 關(guān) 標 準 ，可 以查 找 閱 讀 。 對電動機的不良影響 除 非 變 頻 器 輸 出 電壓 波 形 換 近 正 弦波

20、 ，否 則 ，一 定 要 注 意 二 者 之 間 的 配 合 問題 ，文 獻 】 】 、 和 中有 詳 細介紹 。 結(jié)束語 本 文 是 從 工程 設(shè)計 的 觀 點 ，對 高 產(chǎn) 工 藝要 求 產(chǎn) 品有 高 的 可 靠 性 時 ，即 使 價格 高 ，在 一 定 條 件 下 可 能 也 是 值 得 的 ，困難 在 于 產(chǎn) 品 標 準 中并 無 可 靠 高壓變頻器的抗擾度 。 高壓 變頻器 的抗 擾度是有標 準 規(guī) 定 的 ，因 而 它 在 一 定 的 電 能 質(zhì) 量指 標 下 的 電網(wǎng) 內(nèi) 應 能 正 常 工 作 。例 如 ： 當 高 壓 主 電 源 電壓 偏 離 ± 超 過 壓 變 頻

21、 器 的 外 部 性 能 所 作 的介 紹 ，提 出 了一 些 應 考 慮 的 問題 。 因 為 高壓 變 頻器價格高 ，在生產(chǎn)中又占有重要地 位 ，有 關(guān) 技 術(shù) 問題 涉及 到很 多 方 面 ， 本文可為讀者提供一些參考 。 （ 下轉(zhuǎn)第 頁） 性 指標 這 一 項 ，訂 貨 時 用 戶 也 無 法 考 察 和驗 證 ，也 許 只 能 根 據(jù) 對 廠 家 聲 譽 的信 任 度 和 產(chǎn) 品 實 用 效 果 的調(diào) 查和 評 ， 在 容 差 帶 內(nèi) 最 大 步 幅 偏 離 或 結(jié) 束語 變 頻 器 張 力控 制 系 統(tǒng) 在 用戶 現(xiàn) 場測 試 ，加 工 厚度 到 不 銹 鋼 板材 時 ，磨砂 機

22、各個 動 力點 的 控 制相 當平 穩(wěn) ，加 工 出 來 的 不 銹 鋼 表 面 光 潔 ，無 氣孔 ，無 渣 ，收 卷 達 到 內(nèi) 緊 外 松 的 要 求 。 與 原 系 統(tǒng) 相 比 ，具 有 操作 簡單 、 安全 、 可 靠 、 加 工 精 度 高 等優(yōu) 點 。 張力 設(shè) 定 在 人機 界 圖 收 卷 應 用 面 上 完 成 ，使 用卷 徑 的 實 時 計 算 方法 ，精 確 度 非 常 高 ，保 證 了電 機 輸 （） 砂傳 動 的 速度 給 定 ，并 讀 取 磨 該 傳 動 的 速 度 、 電 流 、轉(zhuǎn) 矩 信 號 ； （） 據(jù)磨 砂 速 度來 決 定各 動 力 點 根 的 速 度 給

23、 定 ，并 讀 取 該 傳 動 點 的 速 度 、 電 流 、 轉(zhuǎn)矩 信 號 ： （） 理收 卷 傳動 的 切 換 ，即 工位 處 之 間 互換 時 速 度 給 定 和 轉(zhuǎn) 矩 限 幅的 給 定 ，各 號 是 否 動作 正確 ； 信 （） 芯卷 徑和 最 大 卷 徑的 數(shù)值 設(shè) 空 定 。通 過 前 面 卷 徑 計 算 ，算 出 電機 尾 部 所 加 編碼 器 產(chǎn) 生 的 最 大 脈 ； （ 中量 ） 和 最 低 脈 ； 量 （ ）通 過 算 出 的最 大 中 ， 脈 ；量 對 收 卷 電機 的 速 度 進行 限定 。 中 系統(tǒng) 在 生 產(chǎn)試 運 行 前 ，必須 設(shè) 定 好 各動 力點 的 參

24、 數(shù) ，各種 保 護 功 能 是 否正 確 動 作 ，速 度 的 限 制控 制 值 和 轉(zhuǎn) 矩 的 限制 值 是 否 設(shè) 定正 確 等 等 。 同時 出轉(zhuǎn) 矩 的 平 滑特 性 ，使 得 板 材 、 線 材 類 的 高 速 加 工 成 為 了現(xiàn) 實 ，從 而 大 大 提 高 了設(shè) 備 的 可靠 性 和 生 產(chǎn) 率 ，成 本 還應注意 ： （） 各個 動 力 點必 須先 進 行 空載 運 行試驗 ： （） 帶 載試 生 產(chǎn) 中 ，根 據(jù) 生 產(chǎn) 的 在 實 際 情 況 還 應 修正 各類 系數(shù) ，如 力 矩 上 并 沒 有 過 多 的增 加 ，大 大 提 升 了 企 業(yè) 的 產(chǎn) 品 品 質(zhì) 和 競 爭 力 。 圖 微 能 是 矢量 型 變 頻 器 及 在 不 銹 鋼 磨 砂機上的收卷應用圖片。 補償、力矩 增益、 參數(shù)等 等， 作 者 簡 介 以 確 保 各 動 力 點 的速 度 協(xié) 調(diào) 。以 上 參 數(shù) 的正 確 設(shè) 定 ，可 以 有效 的改 變 系 統(tǒng) 慣 丘增紅 任 職