三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理

學(xué)習(xí)目標(biāo)：三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理變頻器是利用電力半導(dǎo)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(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可把握的溝通電源以供給電動(dòng)機(jī)。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(gè)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(chǔ)能和緩沖無功功率。變頻器選型：變頻器選型時(shí)要確定以下幾點(diǎn)：承受變頻的目的；恒壓把握或恒流把握等。變頻器的負(fù)載類型；如葉片泵或容積泵等，特別留意負(fù)載的性能曲線，性能曲線打算了應(yīng)用時(shí)的方式方法。變頻器與負(fù)載的匹配問題；電壓匹配；變頻器的額定電壓與負(fù)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(jī)的額定電流相符。對(duì)于特別的負(fù)載如深水泵等則需要參考電機(jī)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(qū)動(dòng)高速電機(jī)時(shí)，由于高速電機(jī)的電抗小，高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于一般電機(jī)的選型。變頻器假設(shè)要長電纜運(yùn)行時(shí)，此時(shí)要實(shí)行措施抑制長電纜對(duì)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(duì)于一些特別的應(yīng)用場(chǎng)合，如高溫，高海拔，此時(shí)會(huì)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(shè)計(jì)：首先確認(rèn)變頻器的安裝環(huán)境；工作溫度。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)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(yīng)安裝在箱體上部，并嚴(yán)格遵守產(chǎn)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(shí)，變頻器內(nèi)部易消滅結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會(huì)大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。必要時(shí)，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(shè)溫度變化大的話，這個(gè)問題會(huì)比較突出。腐蝕性氣體。使用環(huán)境假設(shè)腐蝕性氣體濃度大，不僅會(huì)腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會(huì)加速塑料器件的老化，降低絕緣性能。擊時(shí)，會(huì)引起電氣接觸不良。尤其在想我們就消滅這樣的問題。這時(shí)除了提高把握柜的機(jī)械強(qiáng)度、遠(yuǎn)離振動(dòng)源和沖擊源生振動(dòng)的元器件。設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)展檢查和維護(hù)。電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，四周產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對(duì)四周的儀表、儀器有確定的干擾。因此，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)，應(yīng)中選用金屬外殼，屏蔽變頻器對(duì)儀表的干擾。全部的元器件均應(yīng)牢靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽把握電纜，且屏蔽層應(yīng)接地。假設(shè)處理不好電磁干變頻器和電機(jī)的距離確定電纜和布線方法；變頻器和電機(jī)的距離應(yīng)當(dāng)盡量的短。這樣減小了電纜的對(duì)地電容，削減干擾的放射源。把握電纜選用屏蔽電纜，動(dòng)力電纜選用屏蔽電纜或者從變頻器到電機(jī)全部用穿線管屏蔽。電機(jī)電纜應(yīng)獨(dú)立于其它電纜走線，其最小距離為500mm。同時(shí)應(yīng)避開電機(jī)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(chǎn)生的電磁干擾。假設(shè)把握電纜和電源電纜穿插，應(yīng)盡可能使它們按90度角穿插。與變頻器有關(guān)的模擬量信號(hào)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(guān)的模擬信號(hào)線最好選用屏蔽雙絞線，動(dòng)力電纜選用屏蔽的三芯電纜〔其規(guī)格要比一般電機(jī)的電纜大檔〕或遵從變頻器的用戶手冊(cè)。變頻器把握原理圖；過電源的輸入回路返回到電網(wǎng)從而影響其他的受電設(shè)備，需要依據(jù)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(dāng)變頻器到電機(jī)的距離較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)安裝濾波器。雖然變頻器本身有各種保護(hù)功能，但缺相保護(hù)卻并不完善，斷路器在主回路中起到過載，缺相等保護(hù)，選型時(shí)可依據(jù)變頻器的容量進(jìn)展選擇?？梢杂米冾l器本身的過載保護(hù)代替熱繼電器。把握回路：具有工頻變頻的手動(dòng)切換，以便在變頻出現(xiàn)故障時(shí)可以手動(dòng)切工頻運(yùn)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(dǎo)線的截面不小于4mm，長度不超過5m。變頻器的接地應(yīng)和動(dòng)力設(shè)備的接地點(diǎn)分開，不能共地。信號(hào)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(shè)計(jì)：變頻器應(yīng)當(dāng)安裝在把握柜內(nèi)部，把握柜在設(shè)計(jì)時(shí)要留意以下問題散熱問題：變頻器的發(fā)熱是由內(nèi)部的損耗產(chǎn)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(fēng)扇散熱；變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇可將變頻器的箱體內(nèi)部散熱帶走，假設(shè)風(fēng)扇不能正常工作，應(yīng)馬上停頓變頻器運(yùn)行；大功率的變頻器還需要在把握柜上加風(fēng)扇，控制柜的風(fēng)道要設(shè)計(jì)合理，全部進(jìn)風(fēng)口要設(shè)置防塵網(wǎng)，排風(fēng)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(jù)變頻器說明書的通風(fēng)量來選擇匹配的風(fēng)扇，風(fēng)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(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對(duì)四周的儀表、儀器有確定的干擾，而且會(huì)產(chǎn)生高次諧波，這種高次諧波會(huì)通過供電回路進(jìn)入整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)，從而影響其他儀表。假設(shè)變頻器的功率很大占整個(gè)系統(tǒng)25%以上，需要考慮把握電源的抗干擾措施。II.當(dāng)系統(tǒng)中有高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、電鍍電源時(shí)，變頻器本身會(huì)由于干擾而消滅保護(hù)，則考慮整個(gè)系統(tǒng)的電源質(zhì)量問題。防護(hù)問題需要留意以下幾點(diǎn)：防水防結(jié)露：假設(shè)變頻器放在現(xiàn)場(chǎng)，需要留意變頻器柜上方不的有管道法蘭或其他漏點(diǎn)，在變頻器四周不能有噴濺IP43防塵：全部進(jìn)風(fēng)口要設(shè)置防塵網(wǎng)阻隔絮狀雜物進(jìn)入，防塵網(wǎng)應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)為可拆卸式，以便利清理，維護(hù)。防塵網(wǎng)的網(wǎng)格依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體狀況確定，防塵網(wǎng)四周與把握柜的結(jié)合處要處理嚴(yán)密。防腐蝕性氣體：在化工行業(yè)這種狀況比較多見，此時(shí)可以將變頻柜放在把握室中。變頻器接線標(biāo)準(zhǔn)：信號(hào)線與動(dòng)力線必需分開走線：使用模擬量信號(hào)進(jìn)展遠(yuǎn)程把握變頻器時(shí)，為了削減模擬量受來自變頻器和其它設(shè)備的干擾，請(qǐng)將把握變頻器的信號(hào)線與強(qiáng)電回路〔主回路及順控回路〕30cm同樣要保持這樣的接線標(biāo)準(zhǔn)。該信號(hào)與變頻器之間的把握回50m。信號(hào)線與動(dòng)力線必需分別放置在不同的金屬管道或者金屬軟管內(nèi)部：連接PLC和變頻器的信號(hào)線假設(shè)不放置在金屬管道內(nèi)，極易受到變頻器和外部設(shè)備的干擾；同時(shí)由于變頻器無內(nèi)置的電抗器，所以變頻器的輸入和輸出級(jí)動(dòng)力線對(duì)外部會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的干擾，因此放置信號(hào)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(hào)線與動(dòng)力線的徹底分開。模擬量把握信號(hào)線應(yīng)使用雙股絞合屏蔽線，電線規(guī)格為0.75mm2。在接線時(shí)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(shè)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(hào)線上使用壓線棒端子。變頻器的運(yùn)行和相關(guān)參數(shù)的設(shè)置：變頻器的設(shè)定參數(shù)多，每個(gè)參數(shù)均有確定的選擇范圍，使用中常常遇到因個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。PID把握或其他方式。實(shí)行把握方式后，一般要依據(jù)把握精度，需要進(jìn)展靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨識(shí)。最低運(yùn)行頻率：即電機(jī)運(yùn)行的最小轉(zhuǎn)速，電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，其散熱性能很差，電機(jī)長時(shí)間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而且低速時(shí)，其電纜中的電流也會(huì)增大，也會(huì)導(dǎo)致電纜發(fā)熱。60Hz，有的甚至到400Hz，高頻率將使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這對(duì)一般電機(jī)來說，其軸承不能長時(shí)間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。載波頻率：載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波重量越大，這和電纜的長度，電機(jī)發(fā)熱，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。轉(zhuǎn)速、最大頻率，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。跳頻：在某個(gè)頻率點(diǎn)上，有可能會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象，特別在整個(gè)裝置比較高時(shí)；在把握壓縮機(jī)時(shí)，要避開壓縮機(jī)的喘振點(diǎn)。常見故障分析：其可能是由于變頻器的加減速時(shí)間太短、負(fù)載發(fā)生突變、負(fù)荷安排不均，輸出短路等緣由引起的。這時(shí)一般可通過延長加減速時(shí)間、削減負(fù)荷的突變、外加能耗制動(dòng)元件