不论哪种形式的,在运行中均产生不同程度的谐波电压和谐波电流,使三相在非正弦电压、电流下运行。其中,高次谐波对普通异步电动机的运行效率和温升影响最大。高次谐波会引起三相异步电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加,较为显着的是转子铜(铝)耗。因为三相异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的,因此,高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后,便会产生很大的转子损耗。除此之外,还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使普通异步电动机额外发热,效率降低,输出功率减小,如将三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦条件下,其温升一般要增加10%~20%。
2、三相异步电动机绝缘强度问题
目前中小型变频器,多数是采用PWM(脉宽调制)的控制方式。它的载波频率约为几千到十几千赫兹,这就使得三相异步电动机定子绕组要承受很高的电压上升率,相当于对三相异步电动机施加陡度很大的冲击电压,使三相异步电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外,由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在三相异步电动机运行电压上,会对三相异步电动机的对地绝缘构成威胁,对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。
3、谐波电磁噪声与振动
三相异步电动机采用变频器供电时,会使由电磁、机械、通风等因素所引起的振动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与三相异步电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉,形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和普通异步电动机机体的固有振动频率一致或接近时,将产生共振现象,从而加大噪声。由于三相异步电动机工作频率范围宽,转速变化范围大,各种电磁力波的频率很难避开三相异步电动机的各构件的固有振动频率。
4、三相异步电动机对频繁启动、制动的适应能力
由于采用变频器供电后,三相异步电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动,并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动,为实现频繁启动和制动创造了条件,因而三相异步电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下,给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。
5、低转速时三相异步电动机的冷却问题
首先,三相异步电动机的阻抗不尽理想,当电源频率较低时,电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次,普通异步电动机在转速降低时,冷却风量与转速的三次方式比例减小,致使三相异步电动机的低速冷却状况变坏,温升急剧增加,难以实现恒转矩输出。
变频器日常维护保养准则如下,希望大家多多参考,保证产品的使用年限
一、运行数据记录,故障记录:每天要记录变频器及电机的运行数据,包括变频器输出频率,输出电流,输出电压,变频器内部直流电压,散热器温度等参数,与合理数据对照比较,以利于早日发现故障隐患。变频器如发生故障跳闸,务必记录故障代码,和跳闸时变频器的运行工况,以便具体分析故障原因。
二、变频器日常检查:每两周进行一次,检查记录运行中的变频器输出三相电压,并注意比较他们之间的平衡度;检查记录变频器的三相输出电流,并注意比较他们之间的平衡度;检查记录环境温度,散热器温度;察看变频器有无异常振动,声响,风扇是否运转正常。
三、变频器保养:每台变频器每季度要清灰保养1次。保养要清除变频器内部和风路内的积灰,脏物,将变频器表面擦拭干净;变频器的表面要保持清洁光亮;在保养的同时要仔细检查变频器,察看变频器内有无发热变色部位,水泥电阻有无开裂现象,电解有无膨胀漏液防爆孔突出等现象,PCB板有否异常,有没有发热烧黄部位。保养结束后,要恢复变频器的参数和接线,送电,带电机工作在3Hz的低频约1分钟,以确保变频器工作正常。
变频器(Variable-frequencyDrive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。
一直都听别人说变频器能省电,说的人多了也就接受了,但一直没弄懂变频器为什么能省电,同时又能省多少,是高频省的多还是低频省的多?
而且还有如下几个疑问:
1、如果两个一模一样的电机都工作在50HZ的工频状态下,一个使用变频器,一个没有,同时转速和扭矩都在电机的额定状态下,那么变频器还能省电吗?能省多少呢?
2、如果这两个电机的扭矩没有达到电机的额定扭矩状态下工作(频率,转速还是一样50HZ),有变频器的那个能省多少电?
3、同样的条件,空载状态下能省多少,这三种状态下哪个省的更多?
答:变频器可以省电这是不可磨灭的事实,在某些情况下可以节电40%以上,但是某些情况还会比不接变频器浪费!
变频器是通过轻负载降压实现节能的,拖动转距负载由于转速没有多大变化,即便是降低电压,也不会很多,所以节能很微弱,但是用在风机环境就不同了,当需要较小的风量时刻,电机会降低速度,我们知道风机的耗能跟转速的1.7次方成正比,所以电机的转距会急剧下降,节能效果明显。如果我们用在油井上,就会因为在返程使用制动电阻白白浪费很多电能反而更废电。
当然,如果环境要求必须调速,变频器节能效果还是比较明显的。不调速的场合变频器不会省电,只能改善功率因数。
1、如果两个一模一样的电机都工作在50HZ的工频状态下,一个使用变频器,一个没有,同时转速和扭矩都在电机的额定状态下,那么变频器还能省电吗?能省多少呢?
答:对于这种情况,变频器只能改善功率因数,并不能节省电力。
2、如果这两个电机的扭矩没有达到电机的额定扭矩状态下工作(频率,转速还是一样50HZ),有变频器的那个能省多少电?
答:如果使用了自动节能运行,这个时刻变频器能降压运行,可以节省部分电能,但是节电不明显。
3、同样的条件,空载状态下能省多少,这三种状态下哪个省的更多?
答:拖动型负载空载状态也节省不了多大的电能。
比如关于“闭环控制”如是说。我认为有讨论的空间。文中的闭环概念太狭义了。闭环控制不仅仅是转速传感器反馈才算数。矢量控制时的频率控制就是闭环控制,而且是装置内部的闭环控制,V/F控制才属于开环控制,另外还有温度、压力、流量等等物理量的PID调节器反馈控制,都是闭环控制的范畴。而且都是可以通过变频器调节实现的。不应该将闭环控制概念解释得那么窄。
再比如,制动的概念。
1.变频不是到处可以省电,有不少场合用变频并不一定能省电。
2.作为电子电路,变频器本身也要耗电(约额定功率的3-5%)。
3.变频器在工频下运行,具有节电功能,是事实。但是他的前提条件是:第一,大功率并且为风机/泵类负载;第二,装置本身具有节电功能(软件支持);第三,长期连续运行。这是体现节电效果的三个条件。
除此之外,无所谓节不节电,没有什么意义。如果不加前提条件的说变频器工频运行节能,就是夸大或是商业炒作。知道了原委,你会巧妙的利用他为你服务。一定要注意使用场合和使用条件才好正确应用,否则就是盲从、轻信而“受骗上当”。
4.采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样?
采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器(公众号:泵管家),起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。
5.在同一工厂内大型电机一起动,运转中变频器就停止,这是为什么?
电机起动时将流过和容量相对应的起动电流,电机定子侧的变压器产生电压降,电机容量大时此压降影响也大,连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断,因而有时保护功能(IPE)动作,造成停止运转。
6.装设变频器时安装方向是否有限制。
变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的,上下的关系对通风也是重要的,因此,对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位,尽可能垂直安装。
7.不采用软起动,将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以?
在很低的频率下是可以的,但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流(6~7倍额定电流),由于变频器切断过电流,电机不能起动。
8.电机超过60Hz运转时应注意什么问题?
(1)机械和装置在该速下运转要充分可能(机械强度、噪声、振动等)。
(2)电机进入恒功率输出范围,其输出转矩要能够维持工作(风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比例增加,所以转速少许升高时也要注意)。
(3)产生轴承的寿命问题,要充分加以考虑。
(4)对于中容量以上的电机特别是2极电机,在60Hz以上运转时要与厂家仔细商讨。
9.变频器可以传动齿轮电机吗?
根据减速机的结构和润滑方式不同,需要注意若干问题。在齿轮的结构上通常可考虑70~80Hz为最大极限,采用油润滑时,在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等。
10.变频器能用来驱动单相电机吗?可以使用单相电源吗?
机基本上不能用。对于调速器开关起动式的单相电机,在工作点以下的调速范围时将烧毁辅助绕组;对于电容起动或电容运转方式的,将诱发电容器爆炸。变频器的电源通常为3相,但对于小容量的,也有用单相电源运转的机种。
11.变频器本身消耗的功率有多少?
它与变频器的机种、运行状态、使用频率等有关,但要回答很困难。不过在60Hz以下的变频器效率大约为94%~96%,据此可推算损耗,但内藏再生制动式(FR-K)变频器,如果把制动时的损耗也考虑进去,功率消耗将变大,对于操作盘设计等必须注意。
12.为什么不能在6~60Hz全区域连续运转使用?
一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却,若速度降低则冷却效果下降,因而不能承受与高速运转相同的发热,必须降低在低速下的负载转矩,或采用容量大的变频器与电机组合,或采用专用电机。
13.使用带制动器的电机时应注意什么?
制动器励磁回路电源应取自变频器的输入侧。如果变频器正在输出功率时制动器动作,将造成过电流切断。所以要在变频器停止输出后再使制动器动作。
14.想用变频器传动带有改善功率因数用电容器的电机,电机却不动,清说明原因
变频器的电流流入改善功率因数用的电容器,由于其充电电流造成变频器过电流(OCT),所以不能起动,作为对策,请将电容器拆除后运转,甚至改善功率因数,在变频器的输入侧接入AC电抗器是有效的。
15.变频器的寿命有多久?
变频器虽为静止装置,但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件,如果对它们进行定期的维护,可望有10年以上的寿命。
节能降耗是制造业永恒的目标和宗旨,但对于工业企业,应该了解在哪些情况下应该使用变频器,哪些场合不适宜使用变频器,以及综合考虑变频器的配置总量,变频器过多配置带来的谐波危害已成为共识。因此要合理使用变频器,从而真正实现节能降耗以及可持续发展的战略。