1、变频器和电机的距离应该尽量的短。这样减小了电缆的对地电容,减少干扰的发射源。
2、电机电缆应独立于其它电缆走线,其最小距离为500mm。同时应避免电机电缆与其它电缆长距离平行走线,这样才能减少变频器输出电压快速变化而产生的电磁干扰。如果控制电缆和电源电缆交叉,应尽可能使它们按90度角交叉。与变频器有关的模拟量信号线与主回路线分开走线,即使在控制柜中也要如此。
3、模拟量控制线可以选用屏蔽线,屏蔽一端接变频器控制电路的公共端(COM、,不要接变频器地端(E、或大地,另一端悬空;动力电缆选用屏蔽或者从变频器到电机全部用穿线管屏蔽,或遵从变频器的用户手册。
4、变频器的接地端子的接地电阻越小越好,接地导线的截面不小于4mm,长度不超过5m;变频器的接地应和动力设备的接地点分开,不能共地,尤其是多台变频器的接地,更不能共地。
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。它是一种控制交流电机运转的控制器,它把固定频率的交流电源变成频率电压可调的交流电源,从而控制电机的转速。
变频调整系统的原理框图
由处理器,按V/F恒定原则,产生PWM控制信号,令IGBT8了逆变模块逬行功率放大后输出,电路中还有电流检测等单元,组成保护。在开环变频调速系统中,速度指令可通过电位器,模拟电压等形式输入给DSP;将速度指令转换为频率,幅值,可变的电机定子电压与电流,以控制电机的转速。
1.频率给定
在使用一台变频器的时候,目的是通过改变变频器的输出频率。如何调节变频器的输出频率呢?关键是向变频器提供改变频率的命令信号,这个信号,就称为"频率给定信号"。所谓频率给定方式,就是调节变频器输出频率的具体方法,变频器常见的频率给定方式主要有操作器键盘给定,接点信号给定,模拟信号给定,脉冲信号给定和通信方式给定等。这些频率给定方式各有特点,必须按照实际的需要进行选择设置,同时也可以根据功能需要选择不同频率给定方式之间的叠加和切换。
2.V/F控制
在逬行电动机调速时,通常要考虑的一个重要因素是保持电动机中每极磁通量为额定值如果磁通量太小,则电动机的出力不够;如果过分增大磁通量,又会使铁心饱和,过大的励磁电流会使绕组过热,从而损坏电动机。V/F控制是使变频器的输出在改变频率的同时也改变电压,通常是使V/F为常数,这样可使电动机磁通保持一定,在较宽的调速范围内,电动机的转矩,功率,功率因数不下降。
3.PWM调制
变频器的调制方式为PWM。
PWM调制是保持整流得到的直流,电压幅值不变的条件下,以一定的规律,在改变输出频率的同时,通过改变输出脉冲的宽度,来达到改变等效输出电压的一种方式。PWM是一种调制方式来控制逆变模块的通断。
4.功率放大
目前功率放大的开关器件主要采用大功率晶体管IGBT,功率器件从整体上可以分为不可控器件,半可控器件和全可控器件。不可控器件导通和关断无法通过控制信号进行控制,完全由其在电路中所承受的电流,电压情况决定,属于自然导通和自然关断,包括功率二极管;半可控器件指能用控制信号控制导通J旦不能控制关断,关断只能由其在主电路中承受的电压,电流情况决定,属于自然关断,包括晶闸管和由其派生出来的可控双向晶闸管。全可控器件指能使用控制信号控制其导通和关断的器件,包括功率三极管,功率场效应管,可关断晶闸管,绝缘栅双极三极管,静电感应晶体管。静电感应晶闸管等等。
全可控器件从控制形式上还可以分为电流控制型和电压控制型两大类。属于电流控制型的有GTR(功率三极管),SCR(可控晶闸管),TRIAC(可控双向晶闸管),GTO(可关断晶体管)等;属于电压控制型的有功率MOSFET,IGBT,MCT和SIT。
5.电流检测
变频器电流信号可以用于电机的转矩和电流控制,以及过流保护。其检测方法主要有直接串联取样电阻法霍尔传感器法。直接串联取样电阻法,简单可靠不失真速度快,但是有损耗,不隔离,只适用于小电流且不需要隔离的情况,多用于小容量变频器中。霍尔传感器法具有精度高,线性好,频带款,相应快,过载能力强和不损失测量电路能量等优点。
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