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成都變頻器的不足之處
瀏覽:20 發(fā)布日期:2018-03-28

  成都變頻器的不足之處

  1.普通異步電動(dòng)機(jī)的效率和溫升的問(wèn)題。

  不論哪種形式的變頻器,在運(yùn)行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和諧波電流,使普通異步電動(dòng)機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行。其中,高次諧波對(duì)普通異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率和溫升影響大。高次諧波會(huì)引起普通異步電動(dòng)機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。因?yàn)槠胀ó惒诫妱?dòng)機(jī)是以接近于基波頻率所對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的,因此,高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后,便會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外,還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會(huì)使普通異步電動(dòng)機(jī)額外發(fā)熱,效率降低,輸出功率減小,如將普通異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于變頻器輸出的非正弦電源條件下,其溫升一般要增加10%~20%。

  2.普通異步電動(dòng)機(jī)絕緣強(qiáng)度問(wèn)題。

  目前中小型變頻器,多數(shù)是采用PWM(脈寬調(diào)制)的控制方式。它的載波頻率約為幾千到十幾千赫茲,這就使得普通異步電動(dòng)機(jī)定子繞組要承受很高的電壓上升率,相當(dāng)于對(duì)普通異步電動(dòng)機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓,使普通異步電動(dòng)機(jī)的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的考驗(yàn)。另外,由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在普通異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電壓上,會(huì)對(duì)普通異步電動(dòng)機(jī)的對(duì)地絕緣構(gòu)成威脅,對(duì)地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊下會(huì)加速老化。

  3.諧波電磁噪聲與振動(dòng)。

  普通異步電動(dòng)機(jī)采用變頻器供電時(shí),會(huì)使由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素所引起的振動(dòng)和噪聲變的更加復(fù)雜。變頻電源中含有的各次時(shí)間諧波與普通異步電動(dòng)機(jī)電磁部分的固有空間諧波相互干涉,形成各種電磁激振力。當(dāng)電磁力波的頻率和普通異步電動(dòng)機(jī)機(jī)體的固有振動(dòng)頻率一致或接近時(shí),將產(chǎn)生共振現(xiàn)象,從而加大噪聲。由于普通異步電動(dòng)機(jī)工作頻率范圍寬,轉(zhuǎn)速變化范圍大,各種電磁力波的頻率很難避開(kāi)普通異步電動(dòng)機(jī)的各構(gòu)件的固有振動(dòng)頻率。

  4.普通異步電動(dòng)機(jī)對(duì)頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)的適應(yīng)能力。

  由于采用變頻器供電后,普通異步電動(dòng)機(jī)可以在很低的頻率和電壓下以無(wú)沖擊電流的方式啟動(dòng),并可利用變頻器所供的各種制動(dòng)方式進(jìn)行快速制動(dòng),為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)創(chuàng)造了條件,因而普通異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下,給機(jī)械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來(lái)疲勞和加速老化問(wèn)題。

  5.低轉(zhuǎn)速時(shí)普通異步電動(dòng)機(jī)的冷卻問(wèn)題。

  首先,普通異步電動(dòng)機(jī)的阻抗不盡理想,當(dāng)電源頻率較低時(shí),電源中高次諧波所引起的損耗較大。其次,普通異步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速降低時(shí),冷卻風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的三次方式比例減小,致使普通異步電動(dòng)機(jī)的低速冷卻狀況變壞,溫升急劇增加,難以實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出。

  成都變頻器的分類及其工作原理

  主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分,變頻器的主電路大體上可分為兩類:

  電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器,直流回路的濾波是電容。

  電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,其直流回路濾波是電感。 它由三部分構(gòu)成,將工頻電源變換為直流功率的“整流器”,吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”,以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。

  (1)整流器:近大量使用的是二極管的變流器,它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器,由于其功率方向可逆,可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。

  (2)平波回路:在整流器整流后的直流電壓中,含有電源6倍頻率的脈動(dòng)電壓,此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。為了抑制電壓波動(dòng),采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓(電流)。裝置容量小時(shí),如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量,可以省去電感采用簡(jiǎn)單的平波回路。

  (3)逆變器:同整流器相反,逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率,以所確定的時(shí)間使6個(gè)開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開(kāi)關(guān)時(shí)間和電壓波形。

  控制電路是給異步電動(dòng)機(jī)供電(電壓、頻率可調(diào))的主電路提供控制信號(hào)的回路,它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”,主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”,電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”,將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”,以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”組成。

  (1)運(yùn)算電路:將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算,決定逆變器的輸出電壓、頻率。

  (2)電壓、電流檢測(cè)電路:與主回路電位隔離檢測(cè)電壓、電流等。

  (3)驅(qū)動(dòng)電路:驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。

  (4)速度檢測(cè)電路:以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸機(jī)上的速度檢測(cè)器(tg、plg等)的信號(hào)為速度信號(hào),送入運(yùn)算回路,根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。

  (5)保護(hù)電路:檢測(cè)主電路的電壓、電流等,當(dāng)發(fā)生過(guò)載或過(guò)電壓等異常時(shí),為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞,使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。

  成都變頻器的分類方法有多種,按照主電路工作方式分類,可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器;按照開(kāi)關(guān)方式分類,可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器;按照工作原理分類,可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等;按照用途分類,可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。


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