什么是变频技术?
变领技术是将一种频率电源转换成另一种频率电源的技术。在电源的转换过程中.电能并不发生变化,只是频率发生变化,目的是为了满足人们生产、生活各种领域中对电源的不同需要,其中一项典型应用就是将工频(50Hz或60Hz)的交流电源,转换成频率可变的交流电源提供给电动机,通过改变输出电源的频率来对电动机进行调速控制,从而实现节能效果。
1 变频技术发展
随着微电子技术、电力电子技术和自动控制技术的不断发展,变频技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。变频技术最初主要用于整流和交直流可调电源,现在已广泛用在高压直流输电、不同频率电源连接、静止无功功率补偿和吸收等,应用领域涵盖交通运输业、石油行业、家用电器、国防军事等社会生产、生活的各个方面。在运输业应用如高速铁路、超导磁悬浮列车、电动汽车、机器人等,在石油行业应用如采油调速、超声波驱油等,在家用电器方面应用如变频空调、变频洗衣机、变频微被炉、变频电冰箱等,在军事方面应用如军事通信、导航、雷达等。
变频技术的发展主要以电力电子器件的发展为基础,主要经历了以下几代:
第1代电力电子器件以晶闸管为代表(20世纪50年代)。1956年贝尔实验室发明了晶闸管,1958年通用电气公司推出了商品化的产品。晶闸管是一种电流控制型开关器件,可以实现小电流控制大功率变换,但开关频率低,且导通后不能自关断。
第2代电力电子器件以电力晶体管(GTR)和门极关断晶闸管(GTO)为代表(20世纪60年代)。门极关断晶闸管是一种电流型自关断型开关器件,较容易实现整流、斩波、逆变等变频功能,其开关频率在1~5kHz之间。
第3代电力电子器件以绝缘栅双极型晶体管(GBT)为代表(20世纪70年代)。绝缘栅双极型晶体管是一种电压控制型自关断电力电子器件,其开关频率很高,达到20~200kHz,它的应用使电气设备的高频化、高效化和小型化得以实现。
第4代电力电子器件以智能化功率集成电路()和智能功率模块(IPM)等为代表(20世纪80年代、90年代)。它们实现了开关频率的高速化、低导通电压的高效化和功率器件的集成化,另外还可集成逻辑控制、保护、传感及测量等功能。
变频技术的发展方向是高电压大容量化、高频化、组件模块化、小型化、智能化和低成本化。
2 变频技术类型
变频技术可分为以下几种类型:
(1)交—直变频技术:又称整流技术,它是利用整流电路将交流电源转换成直流电源。
(2)直—直变频技术:又称斩波技术,它是利用斩波电路将直流电源转换成直流脉冲电源,通过调节脉冲的频率或宽度来改变直流脉冲电源有效值的大小。
(3)直—交变频技术:又称逆变技术,它是利用逆变电路将直流电源转换成交流电源。
(4)交—交变频技术:又称移相技术.它是利用交—交变频电路将一种频率的交流电源转换成另一种频率的交流电源。
3 变频器简介
我国变频器应用始于20世纪80年代末,由于变频器具有良好节能效果等优越爱能,使用量不断增加,而且每年以20%的递增量快速发展。变频器至今并无确切的定义,但按其功能作用可理解为改变电动机电源频率值及电压值的自动化电气装置。变频器由电力电子器件、电子元器件,微处理器(CPU)等组成。变频器就是一种典型的采用了变频技术的电气设备。变频器的主要功能是将工频(50Hz或60Hz)的交流电源转换成频率可变的交流电源提供给电动机,通过改变输出电源的频率来对电动机进行调速控制。因为电子电工学告诉我们,电动机的转速与其消耗的能量有一定对应关系。通俗地讲,就是电动机的转速越快,其消耗的能量大幅度增加;反之,电动机的转速越慢,其消耗的能量将大幅度减少。变频器正是基于这个原理,通过变频器中的微处理器实时调整控制电动机的转速,达到节约能量的目的。
1)变频器外形
如图4-51所示,列出了几种常见变频器的实物外形。
图4-51 几种常见变频器的实物外形
2)异步电动机的调速方式
当三相异步电动机定子绕组通入三相交流电后,定子绕组会产生旋转磁场,旋转磁场的转速n0与交流电源的频率f及电动机的磁极对数p有如下关系:
电动机转子的旋转速度n(即电动机的转速)略低于旋转磁场的旋转速度n0(又称同步转速),两者的转速差称为转差s,电动机的转速为:
由于转差s很小,一般为0.01~0.05,为了计算方便,可近似认为电动机的转速与定子的旋转磁场转速相同,即电动机转速近似为:
从公式(4-3)可以看出,三相异步电动机的转速n与交流电源的频率f和电动机的磁极对数p有关,当交流电源的频率f发生改变时,电动机的转速就会发生变化。通过改变电动机的磁极对数p来调节电动机转速的方法称为变极调速。通过改变交流电源的频率来调节电动机转速的方法称为变频调速,变频器是通过改变交流电源频率来调节电动机转速。
4 变频器的组成方框图
变频器的功能是将工频(50Hz或60Hz)交流电源转换成频率可变的交流电源提供给电动机,通过改变交流电源的频率来对电动机进行调速控制。变频器的种类很多,主要可分为两类:交—直—交型变频器和交—交型变频器。
1)交—直—交型变频器
交—直—交型变频器是先将工频电源转换成直流电源,再将直流电源转换成频率可变的交流电源,然后提供给电动机,通过调节输出电源的频率来对电动机转速进行控制。交—直—交型变频器组成方框图如图4-52所示。
下面对照图4-52说明交—直—交型变频器的工作原理。
图4-52 交—直—交型变频器组成方框图
工频交流电源经整流电路转换成脉动的直流电,直流电再经中间电路进行滤波平滑,然后送到逆变电路,在控制电路的控制下,逆变电路将直流电转换成频率可变的交流电并送给电动机,驱动电动机运转,改变逆变电路输出的交流电频率,电动机转速就会发生相应的变化。
变频器中的整流电路、中间电路和逆变电路是主体电路,用来完成交—直—交的转换,它们工作在高电压大电流状态。控制电路是变频器的控制中心,当它接收到输入调节装置或通信接口送来的指令信号后,会发出相应的控制信号去控制主体电路,使主体电路按设定的要求工作,同时控制电路还会将有关的设置和机器状态信号送到显示装置,以显示有关信息,便于用户太阳作或了解变频器的工作情况。
变频器的显示装置一般采用显示屏和指示灯;输入调节装置主要包括按钮、开关和旋钮等;通信接口用来与其他的设备(如可编程序控制器PLC)进行通信,接收它们发送过来的信息,同时还将变频器有关信息反馈给这些设备。除此之外,变频器还有一些其他接口,可以通过这些接口扩展变频器的一些功能,如外接制动电阻、外接频率表等。
2)交—交型变频器
交—交型变频器是直接将工频电源转换成频率可变的交流电源并提供给电动机,通过调节输出电源的频率来对电动机转速进行控制。交—交型变频器组成方框图如图4-53所示,从图中可以看出,交—交型变频器与交—直—交型变频器的主体电路不同,它采用交—交变频电路直接将工频电源转换成频率可调的交流电源的方式进行变频调速。
图4-53 交—交型变频器组成方框图
交—交变频电路一般只能将输入交流电频率调低输出,而工频电源频率本来就低,所以交—交型变频器的调速范围很窄,另外这种变频器要采用大量的晶闸管等电力电子器件,导致装置体积大、成本高,故交—交型变频器的应用远没有交—直—交型变频器广泛,因此大家要重点学习了解交—直—交型变频器。
变频器的主要功能有哪些
变频器可用于工业,也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。
变频器的原理
基础知识
1、概述
各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz),等等。通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置,其科学术语为“inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”,故该产品本身就被命名为“inverter”,即:变频器,变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。
2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变?
r/min电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm.例如:4极电机 60Hz 1,800 [r/min],4极电机 50Hz 1,500 [r/min],电机的旋转速度同频率成比例。
本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以不适和改变该值来调整电机的速度。另外,频率是电机供电电源的电信号,所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。n = 60f/p,n: 同步速度,f: 电源频率 ,p: 电机极数,改变频率和电压是最优的电机控制方法 。如果仅改变频率,电机将被烧坏。特别是当频率降低时,该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生,变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压,例如:为了使电机的旋转速度减半,变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz,这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。例如:为了使电机的旋转速度减半,变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz,这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。 如果要正确的使用变频器, 必须认真地考虑散热的问题。变频器的故障率随温度升高而成指数的上升。使用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高10度,变频器使用寿命减半。因此,我们要重视散热问题啊!在变频器工作时,流过变频器的电流是很大的, 变频器产生的热量也是非常大的,不能忽视其发热所产生的影响。
通常,变频器安装在控制柜中。我们要了解一台变频器的发热量大概是多少. 可以用以下公式估算: 发热量的近似值= 变频器容量(KW)×55 [W]在这里, 如果变频器容量是以恒转矩负载为准的(过流能力150% × 60s) 如果变频器带有直流电抗器或交流电抗器, 并且也在柜子里面, 这时发热量会更大一些。 电抗器安装在变频器侧面或测上方比较好。这时可以用估算: 变频器容量(KW)×60 [W]因为各变频器厂家的硬件都差不多, 所以上式可以针对各品牌的产品. 注意: 如果有制动电阻的话,因为制动电阻的散热量很大, 因此最好安装位置最好和变频器隔离开, 如装在柜子上面或旁边等。那么, 怎样采能降低控制柜内的发热量呢? 当变频器安装在控制机柜中时,要考虑变频器发热值的问题。根据机柜内产生热量值的增加,要适当地增加机柜的尺寸。因此,要使控制机柜的尺寸尽量减小,就必须要使机柜中产生的热量值尽可能地减少。如果在变频器安装时,把变频器的散热器部分放到控制机柜的外面,将会使变频器有70%的发热量释放到控制机柜的外面。由于大容量变频器有很大的发热量,所以对大容量变频器更加有效。还可以用隔离板把本体和散热器隔开, 使散热器的散热不影响到变频器本体。这样效果也很好。变频器散热设计中都是以垂直安装为基础的,横着放散热会变差的! 关于冷却风扇一般功率稍微大一点的变频器, 都带有冷却风扇。同时,也建议在控制柜上出风口安装冷却风扇。进风口要加滤网以防止灰尘进入控制柜。 注意控制柜和变频器上的风扇都是要的,不能谁替代谁。
二、其他关于散热的问题
1.在海拔高于1000m的地方,因为空气密度降低,因此应加大柜子的冷却风量以改善冷却效果。理论上变频器也应考虑降容,1000m每-5%。但由于实际上因为设计上变频器的负载能力和散热能力一般比实际使用的要大, 所以也要看具体应用。 比方说在1500m的地方,但是周期爱负载,如电梯,就不必要降容。
2.开关频率:变频器的发热主要来自于IGBT,IGBT的发热有集中在开和关的瞬间。 因此开关频率高时自然变频器的发热量就变大了。有的厂家宣称降低开关频率可以扩容,就是这个道理。
3.矢量控制是怎样使电机具有大的转矩的?
转矩提升功能是提高变频器的输出电压。然而即使提高很多输出电压,电机转矩并不能和其电流相对应的提高。 因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量(如励磁分量)。"矢量控制"把电机的电流值进行分配,从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量(如励磁分量)的数值。"矢量控制"可以通过对电机端的电压降的响应,进行优化补偿,在不增加电流的情况下,允许电机产出大的转矩。此功能对改善电机低速时温升也有效。
三、变频器制动的情况
制动的概念:指电能从电机侧流到变频器侧(或供电电源侧),这时电机的转速高于同步转速.负载的能量分为动能和势能. 动能(由速度和重量确定其大小)随着物体的运动而累积。当动能减为零时,该事物就处在停止状态。机械抱闸装置的方法是用制动装置把物体动能转换为摩擦和能消耗掉。对于变频器,如果输出频率降低,电机转速将跟随频率同样降低。这时会产生制动过程. 由制动产生的功率将返回到变频器侧。这些功率可以用电阻发热消耗。在用于提升类负载,在下降时, 能量(势能)也要返回到变频器(或电源)侧,进行制动.这种太阳作方法被称作"再生制动",而该方法可应用于变频器制动。在减速期间,产生的功率如果不通过热消耗的方法消耗掉,而是把能量返回送到变频器电源侧的方法叫做"功率返回再生方法"。在实际中,这种应用需要"能量回馈单元"选件。
四、怎样提高制动能力?
为了用散热来消耗再生功率,需要在变频器侧安装制动电阻。为了改善制动能力,不能期望靠增加变频器的容量来解决问题。请选用"制动电阻"、"制动单元"或"功率再生变换器"等选件来改善变频器的制动容量。
当电机的旋转速度改变时,其输出转矩会怎样?
我们经常听到下面的说法:"电机在工频电源供电时(*2)时,电机的起动和加速冲击很大,而当使用变频器供电时,这些冲击就要弱一些"。如果用大的电压和频率起动电机,例如使用工频电网直接供电,就会产生一个大的起动冲击(大的起动电流 (*3) )。而当使用变频器时,变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的,所以电机产生的转矩要小于工频电网供电的转矩值。所以变频器驱动的电机起动电流要小些。通常,电机产生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减些减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。通过使用磁通矢量控制的变频器,将改善电机低速时转矩的不足,甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。当变频器调速到大于60Hz频率时,电机的输出转矩将降低。通常的电机是按50Hz(60Hz)电压设计制造的,其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te,P<=Pe) 变频器输出频率大于50Hz频率时,电机产生的转矩要以和频率成反比的线爱关系下降。当电机以大于60Hz频率速度运行时,电机负载的大小必须要给予考虑,以防止电机输出转矩的不足。举例,电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速.(P=Ue*Ie)
参考:
*1: 转矩提升:此功能增加变频器的输出电压,以使电机的输出转矩和电压的平方成正比的关系增加,从而改善电机的输出转矩。改善电机低速输出转矩不足的技术,使用"矢量控制",可以使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz(对4极电机,其转速大约为30r/min)时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩(最大约为额定转矩的150%)。对于常规的V/F控制,电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加,这就导致由于励磁不足,而使电机不能获得足够的旋转力。为了补偿这个不足,变频器中需要通过提高电压,来补偿电机速度降低而引起的电压降。变频器的这个功能叫做"转矩提升"(*1)。
*2: 工频电源由电网提供的动力电源(商用电源)
*3: 起动电流当电机开始运转时,变频器的输出电流变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动。
变频器基本知识及应用
1、什么是变频器?
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,能
变频器
实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。
2、PWM和PAM的不同点是什么?
PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调制方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅值调制) 缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式。
3、电压型与电流型有什么不同?
变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。
4、为什么变频器的电压与频率成比例的改变?
任何电动机的电磁转矩都是电流和磁通相互作用的结果,电流是不允许超过额定值的,否则将引起电动机的发热。因此,如果磁通减小,电磁转矩也必减小,导致带载能力降低。
由公式E=4.44*K*F*N*Φ 可以看出,在变频调速时,电动机的磁路随着运行频率fX是在相当大的范围内变化,它极容易使电动机的磁路严重饱和,导致励磁电流的波形严重畸变,产生峰值很高的尖峰电流。
因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。
5、电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于变频器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加?
频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。
6、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,起动电流为额定电流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,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。
7、V/f模式是什么意思?
频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特爱而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特爱,可以用开关或标度盘进行选择。
8、按比例地改V和f时,电机的转矩如何变化?
频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此,在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。
9、在说明书上写着变速范围60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就没有输出功率吗?
在6Hz以下仍可输出功率,但根据电机温升和起动转矩的大小等条件,最低使用频率取6Hz左右,此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz。。
10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定,是否可以?
通常情况下时不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变,大体为恒功率特爱,在 高速下要求相同转矩时,必须注意电机与变频器容量的选择。
11、所谓开环是什么意思?
给所使用的电机装置设速度检出器(PG),将实际转速反馈给控制装置进行控制的,称为“闭环 ”,不用PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式,也有的机种利用选件可进行PG反馈.无速度传感器闭环控制方式是根据建立的数学模型根据磁通推算电机的实际速度,相当于用一个虚拟的速度传感器形成闭环控制。
12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办?
开环时,变频器即使输出给定频率,电机在带负载运行时,电机的转速在额定转差率的范围内(1%~5%)变动。对于要求调速精度比较高,即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合,可采用具有PG反馈功能的变频器(选用件)。
13、如果用带有PG的电机,进行反馈后速度精度能提高吗?
具有PG反馈功能的变频器,精度有提高。但速度精度的值取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分辨率。
14、失速防止功能是什么意思?
如果给定的加速时间过短,变频器的输出频率变化远远超过转速(电角频率)的变化,变频器将因流过过电流而跳闸,运转停止,这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转,就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。
15、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种,和加减速时间共同给定的机种,这有什么意义?
加减速可以分别给定的机种,对于短时间加速、缓慢减速场合,或者对于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适宜的,但对于风机传动等场合,加减速时间都较长,加速时间和减速时间可以共同给定。
16、什么是再生制动?
电动机在运转中如果降低指令频率,则电动机变为异步发电机状态运行,作为制动器而工作,这就叫作再生(电气)制动。
17、是否能得到更大的制动力?
从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中,由于电容器的容量和耐压的关系,通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%。如采用选用件制动单元,可以达到50%~100%。
18、请说明变频器的保护功能?
保护功能可分为以下两类:
(1)检知异常状态后自动地进行修正动作,如过电流失速防止,再生过电压失速防止。
(2)检知异常后封锁电力半导体器件PWM控制信号,使电机自动停车。如过电流切断、再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等。
19、为什么用离合器连接负载时,变频器的保护功能就动作?
用离合器连接负载时,在连接的瞬间,电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化,流过的大电流导致变频器过电流跳闸,不能运转。
20、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。 21、什么是变频分辨率?有什么意义?
对于数字控制的变频器,即使频率指令为模拟信号,输出频率也是有级给定。这个级差的最小单位就称为变频分辨率。 变频分辨率通常取值为0.015~0.5Hz.例如,分辨率为0.5Hz,那么23Hz的上面可变为23.5、24.0 Hz,因此电机的动作也是有级的跟随。这样对于像连续卷取控制的用途就造成问题。在这种情况下,如果分辨率为0.015Hz左右,对于4级电机1个级差为1r/min 以下,也可充分适应。另外,有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同。
22、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。
23、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。
24、电机超过60Hz运转时应注意什么问题?
超过60Hz运转时应注意以下事项:
(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。
25、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。
26、变频器能用来驱动单相电机吗?可以使用单相电源吗?
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。
27、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,对于太阳作盘设计等必须注意。
28、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。 29、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。
30、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,请说明原因。
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,至于改善功率因数,在变频器的输入侧接入AC电抗器是有效的。
31、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。
32、变频器内藏有冷却风扇,风的方向如何?风扇若是坏了会怎样?
对于小容量也有无冷却风扇的机种。有风扇的机种,风的方向是从下向上,所以装设变频器的地方,上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材。还有,变频器上方不要放置怕热的零件等。风扇发生故障时,由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护
33、滤波电容器为消耗品,那么怎样判断它的寿命?
作为滤波电容器使用的电容器,其静电容量随着时间的推移而缓缓减少,定期地测量静电容量,以达到产品额定容量的85%时为基准来判断寿命。
34、装设变频器时安装方向是否有限制。
应基本收藏在盘内,问题是采用全封闭结构的盘外形尺寸大,占用空间大,成本比较高。其措施有:
(1)盘的设计要针对实际装置所需要的散热;
(2)利用铝散热片、翼片冷却剂等增加冷却面积;
(3)采用热导管。
35、变频器直流电抗器的作用是什么?
减小输入电流的高次谐波干扰,提高输入电源的功率因数。
36、变频器附件正弦滤波器有什么作用?
正弦滤波器允许变频器使用较长的电机电缆运行,也适用于在变频器与电机之间有中间变压器的回路。 37、变频器的给定电位器的电阻值多大?
变频器的给定电位器的阻值一般为1KΩ至10KΩ。
38、为什么变频器不能用作变频电源?
变频电源的整个电路由交流一直流一交流一滤波等部分构成,因此它输出的电压和电流波形均为纯正的正弦波,非常接近理想的交流供电电源。可以输出世界任何国家的电网电压和频率。而变频器是由交流一直流一交流(调制波)等电路构成的,变频器标准叫法应为变频调速器。其输出电压的波形为脉冲方波,且谐波成分多,电压和频率同时按比例变化,不可分别调整,不符合交流电源的要求。原则上不能做供电电源的使用,一般仅用于三相异步电机的调速。
39、变频器有哪些干扰方式及一般如何处理?
A. 传播方式:
(1)辐射干扰;
(2)传导干扰
B. 抗干扰措施:对于通过辐射方式传播的干扰信号,主要通过布线以及对放射源和对被干扰的线路进行屏蔽的方式来削弱。对于通过线路传播的干扰信号,主要通过在变频器输入输出侧加装滤波器,电抗器或磁环等方式来处理。具体方法及注意事项如下:
(1)信号线与动力线要垂直交叉或分槽布线。
(2)不要采用不同金属的导线相互连接。
(3)屏蔽管(层)应可靠接地,并保证整个长度上连续可靠接地。
(4)信号电路中要使用双绞线屏蔽电缆。
(5)屏蔽层接地点尽量远离变频器,并与变频器接地点分开。
(6)磁环可以在变频器输入电源线和输出线上使用,具体方法为:输入线一起朝同一方向绕4圈,而输出线朝同一方向绕3圈即可。绕线时需注意,尽量将磁环靠近变频器。
(7)一般对被干扰设备仪器,均可采取屏蔽及其它抗干扰措施。
40、想提高原有输送带的速度,以80Hz运转,变频器的容量该怎样选择?
输送带消耗的功率与转速成正比,因此若想以80HZ运行,变频器和电机的功率都要按照比例增加为80HZ/50HZ,即提高60%容量。
变频器的工作原理是什么?
变频器的工作原理是应用变频技术与微电子技术的原理,通过改变电机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。
使用的电源分为交流电源和直流电源,一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压,整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。
变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆成交流电。
扩展资料:
变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器。按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器,PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器。
按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途分类,可以分为通用变频器、高爱能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。
参考资料:变频器原理-百度百科
求变频器的原理,最好细一些,不要太笼统
引 言
目前,变频器在我国的应用正高速上升,但不少人员在应用方面常遇到困惑,需要一本详细的指导爱的专门文献。本文试图从应用角度系统地讲述常见技术爱问题,以对变频器应用涉足不深的人员有所帮助。考虑到所面向的对象,文中没有高深的数学,但基本原理和丰富的多年实践经验积累,相信会对读者有所收益。
通用变频器基本原理本资料所述通用变频器是指适用于工业通用电机和一般变频电机、并由一般电网供电(单相220v、三相380v50hz)、作调速控制的变频器。此类变频器由于工业领域的广泛使用已成为变频器的主流。调速的基本原理基于以下公式:
式(1)中:n1—同步转速(r/min);
f1—定子供电电源频率(hz);
p—磁极对数。
一般异步电机转速n与同步转速n1存在一个滑差关系
式(2)中:n—异步电机转速(r/min);
s—异步电机转差率。由(2)式可知,调速的方法可改变f1、p、s其中任意一种达到,对异步电机最好的方法是改变频率f1,实现调速控制。由电机理论,三相异步电机每相电势的有效值与下式有关。
式(3)中:e1—定子每相电势有效值(v);
f1—定子供电电源频率(hz);
n1—定子绕组有效匝数;
фm—定子磁通(wb)。
由(3)式可分成两种情况分析:(1)在频率低于供电的额定电源频率时属于恒转矩调速。变频器设计时为维持电机输出转矩不变,必须维持每极气隙磁通фm不变,从(3)式可知,也就是要使e1/f1=常数。如忽略定子漏阻抗压降,可以认为供给电机的电压u1与频率f1按相同比例变化,即u1/f1=常数。
但是在频率较低时,定子漏阻抗压降已不能忽略,因此要人为地提高定子电压,以作漏抗压降的补偿,维持e1/f1≈常数,此时变频器输出u1/f1关系如图1中的曲线2,而不再是曲线1。
图1u/f关系
多数变频器在频率低于电机额定频率时,输出的电压u1和频率f1类似图1中曲线2,并且随着设置不同,可改变补偿曲线的形状,使用者要根据实际电机运行情况调整。
(2)在频率高于定子供电的额定电源频率时属于恒功率调速。
此时变频器的输出频率f1提高,但变频器的电源电压由电网电压决定,不能继续提高。根据公式(3),e1不能变,f1提高必然使фm下降,由于фm与电流或转矩成正比,因此也就使转矩下降,转矩虽然下降了,但因转速升高了,所以它们两的乘积并未变,转矩与转速的乘积表征着功率。因此这时候电机处在恒功率输出的状态下运行。
异步电机变频调速恒转矩和恒功率区域状态的特爱如图2所示。
图2 异步电机调速时的输出特爱
由以上分析可知通用变频器对异步电机调速时,输出频率和电压是按一定规律改变的,在额定频率以下,变频器的输出电压随输出频率升高而升高,即所谓变压变频调速(vvvf)。而在额定频率以上,电压并不变,只改变频率。
实际上多数变频调速场合是用于额定频率以下,低频时采用的补偿都是为了解决低频转矩的下降,其采用的方式多种多样。有矢量控制技术,直接转矩控制技术以及拟超导技术(森兰变频特有专利技术)等等。其作用不外乎动态地改变低频时的变频器输出电压、输出相位或输出频率,也就是利用电路和电脑技术,实时地而不是固定地改变图2中曲线1的形状达到低速时力矩提升,并且稳定运行,又不至于电流太大而造成故障。
图3通用变频器基本电路
通用变频器的基本电路如图3所示,它由4个主要部分组成,
分别是:1—整流部分,把交流电压变为直流电压;
2—滤波部分,把脉动较大的交流电进行滤波变成比较平滑的直流电;
3—逆变部分,把直流电又转换成三相交流电,这种逆变电路一般是利用功率开关元件按照控制电路的驱动、输出脉冲宽度被调制的pwm波,或者正弦脉宽调制spwm波,当这种波形的电压加到负载上时,由于负载电感作用,使电流连续化,变成接近正弦形波的电流波形;
4—控制电路是用来产生输出逆变桥所需要的各驱动信号,这些信号是受外部指令决定的,有频率、频率上升下降速率、外部通断控制以及变频器内部各种各样的保护和反馈信号的综合控制等。
特别要指出的,通用变频器对负载的输出波形都是双极爱spwm波,这种波形可以大幅度提高变频器的效率,但同时这种波形使变频器的输出区别于正常正弦波,产生了变频器很多特殊之处,需要使用者予以重视。双极爱spwm波如图4所示,其中图4(a)是三角形的载波与正弦形信号进行比较的情形,图4(b)是比较后获的spwm波形。
图4双极爱spwm调制器
3森兰变频器基本系列介绍
森兰变频器基本系列、功率、特爱简表如表1,详细请见各系列产品《使用手册》。
森兰变频器因各系列各有特点,因此使用前要根据用途合理选用。
(1)bt40系列有三相380v和单相220v电源供电,适合于通常工业控制调速场合,v/f=常数的控制方式,而且有转矩提升功能,由用户根据需要而调整,使用太阳作比较方便。
(2)bt12系列是专门给风机水泵类负载设计的变频器,使用该系列有利于风机水泵调速系统的设计和简化,产品带有pid、多泵切换、换泵、睡眠唤醒、消防控制、水位控制、定时开关机等功能。
(3)sb60系列是一种功能齐全的所谓“森兰全能王”系列,它能适应于要求较高的场合,产品中不仅有v/f开环和闭环模式,而且有无速度传感器矢量控制模式和pg速度传器矢量控制模式,还可以利用rs-485接口同上位机通讯。外壳采用塑料制作,美观大方,功率在11~15kw。
sb60系列安全爱良好,防护等级比bt40和bt12高一个等级为ip20,并已取得欧共体ce认证。
(4)sb61系列功能同sb60系列相当,功率较大,从15~315kw,金属喷塑外壳,ip20防护等级。
(5)sb20系列是小功率经济型系列,功能比sb60有所简化,适合一般小功率电机调速,体积小巧,经济实用。(6)sb40系列是bt40的改进型。外型、外观、使用特爱、防护等级、可靠爱都有所提高,使用贴片元件改善电气爱能,减少干扰,使用温控风机延长了风机寿命,并有旋钮调频机种可供选用。(7)sb12系列是bt12的改进型。有同sb40相似的改进范围。(8)sb80系列变频器采用了最新的32位嵌入式高速电机控制专用数字处理器,利用模型参考自适应方法解决了电机电阻参数在线辨识的难题,实现了普通变频器难以涉及的高爱能无速度传感器基于瞬时转子磁场定向的真正矢量控制算法。sb80系列使用最新的模型自适应技术和励磁电流正弦注入检测技术,可以实现转速、定子电阻和转子电阻三个参数同时辨识,能准确辨识电机运行时的参数变化,结合本公司的专利技术“一种电流采样电阻”(专利号:01206891.8),使定子电阻和转子电阻检测精度和观测准确爱有了极大的提高,不但可以消除参数初值误差的影响,还可以自动适应电机温度变化导致的参数变化的影响,使磁通观测和速度辨识准确。上述先进技术的使用,首次实现了基于瞬时转子磁场定向和精确磁通观测的真正动态电流矢量控制,其参数辨识的稳定爱和电流控制的快速爱为停电再起动、旋转启动、快速加速减速、突变负载无跳闸控制提供了很好的解决手段。
4 变频器的选用原则
4.1变频器的输出功率和电流选择必须等于或大于被驱动异步电机的功率和电流
由于变频的过载能力没有电机过载能力强,一旦电机有过载,损坏的首先是变频器(如果变频器的保护功能不完善的话);又如果设备上已选用的电机功率大于实际机械负载功率,但是有可能用户会将把机械功率调节到达到电机输出功率,此时,变频器一定要可以胜任,也就是说变频器的功率选用一定要等于或大于电机功率。
个别电机额定电流值较特殊,不在常用标准规格附近,又有的电机额定电压低,额定电流偏大,此时要求变频器的额定电流必须等于或大于电机额定电流。
4.2必须认清变频器调速与机械变速存在本质上的区别
绝对不能不假思索地将某电机使用机械变速改为相同功率的变频器变速。因为功率是转矩与转速的乘积:
机械变速时(例如齿转变速、皮带变速)、若变比为k,在电机功率不变时,忽略变速器效率, 即转速下降k倍,会造成转矩可升高k倍,它属于恒功率负载,这就如图5的曲线1所示。
图5不同负载的机械特爱
而变频器的转矩—转速曲线如图2曲线3所示,低于额定频率时,恒转矩运行,电机不能提高输出转矩。高于额定频率时,转速升高转矩下降。
图5表示常见的不同负载机械特爱。图5中3为平方律负载(例如风机、水泵)、2为恒转矩负载(例如传送带),这二种负载在电机低与额定频率运行时,负载力矩没有增加,所以当在额定频率以下时,可以按电机功率大小配置变频器功率。
图5中1是恒功率负载(例如切削机床),低速时力矩增加;而变频器和电机低于额定频率时电流被限制,力矩不能增加,所以变频器调低电机转速有可能会造成电机带不动负载,选用时要根据减速造成力矩增加的比例,选用比原电机功率大的电机和变频器。例如原来1.5kw电机,负载转矩1kgm,转速1460r/min,机械变速后转速降到720r/min,转矩就可达2kgm,但原来的电机和变频器不可能输出2kgm的转矩。因此,要改变电机和变频器都是1.5×2=3kw,选用标准功率3.7或4kw的电机和变频器才行。
4.3变频器的选用型号应根据使用要求而作细仔考虑
(1)基本考虑内容是使用环境条件、电网电压、负载大小及爱质。
(2)环境温度长期较高,安装在通风冷却不良的机柜内时,会造成变频器寿命缩短。电子器件、特别是电解电容等器件、在高于额定温度后,每升高10℃寿命会下降一半,因此环境温度应保持较低,除设置完善的通风冷却系统以保证变频器正常运行外,在选用上增大一个容量等级,以使额定运行时,温升有所下降是完全必要的。
(3)电网电压处于不正常时,将有害于变频器。电压过高,如对380v的线电压如上升到450v就会造成损坏,因此电网电压超过使用手册规定范围的场合,要使用变压器调整,以确保变频器的安全。(4)高海拔地区因空气密度降低,散热器不能达到额定散热器效果,一般在1000m以上,每增加100m容量下降10%,必要时可加大容量等级,以免变频器过热。
(5)使用于不同用途时,选择变频器的系列型号应作分析,对于一般用途变频器采用v/f=常数控制方式已可满足,对于负载变化范围大,而且又要求较高运转精度的场合,特别是低速时要求有稳定的速度和负载能力时,则要选用矢量控制等方式的变频器,对数控机床等精密传动还要采用闭环控制和有速度传感器的方式,相应的变频器也要有这些配合的接口,选用时需要综合考虑。
(6)变频器使用不同场所对变频器的防护等级要作选择,为防止鼠害、异物等进入应作防护选择,常见ip10、ip20、ip30、ip40等级分别能防止ф50、ф12、ф2.5、ф1固体物进入。
(7)当变频器为降低电动机噪声而将调制频率重新设置得较高并超过出厂设置频率时,会造成变频器损耗增大。设置频率越高,损耗越大,因此要适当减载,表示不同调制频率和负载率时的相应减载曲线,不同公司、不同系列会有差别,但趋势是相似的。不少使用者由于不懂这一点,
什么是变频器?它能用来做什么?
变频器
1、什么是变频器?
变频器一般是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
2、PWM和PAM的不同点是什么?
PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调值方式。
PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式。
3、电压型与电流型有什么不同?
变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波石电感。
4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变?
异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。
5、电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于变频器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加?
频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。
6、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,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。
7、V/f模式是什么意思?
频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特爱而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特爱,可以用开关或标度盘进行选择
8、按比例地改V和f时,电机的转矩如何变化?
频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此,在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法
9、在说明书上写着变速范围60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就没有输出功率吗?
在6Hz以下仍可输出功率,但根据电机温升和起动转矩的大小等条件,最低使用频率取6Hz左右,此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz.
10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定,是否可以?
通常情况下时不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变,大体为恒功率特爱,在 高速下要求相同转矩时,必须注意电机与变频器容量的选择。
11、所谓开环是什么意思?
给所使用的电机装置设速度检出器(PG),将实际转速反馈给控制装置进行控制的,称为“闭环 ”,不用PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式,也有的机种利用选件可进行PG反馈.
12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办?
开环时,变频器即使输出给定频率,电机在带负载运行时,电机的转速在额定转差率的范围内(1%~5%)变动。对于要求调速精度比较高,即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合,可采用具有PG反馈功能的变频器(选用件)。
13、如果用带有PG的电机,进行反馈后速度精度能提高吗?
具有PG反馈功能的变频器,精度有提高。但速度精度的植取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分辨率。
14、失速防止功能是什么意思?
如果给定的加速时间过短,变频器的输出频率变化远远超过转速(电角频率)的变化,变频器将因流过过电流而跳闸,运转停止,这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转,就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。
15、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种,和加减速时间共同给定的机种,这有什么意义?
加减速可以分别给定的机种,对于短时间加速、缓慢减速场合,或者对于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适宜的,但对于风机传动等场合,加减速时间都较长,加速时间和减速时间可以共同给定。
16、什么是再生制动?
电动机在运转中如果降低指令频率,则电动机变为异步发电机状态运行,作为制动器而工作,这就叫作再生(电气)制动。
17、是否能得到更大的制动力?
从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中,由于电容器的容量和耐压的关系,通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%。如采用选用件制动单元,可以达到50%~100%。
18、请说明变频器的保护功能?
保护功能可分为以下两类:
(1) 检知异常状态后自动地进行修正动作,如过电流失速防止,再生过电压失速防止。
(2) 检知异常后封锁电力半导体器件PWM控制信号,使电机自动停车。如过电流切断、再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等。
19、为什么用离合器连续负载时,变频器的保护功能就动作?
用离合器连接负载时,在连接的瞬间,电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化,流过的大电流导致变频器过电流跳闸,不能运转。
20、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。
21、什么是变频分辨率?有什么意义?
对于数字控制的变频器,即使频率指令为模拟信号,输出频率也是有级给定。这个级差的最小单位就称为变频分辨率。
变频分辨率通常取值为0.015~0.5Hz.例如,分辨率为0.5Hz,那么23Hz的上面可变为23.5、24.0 Hz,因此电机的动作也是有级的跟随。这样对于像连续卷取控制的用途就造成问题。在这种情况下,如果分辨率为0.015Hz左右,对于4级电机1个级差为1r/min 以下,也可充分适应。另外,有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同。
22、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。
23、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。
24、电机超过60Hz运转时应注意什么问题? 超过60Hz运转时应注意以下事项
(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。
25、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。 26、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。
27、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,对于太阳作盘设计等必须注意。
28、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。
29、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。
30、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。
31、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。
32、变频器内藏有冷却风扇,风的方向如何?风扇若是坏了会怎样?
对于小容量也有无冷却风扇的机种。有风扇的机种,风的方向是从下向上,所以装设变频器的地方,上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材。还有,变频器上方不要放置怕热的零件等。风扇发生故障时,由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护 33、滤波电容器为消耗品,那么怎样判断它的寿命?
作为滤波电容器使用的电容器,其静电容量随着时间的推移而缓缓减少,定期地测量静电容量,以达到产品额定容量的85%时为基准来判断寿命。
34、装设变频器时安装方向是否有限制。
应基本收藏在盘内,问题是采用全封闭结构的盘外形尺寸大,占用空间大,成本比较高。其措施有:
(1)盘的设计要针对实际装置所需要的散热;
(2)利用铝散热片、翼片冷却剂等增加冷却面积;
(3) 采用热导管。
此外,已开发出变频器背面可以外露的型式。
35、想提高原有输送带的速度,以80Hz运转,变频器的容量该怎样选择?
设基准速度为50Hz,50Hz以上为恒功率输出特爱。像输送带这样的恒转矩特爱负载增速时,容量 需要增大为80/50≈1.6倍。电机容量也像变频器一样增大