在zai現xian代dai工gong業ye控kong製zhi中zhong,采cai用yong變bian頻pin器qi控kong製zhi電dian動dong機ji的de電dian力li拖tuo動dong係xi統tong,有you著zhe節jie能neng效xiao果guo顯xian著zhu,調tiao節jie控kong製zhi方fang便bian,維wei護hu簡jian單dan,可ke網wang絡luo化hua集ji中zhong遠yuan程cheng控kong製zhi,可ke與yuPLC組(zu)成(cheng)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)等(deng)優(you)點(dian)。變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)這(zhe)些(xie)優(you)點(dian)使(shi)其(qi)在(zai)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)領(ling)域(yu)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)日(ri)益(yi)廣(guang)泛(fan)。本(ben)文(wen)對(dui)變(bian)頻(pin)器(qi)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)故(gu)障(zhang)問(wen)題(ti)進(jin)行(xing)了(le)分(fen)析(xi),並(bing)介(jie)紹(shao)了(le)處(chu)理(li)方(fang)法(fa)。
1 變頻器應用中的一些問題
1.1 諧波問題
變頻器的主電路中起開關作用的器件,在通斷電路的過程中,都要產生諧波。較低次諧波通常對電動機負載影響較大,引起轉矩脈動;erjiaogaodexiebozeshibianpinqishuchudianlandeloudianliuzengjia,shidiandongjichulibuzu。xieboganraohaihuidaozhijidianbaohuzhuangzhidewudongzuo,shidianqiyibiaojiliangbuzhunque,shenzhiwufazhengchanggongzuo。
1.2 噪聲與振動問題
采用變頻器調速,將產生噪聲和振動,這是因為變頻器輸出波形中含有高次諧波分量。隨著運轉頻率的變化,基波分量、高次諧波分量都在大範圍內變化,很可能與電動機的固有機械振動頻率發生諧振,而這種諧振是噪聲與振動的來源。
1.3 發熱問題
變頻器在運行中由於內部損耗而產生熱量,這種熱量主電路占98%,控製電路占2%左右。同時在夏季環境溫度過高,使變頻器溫度上升,溫度可高達80~90℃,youyubianpinqishidianzizhuangzhi,neihandianziqijianhedianjiedianrongdeng,wenduguogaoyizaochengyuanqijianshixiao,shiyejingpingmushujuwufaxianshi,haijingchanghuifashengbianpinqibaohudongzuodexianxiang。
因此,必須將變頻器輸出的諧波抑製在允許的範圍內,同時消除或減弱噪聲與振動,對變頻器進行散熱,以延長變頻器的使用壽命。
2 變頻器應用中一些問題的分析與處理
2.1 對諧波問題的處理
對諧波問題的處理就是切斷幹擾的傳播途徑和抑製幹擾源上的高次諧波。
切斷幹擾的傳播途徑有:
1)切qie斷duan共gong用yong接jie地di線xian傳chuan播bo幹gan擾rao的de途tu徑jing動dong力li線xian的de接jie地di與yu控kong製zhi線xian的de接jie地di應ying分fen開kai,即ji將jiang動dong力li裝zhuang置zhi的de接jie地di端duan子zi接jie到dao地di線xian上shang,將jiang控kong製zhi裝zhuang置zhi的de接jie地di端duan子zi接jie到dao該gai裝zhuang置zhi盤pan的de金jin屬shu外wai殼ke上shang。
2)信號線遠離幹擾源電流的導線布線分離對消除這種幹擾行之有效,即把高壓電纜、動力電纜、控製電纜與儀表電纜、計算機電纜分開走線。
抑製幹擾源上的高次諧波的方式有:
1)增zeng加jia變bian頻pin器qi供gong電dian電dian源yuan內nei阻zu抗kang通tong常chang電dian源yuan設she備bei的de內nei阻zu抗kang可ke以yi起qi到dao緩huan衝chong變bian頻pin器qi直zhi流liu濾lv波bo電dian容rong的de無wu功gong功gong率lv的de作zuo用yong,內nei阻zu抗kang越yue大da,諧xie波bo含han量liang越yue小xiao,這zhe種zhong內nei阻zu抗kang就jiu是shi變bian壓ya器qi的de短duan路lu阻zu抗kang。因yin此ci,選xuan擇ze變bian頻pin器qi供gong電dian電dian源yuan時shi,最zui好hao選xuan擇ze短duan路lu阻zu抗kang大da的de變bian壓ya器qi。
2)安裝濾波器在變頻器前加裝LC型無源濾波器,濾掉高次諧波,通常濾掉5次和7次諧波。
3)安裝電抗器在變頻器前側安裝線路電抗器,可抑製電源側過電壓。
4)設置有源濾波器有源濾波是自動產生一個與諧波電流的幅值相同且相位正好相反的電流,從而可以有效地吸收諧波電流。
2.2 對噪聲與振動問題的處理
1)當變頻器輸出中的低次諧波分量與轉子固有機械頻率發生諧振時,則噪聲增大;當變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵芯、機殼、軸承架等,在各自固有頻率附近處發生諧振時,則噪聲增大。
變頻器傳動電動機產生的噪聲特別是刺耳的噪聲與PWM控製的開關頻率有關,尤其在低頻區更為顯著。要解決這一問題,一般在變頻器輸出側連接交流電抗器。如果電磁轉矩有餘量,可將u/f設定小些,以平抑和降低噪聲。
2)變bian頻pin器qi工gong作zuo時shi,輸shu出chu波bo形xing中zhong的de高gao次ci諧xie波bo引yin起qi的de磁ci場chang對dui許xu多duo機ji械xie部bu件jian產chan生sheng電dian磁ci策ce動dong力li,策ce動dong力li的de頻pin率lv與yu這zhe些xie機ji械xie部bu件jian的de固gu有you頻pin率lv接jie近jin或huo重zhong合he時shi將jiang發fa生sheng諧xie振zhen。對dui振zhen動dong影ying響xiang大da的de主zhu要yao是shi較jiao低di次ci的de諧xie波bo分fen量liang,在zaiPAM方式和方波PWM方式時有較大的影響。但采用SPWM方式時,低次的諧波分量小,影響亦變小。
減輕或消除振動的方法是在變頻器輸出側接人交流電抗器以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分。采用PAM方式或方波PWM方式的變頻器時,可改用SPWM方式變頻器,以減小脈動轉矩,就可以減弱或消除振動,防止機械部分因振動而受損。
2.3 對發熱問題的處理
通用變頻器的運行環境溫度一般要求在-l0℃~+50℃。weibaozhengbianpinqikekaodigongzuo,bingyanchangbianpinqideshiyongshouming,bixuduibianpinqijinxingsanre。dongtiankeyiliyongbianpinqideneizhuangfengshanjiangbianpinqixiangtineibudereliangdaizou;夏天溫度本身就有40℃,liyongbianpinqideneizhuangfengshandaizoudeneibureliangzhinengshishineihebianpinqixiangtiwendushenggao,cishizuihaodebanfashiliyongchuanghuhuozaijipeidianshijinlinbianpinqixiangtideqiangbishangxiafangjunyunshidangdidajigeφ500mm的(de)洞(dong),同(tong)時(shi)確(que)保(bao)控(kong)製(zhi)櫃(gui)內(nei)變(bian)頻(pin)器(qi)周(zhou)圍(wei)留(liu)有(you)一(yi)定(ding)的(de)空(kong)間(jian),保(bao)持(chi)良(liang)好(hao)的(de)自(zi)然(ran)通(tong)風(feng)。這(zhe)樣(yang)還(hai)不(bu)行(xing)的(de)話(hua)可(ke)以(yi)打(da)開(kai)風(feng)扇(shan),或(huo)在(zai)洞(dong)口(kou)加(jia)裝(zhuang)排(pai)氣(qi)扇(shan)和(he)風(feng)道(dao),將(jiang)變(bian)頻(pin)器(qi)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)量(liang)強(qiang)製(zhi)抽(chou)出(chu)室(shi)外(wai)。最(zui)後(hou)可(ke)考(kao)慮(lv)采(cai)用(yong)空(kong)調(tiao)對(dui)安(an)裝(zhuang)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)空(kong)間(jian)環(huan)境(jing)進(jin)行(xing)強(qiang)製(zhi)降(jiang)溫(wen)。
3 結語
加強對變頻器應用中故障問題的研究非常必要,這對變頻器的正常使用,挖潛增效,都具有十分重要的意義。
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