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变频器基础知识问答90例

发布日期:2018-05-31 作者: 点击:

  变频调速技术是怎样发展起来的?

  变频可以调速这个概念,可以说是交流电动机“与生俱来”的。同步电动机不消说,即使是异步电动机,其转速也是取决于同步转速(即旋转磁场的转速)的

  n=n1(1-S)………………(1-1)

  式中:n——电动机的转速,m/min

  n1——电动机的同步转速,r/min

  S——电动机的转差率

  而同步转速则主要取决于频率

  n1=60f/p………………(1-2)

  式中:f——频率,Hz

  p——磁极对数

  所以说,交流电动机从诞生之日起,就已经知道改变频率可以调节转速了。但当时,还不具备改变频率的手段。

  闸流管的问世,使变频调速的梦想出现了能够实现的希望。但那设备的庞大与昂贵,使它无法进入实用的阶段。

  直到20世纪的60年代,随着晶闸管的出现及其应用技术的迅速发展,变频调速开始进入实用的阶段。但由于许多技术问题解决得还不够完善,调速系统的性能指标难以和直流电机相匹敌,因而未能达到推广应用的阶段。

  70年代末期以来,一方面,矢量控制理论的提出和实施,使变频调速系统的性能指标达到了与直流电机调速系统十分接近的地步;另一方面,电力电子器件的飞速发展,也使SPWM调制技术日臻完善,变频调速器的体积越做越小,价格也达到了用户能够接受的程度。变频调速这才进入了普及应用的阶段。

  变频调速为什么常缩写成VVVF?

  VVVF的全称是Variable Voltage Variable Frequency,意思是“变压变频”。

  原来,在交流异步电动机内,外加的电源电压主要和绕组的反电势相平衡,而绕组的反电势则与电流的频率和每极下的磁通量有关:

  U≈E=4.44 W1ff=Keff

  可见,磁通量的大小与电压和频率的比值有关:

  f≈U/Kef=Ke'·U/f

  式中:U——电源相电压

  E1——每相定子绕组的反电势

  W1——每相定子绕组的匝数

  f——每个磁极下的磁通量

  Ke、Ke'——常数

  式(1-4)表明:当频率下降时,如果电压不变,则磁通量将增加,引起电机铁心的饱和。这当然是不允许的。因此,为了保持电机内的磁通量基本不变,在改变频率的同时,也必须改变电压。

  交—直—交是什么意思?

  变频装置有两大类:一类是由工业频率直接转接成可变频率的,称为“交—交变频”。另一类就是“交—直—交变频”,意思是:先把工业频率的交流整流成直流,再把直流“逆变”成频率可变的交流。

  交—直—交的电路结构

  SPWM代表什么?

  SPWM的全称是Sine Pulse Width Modulation,意思是正弦脉冲宽度调制。这是实现改变频率的同时也改变电压的一种调制方式。

  变压变频的基本方式有两种:

  (1) 在改变频率的同时也改变幅值,称为脉幅调制,简写为PAM,如图1-3a所示。

  (2) 在改变频率时,脉冲的幅值不变,而通过改变脉冲的占空比来改变其平均电压,称为脉宽调制,简写为PWM。

  SPWM的特点是:脉冲序列中的脉冲宽度和脉冲间的间隔宽度是按正弦规律安排的。

  常用的开关器件有哪些?

  目前,在中、小型变频调速器中用得最多的是功率晶体管,为了提高放大倍数,常做成达林顿管,一般电路图中仍画成单管,代表符号是CTR或BTR。

  容量较大的变频调速器中则常用可关断晶闸管,其代表符号是GTO。

  已经进入实用阶段的最新器件有:绝缘栅双极晶体管,代号IGBT,所示。正在开发并已经取得成果的新品种还有不少。

  变频调速器的主电路是怎样构成的?

  交—直—交电压型变频调速器主电路的基本结构如图。图中,DR是三相整流。RA是限流电阻,限制变频器刚合上电源时,对滤波电容C的充电电流。当C充电到一定程序后,晶闸管VT导通,RA将不再起限流作用。功率晶体管V1~V6组成三相逆变桥,将直流电逆变成三相交流电后供电给电动机M。二极管V01~V06的作用是:在逆变过程中,当晶体管的e极电位高于c集电位时提供续流回路;在电动机降速过程中提供能量反馈(再生)回路。RB是电动机在再生制动过程中的耗能电阻,VB在电动机降速过程中导通,提供耗能回路。如RB阻值太大,可在接线端P和DB之间接入外接制动电阻。

  说明书中的“配用电动机容量”能不能作为选择变频器容量的依据?

  如电动机驱动的是连续恒定负载(如风机),则可以。但对于连续变动负载、继续负载和短时负载来说,则只能作参考,而不能作依据。这是因为,在这些负载中,决定电动机容量的主要因素是发热问题。只要温升不超过允许范围,短时间的过载(在过载能力范围内)对电动机来说是正常。例如,一台3.7kW的电动机,在实际工作中,其输出功率有时可达4.0kW或4.5kW。而变频调速器的过载能力则十分有限。在大多数情况下,变频器的容量应放大一档。

  变频器的频率调节范围如何?

  通用型变频调速器的最高输出频率一般不高于400Hz;最低输出频率不低于0.1Hz。各种变频器的调频范围各不相同。

  我国工业用的普通电动机,最高工作频率不宜超过100Hz

  什么是频率精度?

  通常,当频率为数字量设定时,精度高些(误差小些),而在频率精度是指变频器的实际输出频率与设定频率之间的误差大小,也叫频率准确度或频率稳定度。

  模拟设定时,精度高些(误差小些),而在模拟量设定时,精度低些(误差大些)。

  “频率分辨率”的含义是什么?

  “频率分辨率”的含义是什么?

  频率分辨率指的是:变频器输出的相邻两“挡”频率之间的最小差值。

  例如,日本富士FVR-G7S型变频器的数字量设定时的频率分辨率为0.002Hz。则,对于40Hz来说,比它高一“挡”的最小频率为40.002Hz;而比它低一“挡”的最大频率为39.998Hz。

  怎样调节和设定变频器的输出频率?

  主要有以下三种方式:

  (1) 旋钮设定 通过旋动面板上的旋钮(调节面板内侧的电位器)来进行调节和设定。属于模拟量设定方式。

  (2) 按键设定 利用键盘上的A键(或△键)和V键(或▽键)进行调节和设定。属于数字设定方式。

  (3) 程序设定 在编制驱动系统的工作程序中进行设定。也属数字量设定方式。

  什么是外接设定?

  在实际工作中,变频器常被安置在控制柜内或挂在墙壁上,而工作人员则通常在机械旁边进行操作。这时,就需要在机械旁边另设一个设定频率的装置,称为外接设定装置。

  所有的变频器都为用户提供专用于外接设定的接线端。

  变频器对外接设定信号有些有什么规定?

  外接设定信号通常有三种。

  (1) 外接电位器设定 电位器的阻值和瓦数各变频器的说明书中均有明确规定。

  (2) 外接电压信号设定 各种变频器对外接电压信号的范围也各不相同,通常有:0~+10、0~+5、0~±10、0~±5V等。

  (3) 外接电流信号 所有变频器对外接电流信号的规定是统一的,都是4~20mA。

  为了加强抗干扰能力,所有的外接设定信号线都应采用屏蔽线

  怎样设定最大频率、基本频率?

  最大频率即最大允许的极限频率。它根据驱动系统的允许最高转速来设定。

  使电动机运行在基本工作状态下的频率叫基本频率,一般按电动机的额定频率设定。例如,对于国产的通用型电动机,基本频率设定为50Hz。

  如何使工作机械不发生共振?

  任何工作机械都有自己的固有振荡频率,变频调速系统在无线变速的过程中,有可能出现在某一转速(频率)下、整个驱动系统发生共振,工作机械激烈振动的现象。为避免上述现象的发生,变频器提供了设定“回避频率”的功能,使驱动系避开共振点。回避频率最多可设定三个

  每个回避频率都必须设定两个数据,回避的中心频率f1和回避宽度△fJ,调试时,fJ和△fJ的确定,都是通过实际试验得到的。

  

1.jpg

 

 

  电动机是否都是从0Hz开始起动?

  对于轻载起动的负载,电动机一般是从0Hz开始起动的。但对于惯性较大的负载,起动时须加一点冲击力,才易于起转。这时,可适当设定起动频率。使起动转矩增加,同时也缩短起动时间。

  降速过快会发生什么现象?

  降速时,频率首先下降,旋转磁场的转速将低于转子的转速,使电机处于发电机(再生)状态。电动机的动能转变成了电能,通过逆变桥的续流二极管反馈到直流部分,由制动电阻RB将其消耗掉。

  降速过快,制动电阻RB将来不及消耗掉电动机的电能,从而使滤波电容器上的直流电压过高,导致过电压。

  调试时,怎样确定降速时间?

  首先将降速时间设定得长一些,在电动机降速过程中观察直流电压。在直流电压的允许范围内,尽量缩短降速时间。

  在什么情况下需要外接制动组件?

  当工作机械要求快速制动,而在所要求的时间内,变频器内接的制动电阻来不及消耗掉再生电能而使直流部分时,需要加接制动组件,以加快消耗再生产电能的速度。

  外接制动组件包括哪些部件?

  包括两个部分:(1) 制动电阻,如图中RB。

  (2) 放电单元 即提供放电回路的晶体管,如图中之VB。

  由厂家提供的制动电阻和放电单元内,通常还附有热继电器,其触点的接法如图。

  由于VB与VB的导通时间不可能一致,而RB与RB并联后的阻值较小,先导通的晶体管很容易损坏。因此,在接入外接组件时,应将PB和DB间的连线去掉,使RB不接入电路。

  

2.jpg

 

 

  如何确定外接制动电阻的阻值?

  一般可参照说明书提供的数据进行选择。如需加强制动效果、缩短制动时间,也可以自行试验确定。

  试验时,大体应掌握以下原则:

  (1) 制动电流IB不得超过变频器的额定电流IN。初选时,应按IB≤(1/3~1/2)IN来确定制动电阻值;

  RB≤UDmax/(1/3~1/2)IN厖厖厖(3-1)

  式中,UDmax是在电源电压允许波动的范围内,当再生制动开始时,直流电压可能出现的峰值。在电源电压为380V时,UDmax可按695V计算。

  (2) 在制动效果得到满足的前提下,RB的值应尽量

  多个外接制动组件并用时需注意些什么?

  当只用一个外接制动外件不足于满足所需要的制动效果时,可以使用多个外接组件来加强制动效果。在这种情况下,必须注意:

  (1) 各外接制动外件之间是并联的,并联后的总制动电阻值RBE必须满足:

  RBE≥UDmax/IN

  (2) 各制动组件上热继电器的触点之间应该串联

  什么是直流制动?

  当异步电动机的定子绕组中通入直流电流时,所产生的磁场将是空间位置不变的恒定磁场。

  如转子因惯性而继续以转速n旋转时,转子绕组里的感应电流以及转子绕组所受电磁力的方向将形成与n方向相反的制动力矩 。同时,恒定磁场也力图将转子铁心牢牢吸住,进一步促使转子迅速停下来。这种在定子绕组中通入直流电流而使电机迅速制动的方法称为直流制动,也叫能耗制动。

  在变频调速系统中,直流制动主要用于消除驱动系统在转速接近于0时的“爬行”现象

  为什么要设定U/f比?

  电机学的分析表明:异步电动机进行变频调速时,如果其输入电压随频率同步下降的话,电机输出轴上的临界转矩TK也将有所下降。所得到的机械特性曲线族如图4-1所示。这是因为,当电压随频率作同步下降时,定子绕组中的功率损失I12R1并无变化,从而,转换到转子轴上的机械功率所占的份额必然减少的缘故

  临界转矩的减小导致电动机带负载能力(输出转矩)的下降,这当然是不受欢迎的。解决的办法是在电压与频率同步调节(U/f=定值,称为基本U/f比)的基础上,适当提高电压,即调整了U/f比。这种方法也叫转矩补偿。

  变频器怎样实现点动?

  在机械调整过程中,以及金属切削机床装上工件后的校整过程中,常常需要“点-动、动-动”,谓之点动,英语是JOG,也有译成微动或寸动的。

  实现点动的方式主要有两种:

  外接控制 在点动接线端JOG与公共端COM之接入按钮开关即可,大多数变频器都备有点动接线端

  键盘控制 部分变频器在面板上专门配置了点动键,进行点动控制。

  各类变频器都具有设定点动频率的功能。调试时,点动频率需视机械的具体需要来进行设定。可以先设定得低一些,再酌情增高。

  为什么要进行多挡频率设定?

  在机械的程序控制中,不同的程序段常常需要不同的转速。为此,变频器可以预先设定多种运行频率,以满足用户的需要。

  用户在进行变频器的预置设定时,可根据机械的要求,预先设定好若干挡运行频率,供程序控制时选用

  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。

  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。

  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。买变频器首选三科变频器15382323285

  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。

  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.

  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,大体为恒功率特性,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。

  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。

  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)。

  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。

  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。

  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。

  同的转速运行,形成一个自动的生产流程。

  什么情况下需设定“转差补偿”?

  大多数机械都希望当电动机在某一转速(频率)下运行的,能够有效“硬”的机械特性。就是说,当负载转矩从0增加到TL时,其“速度降落”△n应尽量地小,如图。对于要求较高的机械,通常需借助于速度反馈来实现上述要求。

  变频器在什么情况下可能出现过电压?

  主要有两种情况:

  (1) 电源电压过高 变频器一般允许电源电压向上波动的范围是+10%,超过此范围时,应进行保护。

  (2) 降速过快 如果将减速时间设定得太短,在再生制动过程中制动电阻来不及将能量放掉,致使直流回路电压过高,形成过高压。

  除此以外,由于线路中有电感的原因,在过渡过程中也可能出现时间极短的瞬间过电压,这种过电压及其保护,不在本文讨论之列。

  变频器怎样进行过电压保护?

  变频器的过电压信号一般是从直流部分取出的。当出现过电压信号时,微机系统将首先判别是否正在减速?如果是,则自动延长减速时间,减缓制动过程:如还不能使过电压信号很快消失时,则“跳闸”,以查明原因。

  对于电源过电压,目前市场上的大部分变频器,一般都没有稳压装置,只能“跳闸”。

  过流、过载和过热的保护对象是什么?

  过流,是指变频器过流。即变频器的输出电流或直流回路的电流超过了额定值。对于过流保护,变频器在出厂前已经整定好,用户一般不能自行设定。

  过载,指的是电动机的过载。由于相同的变频器所带的电动机容量不一定一样,电动机所带负荷的特点也各不相同,故过载保护是由用户根据电动机及负载的情形来整定的。

  过热保护的范围较广,各种变频器所设置的保护内容不尽一样。概括起来,有:大功率晶体管过热、冷却风扇的电机过热以及环境温度过高等。过热保护也是在出厂前整定好的。

  变频器过流的原因有哪些?

  非短路性过流

  主要原因有:

  (1) 电动机严重过载

  (2) 电动机加速过快

  (3) U/f比(转矩补偿)设定过高而电动机处于轻载状态,这是因为:

  U/f比高时,电机磁路处于饱和状态。轻载时,转子电流小,其“反磁势”也小,磁路饱和程度加深,电机的励磁电流有可能增大到大大超过额定电流的程度。

  短路性过流

  主要原因有:

  (1) 负载侧短路

  (2) 负载侧接地

  (3) 变频器逆变桥同一桥臂的上下两晶体管同时导通,形成“直通”。因为变频器在运行时,同一桥臂的上下两管总是处于交替导通状态。在交替导通的过程中,必须保证只有在一个晶体管完全停止后,另一个晶体管才开始导通。但如果由于某种原因(如环境温度过高),使元器件参数发生漂移,就可能导致直通。

  变频器如何显示故障原因?

  各种变频器对故障原因的显示方法很不一致。大体说来,有两类三种方式:

  (1) 用发光二极管显示 不同的故障原因由各自的发光二极管来显示。这虽是较为原始的一种显示方式,但对操作者来说,较易掌握,只须记住哪个灯亮是什么故障即可。

  (2) 由数码显示屏显示 又分两种:

  1) 用代码显示 不同的故障原因由不同的代码来显示。如日本三肯公司生产的SVF系列变频器中,代码3表示过载过流;4表示冲击过流;5表示过压等等。

  2) 用字符表示 针对各种过载原因,用缩写的英语字符。如过流为OC(over current):过压为OV(over voltage);欠压为LV(low voltage);过载是OL(over load);过热是OH(over heat)等等。操作者只须稍具英语知识便可一目了然,故新系统变频器普遍采用这种方式。

  为什么说变频器的输入与输出端绝对不允许接反?

  一旦将电源线接到变频器的输出端(U、V、W)时,则任意一个送变晶体管因得到信号而导通,都将形成短路,所以,在设计变频器的主电路时,必须绝对避免电源通入输出端的可能性。

  变频器的输出端为什么不能接入电容器以改善通入电机的电流波形?

  因为变频器的输出电压是矩形脉冲序列,含有很多高次谐波成分。由于电容器在高次谐波下的容抗较小,高次谐波电流较大,这一方面加重了逆变晶体管的负担,另一方面电容器本身也容易因过热而损坏。

  对控制线的布置有些什么要求?

  由于主电路的电流具有较强的高次谐波成分,容易干扰控制电路的工作。所以:

  (1) 控制线与主电路间的距离应不小于100mm 。

  (2) 控制线应互相绞绕,并尽量使用屏蔽线。

  (3) 当控制线与主电路交叉时,应尽量垂直相交

  驱动系统的调试变频器输出端未接电动机之前,应调试哪些内容?

  (1) 首先要熟悉变频器的各种操作。检验的方法之一,可任意设定一个加速时间和减速时间,然后令变频器进入运行状态并按起动键或停止键,观察变频器是否按所设定的时间"加速"或"减速"。

  (2) 如有外接设定和外接仪表,则在通电后进行校准。

  电动机输出轴未接负载前调试些什么?

  (1) 观察基本操作的实施情况,如起动、停止、反转及点动等,并注意"正转"方向是否正确。

  (2) 如果是多挡转速的程序控制系统的话,则应在空车状态下让程序控制运行一遍,观察各程序段的工作是否准确。

  电动机带负载运行时,应注意观察和调整哪些项目?

  (1) 将加、减速时间调整到最佳位置。原则是:在不过流或不过压的前提下,尽量缩短加、减速时间。

  (2) 调整U/f比:在最低频时带负载能力满足要求前提下,尽量减小U/f比。

  (3) 观察当负载最大的电动机电流及其持续时间,是否在变频器正常工作的允许范围内。

  (4) 在工作频率范围内缓慢地进行调节,观察机器是否有剧烈振动的现象,以确定是否需要设定回避频率以及回避频率的大小和宽度。

  怎样描述电动机的带载能力?

  一般情况下,电动机的带载能力由额定转矩TMN来描述。由于只有一挡转速,故也可以额定功率P MN来描述。两者之间的关系是:

  PMN=TMN·nMN/9550……………………(8-1)

  式中:TMN--额定转矩,N·m

  nMN--额定转速,r/s

  PMN--额定功率,kW

  变频时,对应于每一挡频率fx,电动机都有一个允许长时间输出的有效转矩T MX。将不同频率下的有效转矩联接成线,即为电动机在变频后的带载能力线,或称作有效转矩线。

  为什么说平方律负载应用了变频调速后,节能效果特好?

  平方律负载调速的主要目的是为了调节液体或气体的流量。用调节阀门的方法来实现时,电动机的输出功率减小得十分有限,而采用调节转速的方式来实施时,由(8-1)式和(8-6)式知,负载消耗的功率为:

  PL=TLnL/9550=KPL·nL3

  可见,PL与n L的三次方成正比(式中,KPL为常数)。

  设n'L=n LN/2,则:P'=PLN/8。节能效果由此可见。

  变频调速应用于恒转矩负载时,应注意哪些问题?

  恒转矩负载的主要特点是什么?

  主要特点是:当转速改变时,负载的阻转矩基本保持不变:

  TL ≈ const

  2) U/f比 这是调试工作中比较关键的一环,基本原则是:在最低频率时(1) 频率范围 由于在额定频率以上调节时,电动机的转矩将下降很多,与恒转矩的要求不符,故只能在额定频率以下进行调节。

  也能带动负载的前提下,尽量降低U/f比。一般来说,调速范围越密,最低频率越低,U/f比设定得越大。

  (3) 升速与降速 恒转矩负载的类型较多,各种类型的差异较大,应根据具体情况来进行设定,不能一概而论。

  变频调速用于恒功率负载

  恒功率负载的典型代表是:主运动为旋转运动的金属切削机床,如车床、铣床、磨床等。其工作特点主要有:

  (1)在不同转速下,允许的最大切削速度(线速度)是相同的。因此,当工件(或切具)的直径较大时,转速应较低,而切削时的阻转矩则是增大的。结果是切削功率P L维持不变。

  (2)转矩和转速间的关系是:

  nL=9550PL/TL≈KLT/TL…………………………(8-10)

  其机械特性为双曲线,如图8-6。该曲线上任意一点的TLnL乘积都是相等的,如图中之面积OABC和O'A'B'C'。

  (3)速度选定后,在切削过程中是不进行调速的。因此,其无级调速的概念是:能够得到任意的速度,而不是在工作过程中任意地变更速度。这一特点变频调速和机械调速的配合使用提供了方便。

  干扰信号可能产生哪些后果?

  当变频调速系统的容量足够大时,所产生的高频信号将足以对周围各种电子设备的工作形成干扰,其主要后果有:

  (1) 影响无线电设备的正常接收。

  (2) 影响周围机器的正常工作,使它们因接受错误信号而产生误动作,或因影响传感电路的检测精度而引起判断失误。

  干扰的产生与传播情况如何?

  变频器的输入和输出电流中,都含有很多的高次谐波成分(输出电流波形见前),除上述的能构成电源无功损失的较低次谐波外,也还有许多频率很高的谐波成分。它们将以各种方式把自己的能量传播出去,形成对其他设备的干扰信号。

  干扰信号的传播方式主要有以下几种:

  (1) 空中辐射方式

  (2) 电磁感应方式,即通过线间电感而感应

  (3) 静电感应方式,即通过丝间电容而感应

  (4) 线路传播方式,主要通过电源网络而传播

  IGBT及其变频器有哪些主要优点?

  由于IGBT把GTR和功率场效应管的特点结合起来了,从而兼备了两者的优点:

  (1) 具有较强的对电压和电流的承受能力(和GTR一样)

  (2) 输入阻抗高,故驱动电路的功率小,可由IC(集成电路)直接驱动(和功率场效应管一样)。

  (3) 最高工作频率(变频器的载波频率)介于GTR和功率场效应管之间,达15-20kHz。

  (4) 安全工作区较宽。

  130、用IGBT作逆变管的变频调速器有些什么优点?

  (1) 由于载波频率可达15kHz左右,故:

  1) 电机运行的噪声小;

  2) 电流的连续性好,谐波成分小,从而对其他设备的干扰小。

  (2) 由于安全工作区较宽,故过载能力强。

  变频器配置了哪些操作键?

  各种变频器对操作键的配置及各键的名称差异很大,归纳起来,有以下几类:

  (1) 模式转换键:用来更改工作模式。常见的符号有:MOD(Mode)、PRG(Program)等。

  (2) 增减键:用于增加或减小数据。常见符号是△或▽、△或▽。有的变频器还配置了横向移位键( 或 ),用以加速数字的更改。

  (3) 读出、写入键:在编程设定模式时,用于“读出”和“写入”数据码。读出和写入两种功能,有的用同一个按键来完成,也有的分别用不同的键来完成。常见的名称有:READ、WRITE、SET、DATA等。

  (4) 运行操作键:在按键运行模式下,用来进行“运行”、“停止”等操作。主要有:RUN(运行)、FWD(正转)、REV(反转)、STOP(停止)、JOG(点动)等。安邦信变频器诚招各地经销商及合作伙伴15037162627

  (5) 复位键:用于在故障跳闸后,使变频器恢复成正常状态。键的名称是:RESET。

  (6) 数字键:有的变频器配置了“0~9 ” 和小数点“·”等数字键。在设定数据码时,可直接键入所需的数据。

  变频器有几种运行模式?

  主要有两种:

  (1) 按键操作模式:即通过按键操作用来控制电动机的运行和停止。

  (2) 外控运行模式:即通过外接控制信号如:电位器:0~±10V电压信号,4~20mA电流信号等来完成对电动机的运行操作。

  究竟用哪种模式,是在编程设定时预先设定好了的。

  按键操作板拔掉后,变频器能否运行?

  在下列条件下,按键操作板可以拔掉:

  (1) 对各种功能的预置设定已经进行完毕。

  (2) 在预置设定时,已经设定为外控运行模式。

  (3) 经试运行证明,外控运行正常。

  按键操作板拔掉(有的变频器是不能拔的)后,接口处应用绝缘物封住

  异步电动机调速时难以控制的原因是什么?

  主要原因有:

  (1) 励磁电流和负载电流都在定子回路内,无法分开。

  (2) 定、转子电流都是周期性变化的时间矢量,而定、转子磁通又是绕转的空间矢量,难以准确地进行控制。

  变频调速系统能否长时间在低速情况下运行?

  这和电动机的种类有关:如果是变频调速的专用电机,则长时间低速运行不存在任何问题。如果是普通电机,则因为低速时电动机内部的散热情况变差,其负载能力有所下降。一般说来:当工作频率为20Hz时,负载能力只有额定值的90%;而当工作频率为1Hz时,负载能力只有额定值的60%左右。

  低速运行时能保证频率精度吗?

  由于变频器内都是用计算机系统进行数字量控制的,故频率精度不会有问题。

  低速运行时,在空载情况下反容易因过流而跳闸,是什么原因?

  这是因为,为了能带动负载,转矩补偿(U/f)设定得较大。空载时,转子电流很小,转子电流的去磁作用也很小,电机磁路处于高度饱和状态,其励磁电流将出现很大的尖峰,有可能导致过流跳闸。

  对于需要低速运行的负载,应选用什么样的变频器?

  最好选用具有“无反馈矢量控制”功能的变频器。至少也应选用具有“自动转矩补偿”功能的变频器,可避免上面所说的空载时流跳闸的问题。

  外接给定信号为最大值(+10V)时,输出频率只有48.5Hz(要求50Hz),怎么办?

  这种情形比较普遍。因外接信号的+10V和变频器内的+10V之间很难完全一致。解决的办法是调整频率增益。针对上述具体例子,调整方式如下:

  fmax%=50/48.5=103.9%

  或fma=1.039×50=50.55Hz

  式中fmax--频率增益的调整值;f max%是其百分比值

  鼓风机在起动前,其风叶常常因自然风而自行转动,有时甚至引起因起动电流过大而跳闸,怎么办?

  鼓风机的风叶在起动前因自然风而转动时,其转向往往是反方向的,这使电动机在起动时处于“反接”状态。如果起动时间设定得较短,并且自转动的速度又较大时,有可能出现起动电流过大的情形。解决的方法如下:

  (1) 新系列的变频调速器中,针对上述现象,专门设置了起动前直流制动的功能,目的是:在起动前,使电动机的转子处于停止状态。调试时,可根据具体情况,设定需要进行直流制动的时间即可

  (2) 如所选变频调速器没有起动前的直流制动功能,则:1) 延长起动时间;2) 选择S形起动方式。使刚起动时频率上升的速度尽量地延缓

  水泵停机时,因有水的阻力的原因,不存在惯性,制动时间可否设定得很短?

  就变频调整速系统而言,在上述情况下,制动时间设定得短些,不存在任何问题。但对于供水的管道系统来说,如水压变化过快,会引起“水锤效应”等问题,故制动时间不宜设定得太短。

  对于风机和泵类负载,U/f比(转矩补偿)选大了,有什么害处?

  当运行频率低于额定频率(fx

  一开机,制动电阻就发热,是什么原因?

  制动单元(外接的或内在的,已经损坏,应立即更换。因为在正常情况下,制动回路只有在降速过程中才被接通。在升速和运行过程中,制动单元应处于截止状态,制动电阻是不接入电路的,不应该发热。只有当制动单元VB已经短路(击穿)时,制动电阻才可能一开机就发热。

  由于起、制动较频繁,制动电阻发热严重,怎么办?

  由于降速过程通常都很短,所以,制动电阻RB的功率(瓦数)是按短时运行设计的。通电时间长了,或通电比较频繁的,就会出现发热严重的现象。

  处理方法:在不改变RB的阻值的前提下,增大R B的功率。只要RB的阻值未变,制动单元可不变。这是因为:制动时间相对于发热过程来说,是十分短暂的,但对于晶体管来说,已经是足够长的时间了。所以在设计时,制动单元VB是按“长期运行”选定的。

  下运皮带机常因过压的跳闸,怎么办?

  当皮带运输机向下运送重物时,由于重物本身具有重力加速度,电动机的转速将超过同步转速而处于再生状态。但变频调速系统因并不处于降速状态,制动回路不接通,再生的电能无处释放,故而很容易过压。

  解决的方法有:

  (1) 选用“四象限变频调速器”,其特点是:三相整流由晶闸管组成。当直流电压过高时,使晶闸管处于有源逆变状态,将直流电能逆变成三相交流电反馈给电网。这是一种十分经济的方法,但四象限变频器价格昂贵,常超过普通变频器价格的一倍以上,而使用户却步。

  (2) 在普通的变频调速器中增加再生能耗回路,将再生电能消耗掉。这和降速时,制动电阻和制动单元的功能完全一样。所不同的是,它是在运行过程中,当直流电压超出一定限值时被接通。

  “再生能耗电路”如何构成?

  主要由三个部分构成:

  (1) 能耗电阻:用于消耗掉再生电能。

  (2) 能耗单元:用于接通和断开能耗电路。

  (3) 电压采样电路:用于使能耗回路根据直流电压的高低来决定何时接通或断开。

  能不能快一点结束欠压故障状态,以便接触器再接通时,快一点投入工作?如果电网电压稳定,能否撤消欠电压保护?

  从原理上讲是可能的,只需要按一下“复位(RESET)”按钮即可。但在实际工作中常常是行不通的。因为停电时,电动机将处于自由制动状态。而复位后,变频器的输出频率是从0Hz开始的。这时,电动机的实际转速将大大高于同步转速,而处于强烈的再生状态,很容易引起过流或过压而跳闸。个别情况下,如停电时,电动机能立即停住的,则可以。

  在本单位电网电压比较稳定情况下也不可撤消欠电压保护。因为欠压保护不仅仅是保护电网电压的不足,更重要的是进行停电保护。原因如下:

  (1) 逆变用的功率模块,只允许工作在饱和导通和截止两种状态。在这两种状态下,其功率是很小的。例如,饱和导通时的电流为100A ,模块的饱和压降为2V,则功耗为:PO=100×2=200W,截止时的功耗则更小。

  如果模块工作在放大状态,假设其管压降为100V,工作电流仍为 100A ,则其功耗为:Po'=100×100=10000W=10kW,这将远远超过模块的额定功率,而使模块迅速损坏。

  所以,逆变用的功率模块是绝对不允许在放大区稍有停留的。

  (2) 变频器在突然停电时,由于各部分都有容量很大的储能元件(电解电容器),其工作并不能立即停止。而在各部分中:

  1) 控制系统的储能容量最大,输出阻抗也最大,故衰减最慢。停电后,能维持工作的时间也最长。

  2) 主回路的高压电容的容量也很大,且因电压很高(500~600V),要衰减最快。而驱动电流的衰减将导致功率模块进入放大状态而损坏。

  3) 驱动电路的储能容量要小得多,且其输出阻抗也小,所以衰减最快。而驱动电流的衰减将导致功率模块进入放大状态而损坏。

  因此,欠压保护的第一个反应就是首先将逆变管的工作迅速封锁。

  所以,欠压保护是绝对不允许撤消的!

  变频器具有重合闸功能,但当进线处的接触器断开后,立即再接通时,却出现“欠压”显示,需等直流电路放电完毕后才能重新工作,是什么原因?

  (1) 瞬时停电后的重合闸,允许停电的时间只有数秒钟,手控接触器时,触点断开与再接通之间的间隔,很容易超过规定的时间,重合闸功能已经失效。

  (2) 重合闸功能是需要预置的,如事先未曾预置,则即使接触器触点的断开与接通之间的时间间隔的确很短,也不能重合闸。这是因为:如未曾预置的话,则一旦断电,其欠压保护功能将迅速结束控制系统的所有工作,并显示“欠压”信号;如果事先预置了的话,则断电时,欠压信号将只封锁逆变管的工作,控制系统的其他工作则并不中断,电源恢复时,可以继续工作。

 

 

 

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