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1、什么是變頻器?
變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。
2、PWM和PAM的不同點是什么?
PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫,按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度,以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脈沖幅度調(diào)制)縮寫,是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度,以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。
3、電壓型與電流型有什么不同?
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,其直流回路濾波石電感。
4、為什么變頻器的電壓與電流成比例的改變?
異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩是電機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過電流之間相互作用而產(chǎn)生的,在額定頻率下,如果電壓一定而只降低頻率,那么磁通就過大,磁回路飽和,嚴(yán)重時將燒毀電機(jī)。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓,使電動機(jī)的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用于風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能型變頻器。
5、電動機(jī)使用工頻電源驅(qū)動時,電壓下降則電流增加;對于變頻器驅(qū)動,如果頻率下降時電壓也下降,那么電流是否增加?
頻率下降(低速)時,如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下,電流幾乎不變。
6、采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時,電機(jī)的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩怎樣?
采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn),隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓,起動電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同,為125%~200%)。用工頻電源直接起動時,起動電流為6~7倍,因此,將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩;對于帶有轉(zhuǎn)矩自動增強(qiáng)功能的變頻器,起動轉(zhuǎn)矩為100%以上,可以帶全負(fù)載起動。
7、V/f模式是什么意思?
頻率下降時電壓V也成比例下降,這個問題已在回答4說明。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機(jī)特性而預(yù)先決定的,通常在控制器的存儲裝置(ROM)中存有幾種特性,可以用開關(guān)或標(biāo)度盤進(jìn)行選擇。
8、按比例地改V和f時,電機(jī)的轉(zhuǎn)矩如何變化?
頻率下降時成比例地降低電壓,那么由于交流阻抗變小而直流電阻不變,將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。因此,在低頻時給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動轉(zhuǎn)矩,這種補(bǔ)償稱增強(qiáng)起動??梢圆捎酶鞣N方法實現(xiàn),有自動進(jìn)行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法
9、在說明書上寫著變速范圍60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就沒有輸出功率嗎?
在6Hz以下仍可輸出功率,但根據(jù)電機(jī)溫升和起動轉(zhuǎn)矩的大小等條件,使用頻率取6Hz左右,此時電動機(jī)可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會引起嚴(yán)重的發(fā)熱問題。變頻器實際輸出頻率(起動頻率)根據(jù)機(jī)種為0.5~3Hz.
10、對于一般電機(jī)的組合是在60Hz以上也要求轉(zhuǎn)矩一定,是否可以?
通常情況下時不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)電壓不變,大體為恒功率特性,在高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時,必須注意電機(jī)與變頻器容量的選擇
11、所謂開環(huán)是什么意思?
給所使用的電機(jī)裝置設(shè)速度檢出器(PG),將實際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進(jìn)行控制的,稱為“閉環(huán)",不用PG運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)"。通用變頻器多為開環(huán)方式,也有的機(jī)種利用選件可進(jìn)行PG反饋。
12、實際轉(zhuǎn)速對于給定速度有偏差時如何辦?
開環(huán)時,變頻器即使輸出給定頻率,電機(jī)在帶負(fù)載運(yùn)行時,電機(jī)的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)(1%~5%)變動。對于要求調(diào)速精度比較高,即使負(fù)載變動也要求在近于給定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)的場合,可采用具有PG反饋功能的變頻器(選用件)。
13、如果用帶有PG的電機(jī),進(jìn)行反饋后速度精度能提高嗎?
具有PG反饋功能的變頻器,精度有提高。但速度精度的植取決于PG本身的精度和變頻器輸出頻率的分辨率。
14、失速防止功能是什么意思?
如果給定的加速時間過短,變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過轉(zhuǎn)速(電角頻率)的變化,變頻器將因流過過電流而跳閘,運(yùn)轉(zhuǎn)停止,這就叫作失速。為了防止失速使電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),就要檢出電流的大小進(jìn)行頻率控制。當(dāng)加速電流過大時適當(dāng)放慢加速速率。減速時也是如此。兩者結(jié)合起來就是失速功能。
15.變頻器的散熱
1)。如果要正確的使用變頻器, 必須認(rèn)真地考慮散熱的問題。
變頻器的故障率隨溫度升高而成指數(shù)的上升,使用壽命隨溫度升高而成指數(shù)的下降。環(huán)境溫度升高10度,變頻器平均使用壽命減半。在變頻器工作時,流過變頻器的電流是很大的, 變頻器產(chǎn)生的熱量也是非常大的,不能忽視其發(fā)熱所產(chǎn)生的影響通常,變頻器安裝在控制柜中。我們要了解一臺變頻器的發(fā)熱量大概是多少。可以用以下公式估算:
發(fā)熱量的近似值= 變頻器容量(KW)×55 [W]
在這里, 如果變頻器容量是以恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載為準(zhǔn)的 (過流能力150% * 60s) 如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器, 并且也在柜子里面, 這時發(fā)熱量會更大一些。電抗器安裝在變頻器側(cè)面或測上方比較好。 這時可以用估算:變頻器容量(KW)×60 [W] 因為各變頻器廠家的硬件都差不多, 所以上式可以針對各品牌的產(chǎn)品?!∽⒁猓喝绻兄苿与娮璧脑?,因為制動電阻的散熱量很大,因此最好安裝位置最好和變頻器隔離開, 如裝在柜子上面或旁邊等。
2. )怎樣降低控制柜內(nèi)的發(fā)熱量?
當(dāng)變頻器安裝在控制機(jī)柜中時,要考慮變頻器發(fā)熱值的問題。根據(jù)機(jī)柜內(nèi)產(chǎn)生熱量值的增加,要適當(dāng)?shù)卦黾訖C(jī)柜的尺寸。因此,要使控制機(jī)柜的尺寸盡量減小,就必須要使機(jī)柜中產(chǎn)生的熱量值盡可能地減少。如果在變頻器安裝時,把變頻器的散熱器部分放到控制機(jī)柜的外面,將會使變頻器有70%的發(fā)熱量釋放到控制機(jī)柜的外面。由于大容量變頻器有很大的發(fā)熱量,所以對大容量變頻器更加有效。還可以用隔離板把本體和散熱器隔開, 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。
注意:變頻器散熱設(shè)計中都是以垂直安裝為基礎(chǔ)的,橫著放散熱會變差的!
3. )關(guān)于冷卻風(fēng)扇 一般功率稍微大一點的變頻器, 都帶有冷卻風(fēng)扇。同時,也建議在控制柜上出風(fēng)口安裝冷卻風(fēng)扇。進(jìn)風(fēng)口要加濾網(wǎng)以防止灰塵進(jìn)入控制柜。注意控制柜和變頻器上的風(fēng)扇都是要的,不能誰替代誰。
4.)其他關(guān)于散熱的問題
a、在海拔高于1000m的地方,因為空氣密度降低,因此應(yīng)加大柜子的冷卻風(fēng)量以改善冷卻效果。理論上變頻器也應(yīng)考慮降容,每1000m降低5%。但由于實際上因為設(shè)計上變頻器的負(fù)載能力和散熱能力一般比實際使用的要大,所以也要看具體應(yīng)用。比方說在1500m的地方,但是周期性負(fù)載,如電梯,就不必要降容。
b、開關(guān)頻率:變頻器的發(fā)熱主要來自于IGBT, IGBT的發(fā)熱有集中在開和關(guān)的瞬間。因此開關(guān)頻率高時自然變頻器的發(fā)熱量就變大了。有的廠家宣稱降低開關(guān)頻率可以擴(kuò)容, 就是這個道理。
16.關(guān)于漏電流的問答 Q:有那些漏電流的形式? A:有 2種:電機(jī)電纜對地漏電流和電纜 Q:為什么會有漏電流的問題? A:不使用變頻器時,漏電流一般較小。使用變頻器時,因為逆變器的功率模塊高速開關(guān),輸出電流中有高次諧波的存在。有因為電纜對地、電纜之間存在電感,因此產(chǎn)生了較大的漏電流(可達(dá)不用變頻器時的10倍)。 Q:漏電流和開關(guān)頻率有和關(guān)系? A:開關(guān)頻率越小,漏電流越小?! :漏電流和電機(jī)功率的關(guān)系? A:功率越大,漏電流越大?! :漏電流和接地的關(guān)系? A:無直接關(guān)系。但接地不好會增加觸電的可能性?! :漏電流對策有那些? A:降低開關(guān)頻率,是電纜之間,電纜和地的距離增加,增加開關(guān)的漏電流設(shè)定水平等?! :對變頻器的漏電流水平可有什么規(guī)定? A:現(xiàn)在還沒有。
17. 目前,變頻交流調(diào)速已遍布冶金、電力、等各個領(lǐng)域。變頻器是利用交流電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨電機(jī)電壓頻率變化而變化的特性而實現(xiàn)電動機(jī)調(diào)速運(yùn)行的裝置,其中,有幾個參數(shù)的設(shè)定非常重要,將直接影響變頻器的合理使用。
幾個重要參數(shù)的設(shè)定
a、V/f類型的選擇 V/f類型的選擇包括最高頻率、基本頻率和轉(zhuǎn)矩類型等。
最高頻率是變頻器-電動機(jī)系統(tǒng)可以運(yùn)行的最高頻率。由于變頻器自身的最高頻率可能較高,當(dāng)電動機(jī)容許的最高頻率低于變頻器的最高頻率時,應(yīng)按電動機(jī)及其負(fù)載的要求進(jìn)行設(shè)定?;绢l率是變頻器對電動機(jī)進(jìn)行恒功率控制和恒轉(zhuǎn)矩控制的分界線,應(yīng)按電動機(jī)的額定電定電壓設(shè)定。轉(zhuǎn)矩類型指的是負(fù)載是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載還是變轉(zhuǎn)矩負(fù)載。用戶根據(jù)變頻器使用說明書中的V/f類型圖和負(fù)載的特點,選擇其中的一種類型。我們根據(jù)電機(jī)的實際情況和實際要求,最高頻率設(shè)定為83.4Hz,基本頻率設(shè)定為工頻50Hz。負(fù)載類型:50Hz以下為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,50~83.4Hz為恒功率負(fù)載。
b、如何調(diào)整啟動轉(zhuǎn)矩
調(diào)整啟動轉(zhuǎn)矩是為了改善變頻器啟動時的低速性能,使電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩能滿足生產(chǎn)啟動的要求。在異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)矩的控制較復(fù)雜。在低頻段,由于電阻、漏電抗的影響不容忽略,若仍保持V/f為常數(shù),則磁通將減小,進(jìn)而減小了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。為此,在低頻段要對電壓進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償以提升轉(zhuǎn)矩??墒牵┳杩沟挠绊懖粌H與頻率有關(guān),還和電機(jī)電流的大小有關(guān),準(zhǔn)確補(bǔ)償是很困難的。近年來國外開發(fā)了一些能自行補(bǔ)償?shù)淖冾l器,但所需計算量大,硬件、軟件都較復(fù)雜,因此一般變頻器均由用戶進(jìn)行人工設(shè)定補(bǔ)償。針對我們所使用的變頻器,轉(zhuǎn)矩提升量設(shè)定為1%~5%之間比較合適。
c、如何設(shè)定加、減速時間 電機(jī)的運(yùn)行方程式:
式中:Tt為電磁轉(zhuǎn)矩;T1為負(fù)載轉(zhuǎn)矩 電機(jī)加速度dw/dt取決于加速轉(zhuǎn)矩(Tt,T1),而變頻器在啟、制動過程中的頻率變化率則由用戶設(shè)定。若電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量J、電機(jī)負(fù)載變化按預(yù)先設(shè)定的頻率變化率升速或減速時,有可能出現(xiàn)加速轉(zhuǎn)矩不夠,從而造成電機(jī)失速,即電機(jī)轉(zhuǎn)速與變頻器輸出頻率不協(xié)調(diào),從而造成過電流或過電壓。因此,需要根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量和負(fù)載合理設(shè)定加、減速時間,使變頻器的頻率變化率能與電機(jī)轉(zhuǎn)速變化率相協(xié)調(diào)。檢查此項設(shè)定是否合理的方法是按經(jīng)驗選定加、減速時間設(shè)定。若在啟動過程中出現(xiàn)過流,則可適當(dāng)延長加速時間;若在制動過程中出現(xiàn)過流,則適當(dāng)延長減速時間;另一方面,加、減速時間不宜設(shè)定太長,時間太長將影響生產(chǎn)效率,特別是頻繁啟、制動時。我們將加速時間設(shè)定為15s,減速時間設(shè)定為5s。
d、頻率跨跳 V/f控制的變頻器驅(qū)動異步電機(jī)時,在某些頻率段。
電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速會發(fā)生振蕩,嚴(yán)重時系統(tǒng)無法運(yùn)行,甚至在加速過程中出現(xiàn)過電流保護(hù)使得電機(jī)不能正常啟動,在電機(jī)輕載或轉(zhuǎn)動量較小時更為嚴(yán)重。因此變通變頻器均備有頻率跨跳功能,用戶可以根據(jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點,在V/f曲線上設(shè)置跨跳點及跨跳點寬度。當(dāng)電機(jī)加速時可以自動跳過這些頻率段,保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。
e、過負(fù)載率設(shè)置 該設(shè)置用于變頻器和電動機(jī)過負(fù)載保護(hù)。
當(dāng)變頻器的輸出電流大于過負(fù)載率設(shè)置值和電動機(jī)額定電流確定的OL設(shè)定值時,變頻器則以反時限特性進(jìn)行過負(fù)載保護(hù)(OL),過負(fù)載保護(hù)動作時變頻器停止輸出。2.6 電機(jī)參數(shù)的輸入 變頻器的參數(shù)輸入項目中有一些是電機(jī)基本參數(shù)的輸入,如電機(jī)的功率、額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、極數(shù)等。這些參數(shù)的輸入非常重要,將直接影響變頻器中一些保護(hù)功能的正常發(fā)揮,一定要根據(jù)電機(jī)的實際參數(shù)正確輸入,以確保變頻器的正常使用。
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