低压变频器短路输出短路怎么解决,就是输入和输出接反导致的输出短路,应该怎

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变频器知识
TA的每日心情无聊 11:40签到天数: 13 天[LV.3]偶尔看看II
变频器在减速过程中为什么容易引起过电压跳闸?1)电动机的状态从较高转速降至较低转速的过程称为减速过程,在变频调速系统中,是通过降低变频器的输出频率来实现减速的。假设某4极电动机,减速前在额定转速下运行,旋转磁场的同步转速为1 500 r/min,转子转速为1 440 r/min。当将频率下降为45 Hz,当频率刚下降的瞬间,同步转速立即下降为1 350 r/min,但由于惯性的原因,电动机转子的转速却仍为1 440 r/min。于是,转子的转速超过了同步转速,电动机处于发电机状态。由于所产生的转矩和转子旋转的方向相反,能够促使电动机的转速迅速地降下来,故也称为再生制动状态。2)泵升电压。电动机在再生制动状态发出的电能,将通过和逆变管反并联的二极管全波整流后反馈到直流电路,使直流电路的电压升高,称为泵升电压。3)过电压跳闸的原因。如果减速时间预置得过短,频率下降得过快,而拖动系统的惯性又较大,则电动机的转速将跟不上同步转速的下降,再生制动过程中产生的电流增大,直流电路中的泵升电压也增大,当直流电压超过设定值时,为了保护电容器免于击穿,变频器将因过电压而跳闸。 维修变频器的参数设置及故障处理方法目前人们所说的交流调速系统,主要指电子式电力变换器对交流电动机的变频调速系统。变频调速系统以其优越于直流传动的特点,在很多场合中都被作为首选的传动方案,现代变频调速基本都采用16位或32位单片机作为控制核心,从而实现全数字化控制,调速性能与直流调速基本相近,但使用变频器时,其维护工作要比直流复杂,一旦发生故障,企业的普通电气人员就很难处理,这里就变频器常见的故障分析一下故障产生的原因及处理方法。一、参数设置类故障常用变频器在使用中,是否能满足传动系统的要求,变频器的参数设置非常重要,如果参数设置不正确,会导致变频器不能正常工作。1、参数设置常用变频器,一般出厂时,厂家对每一个参数都有一个默认值,这些参数叫工厂值。在这些参数值的情况下,用户能以面板操作方式正常运行的,但以面板操作并不满足大多数传动系统的要求。所以,用户在正确使用变频器之前,要对变频器参数时从以下几个方面进行:(1)确认电机参数,变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。(2)变频器采取的控制方式,即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度,需要进行静态或动态辨识。(3)设定变频器的启动方式,一般变频器在出厂时设定从面板启动,用户可以根据实际情况选择启动方式,可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。(4)给定信号的选择,一般变频器的频率给定也可以有多种方式,面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定,当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和。正确设置以上参数之后,变频器基本上能正常工作,如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。2、参数设置类故障的处理一旦发生了参数设置类故障后,变频器都不能正常运行,一般可根据说明书进行修改参数。如果以上不行,最好是能够把所有参数恢复出厂值,然后按上述步骤重新设置,对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。 二、过压类故障变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下,变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算,则平均直流电压Ud= 1.35 U线=513V。在过电压发生时,直流母线的储能电容将被充电,当电压上至760V左右时,变频器过电压保护动作。因此,变频器来说,都有一个正常的工作电压范围,当电压超过这个范围时很可能损坏变频器,常见的过电压有两类。1、输入交流电源过压这种情况是指输入电压超过正常范围,一般发生在节假日负载较轻,电压升高或降低而线路出现故障,此时最好断开电源,检查、处理。2、发电类过电压这种情况出现的概率较高,主要是电机的同步转速比实际转速还高,使电动机处于发电状态,而变频器又没有安装制动单元,有两起情况可以引起这一故障。(1)当变频器拖动大惯性负载时,其减速时间设的比较小,在减速过程中,变频器输出的速度比较快,而负载靠本身阻力减速比较慢,使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高,电动机处于发电状态,而变频器没有能量回馈单元,因而变频器支流直流回路电压升高,超出保护值,出现故障,而纸机中经常发生在干燥部分,处理这种故障可以增加再生制动单元,或者修改变频器参数,把变频器减速时间设的长一些。增加再生制动单元功能包括能量消耗型,并联直流母线吸收型、能量回馈型。能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻,通过检测直流母线电压来控制功率管的通断。并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统,这种系统往往有一台或几台电机经常工作于发电状态,产生再生能量,这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收。能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的,当有再生能量产生时可逆变流器就将再生能量回馈给电网。(2)多个电动施动同一个负载时,也可能出现这一故障,主要由于没有负荷分配引起的。以两台电动机拖动一个负载为例,当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时,则转速高的电动机相当于原动机,转速低的处于发电状态,引起故障。在纸机经常发生在榨部及网部,处理时需加负荷分配控制。可以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些。三、过流故障过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均,输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障,说明变频器逆变电路已环,需要更换变频器。四、其他故障1、温度过高如电动机有温度检测装置,检查电动机的散热情况;变频器温度过高,检查变频器的通风情况。2、欠压 说明变频器电源输入部分有问题,需检查后才可以运行。五、过载故障过载故障包括变频过载和电机器过载。其可能是加速时间太短,直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重,所选的电机和变频器不能拖动该负载,也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器;如后者则要对生产机械进行检修。 变频器过流与过载的原因分析1、&&过电流跳闸及原因分析变频器的过电流跳闸又分短路故障、运行过程中跳闸和升、降速过程中跳闸等情况。1.1短路故障&&(1)故障特点a)第一次跳闸有可能在运行过程中发生,但如复位后再起动,则往往一升速就跳闸。b)具有很大的变频器已经能够进行保护跳闸,而不会损坏。由于保护跳闸十分迅速,难以观察其电流的大小。(2)判断与处理 第一步,首选要判断是否短路。为了便于判断,在复位后再起动前,可在输入侧接入一个电压表,重新启动时,电位器从零开始缓慢旋动,同时,注意观察电压表。如果变频器的输出频率刚上升就立即跳闸,且电压表的指针有瞬间回“0”的迹象,则说明变频器的输出端已经短路或接地。第二步,要判断是在变频器内部短路,还是在外部短路。这时,应将变频器输出端的接线脱开,再旋动电位器,使频率上升,如仍跳闸,说明变频器内部短路;如不再跳闸,则说明是变频器外部短路,应检查从变频器到电动机之间的线路,以及电动机本身。1.2、轻载过电流负载很轻,却又过电流跳闸。这是变频调速所特有的现象。在V/F控制模式下,存在着一个十分突出的问题:就是在运行过程中,电动机磁路系统的不稳定。其基本原因在于:低频运行时,为了能带动较重的负载,常常需要进行转矩补偿(即提高U/f比,也叫转矩提升)。导致电动机磁路的饱和程度随负载的轻重而变化。这种由电动机磁路饱和引起的过电流跳闸,主要发生在低频、轻载的情况下。解决方法:反复调整U/f比。1.3重载过电流(1)故障现象 有些生产机械在运行过程中负荷突然加重,甚至“卡住”,电动机的转速因带不动而大幅下降,电流急剧增加,过载保护来不及动作,导致过电流跳闸。(2)解决方法 a)首先了解机械本身是否有故障,如果有故障,则修理机器。b)如果这种过载属于生产过程中经常可能出现的现象,则首先考虑能否加大电动机和负载之间的传动比,适当加大传动比,可减轻电动机轴上的阻转矩,避免出现带不动的情况。如无法加大传动比,则只有考虑增大电动机和变频器的容量了。1.4升速或降速中过电流这是由于升速或降速过快引起的,可采取的措施有如下:(1)& && & 延长升(降)速时间首先了解根据生产工艺要求是否允许延长升速或降速时间,如允许,则可延长升(降)速时间。(2)& && & 准确预置升(降)速自处理(防失速)功能变频器对于升、降速过程中的过电流,设置了自处理(防失速)功能。当升(降)电流超过预置的上限电流时,将暂停升(降)速,待电流降至设定值以下时,再继续升(降)速。2、&&过载跳闸及原因分析 电动机能够旋转,但运行电流超过了额定值,称为过载。过载的基本反映是:电流虽然超过了额定值,但超过的幅度不大,一般也不形成较大的变频器内部的电流检测部分发生故障,检测出的电流信号偏大,导致跳闸。2.2检查方法(1)检查电动机是否变频器的电子热保护功能预置得是否合理,如变频器尚有余量,则应放宽电子热保护功能的预置值。(2)如果电动机的温升过高,而所出现的过载又属于正常过载,则说明是电动机的负荷过重。这时,首先应能否适当加大传动比,以减轻电动机轴上的负荷。如能够加大,则加大传动比。如果传动比无法加大,则应加大电动机的容量。(3)检查电动机侧三相电压是否平衡,如果电动机侧的三相电压不平衡,则应再检查变频器输出端的三相电压是否平衡,如也不平衡,则问题在变频器内部。如变频器输出端的电压平衡,则问题在从变频器到电动机之间的线路上,应检查所有接线端的螺钉是否都已拧紧,如果在变频器和电动机之间有接触器或其他电器,则还应检查有关电器的接线端是否都已拧紧,以及触点的接触状况是否良好等。如果电动机侧三相电压平衡,则应了解跳闸时的工作频率:如工作频率较低,又未用矢量控制(或无矢量控制),则首先降低U/f比,如果降低后仍能带动负载,则说明原来预置的U/f比过高,励磁电流的峰值偏大,可通过降低U/f比来减小电流;如果降低后带不动负载了,则应考虑加大变频器的容量;如果变频器具有矢量控制功能,则应采用矢量控制方式。 问题1:DCS模拟信号给定引起电流波动故障现象:1)变频器在由DCS4-20mA信号控制,稳定运行时发现工频输入端电流波动太大,DCS系统监控该电流波形呈锯齿状,变化范围在10A左右。2)变频器在由DCS4-20mA信号控制时,报“模拟量断线”故障,用万用表实测该4-20mA直流信号,发现与DCS系统给定电流相同。3)变频器在由DCS4-20mA信号控制,稳定运行时发现风机工频输入端电流波动太大,DCS系统监控该电流波形呈锯齿状,变化范围在15A左右。故障原因:由于用户信号源不稳定或者直流信号受外部信号干扰,导致变频器给定频率不稳,变频器不断在进行频率调整,从而引起工频端输入电流不断变化,电流波动较大。解决方法:1)在DCS给定信号到主板信号采集回路之间加装一只有源隔离变送器。2)把变频器117号功能参数(给定频率阀值)由0改为30,无须加装隔离变送器。问题2:DCS频率给定变频器不响应问题故障现象:1)远方DCS给定一定频率,变频器触摸屏接受到频率后不进行转速调节。故障原因: PLC判断系统处于“远控”方式时,主控才能接受到远方4~20ma信号进行频率调节。因此出现DCS给定频率系统不调速的主要原因为1)主控接受的控制方式(功能号207)不对;2)面板控制方式下的频率给定模式(功能号208)不对.解决方法:1)旋动控制柜门上的旋动按钮,使功能号207为1,即远控方式。2)选择面板控制方式下的频率给定模式,功能号为1,即模拟输入AI频率给定。问题3:“请合高压”问题故障现象:1)变频器在由“系统就绪”状态变为“请合高压”状态,过程变化延时只设定了60S,在断开高压60S以后,“请合高压”上传到DCS,操作人员重新将高压合上,导致16个模块保险烧毁。2)变频器由于用户拒绝引入“请合高压”状态到DCS系统,在因其他设备故障而引起变频器高压断掉后,操作人员没按规程延时300S后再合高压,而是紧急抢合变频器高压开关,导致其中16个模块保险烧毁。故障原因:由于变频器高压掉电后,模块中电容里边的电不能立即放掉,需要一定的时间,此时重新合上高压,导致短路,将保险烧毁。解决方法:1)将“系统就绪”状态到“请合高压”状态时间设为300S。2)现场安装调试一定要将“请合高压”信号接入用户DCS系统,并让热工在合闸回路中做好联锁保护。问题4:系统输出过流、过载故障现象:1)变频器正常运行过程系统输出过流或输出过载故障,导致变频器重故障停机。2)变频器在升速过程中系统输出过载或系统过流故障停机3)变频器在启动过程中报变频器输出过流。故障原因: 1) 变频器在正常运行过程中突然输出过载或过流可能的原因是母线电压波动,突加大负载的启动,或者变频输出电流采样回路故障引起变频电流采集过大。2) 电流传感器故障或者主板信号采集回路故障,导致变频器误动作。3) 变频器在升速过程中输出过载或过流主要是因为升速时间过快。4) 由于变频器启动过程负载(主要是风机由于对侧风机作用处于反转)处于堕转状态或者电机负载处于堵转。解决方法:1)正常过程中变频器突然过载过流主要是确认是什么原因引起的跳闸,如果是电网变化或负载突变引起就重新启动变频器,如果是变频器采集回路本身故障引起就要检查相应的连线和霍尔传感器。2)变频器在升速过程中系统输出过载或系统过流引起故障停机就要修改相应的上、下升速时间,把时间尽可能设大。3)启动时确保风机负载处于静止状态;修改风机的DCS启动逻辑,在电机启动之前关所有的入口和出口挡板,启动后再打开,避免电流的冲击;先工频启动后再启动变频器;在功能号里设定转矩提升,增加变频器的启动转矩。问题5:模块直流过压故障现象 1)变频器在停机降速过程中,多次出现模块直流过压故障,导致将用户高压开关跳掉。2)用户母线电压过高,6KV电源实际母线达6.3KV以上,10KV电源实际母线达10.3KV以上,母线电压加到变频器上时模块输入电压过高,模块报直流母线过压。3)变频器在启动过程中,大约到运行到4HZ左右,变频器直流母线过压。故障原因: 1) 变频器在停机过程由于降速时间太快,使得电机处于发电机状态,电机回馈能量到模块的直流母线产生泵升电压,从而使直流母线电压过高。2) 由于现场变压器出厂标准接线是10KV和6KV,母线电压如果超过10.3KV或6.3KV,就会使变压器输出电压过高,从而使模块的母线电压升高造成过压。3) 同一位置的不同相模块光纤接反(比如A4与B4光纤接反),造成其相电压输出过压。解决方法:1)将上降速时间和下降速时间适当的延长。2)将模块内过压保护点提高,现在全部是1150V。3)用户电压达到10.3KV(6KV)以上将变压器短接端改为10.5KV(6.3KV)。4)检查光纤是否插接错误,把接错的光纤改正过来。问题6:模块通讯故障故障现象:1、变频器运行过程重故障跳闸停机,触摸屏报模块通讯故障。故障原因:1)模块的输入保险、整流桥、充电电阻烧断导致模块控制失电通讯无法进行2)主板上的光通子板本身故障或者通讯电路供电电源的保护二极管保护。3)连接光纤插错位置或者光纤折断或破损4)模块里的电源板输出电压不正常或无输出,导致模块通讯中断解决方法:1)打开模块盖板,更换模块中已经损坏的保险、充电电阻等元器件。2)更换损坏的光通子板或者保护二极管3)光纤按照标示正常连接,光纤损坏的话进行更换。4)更换模块电源板。问题7:模块驱动故障故障现象:变频器运行过程系统轻故障,模块旁通运行,触摸屏报模块驱动故障。故障原因:1)模块相应的驱动电路烧坏。2)控制板上的D25二极管等器件损坏3)旁通回路损坏,栅极保护板及IGBT损坏,驱动板故障。解决方法:更换报驱动故障相应的模块。问题8:模块过热故障故障现象:变频器运行过程系统轻故障,模块旁通运行,触摸屏报模块过热故障。故障原因:1)变频器顶部冷却风机故障停止转动导致模块开关器件产生的热量不能及时散出变频器柜内,大量热量聚集模块里导致过热。2)顶部风机反转导致模块开关器件产生的热量不能及时散出变频器柜内,大量热量聚集模块里导致过热。3)变频室的空调故障导致变频器内部散出的热量不能及时进行冷热交换从而引起变频器模块过热故障。4)变频器顶部装有专门的散热风道,但整个变频器室密闭,变频器运行一段时间冷却风机把变频器室的空气带出室内,而变频器室没预留一定的进风口,空气流入流出不平衡,导致室内负压从而影响变频器散热。解决方法:1)把故障的冷却风机系统恢复正常;2)确保冷却风机正转;3)及时处理空调的故障让空调正常制冷;4)保持室内进出风平衡,变频器室预留一定进风口,让室内保持正压。问题9:主板与PLC通讯故障故障现象:1) 变频器触摸屏报主板与PLC通讯故障,PPI电缆接收灯RX灯灭或不闪烁。主板各个电源指示灯熄灭。高压电仍加在模块输入,模块输出封锁。2)变频器触摸屏报主板与PLC通讯故障,PPI电缆发送灯TX灯灭或不闪烁。3) 触摸屏报主板与PLC通讯故障,PPI电缆电源灯POW不亮。故障原因: 1)、变频器在运行过程中由于主板的供电开关电源PW1或者主板上的直流电源部分故障,导致整个主板的电源失电,IGBT开关信号停止。因此报出主板与PLC通讯故障;模块封锁输出;同时由于主板失电,故障跳闸信号无法发出,高压电一直加在模块上。2)主板接收不到PLC发送的通讯信号,PLC本身通讯部分有问题。3)、PPI电缆本身故障。解决方法:1)、更换损坏的主板或开关电源。2)、更换PLC3)、更换PPI电缆。问题10:触摸屏故障信息显示问题 故障现象:查看触摸屏故障信息时发现无故障信息或者故障信息要经过较长时间才能正常显示。故障原因:1)触摸屏CF卡没有安装导致故障信息无法显示。2)CF卡本身质量问题或者连接不正常就使故障信息在读取时速度缓慢解决方法:1)安装备用的CF卡2)更换容量更大的CF卡。问题11:“高压掉电”后报轻、重故障不定的问题 故障现象:& & 变频器运行过程中直接跳进线开关或者高压失电后,变频器本应该报重故障“高压掉电”,但是触摸屏显示轻故障,模块欠压。故障原因:1)由于高压失电检测延时1s,而欠压可能低于1s,也可能长于1s,这要取决模块放电时间的快慢,如果欠压时间低于1s,那就会先报轻故障模块欠压。问题12:触摸屏显示输出电流偏大问题故障现象:1)变频器通过端子短接相关状态模拟运行时,触摸屏显示较大电流值2)变频器高压加电正常运行时输出显示电流比实际测量值大。故障原因:1)霍尔电流传感器的电源线与信号线接错导致输出显示较大电流2)霍尔传感器本身损坏3)功能号220输出线电流量程或者320模拟输出通道2调幅参数设置不准确解决方法:1)更换错误的接线或已经损坏的霍尔传感器2)重新修正功能号。问题13:变频器开关状态量远方(DCS)不显示问题故障现象:1)变频器正常运行过程中一些相应的状态量DCS不能正常显示。故障原因:1)端子排到DCS柜连线错误或接触不好2)控制柜内输出继电器损坏或着继电器线圈与底座接触不好解决方法:1)检查DCS连线2)检查PLC与输出继电器以及端子排的连线,同时检查继电器线圈与底座的连接。问题14:带瞬停功能变频器在运行过程中报瞬停时间过长问题故障现象:1)变频器正常运行过程中突然报瞬停时间过长或者输出过流导致变频器故障跳闸。故障原因:1)变频器瞬停功能通过信号检测板检测变压器三相电源和变频器输出残压信号,如果信号检测板故障的话就可能采集传送错误的信号。导致变频瞬停失败。因为母线电压根本没有瞬时停电。解决方法:1)检查三相电源信号的检测线路是否连接良好。2)更换新的信号检测板。问题15:变频器带负载测试过程中风门全开运行不到50HZ故障现象:1)变频器带负载在风门全开的情况下进行调试,变频器运行不到额定转速(50HZ)就已经达到额定电流。故障原因:1)由于风机在调试过程中机组处于停运状态,吹的风处于冷态;而机组正常发电过程风是热态,其风的空气密度明显小于冷态。因此在调试过程(冷态)下变频器带风机的工作电流比在同样的风门开度下发电过程中(热态)的电流要大。所以调试过程风门全开就可能运行不到额定频率。2)由于输入母线电压偏低或者变压器的输出电压偏低,导致变频器在运行过程中比正常情况下的电流要偏大。这样会使变频器运行不到额定频率(50HZ)就已经达到额定电流。解决方法:1)保持风门与变频运行一样的开度工频试转,看是否电流同样过大。如果同样电流过大,那么说明冷态下运行就比热态运行电流过大。变频器不存在任何问题。2)测试输入电压或变压器的输出电压,如果偏低。更换变压器档位,抬高模块的输入电压,从而增大输出电压,降低变频器的输出电流。 变频器应用问题浅释一.&&为什么漏电断路器在使用变频器时易跳闸?这是因为变频器的输出波形含有高次谐波,而电机及变频器与电机间的电缆会产生泄漏电流,该泄漏电流比工频驱动电机时大了许多,所以产生该现象。变频器操作输出侧的漏电流大约为工频操作时的3倍多,外加电动机等漏电流,选择漏电保护器的动作电流应该大于工频时漏电流的10倍。二.&&使用变频器时,电机温升为什么比工频时高?这是因为变频器输出电压波形不是正弦波,而是畸形波,在额定扭矩下的电机电流比工频时要多出约10%左右,所以温升比工频时略有提高。三. 怎样调整转矩提升? A.当转矩提升设置过高,而负载很轻时,由于产生电机铁芯的磁通饱和,电流将增加,变频器可能会产生过电流保护,所以当负载减轻时,为提高电机效率,应减小该设置。B.而对于重负载,适当提高转矩提升设定值,可以对定子绕组和电机电缆产生的电压降损耗进行补偿。四. 何为载波频率,如何调整?A.SPWM变频器的输出电压是一系列的脉冲,脉冲频率等于载波频率。B.在电动机的电流中,具有较强的载波频率的谐波分量,它将引起电动机铁芯的振动而发出噪声。如果噪声的频率与电机铁芯的固有震荡频率相等而发生谐振时,噪音将增大。为减小噪音,变频器为用户提供了可以在一定范围内调整载波频率的功能,以避开噪音的谐振频率。C.载波频率的谐波分量具有较强的辐射能力,对外界电子设备会产生电磁干扰。D.从改善电流波形的角度来说,载波频率越高,电流波形越平滑。但是,对外界的电磁干扰也越强。E.载波频率设置越高,电机噪音越小,但是变频器自身功率器件开关损耗越大,变频器发热越严重。载波频率设置越低,电机噪音越大,但是变频器自身功率器件开关损耗越小。五. DC制动用途:(1).用于控制某些设备的精确停车,避免出现低速“爬行”现象,在停机时启动该功能。(2).因为变频调速系统总是从最低频率启动,如果在启动时,电机已经有一定转速,而变频器未设置转速追踪功能,则会出现过电流或过电压现象。六. 为什么负载电机额定频率要与电动机一致?本功能参数定义基频A. 若基频设定低于电动机额定频率,则电动机电压将会增加,输出电压的增加,将引起电动机磁通的增加,使磁通饱和,励磁电流发生畸变,出现很大的尖峰电流,从而导致变频器因过流跳闸B. 若基频设定高于电动机额定频率,则电动机电压将会减小,电动机的带负载能力下降。七. 什么是转差补偿?含义:根据负载电流的大小,适当提高变频器的输出频率(内部提高,实际显示不变),以补偿由于负载的增加而引起的转差增大。八. AVR功能
当电网电压下降时,自动的适当降低基准频率,从而维持磁通K*U/F不变,以保证电动机的带负载能力不变。九. 负载一般有哪几种?(1).恒转矩负载& && &不同的转速,负载阻转矩基本恒定。输出功率与转速成正比。如皮带输送机。
(2).恒功率负载不同的转速,负载功率基本恒定。输出转矩与转速成正比。如各种薄膜或薄板的卷绕装置。(3).平方率负载负载阻转矩与转速的平方成正比。如风机和泵类。十. 几种特殊电机的变频调速A. 绕线转子异步电动机绕线转子异步电动机的转子绕组是一组星型连接的三相绕组。三相绕组的端点分别与三个集电环相接,通过集电环与电刷和外接的电阻(启动或调速用)连接。采用变频器调速后,转子绕组没有必要接电阻,故可以将三相绕组的端点用导线直接连接即可。B. 电磁制动电动机由普通电动机和电磁制动器组成。电动机与电磁制动器同时接入电源,电磁铁的衔铁被吸上,使电动机转子自由转动,切断电源后,制动器的励磁绕组失电,转子迅速停止。采用变频器调速后,应将电磁铁的励磁绕组电路接至变频器输入侧,并且必须保证和电动机同时通电。十一. 一台变频器带多台电动机时的容量选择A.& && &几台电动机在任何情况下都同时启动时变频器的额定电流应大于几台电动机的最大工作电流之和。B.& && &几台电动机依次启动时变频器的额定电流应大于除最大那台电动机之外的其余电动机额定电流之和加上7倍的最大电动机的额定电流的总和。十二. 变频器的干扰方式及处理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,如注塑机温控的处理。变频器比调八大参数号称变频器必调的8大参数:1、控制方式 2、频率给定方式 3、加速时间 4、减速时间 5、基本频率 6、过流幅值 7、上限频率 8、下限频率变频器压频比的正确设定1、&&引言 随着变频调速技术的发展,变频器调速已成为交流调速的主流,在化纤、纺织、钢铁、机械、造纸等行业得到广泛的应用。由于通用变频器一般采用V/f控制,即变压变频(VVVF)方式调速,因此,变频器在使用前正确地设定其压频比,对保证变频器的正常工作至关重要。变频器的压频比由变频器的基准电压与基准频率两项功能参数的比值决定,即基准电压/基准频率=压频比。基准电压与基准频率参数的设定,不仅与电动机的额定电压与额定频率有关(电机的压频比为电机的额定电压与额定频率之比),而且还必须考虑负载的机械特性。对于普通异步电机在一般调速应用时,其基准电压与基准频率按出厂值设定(基准电压380V,基准频率50Hz),即满足使用要求。但对于某些行业使用的较特殊的电机,就必须根据实际情况重新设定基准电压与基准频率的参数。由于变频器使用说明书以及有关书籍中没有对这两个参数作详细介绍,因此正确的设定该参数对于不少使用者来说,并非很容易的事。为此,本文结合变频调速的基本控制方式及负载的机械特性与基准电压、基准频率参数的关系,列举实例,详细说明基准电压与基准频率参数的设定方法。2、变频调速的基本控制方式与基准电压、基准频率的关系 电机用变频器调速时有两种情况--基频(基准频率)以下调速和基频以上调速。必须考虑的重要因素是:尽量保持电机主磁通为额定值不变。如果磁通过弱(电压过低),电机铁心不能得到充分利用,电磁转矩变小,负载能力下降。如果磁通过强(电压过高),电机处于过励磁状态,电机因励磁电流过大而严重发热。根据电机原理可知,三相异步电机定子每相电动势的有效值: E1=4.44f1N1Φm 式中 :E1--定子每相由气隙磁通感应的电动势的有效值,V ;f1--定子频率,Hz;N1——定子每相绕组有效匝数 ;Φm-每极磁通量由式中可以看出,Φm的值由E1/f1决定,但由于E1难以直接控制,所以在电动势较高时,可忽略定子漏阻抗压降,而用定子相电压U1代替。那么要保证Φm不变,只要U1/f1始终为一定值即可。这是基频以下调时速的基本情况,为恒压频比(恒磁通)控制方式,属于恒转矩调速。基准频率为恒转矩调速区的最高频率,基准频率所对应的电压为即为基准电压,是恒转矩调速区的最高电压,在基频以下调速时,电压会随频率而变化,但两者的比值不变。 在基频以上调速时,频率从基频向上可以调至上限频率值,但是由于电机定子不能超过电机额定电压,因此电压不再随频率变化,而保持基准电压值不变,这时电机主磁通必须随频率升高而减弱,转矩相应减小,功率基本保持不变,属于恒功率调速区。可见,基准频率为恒功率调速区的最低频率,是恒转矩调速区与恒功率调速区的转折点,而基准电压值在整个恒功率调速区内不再随频率变化而改变。3、负载的机械特性与基准电压,基准频率的设定 合理地使用变频器,必须了解所驱动负载的机械特性。根据不同的使用目的,负载基本上可分为恒转矩负载、恒功率负载以及平方转矩负载等三类。恒转矩负载其所需转矩基本不受速度变化的影响(T=定值),对于该类负载,变频器的整个工作区最好运行在基频以下,这时变频器的输出特性正好能满足负载的要求。恒功率负载在转速越高时,所需转矩越小(T×N=定值),对于恒功率负载来说,电机的工作频率若运行在基频以上,其所要求的机械特性将与变频器的输出特性相吻合。至于平方转矩负载,它所要求的转矩与转速的平方成正比(T/N2=定值),电机应运行在基频以下较为合理。需要注意的是:平方转矩负载的工作频率绝不能超过工频(除非变频器容量大一个等级)。否则变频器与电机将严重过载。4、 设定实例 例1 :一台化纤纺丝计量泵电机型号为FTY-550-6,即550W, 6极三相永磁同步电动机。铭牌参数如下:工作电压:62.5 - 125 - 475V。工作频率:25 - 50 - 190HZ,电机功率:275 - 550 - 2090W,转速:500 - 1000 - 3800R/min,电流:4A。其工作范围较宽,铭牌参数与一般异步电动机不同,左边的数值为电机正常工作时(不失步)的下限,右边数值为电机正常工作时的最大值,中间值为额定值(50HZ)。该电机压频比为125V/50HZ=2.5,使用1.5K变频器。若只按电机参数设定,电机的额定电压与额定频率值既为变频器的基准电压与基准频率值,基准电压(代码为CD005)设为125V,基准频率(CD006)为50HZ(出厂值)不变,这样设定,电机工作在基频以下时,电机驱动计量泵毫无问题,但计量泵属于恒转矩负载,若在计量泵要求较高转速(如90HZ)时,那么频率虽然可调至90HZ,但此时电机工作电压仍为125V,实际压额比为125/90HZ=1.39,如图2a,电磁转矩变小,无法提供负载所需转矩,使计量泵不能正常工作。正确的设定应为:CD005=475V,CD006=90HZ,在这里基准电压虽设为475V,但由于变频器不具有升压功能,其实际输出电压由输入电压的最大值决定,所以这样设定只对增大V/F图形的斜率有效,并不真能达到475V。因此也可以这样设定:CD005=380V,CD006=152HZ,变频器的压频比仍为380V/152HZ=2.5不变,电机整个工作段都处于恒转矩调速范围,满足了负载特性的要求。例2:一台纺织用三相异步调速电动机,额定功率60W,额定电压110V,额定频率50HZ,调速范围40-110HZ,额定电流0。34A,4极,因此该电机的压频比为110V/50HZ=2。2。所驱动负载为恒功率特性。驱动变频器原来准备用富士FRN1。5G11S-4CX(驱动六台电机)但该变频器的基准电压(富士变频器额定电压)最低只能调到320V,根据电机的压频比,要保证电机运行在50HZ时工作电压为110V,电机能正常工作。但该负载工作转速调节范围较宽,如果要求运行在110HZ那么此时电机电压将达到242V,高出额定电压一倍多,其结果可想而知。若以110HZ时电机工作电压为110V来设定,则设额定电压为320V(最低值),基准频率为320HZ,那么电机运行在110HZ时,电压正好为电机额定电压。但这时变频器的压频比为320V/320HZ=1,因此在电机运行于40HZ时,其电压仅为40V,显然没有足够的功率驱动负载。所以该型富士变频器不能满足使用要求。改用三恳SAMCO-I IHF1.5K变频器,设基准电压CD005=110V,基准频率CD006=50HZ,这样电机从50-110HZ调速时其电压值保持在110V不变,电机工作在恒功率调速区,与负载的机械特性相符,不会再有超过电机额定电压或功率不足的现象发生。变频器有效的抗干扰措施在各种工业控制系统中,随着变频器等电力电子装置的广泛使用,系统的电磁干扰(EMI)日益严重,相应的抗干扰设计技术(即电磁兼容EMC)已经变得越来越重要。变频器系统的干扰有时能直接造成系统的硬件损坏,有时虽不能损坏系统的硬件,但常使微处理器的系统程序运行失控,导致控制失灵,从而造成设备和生产事故。因此,如何提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置研制和应用中不可忽视的重要内容,也是计算机控制技术应用和推广的关键之一。谈到变频器的抗干扰问题,首先要了解干扰的来源、传播方式,然后再针对这些干扰采取不同的措施。一、变频器干扰的来源 首先是来自外部电网的干扰。电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备,非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,从而对电网中其它设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后若不加处理,电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源的干扰对变频器主要有(1)过压、欠压、瞬时掉电(2)浪涌、跌落(3)尖峰电压脉冲 (4)射频干扰。 1、 晶闸管换流设备对变频器的干扰 当供电网络内有容量较大的晶闸管换流设备时,由于晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通,容易使网络电压出现凹口,波形严重失真。它使变频器输入侧的整流电路有可能因出现较大的反向回复电压而受到损害,从而导致输入回路击穿而烧毁。2、 电力补偿电容对变频器的干扰 电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求,为此,许多用户都在变电所采用集中电容补偿的方法来提高功率因数。在补偿电容投入或切出的暂态过程中,网络电压有可能出现很高的峰值,其结果是可能使变频器的整流二极管因承受过高的反向电压而击穿。
其次是变频器自身对外部的干扰。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。另外变频器的逆变器大多采用PWM技术,当工作于开关模式且作高速切换时,产生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内其它的电子、电气设备来说是一电磁干扰源。 变频器的输入和输出电流中,都含有很多高次谐波成分。除了能构成电源无功损耗的较低次谐波外,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,形成对变频器本身和其它设备的干扰信号。(1)输入电流的波形变频器的输入侧是二极管整流和电容滤波电路。显然只有电源的线电压UL大于电容器两端的直流电压UD时,整流桥中才有充电电流。因此,充电电流总是出现在电源电压的振幅值附近,呈不连续的冲击波形式。它具有很强的高次谐波成分。有关资料表明,输入电流中的5次谐波和7次谐波的谐波分量是最大的,分别是50HZ基波的80%和70%。(2)输出电压与电流的波形绝大多数变频器的逆变桥都采用SPWM调制方式,其输出电压为占空比按正弦规律分布的系列矩形式形波;由于电动机定子绕组的电感性质,定子的电流十分接近于正弦波。但其中与载波频率相等的谐波分量仍是较大的。 二、干扰信号的传播方式 变频器能产生功率较大的谐波,由于功率较大,对系统其它设备干扰性较强,其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分传导(即电路耦合)、电磁辐射、感应耦合。具体为:首先对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;其次对直接驱动的电动机产生电磁噪声,使得电机铁耗和铜耗增加;并传导干扰到电源,通过配电网络传导给系统其它设备;最后变频器对相邻的其它线路产生感应耦合,感应出干扰电压或电流。同样,系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。 (1) 电路耦合方式即通过电源网络传播。由于输入电流为非正弦波,当变频器的容量较大时,将使网络电压产生畸变,影响其他设备工工作,同时输出端产生的传导干扰使直接驱动的电机铜损、铁损大幅增加,影响了电机的运转特性。显然,这是变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。(2) 感应耦合方式当变频器的输入电路或输出电路与其他设备的电路挨得很近时,变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其他设备中去。感应的方式又有两种: a、电磁感应方式,这是电流干扰信号的主要方式; b、静电感应方式,这是电压干扰信号的主要方式。 3) 空中幅射方式 即以电磁波方式向空中幅射,这是频率很高的谐波分量的主要传播方式。 三、变频调速系统的抗干扰对策根据电磁性的基本原理,形成电磁干扰(EMI)须具备三要素:电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统。为防止干扰,可采用硬件抗干扰和软件抗干扰。其中,硬件抗干扰是应用措施系统最基本和最重要的抗干扰措施,一般从抗和防两方面入手来抑制干扰,其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的藕合通道、降低系统干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。 1、所谓干扰的隔离,是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中,通常是电源和放大器电路之间电源线上采用隔离变压器以免传导干扰,电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。在系统线路中设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源从电动机。为减少电磁噪声和损耗,在变频器输出侧可设置输出滤波器;为减少对电源干扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备,可在电源线上设置电源噪声滤波器以免传导干扰。在变频器的输入和输出电路中,除了上述较低的谐波成分外,还有许多频率很高的谐波电流,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。滤波器就是用于削弱频率较高的谐波分量的主要手段。根据使用位置的不同,可分为: (1) 输入滤波器 通常又有两种: a、 线路滤波器 主要由电感线圈构成。它通过增大线路在高频下的阻抗来削弱频率较高的谐波电流。 b、 辐射滤波器 主要由高频电容器构成。它将吸收掉频率很高的、具有辐射能量的谐波成分。(2) 输出滤波器也由电感线圈构成。它可以有效地削弱输出电流中的高次谐波成分。非但起到抗干扰的作用,且能削弱电动机中由高次谐波谐波电流引起的附加转矩。对于变频器输出端的抗干扰措施,必须注意以下方面: a、 频器的输出端不允许接入电容器,以免在逆变管导通(关断)瞬间,产生峰值很大的充电(或放电)电流,损害逆变管; b、 输出滤波器由LC电路构成时,滤波器内接入电容器的一侧,必须与电动机侧相接。3、屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽,不让其电磁干扰泄漏;输出线最好用钢管屏蔽,特别是以外部信号控制变频器时,要求信号线尽可能短(一般为20m以内),且信号线采用双芯屏蔽,并与主电路线(AC380V)及控制线(AC220V)完全分离,决不能放于同一配管或线槽内,周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效,屏蔽罩必须可靠接地。 4、正确的接地既可以使系统有效地抑制外来干扰,又能降低设备本身对外界的干扰。在实际应用系统中,由于系统电源零线(中线)、地线(保护接地、系统接地)不分、控制系统屏蔽地(控制信号屏蔽地和主电路导线屏蔽地)的混乱连接,大大降低了系统的稳定性和可靠性。 于变频器,主回路端子PE(E、G)的正确接地是提高变频器抑制噪声能力和减小变频器干扰的重要手段,因此在实际应用中一定要非常重视。变频器接地导线的截面积一般应不小于2.5mm2,长度控制在20m以内。建议变频器的接地与其它动力设备接地点分开,不能共地。5、采用电抗器
在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量(5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等所)所占的比重是很高的,它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外,还因为它们消耗了大量的无功功率,使线路的功率因数大为下降。在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。根据接线位置的不同,主要有以下两种:(1) 电抗器 串联在电源与变频器的输入侧之间。其主要功能有: a、 通过抑制谐波电流,将功率因数提高至(0.75-0.85); b、 削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击; 削弱电源电压不平衡的影响。(2)直流电抗器串联在整流桥和滤波电容器之间。它的功能比较单一,就是削弱输入电流中的高次谐波成分。但在提高功率因数方面比交流电抗器有效,可达0.95,并具有结构简单、体积小等优点。 6、合理布线 对于通过感应方式传播的干扰信号,可以通过合理布线的方式来削弱。具体方法有:(1)设备的电源线和信号线应量远离变频器的输入、输出线;(2) 其他设备的电源线和信号线应避免和变频器的输入、输出线平行;四、结论 通过对变频器应用过程中干扰的来源和传播途径的分析,提出了解决这些问题的实际对策,随着新技术和新理论不断在变频器上的应用,重视变频器的EMC要求,已成为变频调速传动系统设计、应用必须面对的问题,也是变频器应用和推广的关键之一。变频器存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。工业现场和社会环境对变频器的要求不断提高,满足实际需要的真正“绿色”变频器也会不久面世。我们相信变频器的EMC问题一定会得到有效解决。变频器在工程应用中需要注意的几个问题1 引言随着通用变频器市场的日益繁荣,不包括OEM进口变频器,中国通用变频器年用量超过25亿元人民币,变频器及其附属设备的安装、调试、日常维护及维修工作量剧增,给用户造成重大直接和间接损失。本文就针对造成以上问题的原因,根据大量用户的实际应用情况,从应用环境、电磁干扰与抗干扰、电网质量、电机绝缘等方面进行了分析,提出了一些改进的建议。2 工作环境问题在变频器实际应用中,由于国内客户除少数有专用机房外,大多为了降低成本,将变频器直接安装于工业现场。工作现场一般是灰尘大、温度高,在南方还有湿度大的问题。对于线缆行业还有金属粉尘,在陶瓷、印染等行业还有腐蚀性气体和粉尘,在煤矿等场合,还有防爆的要求等等。因此必须根据现场情况做出相应的对策。2.1 变频器的安装设计基本要求 (1) 变频器应该安装在控制柜内部。 (2) 变频器最好安装在控制柜内的中部;变频器要垂直安装,正上方和正下方要避免安装可能阻挡排风、进风的大元件。 (3) 变频器上、下部边缘距离控制柜顶部、底部、或者隔板、或者必须安装的大元件等的最小间距,应该大于300mm。柜内安装变频器的基本要求(4) 如果特殊用户在使用中需要取掉键盘,则变频器面板的键盘孔,一定要用胶带严格密封或者采用假面板替换,防止粉尘大量进入变频器内部。(5) 对变频器要进行定期维护,及时清理内部的粉尘等。 (6) 其它的基本安装、使用要求必须遵守用户手册上的有关说明;如有疑问请及时联系相应厂家技术支持人员。2.2 防尘控制柜的设计要求在多粉尘场所,特别是多金属粉尘、絮状物的场所使用变频器时,采取正确、合理的防护措施是十分必要的,防尘措施得当对保证变频器正常工作非常重要。总体要求控制柜整体应该密封,应该通过专门设计的进风口、出风口进行通风;控制柜顶部应该有防护网和防护顶盖出风口;控制柜底部应该有底板和进风口、进线孔,并且安装防尘网。 (1) 控制柜的风道要设计合理,排风通畅,避免在柜内形成涡流,在固定的位置形成灰尘堆积。 (2) 控制柜顶部出风口上面要安装防护顶盖,防止杂物直接落入;防护顶盖高度要合理,不影响排风。防护顶盖的侧面出风口要安装防护网,防止絮状杂物直接落入。 (3) 如果采用控制柜顶部侧面排风方式,出风口必须安装防护网。 (4) 一定要确保控制柜顶部的轴流风机旋转方向正确,向外抽风。如果风机安装在控制柜顶部的外部,必须确保防护顶盖与风机之间有足够的高度;如果风机安装在控制柜顶部的内部,安装所需螺钉必须采用止逆弹件,防止风机脱落造成柜内元件和设备的损坏。建议在风机和柜体之间加装塑料或者橡胶减振垫圈,可以大大减小风机震动造成的噪音。 (5) 控制柜的前、后门和其他接缝处,要采用密封垫片或者密封胶进行一定的密封处理,防止粉尘进入。 (6) 控制柜底部、侧板的所有进风口、进线孔,一定要安装防尘网。阻隔絮状杂物进入。防尘网应该设计为可拆卸式,以方便清理、维护。防尘网的网格要小,能够有效阻挡细小絮状物(与一般家用防蚊蝇纱窗的网格相仿);或者根据具体情况确定合适的网格尺寸。防尘网四周与控制柜的结合处要处理严密。 (7) 对控制柜一定要进行定期维护,及时清理内部、外部的粉尘、絮毛等杂物。维护周期可根据具体情况而定,但应该小于2~3个月;对于粉尘严重的场所,建议维护周期在1个月左右。防尘控制柜的安装要求2.3 防潮湿霉变的控制柜的设计要求多数变频器厂家内部的印制板、金属结构件均未进行防潮湿霉变的特殊处理,如果变频器长期处于这种状态,金属结构件容易产生锈蚀,对于导电铜排在高温运行情况下,更加剧了锈蚀的过程。对于微机控制板和驱动电源板上的细小铜质导线,由于锈蚀将造成损坏,因此,对于应用于潮湿和和含有腐蚀性气体的场合,必须对于使用变频器的内部设计有基本要求,例如印刷电路板必须采用三防漆喷涂处理,对于结构件必须采用镀镍铬等处理工艺。除此之外,还需要采取其它积极、有效、合理的防潮湿、防腐蚀气体的措施。 (1) 控制柜可以安装在单独的、密闭的采用空调的机房,此方法适用控制设备较多,建立机房的成本低于柜体单独密闭处理的场合,此时控制柜可以采用如上防尘或者一般环境设计即可。 (2) 采用独立进风口。单独的进风口可以设在控制柜的底部,通过独立密闭地沟与外部干净环境连接,此方法需要在进风口处安装一个防尘网,如果地沟超过5m以上时,可以考虑加装鼓风机。 (3) 密闭控制柜内可以加装吸湿的干燥剂或者吸附毒性气体的活性材料,并近期更换。3 干扰问题3.1 变频器对微机控制板的干扰在注塑机、电梯等的控制系统中,多采用微机或者PLC进行控制,在系统设计或者改造过程中,一定要注意变频器对微机控制板的干扰问题。由于用户自己设计的微机控制板一般工艺水平差,不符合EMC国际标准,在采用变频器后,产生的传导和辐射干扰,往往导致控制系统工作异常,因此需要采取必要措施。(1) 良好的接地。电机等强电控制系统的接地线必须通过接地汇流排可靠接地,微机控制板的屏蔽地,最好单独接地。对于某些干扰严重的场合,建议将传感器、I/O接口屏蔽层与控制板的控制地相连[3]。(2) 给微机控制板输入电源加装EMI滤波器、共模电感、高频磁环等,成本低。可以有效抑制传导干扰。另外在辐射干扰严重的场合,如周围存在GSM、或者小灵通机站时,可以对微机控制板添加金属网状屏蔽罩进行屏蔽处理。微机控制板的电源抗干扰措施(3) 给变频器输入加装EMI滤波器,可以有效抑制变频器对电网的传导干扰,加装输入交流和直流电抗器L1、L2,可以提高功率因数,减小谐波污染,综合效果好。在某些电机与变频器之间距离超过100m的场合,需要在变频器侧添加交流输出电抗器L3,解决因为输出导线对地分布参数造成的漏电流保护和减少对外部的辐射干扰。一个行之有效的方法就是采用钢管穿线或者屏蔽电缆的方法,并将钢管外壳或者电缆屏蔽层与大地可靠连接。请注意,在不添加交流输出电抗器L3时,如果采用钢管穿线或者屏蔽电缆的方法,增大了输出对地的分布电容,容易出现过流。当然在实际中一般只采取其中的一种或者几种方法。减小变频器对外部控制设备的干扰措施(4) 对模拟传感器检测输入和模拟控制信号进行电气屏蔽和隔离。在变频器组成的控制系统设计过程中,建议尽量不要采用模拟控制,特别是控制距离大于1M,跨控制柜安装的情况下。因为变频器一般都有多段速设定、开关频率量输入输出,可以满足要求。如果非要用模拟量控制时,建议一定采用屏蔽电缆,并在传感器侧或者变频器侧实现远端一点接地。如果干扰仍旧严重,需要实现DC/DC隔离措施。可以采用标准的DC/DC模块,或者采用V/F转换,光藕隔离再采用频率设定输入的方法。3.2 变频器本身抗干扰问题当变频器的供电系统附近,存在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源或者采用滑环供电的场合,变频器本身容易因为干扰而出现保护。建议用户采用如下措施:(1) 在变频器输入侧添加电感和电容,构成LC滤波网络。(2) 变频器的电源线直接从变压器侧供电。(3) 在条件许可的情况下,可以采用单独的变压器。(4) 在采用外部开关量控制端子控制时,连接线路较长时,建议采用屏蔽电缆。当控制线路与主回路电源均在地沟中埋设时,除控制线必须采用屏蔽电缆外,主电路线路必须采用钢管屏蔽穿线,减小彼此干扰,防止变频器的误动作。(5) 在采用外部模拟量控制端子控制时,如果连接线路在1M以内,采用屏蔽电缆连接,并实施变频器侧一点接地即可;如果线路较长,现场干扰严重的场合,建议在变频器侧加装DC/DC隔离模块或者采用经过V/F转换,采用频率指令给定模式进行控制。(6) 在采用外部通信控制端子控制时,建议采用屏蔽双绞线,并将变频器侧的屏蔽层接地(PE),如果干扰非常严重,建议将屏蔽层接控制电源地(GND)。对于RS232通信方式,注意控制线路尽量不要超过15m,如果要加长,必须随之降低通信波特率,在100m左右时,能够正常通信的波特率小于600bps。对于RS485通信,还必须考虑终端匹配电阻等。对于采用现场总线的高速控制系统,通信电缆必须采用专用电缆,并采用多点接地的方式,才能够提高可靠性。4 电网质量问题在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合,电压经常出现闪变;在一个车间中,有几百台变频器等容性整流负载在工作时,电网的谐波非常大,对于电网质量有很严重的污染,对设备本身也有相当的破坏作用,轻则不能够连续正常运行,重则造成设备输入回路的损坏。可以采取以下的措施:集中整流的直流共母线供电方式(1) 在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合建议用户增加无功静补装置,提高电网功率因数和质量。(2) 在变频器比较集中的车间,建议采用集中整流,直流共母线供电方式。建议用户采用12脉冲整流模式。优点是,谐波小、节能,特别适用于频繁起制动、电动运行与发电运行同时进行的场合。(3) 变频器输入侧加装无源LC滤波器,减小输入谐波,提高功率因数,成本较低,可靠性高,效果好。(4) 变频器输入侧加装有源PFC装置,效果最好,但成本较高。5 电机的漏电、轴电压与轴承电流问题变频器驱动感应电机的电机模型,Csf为定子与机壳之间的等效电容,Csr为定子与转子之间的等效电容,Crf为转子与机壳之间的等效电容,Rb为轴承对轴的电阻;Cb和Zb为轴承油膜的电容和非线性阻抗。
高频PWM脉冲输入下,电机内分布电容的电压耦合作用构成系统共模回路,从而引起对地漏电流、轴电压与轴承电流问题。变频器驱动感应电机的电机模型漏电流主要是PWM三相供电电压极其瞬时不平衡电压与大地之间通过Csf产生。其大小与PWM的dv/dt大小与开关频率大小有关,其直接结果将导致带有漏电保护装置动作。另外,对于旧式电机,由于其绝缘材料差,又经过长期运行老化,有些在经过变频改造后造成绝缘损坏。因此,建议在改造前,必须进行绝缘的测试。对于新的变频电机的绝缘,要求要比标准电机高出一个等级。轴承电流主要以三种方式存在:dv/dt电流、EDM(Electric Discharge Machining)电流和环路电流。轴电压的大小不仅与电机内各部分耦合电容参数有关,且与脉冲电压上升时间和幅值有关。dv/dt电流主要与PWM的上升时间tr有关,tr越小,dv/dt电流的幅值越大;逆变器载波频率越高,轴承电流中的dv/dt电流成分越多。EDM电流出现存在一定的偶然性,只有当轴承润滑油层被击穿或者轴承内部发生接触时,存储在电子转子对地电容Crf上的电荷(1/2 Crf×Urf)通过轴承等效回路Rb、Cb和Zb对地进行火花式放电,造成轴承光洁度下降,降低使用寿命,严重地造成直接损坏。损坏程度主要取决于轴电压和存储在电子转子对地电容Crf的大小。环路电流发生在电网变压器地线、变频器地线、电机地线及电机负载与大地地线之间的回路(如水泵类负载)中。环路电流主要造成传导干扰和地线干扰,对变频器和电机影响不大。避免或者减小环流的方法就是尽可能减小地线回路的阻抗。由于变频器接地线(PE变频器)一般与电机接地线(PE电机1)连接在一个点,因此,必须尽可能加粗电机接地电缆线径,减小两者之间的电阻,同时变频器与电源之间的地线采用地线铜母排或者专用接地电缆,保证良好接地。对于潜水深井泵这样的负载,接地阻抗ZE电机2可能小于ZE变压器与ZE变频器之和,容易形成地环流,建议断开ZE变频器,抗干扰效果好。在变频器输出端串由电感、RC组成的正弦波滤波器是抑制轴电压与轴承电流的有效途径。目前有多家厂家可提供标准滤波器。6 结束语
本文从变频器实际应用系统中出现的问题出发,从应用环境、电磁兼容、电网质量、电机绝缘等方面,有针对性地提出了一些解决问题的方法及改进的建议,对于变频器在实际工程中的应用有一定的参考价值。新观点:1、设置起始频率fq = 极对数P×(同步转速n1 - 额定转速n2)/60 ;2、由于转子速度是零,同步转速n1 = fq60/P ,所以转差就是电机额定转差(同步转速n1 - 额定转速n2),这是转子电流等于额定运行时的电流,转矩等于额定运行时的转矩,电机电流等于额定电流;3、如果设置起始频率fq过大,转子无功电流过大,转矩反而小!4、如果设置“起始频率为0啊”,启动时无转差,无转矩!
TA的每日心情怒 09:14签到天数: 2 天[LV.1]初来乍到
内容很强大呀
TA的每日心情开心 16:32签到天数: 15 天[LV.4]偶尔看看III
变频器指令与反馈有10个偏差,是什么问题~
TA的每日心情怒 13:54签到天数: 37 天[LV.5]常住居民I
学习了,感谢
TA的每日心情开心 08:12签到天数: 39 天[LV.5]常住居民I
不错,值得收藏和学习的好东西。
TA的每日心情开心 21:48签到天数: 22 天[LV.4]偶尔看看III
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TA的每日心情慵懒 10:38签到天数: 164 天[LV.7]常住居民III
选个好的 才有保证 这话没错
TA的每日心情开心 11:08签到天数: 566 天[LV.9]以坛为家II
我见过的最好的帖子了,谢谢楼主
TA的每日心情奋斗 18:58签到天数: 80 天[LV.6]常住居民II
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TA的每日心情开心 21:38签到天数: 20 天[LV.4]偶尔看看III
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