變頻器設(shè)計使用參考
發(fā)布時間:2008/9/2 0:00:00 訪問次數(shù):279
變頻器原理介紹:
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。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式(vvvf變頻或矢量控制變頻),先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源,然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,逆變部分為igbt三相橋式逆變器,且輸出為pwm波形,中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。
變頻器選型:
變頻器選型時要確定以下幾點(diǎn):
1) 采用變頻的目的;恒壓控制或恒流控制等。
2) 變頻器的負(fù)載類型;如葉片泵或容積泵等,特別注意負(fù)載的性能曲線,性能曲線決定了應(yīng)用時的方式方法。
3) 變頻器與負(fù)載的匹配問題;
i. 電壓匹配;變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。
ii. 電流匹配;普通的離心泵,變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。對于特殊的負(fù)載如深水泵等則需要參考電機(jī)性能參數(shù),以最大電流確定變頻器電流和過載能力。 來源:www.tede.cn
iii.轉(zhuǎn)矩匹配;這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時有可能發(fā)生。
4) 在使用變頻器驅(qū)動高速電機(jī)時,由于高速電機(jī)的電抗小,高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型,其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。
5) 變頻器如果要長電纜運(yùn)行時,此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響,避免變頻器出力不足,所以在這樣情況下,變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
6) 對于一些特殊的應(yīng)用場合,如高溫,高海拔,此時會引起變頻器的降容,變頻器容量要放大一擋。
變頻器控制原理圖設(shè)計:
1) 首先確認(rèn)變頻器的安裝環(huán)境;
i. 工作溫度。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件,極易受到工作溫度的影響,產(chǎn)品一般要求為0~55℃,但為了保證工作安全、可靠,使用時應(yīng)考慮留有余地,最好控制在40℃以下。在控制箱中,變頻器一般應(yīng)安裝在箱體上部,并嚴(yán)格遵守產(chǎn)品說明書中的安裝要求,絕對不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。
ii. 環(huán)境溫度。溫度太高且溫度變化較大時,變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,其絕緣性能就會大大降低,甚至可能引發(fā)短路事故。必要時,必須在箱中增加干燥劑和加熱器。在水處理間,一般水汽都比較重,如果溫度變化大的話,這個問題會比較突出。
iii.腐蝕性氣體。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大,不僅會腐蝕元器件的引線、印刷電路板等,而且還會加速塑料器件的老化,降低絕緣性能。
iv. 振動和沖擊。裝有變頻器的控制柜受到機(jī)械振動和沖擊時,會引起電氣接觸不良。淮安熱電就出現(xiàn)這樣的問題。這時除了提高控制柜的機(jī)械強(qiáng)度、遠(yuǎn)離振動源和沖擊源外,還應(yīng)使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關(guān)之類產(chǎn)生振動的元器件。設(shè)備運(yùn)行一段時間后,應(yīng)對其進(jìn)行檢查和維護(hù)。
v. 電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻,周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波,這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此,柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng),應(yīng)該選用金屬外殼,屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地,除此之外,各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜,且屏蔽層應(yīng)接地。如果處理不好電磁干擾,往往會使整個系統(tǒng)無法工作,導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。
2) 變頻器和電機(jī)的距離確定電纜和布線方法;
i. 變頻器和電機(jī)的距離應(yīng)該盡量的短。這樣減小了電纜的對地電容,減少干擾的發(fā)射源。
ii. 控制電纜選用屏蔽電纜,動力電纜選用屏蔽電纜或者從變頻器到電機(jī)全部用穿線管屏蔽。
iii.電機(jī)電纜應(yīng)獨(dú)立于其它電纜走線,其最小距離為500mm。同時應(yīng)避免電機(jī)電纜與其它電纜長距離平行走線,這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產(chǎn)生的電磁干擾。如果控制電纜和電源電纜交叉,應(yīng)盡可能使它們按90度角交叉。與變頻器有關(guān)的模擬量信號線與主回路線分開走線,即使在控制柜中也要如此。
iv. 與變頻器有關(guān)的模擬信號線最好選用屏蔽雙絞線,動力電纜選用屏蔽的三芯電纜(其規(guī)格要比普通電機(jī)的電纜大檔)或遵從變頻器的用戶手冊。
3) 變頻器控制原理圖;
i. 主回路:電抗器的作用是防止變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過電源的輸入回路返回到電網(wǎng)從而影響其他的受電設(shè)備,需要根據(jù)變頻器的容量大小來決定是否需要加電抗器;濾波器是安裝在變頻器的輸出端,減少變頻器輸出的高次諧波,當(dāng)變頻器到電機(jī)的距離較遠(yuǎn)時,應(yīng)該安裝濾波器。雖然變頻器本身有各種保護(hù)功能,但缺相保護(hù)卻并不完美,斷路器在主回路中起到過載,缺相等保護(hù),選型時可按照變頻器的容量進(jìn)行
變頻器原理介紹:
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。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式(vvvf變頻或矢量控制變頻),先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源,然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,逆變部分為igbt三相橋式逆變器,且輸出為pwm波形,中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。
變頻器選型:
變頻器選型時要確定以下幾點(diǎn):
1) 采用變頻的目的;恒壓控制或恒流控制等。
2) 變頻器的負(fù)載類型;如葉片泵或容積泵等,特別注意負(fù)載的性能曲線,性能曲線決定了應(yīng)用時的方式方法。
3) 變頻器與負(fù)載的匹配問題;
i. 電壓匹配;變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。
ii. 電流匹配;普通的離心泵,變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。對于特殊的負(fù)載如深水泵等則需要參考電機(jī)性能參數(shù),以最大電流確定變頻器電流和過載能力。 來源:www.tede.cn
iii.轉(zhuǎn)矩匹配;這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時有可能發(fā)生。
4) 在使用變頻器驅(qū)動高速電機(jī)時,由于高速電機(jī)的電抗小,高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型,其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。
5) 變頻器如果要長電纜運(yùn)行時,此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響,避免變頻器出力不足,所以在這樣情況下,變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
6) 對于一些特殊的應(yīng)用場合,如高溫,高海拔,此時會引起變頻器的降容,變頻器容量要放大一擋。
變頻器控制原理圖設(shè)計:
1) 首先確認(rèn)變頻器的安裝環(huán)境;
i. 工作溫度。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件,極易受到工作溫度的影響,產(chǎn)品一般要求為0~55℃,但為了保證工作安全、可靠,使用時應(yīng)考慮留有余地,最好控制在40℃以下。在控制箱中,變頻器一般應(yīng)安裝在箱體上部,并嚴(yán)格遵守產(chǎn)品說明書中的安裝要求,絕對不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。
ii. 環(huán)境溫度。溫度太高且溫度變化較大時,變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,其絕緣性能就會大大降低,甚至可能引發(fā)短路事故。必要時,必須在箱中增加干燥劑和加熱器。在水處理間,一般水汽都比較重,如果溫度變化大的話,這個問題會比較突出。
iii.腐蝕性氣體。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大,不僅會腐蝕元器件的引線、印刷電路板等,而且還會加速塑料器件的老化,降低絕緣性能。
iv. 振動和沖擊。裝有變頻器的控制柜受到機(jī)械振動和沖擊時,會引起電氣接觸不良;窗矡犭娋统霈F(xiàn)這樣的問題。這時除了提高控制柜的機(jī)械強(qiáng)度、遠(yuǎn)離振動源和沖擊源外,還應(yīng)使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關(guān)之類產(chǎn)生振動的元器件。設(shè)備運(yùn)行一段時間后,應(yīng)對其進(jìn)行檢查和維護(hù)。
v. 電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻,周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波,這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此,柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng),應(yīng)該選用金屬外殼,屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地,除此之外,各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜,且屏蔽層應(yīng)接地。如果處理不好電磁干擾,往往會使整個系統(tǒng)無法工作,導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。
2) 變頻器和電機(jī)的距離確定電纜和布線方法;
i. 變頻器和電機(jī)的距離應(yīng)該盡量的短。這樣減小了電纜的對地電容,減少干擾的發(fā)射源。
ii. 控制電纜選用屏蔽電纜,動力電纜選用屏蔽電纜或者從變頻器到電機(jī)全部用穿線管屏蔽。
iii.電機(jī)電纜應(yīng)獨(dú)立于其它電纜走線,其最小距離為500mm。同時應(yīng)避免電機(jī)電纜與其它電纜長距離平行走線,這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產(chǎn)生的電磁干擾。如果控制電纜和電源電纜交叉,應(yīng)盡可能使它們按90度角交叉。與變頻器有關(guān)的模擬量信號線與主回路線分開走線,即使在控制柜中也要如此。
iv. 與變頻器有關(guān)的模擬信號線最好選用屏蔽雙絞線,動力電纜選用屏蔽的三芯電纜(其規(guī)格要比普通電機(jī)的電纜大檔)或遵從變頻器的用戶手冊。
3) 變頻器控制原理圖;
i. 主回路:電抗器的作用是防止變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過電源的輸入回路返回到電網(wǎng)從而影響其他的受電設(shè)備,需要根據(jù)變頻器的容量大小來決定是否需要加電抗器;濾波器是安裝在變頻器的輸出端,減少變頻器輸出的高次諧波,當(dāng)變頻器到電機(jī)的距離較遠(yuǎn)時,應(yīng)該安裝濾波器。雖然變頻器本身有各種保護(hù)功能,但缺相保護(hù)卻并不完美,斷路器在主回路中起到過載,缺相等保護(hù),選型時可按照變頻器的容量進(jìn)行
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