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    變頻器基礎(chǔ)知識(shí)

    發(fā)布時(shí)間:2018-10-24 瀏覽:3392次

     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,能變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過(guò)流/過(guò)壓/過(guò)載保護(hù)等功能。

        2、PWM和PAM的不同點(diǎn)是什么?PWM是英文PulseWidthModulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫(xiě),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)制方式。PAM是英文PulseAmplitudeModulation(脈沖幅值調(diào)制)縮寫(xiě),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,其直流回路濾波是電感。

        4、為什么變頻器的電壓與頻率成比例的改變?任何電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩都是電流和磁通相互作用的結(jié)果,電流是不允許超過(guò)額定值的,否則將引起電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱。因此,如果磁通減小,電磁轉(zhuǎn)矩也必減小,導(dǎo)致帶載能力降低。由公式E=4.44*K*F*N*Φ可以看出,在變頻調(diào)速時(shí),電動(dòng)機(jī)的磁路隨著運(yùn)行頻率fX是在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化,它極容易使電動(dòng)機(jī)的磁路嚴(yán)重飽和,導(dǎo)致勵(lì)磁電流的波形嚴(yán)重畸變,產(chǎn)生峰值很高的尖峰電流。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時(shí)控制變頻器輸出電壓,使電動(dòng)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(dòng)機(jī)使用工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí),電壓下降則電流增加;對(duì)于變頻器驅(qū)動(dòng),如果頻率下降時(shí)電壓也下降,那么電流是否增加?頻率下降(低速)時(shí),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(shí),電機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)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(dòng)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(dòng)時(shí),起動(dòng)電流為額定電流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(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng))。起動(dòng)電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩;對(duì)于帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上,可以帶全負(fù)載起動(dòng)。

        7、V/f模式是什么意思?頻率下降時(shí)電壓V也成比例下降,這個(gè)問(wèn)題已在回答4說(shuō)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(chǔ)裝置(ROM)中存有幾種特性,可以用開(kāi)關(guān)或標(biāo)度盤(pán)進(jìn)行選擇。

        8、按比例地改V和f時(shí),電機(jī)的轉(zhuǎn)矩如何變化?頻率下降時(shí)完全成比例地降低電壓,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(shí)給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,這種補(bǔ)償稱增強(qiáng)起動(dòng)??梢圆捎酶鞣N方法實(shí)現(xiàn),有自動(dòng)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(shuō)明書(shū)上寫(xiě)著變速范圍60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就沒(méi)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(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小等條件,*低使用頻率取6Hz左右,此時(shí)電動(dòng)機(jī)可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會(huì)引起嚴(yán)重的發(fā)熱問(wèn)題。變頻器實(shí)際輸出頻率(起動(dòng)頻率)根據(jù)機(jī)種為0.5~3Hz。。

        10、對(duì)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(shí)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(shí),必須注意電機(jī)與變頻器容量的選擇。

        11、所謂開(kāi)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(shí)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(kāi)環(huán)”。通用變頻器多為開(kāi)環(huán)方式,也有的機(jī)種利用選件可進(jìn)行PG反饋.無(wú)速度傳感器閉環(huán)控制方式是根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型根據(jù)磁通推算電機(jī)的實(shí)際速度,相當(dāng)于用一個(gè)虛擬的速度傳感器形成閉環(huán)控制。

        12、實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)于給定速度有偏差時(shí)如何辦?開(kāi)環(huán)時(shí),變頻器即使輸出給定頻率,電機(jī)在帶負(fù)載運(yùn)行時(shí),電機(jī)的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)(1%~5%)變動(dòng)。對(duì)于要求調(diào)速精度比較高,即使負(fù)載變動(dòng)也要求在近于給定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)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。但速度精度的值取決于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(shí)間過(guò)短,變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)轉(zhuǎn)速(電角頻率)的變化,變頻器將因流過(guò)過(guò)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(guò)大時(shí)適當(dāng)放慢加速速率。減速時(shí)也是如此。兩者結(jié)合起來(lái)就是失速功能。

        15、有加速時(shí)間與減速時(shí)間可以分別給定的機(jī)種,和加減速時(shí)間共同給定的機(jī)種,這有什么意義?加減速可以分別給定的機(jī)種,對(duì)于短時(shí)間加速、緩慢減速場(chǎng)合,或者對(duì)于小型機(jī)床需要嚴(yán)格給定生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的場(chǎng)合是適宜的,但對(duì)于風(fēng)機(jī)傳動(dòng)等場(chǎng)合,加減速時(shí)間都較長(zhǎng),加速時(shí)間和減速時(shí)間可以共同給定。

        16、什么是再生制動(dòng)?電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中如果降低指令頻率,則電動(dòng)機(jī)變?yōu)楫惒桨l(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行,作為制動(dòng)器而工作,這就叫作再生(電氣)制動(dòng)。

        17、是否能得到更大的制動(dòng)力?從電機(jī)再生出來(lái)的能量貯積在變頻器的濾波電容器中,由于電容器的容量和耐壓的關(guān)系,通用變頻器的再生制動(dòng)力約為額定轉(zhuǎn)矩的10%~20%。如采用選用件制動(dòng)單元,可以達(dá)到50%~100%。

        18、請(qǐng)說(shuō)明變頻器的保護(hù)功能?保護(hù)功能可分為以下兩類:(1)檢知異常狀態(tài)后自動(dòng)地進(jìn)行修正動(dòng)作,如過(guò)電流失速防止,再生過(guò)電壓失速防止。(2)檢知異常后封鎖電力半導(dǎo)體器件PWM控制信號(hào),使電機(jī)自動(dòng)停車(chē)。如過(guò)電流切斷、再生過(guò)電壓切斷、半導(dǎo)體冷卻風(fēng)扇過(guò)熱和瞬時(shí)停電保護(hù)等。

        19、為什么用離合器連接負(fù)載時(shí),變頻器的保護(hù)功能就動(dòng)作?用離合器連接負(fù)載時(shí),在連接的瞬間,電機(jī)從空載狀態(tài)向轉(zhuǎn)差率大的區(qū)域急劇變化,流過(guò)的大電流導(dǎo)致變頻器過(guò)電流跳閘,不能運(yùn)轉(zhuǎn)。

        20、在同一工廠內(nèi)大型電機(jī)一起動(dòng),運(yùn)轉(zhuǎn)中變頻器就停止,這是為什么?電機(jī)起動(dòng)時(shí)將流過(guò)和容量相對(duì)應(yīng)的起動(dòng)電流,電機(jī)定子側(cè)的變壓器產(chǎn)生電壓降,電機(jī)容量大時(shí)此壓降影響也大,連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷,因而有時(shí)保護(hù)功能(IPE)動(dòng)作,造成停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

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