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譽強變頻器基礎知識40問

时间:2018-01-30 浏览次数:334次 作者:安居顺搬家

變頻器


變頻器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。

 



02

PWM和PAM的不同點



PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调制方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅值调制) 缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式。




03

電壓型與電流型有什麽不同?



變頻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變頻器,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變頻器,其直流回路滤波是电感。


04

为什么變頻器的电压与频率成比例的改变?



任何電動機的電磁轉矩都是電流和磁通相互作用的結果,電流是不允許超過額定值的,否則將引起電動機的發熱。因此,如果磁通減小,電磁轉矩也必減小,導致帶載能力降低。

由公式E=4.44*K*F*N*Φ 可以看出,在变频调速时,电动机的磁路随着运行频率fX是在相当大的范围内变化,它极容易使电动机的磁路严重饱和,导致励磁电流的波形严重畸变,产生峰值很高的尖峰电流。


因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制變頻器输出电压,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、泵类节能型變頻器。




05

电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于變頻器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加?




頻率下降(低速)時,如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉矩一定的條件下,電流幾乎不變。




06

采用變頻器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样?



采用變頻器运转,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,起动电流为额定电流6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。采用變頻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變頻器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。



07

V/f模式是什麽意思?



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的比例關系是考慮了電機特性而預先決定的,通常在控制器的存儲裝置(ROM)中存有幾種特性,可以用開關或標度盤進行選擇。



08

按比例地改V和f時,電機的轉矩如何變化?



頻率下降時完全成比例地降低電壓,那麽由于交流阻抗變小而直流電阻不變,將造成在低速下産生地轉矩有減小的傾向。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矩,這種補償稱增強起動。可以采用各種方法實現,有自動進行的方法、選擇V/f模式或調整電位器等方法。



09

在說明書上寫著變速範圍60~6Hz,即10:1,那麽在6Hz以下就沒有輸出功率嗎?



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,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。變頻器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz。。




10

對于一般電機的組合是在60Hz以上也要求轉矩一定,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,大體爲恒功率特性,在高速下要求相同轉矩時11、所謂開環是什麽意思?

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”。通用變頻器多为开环方式,也有的机种利用选件可进行PG反馈.无速度传感器闭环控制方式是根据建立的数学模型根据磁通推算电机的实际速度,相当于用一个虚拟的速度传感器形成闭环控制。



12

實際轉速對于給定速度有偏差時如何辦?



开环时,變頻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反馈功能的變頻器(选用件)。



13

如果用帶有PG的電機,進行反饋後速度精度能提高嗎?



具有PG反馈功能的變頻器,精度有提高。但速度精度的值取决于PG本身的精度和變頻器输出频率的分辨率。



14

失速防止功能是什麽意思?



如果给定的加速时间过短,變頻器的输出频率变化远远超过转速(电角频率)的变化,變頻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。



15

有加速時間與減速時間可以分別給定的機種,和加減速時間共同給定的機種,這有什麽意義?



加減速可以分別給定的機種,對于短時間加速、緩慢減速場合,或者對于小型機床需要嚴格給定生産節拍時間的場合是適宜的,但對于風機傳動等場合,加減速時間都較長,加速時間和減速時間可以共同給定。




161

什麽是再生制動?



電動機在運轉中如果降低指令頻率,則電動機變爲異步發電機狀態運行,作爲制動器而工作,這就叫作再生(電氣)制動。




17

是否能得到更大的制動力?



从电机再生出来的能量贮积在變頻器的滤波电容器中,由于电容器的容量和耐压的关系,通用變頻器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%。如采用选用件制动单元,可以达到50%~100%。




18

请说明變頻器的保护功能?



保護功能可分爲以下兩類:

(1)檢知異常狀態後自動地進行修正動作,如過電流失速防止,再生過電壓失速防止。

(2)檢知異常後封鎖電力半導體器件PWM控制信號,使電機自動停車。如過電流切斷、再生過電壓切斷、半導體冷卻風扇過熱和瞬時停電保護等。




19

为什么用离合器连接负载时,變頻器的保护功能就动作?



用离合器连接负载时,在连接的瞬间,电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化,流过的大电流导致變頻器过电流跳闸,不能运转。




20

在同一工厂内大型电机一起动,运转中變頻器就停止,这是为什么?



电机起动时将流过和容量相对应的起动电流,电机定子侧的变压器产生电压降,电机容量大时此压降影响也大,连接在同一变压器上的變頻器将做出欠压或瞬停的判断,因而有时保护功能(IPE)动作,造成停止运转。




21

什麽是變頻分辨率?有什麽意義?



对于数字控制的變頻器,即使频率指令为模拟信号,输出频率也是有级给定。这个级差的小单位就称为变频分辨率。 变频分辨率通常取值为0.015~0.5Hz.例如,分辨率为0.5Hz,那么23Hz的上面可变为23.5、24.0 Hz,因此电机的动作也是有级的跟随。这样对于像连续卷取控制的用途就造成问题。在这种情况下,如果分辨率为0.015Hz左右,对于4级电机1个级差为1r/min 以下,也可充分适应。另外,有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同。




22

装设變頻器时安装方向是否有限制



變頻器内部和背面的结构考虑了冷却效果的,上下的关系对通风也是重要的,因此,对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位,尽可能垂直安装。




23

不采用软起动,将电机直接投入到某固定频率的變頻器时是否可以?



在很低的频率下是可以的,但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流(6~7倍额定电流),由于變頻器切断过电流,电机不能起动。




24

電機超過60Hz運轉時應注意什麽問題?



超過60Hz運轉時應注意以下事項:

(1)機械和裝置在該速下運轉要充分可能(機械強度、噪聲、振動等)。

(2)電機進入恒功率輸出範圍,其輸出轉矩要能夠維持工作(風機、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加,所以轉速少許升高時也要注意)。

(3)産生軸承的壽命問題,要充分加以考慮。

(4)對于中容量以上的電機特別是2極電機,在60Hz以上運轉時要與廠家仔細商討。


根據減速機的結構和潤滑方式不同,需要注意若幹問題。在齒輪的結構上通常可考慮70~80Hz爲大極限,采用油潤滑時,在低速下連續運轉關系到齒輪的損壞等。



25

變頻器能用来驱动单相电机吗?可以使用单相电源吗?



基本上不能用。对于调速器开关起动式的单相电机,在工作点以下的调速范围时将烧毁辅助绕组;对于电容起动或电容运转方式的,将诱发电容器爆炸。變頻器的电源通常为3相,但对于小容量的,也有用单相电源运转的机种。




26

變頻器本身消耗的功率有多少?



它与變頻器的机种、运行状态、使用频率等有关,但要回答很困难。不过在60Hz以下的變頻器效率大约为94%~96%,据此可推算损耗,但内藏再生制动式(FR-K)變頻器,如果把制动时的损耗也考虑进去,功率消耗将变大,对于操作盘设计等必须注意。




27

爲什麽不能在6~60Hz全區域連續運轉使用?



一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却,若速度降低则冷却效果下降,因而不能承受与高速运转相同的发热,必须降低在低速下的负载转矩,或采用容量大的變頻器与电机组合,或采用专用电机。



28

使用帶制動器的電機時應注意什麽?



制动器励磁回路电源应取自變頻器的输入侧。如果變頻器正在输出功率时制动器动作,将造成过电流切断。所以要在變頻器停止输出后再使制动器动作。



29

想用變頻器传动带有改善功率因数用电容器的电机,电机却不动,请说明原因。



變頻器的电流流入改善功率因数用的电容器,由于其充电电流造成變頻器过电流(OCT),所以不能起动,作为对策,请将电容器拆除后运转,至于改善功率因数,在變頻器的输入侧接入AC电抗器是有效的。




30

變頻器的寿命有多久?



變頻器虽为静止装置,但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件,如果对它们进行定期的维护,可望有10年以上的寿命。





31

變頻器内藏有冷却风扇,风的方向如何?风扇若是坏了会怎样?



对于小容量也有无冷却风扇的机种。有风扇的机种,风的方向是从下向上,所以装设變頻器的地方,上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材。还有,變頻器上方不要放置怕热的零件等。风扇发生故障时,由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护



32

濾波電容器爲消耗品,那麽怎樣判斷它的壽命?



作爲濾波電容器使用的電容器,其靜電容量隨著時間的推移而緩緩減少,定期地測量靜電容量,以達到産品額定容量的85%時爲基准來判斷壽命。



33

装设變頻器时安装方向是否有限制。



應基本收藏在盤內,問題是采用全封閉結構的盤外形尺寸大,占用空間大,成本比較高。其措施有:

(1)盤的設計要針對實際裝置所需要的散熱;

(2)利用鋁散熱片、翼片冷卻劑等增加冷卻面積;




34

變頻器直流电抗器的作用是什么?



減小輸入電流的高次諧波幹擾,提高輸入電源的功率因數。



35

變頻器附件正弦滤波器有什么作用?



正弦滤波器允许變頻器使用较长的电机电缆运行,也适用于在變頻器与电机之间有中间变压器的回路。




36

變頻器的给定电位器的电阻值多大?



變頻器的给定电位器的阻值一般为1KΩ至10KΩ。




37

變頻器有哪些干扰方式及一般如何处理?



  1. 传播方式:

  (1)輻射幹擾;

  (2)傳導幹擾

1. 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,主要通过在變頻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)信號線與動力線要垂直交叉或分槽布線。

(2)不要采用不同金屬的導線相互連接。

(3)屏蔽管(層)應可靠接地,並保證整個長度上連續可靠接地。

(4)信號電路中要使用雙絞線屏蔽電纜。

(5)屏蔽层接地点尽量远离變頻器,并与變頻器接地点分开。

(6)磁环可以在變頻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,尽量将磁环靠近變頻器。

(7)一般對被幹擾設備儀器,均可采取屏蔽及其它抗幹擾措施



38

想提高原有输送带的速度,以80Hz运转,變頻器的容量该怎样选择?



输送带消耗的功率与转速成正比,因此若想以80HZ运行,變頻器和电机的功率都要按照比例增加为80HZ/50HZ,即提高60%容量。

  



39

采用PWM和VVC+的區別是什麽?



在VVC中,控制電路用一個數學模型來計算電機負載變化時的很佳的電機勵磁,並對負載加以補償。此外集成于ASIC電路上的同步60°PWM方法決定了逆變器半導體器件(IGBTS)的很佳開關時間。


     



40

为什么變頻器不能用作变频电源?



变频电源的整个电路由交流一直流一交流一滤波等部分构成,因此它输出的电压和电流波形均为纯正的正弦波,非常接近理想的交流供电电源。可以输出世界任何国家的电网电压和频率。而變頻器是由交流一直流一交流(调制波)等电路构成的,變頻器标准叫法应为变频调速器。其输出电压的波形为脉冲方波,且谐波成分多,电压和频率同时按比例变化,不可分别调整,不符合交流电源的要求。原则上不能做供电电源的使用,一般仅用于三相异步电机的调速。来源:互联网

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