變頻器本身抗干擾問(wèn)題
當(dāng)變頻器的供電系統(tǒng)附近,存在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)電鍍電源電解電源或者采用滑環(huán)供電的場(chǎng)合,SV008iS5-2N變頻器本身容易因?yàn)楦蓴_而出現(xiàn)保護(hù)。建議用戶采用如下措施:
在變頻器輸入側(cè)添加電感和電容,SV008iS5-2N構(gòu)成LC濾波網(wǎng)絡(luò)。
變頻器的電源線直接從變壓器側(cè)供電。
LS模塊控制器變頻器代理
程先生 139 188 64473 qq:937926739
在采用外部開(kāi)關(guān)量控制端子控制時(shí),連接線路較長(zhǎng)時(shí),建議采用屏蔽電纜。當(dāng)控制線路與主回路電源均在地溝中埋設(shè)時(shí),除控制線必須采用屏蔽電纜外,SV008iS5-2N主電路線路必須采用鋼管屏蔽穿線,減小彼此干擾,防止變頻器的誤動(dòng)作。
在采用外部模擬量控制端子控制時(shí),如果連接線路在M以內(nèi),采用屏蔽電纜連接,并實(shí)施變頻器側(cè)一點(diǎn)接地即可;如果線路較長(zhǎng),現(xiàn)場(chǎng)干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合,建議在變頻器側(cè)加裝DC/DC隔離模塊或者采用經(jīng)過(guò)V/F轉(zhuǎn)換,采用頻率指令給定模式進(jìn)行控制。
在采用外部通信控制端子控制時(shí),SV008iS5-2N建議采用屏蔽雙絞線,并將變頻器側(cè)的屏蔽層接地PE,如果干擾非常嚴(yán)重,建議將屏蔽層接控制電源地GND。對(duì)于RS通信方式,注意控制線路盡量不要超過(guò)m,如果要加長(zhǎng),必須隨之降低通信波特率,在00m左右時(shí),能夠正常通信的波特率小于00bps。對(duì)于RS通信,還必須考慮終端匹配電阻等。對(duì)于采用現(xiàn)場(chǎng)總線的高速控制系統(tǒng),通信電纜必須采用專(zhuān)用電纜,并采用多點(diǎn)接地的方式,才能夠提高可靠性。
電網(wǎng)質(zhì)量問(wèn)題
在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)電鍍電源電解電源等場(chǎng)合,電壓經(jīng)常出現(xiàn)閃變;在一個(gè)車(chē)間中,有幾百臺(tái)變頻器等容性整流負(fù)載在工作時(shí),電網(wǎng)的諧波非常大,對(duì)于電網(wǎng)質(zhì)量有很?chē)?yán)重的污染,對(duì)設(shè)備本身也有相當(dāng)?shù)钠茐淖饔茫p則不能夠連續(xù)正常運(yùn)行,重則造成設(shè)備輸入回路的損壞SV008iS5-2N??梢圆扇∫韵碌拇胧?
在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)電鍍電源電解電源等場(chǎng)合建議用戶增加無(wú)功靜補(bǔ)裝置,提高電網(wǎng)功率因數(shù)和質(zhì)量。
在變頻器比較集中的車(chē)間,建議采用集中整流,直流共母線供電方式。建議用戶采用脈沖整流模式。如所示,優(yōu)點(diǎn)是,諧波小節(jié)能,特別適用于頻繁起制動(dòng)電動(dòng)運(yùn)行與發(fā)電運(yùn)行同時(shí)進(jìn)行的場(chǎng)合。
變頻器輸入側(cè)加裝無(wú)源LC濾波器,減小輸入諧波,提高功率因數(shù),成本較低,可靠性高,效果好。
變頻器輸入側(cè)加裝有源PFC裝置,效果好,但成本較高。
電機(jī)的漏電軸電壓與軸承電流問(wèn)題
變頻器驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電機(jī)的電機(jī)模型如所示,中Csf為定子與機(jī)殼之間的等效電容,Csr為定子與轉(zhuǎn)子之間的等效電容,Crf為轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間的等效電容,Rb為軸承對(duì)軸的電阻;Cb和Zb為軸承油膜的電容和非線性阻抗。
高頻PWM脈沖輸入下,電機(jī)內(nèi)分布電容的電壓耦合作用構(gòu)成系統(tǒng)共?;芈?,從而引起對(duì)地漏電流軸電壓與軸承電流問(wèn)題。
漏電流主要是PWM三相供電電壓極其瞬時(shí)不平衡電壓與大地之間通過(guò)Csf產(chǎn)生。其大小與PWM的dv/dt大小與開(kāi)關(guān)頻率大小有關(guān),其直接結(jié)果將導(dǎo)致帶有漏電保護(hù)裝置動(dòng)作。另外,對(duì)于舊式電機(jī),由于其絕緣材料差,又經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行老化,有些在經(jīng)過(guò)變頻改造后造成絕緣損壞。因此,建議在改造前,必須進(jìn)行絕緣的測(cè)試。對(duì)于新的變頻電機(jī)的絕緣,要求要比標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)高出一個(gè)等級(jí)。
軸承電流主要以三種方式存在:dv/dt電流EDMElectricDischargeMachining電流和環(huán)路電流。軸電壓的大小不僅與電機(jī)內(nèi)各部分耦合電容參數(shù)有關(guān),且與脈沖電壓上升時(shí)間和幅值有關(guān)。dv/dt電流主要與PWM的上升時(shí)間tr有關(guān),tr越小,dv/dt電流的幅值越大;逆變器載波頻率越高,軸承電流中的dv/dt電流成分越多。EDM電流出現(xiàn)存在一定的偶然性,只有當(dāng)軸承潤(rùn)滑油層被擊穿或者軸承內(nèi)部發(fā)生接觸時(shí),存儲(chǔ)在電子轉(zhuǎn)子對(duì)地電容Crf上的電荷/Crf×Urf通過(guò)軸承等效回路RbCb和Zb對(duì)地進(jìn)行火花式放電,造成軸承光潔度下降,降低使用壽命,嚴(yán)重地造成直接損壞。損壞程度主要取決于軸電壓和存儲(chǔ)在電子轉(zhuǎn)子對(duì)地電容Crf的大小。
環(huán)路電流發(fā)生在電網(wǎng)變壓器地線變頻器地線電機(jī)地線及電機(jī)負(fù)載與大地地線之間的回路如水泵類(lèi)負(fù)載中。環(huán)路電流主要造成傳導(dǎo)干擾和地線干擾,對(duì)變頻器和電機(jī)影響不大。避免或者減小環(huán)流的方法就是盡可能減小地線回路的阻抗。由于變頻器接地線PE變頻器一般與電機(jī)接地線PE電機(jī)連接在一個(gè)點(diǎn),因此,必須盡可能加粗電機(jī)接地電纜線徑,減小兩者之間的電阻,同時(shí)變頻器與電源之間的地線采用地線銅母排或者專(zhuān)用接地電纜,保證良好接地。對(duì)于潛水深井泵這樣的負(fù)載,接地阻抗ZE電機(jī)可能小于ZE變壓器與ZE變頻器之和,容易形成地環(huán)流,建議斷開(kāi)ZE變頻器,抗干擾效果好。
在變頻器輸出端串由電感RC組成的正弦波濾波器是抑制軸電壓與軸承電流的有效途徑。目前有多家廠家可提供標(biāo)準(zhǔn)濾波器。
摘 要:本文綜述了近年來(lái)在變頻器控制中常用的控制方式以及各自的特點(diǎn),展望了今后變頻器控制方式發(fā)展的一些方向。
關(guān)鍵詞:變頻器控制
變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)的重要發(fā)展方向,而作為變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心—變頻器的性能也越來(lái)越成為調(diào)速性能優(yōu)劣的決定因素,除了變頻器本身制造工藝的“先天”條件外,對(duì)變頻器采用什么樣的控制方式也是非常重要的。本文從工業(yè)實(shí)際出發(fā),綜述了近年來(lái)各種變頻器控制方式的特點(diǎn),并展望了今后的發(fā)展方向。
變頻器簡(jiǎn)介
變頻器的基本結(jié)構(gòu)SV008iS5-2N
變頻器是把工頻電源0Hz或0Hz變換成各種頻率的交流電源,以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備,其中控制電路完成對(duì)主電路的控制,整流電路將交流電變換成直流電,直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波,逆變電路將直流電再逆變成交流電。對(duì)于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來(lái)說(shuō),有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。
變頻器的分類(lèi)
變頻器的分類(lèi)方法有多種,按照主電路工作方式分類(lèi),可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器;按照開(kāi)關(guān)方式分類(lèi),可以分為PAM控制變頻器PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器;按照工作原理分類(lèi),可以分為V/f控制變頻器轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等;按照用途分類(lèi),可以分為通用變頻器高性能專(zhuān)用變頻器高頻變頻器單相變頻器和三相變頻器等。
變頻器中常用的控制方式
非智能控制方式
在交流變頻器中使用的非智能控制方式有V/f協(xié)調(diào)控制轉(zhuǎn)差頻率控制矢量控制直接轉(zhuǎn)矩控制等。
V/f控制
V/f控制是為了得到理想的轉(zhuǎn)矩-速度特性,基于在改變電源頻率進(jìn)行調(diào)速的同時(shí),又要保證電動(dòng)機(jī)的磁通不變的思想而提出的,通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,但是這種變頻器采用開(kāi)環(huán)控制方式,不能達(dá)到較高的控制性能,而且,在低頻時(shí),必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償,以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。
轉(zhuǎn)差頻率控制
轉(zhuǎn)差頻率控制是一種直接控制轉(zhuǎn)矩的控制方式,它是在V/f控制的基礎(chǔ)上,按照知道異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電源頻率,并根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩來(lái)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率,就可以使電動(dòng)機(jī)具有對(duì)應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。這種控制方式,在控制系統(tǒng)中需要安裝速度傳感器,有時(shí)還加有電流反饋,對(duì)頻率和電流進(jìn)行控制,因此,這是一種閉環(huán)控制方式,可以使變頻器具有良好的穩(wěn)定性,并對(duì)急速的加減速和負(fù)載變動(dòng)有良好的響應(yīng)特性。
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矢量控制是通過(guò)矢量坐標(biāo)電路控制電動(dòng)機(jī)定子電流的大小和相位,以達(dá)到對(duì)電動(dòng)機(jī)在dq0坐標(biāo)軸系中的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分別進(jìn)行控制,進(jìn)而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。通過(guò)控制各矢量的作用順序和時(shí)間以及零矢量的作用時(shí)間,又可以形成各種PWM波,達(dá)到各種不同的控制目的。例如形成開(kāi)關(guān)次數(shù)少的PWM波以減少開(kāi)關(guān)損耗。目前在變頻器中實(shí)際應(yīng)用的矢量控制方式主要有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式和無(wú)速度傳感器的矢量控制方式兩種。
基于轉(zhuǎn)差頻率的矢量控制方式與轉(zhuǎn)差頻率控制方式兩者的定常特性一致,但是基于轉(zhuǎn)差頻率的矢量控制還要經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換對(duì)電動(dòng)機(jī)定子電流的相位進(jìn)行控制,SV008iS5-2N使之滿足一定的條件,以消除轉(zhuǎn)矩電流過(guò)渡過(guò)程中的波動(dòng)。因此,基于轉(zhuǎn)差頻率的矢量控制方式比轉(zhuǎn)差頻率控制方式在輸出特性方面能得到很大的改善。但是,這種控制方式屬于閉環(huán)控制方式,需要在電動(dòng)機(jī)上安裝速度傳感器,因此,應(yīng)用范圍受到限制。




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