【E課堂】變頻器的常見使用問題與對策
13、怎么解決電機(jī)的機(jī)械振動?
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201609/310564.htm*設(shè)備的共振:用回避頻率處理 *如變頻器提供了參數(shù)修正不穩(wěn)定現(xiàn)象,由小到大逐漸改變該設(shè)定值(去除不穩(wěn)定現(xiàn)象) 備注:10Hz-40Hz輕負(fù)載時容易產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。
14、電機(jī)損耗及發(fā)熱問題,如何解決?
使用變頻器后,由于高次諧波的影響,溫度比工頻驅(qū)動高(主要是二次銅損增大)對于大多數(shù)風(fēng)冷電機(jī)來說,在保持低于50Hz連續(xù)運(yùn)行,散熱效果變差。
*對策: ①加交流輸出電抗器(阻抗為3%) ②采用變頻電機(jī)。 速度為額定速度1/2時,輸出轉(zhuǎn)矩降低10%,速度為額定速度1/3時,輸出轉(zhuǎn)矩降低20%。
15、如何避免電機(jī)絕緣擊穿事故?
由輸出線上的分布電容和分布電感的共振產(chǎn)生浪涌電壓,疊加到輸出電壓而產(chǎn)生的。晶體管、IGBT的開關(guān)頻率越高,配線越長,產(chǎn)生的浪涌電壓越高,最大時,可產(chǎn)生直流電壓2倍的浪涌電壓。
*對策: 采用高絕緣強(qiáng)度的電機(jī)加交流輸出電抗器(阻抗為3%) 加輸出電感L、電容C、電阻R濾波器。
*如果絕緣問題存在的話,會在短期內(nèi)出現(xiàn)問題。
16、怎么設(shè)定加減速時間及轉(zhuǎn)矩提升?
*負(fù)載的慣量大,一般起動轉(zhuǎn)矩小。所以,加減速度時間值設(shè)定大時,轉(zhuǎn)矩提升值要設(shè)定小。
*起動轉(zhuǎn)矩大的負(fù)載,一般慣量小。所以,加減速時間設(shè)定小時,轉(zhuǎn)矩提升要設(shè)定大一些。而且①如果加減速時間長,大電流流過的時間長。 ②逐步加大轉(zhuǎn)矩提升,電流會逐步減小,直到電流反而增大時,停止轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)奶嵘"凼紕宇l率設(shè)得高一些(5-10Hz)
*用無速度傳感器模式,自動設(shè)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。
17、PWM和PAM的不同點(diǎn)是什么?
PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫,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)值方式。 PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脈沖幅度調(diào)制) 縮寫,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。
18、為什么變頻器的電壓與電流成比例的改變?
異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩是電機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過電流之間相互作用而產(chǎn)生的,在額定頻率下,如果電壓一定而只降低頻率,那么磁通就過大,磁回路飽和,嚴(yán)重時將燒毀電機(jī)。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓,使電動機(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。
19、采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時,電機(jī)的起動電流、起動轉(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時,起動電流為6~7倍,因此,將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩;對于帶有轉(zhuǎn)矩自動增強(qiáng)功能的變頻器,起動轉(zhuǎn)矩為100%以上,可以帶全負(fù)載起動。
20、失速防止功能是什么意思?
如果給定的加速時間過短,變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過轉(zhuǎn)速(電角頻率)的變化,變頻器將因流過過電流而跳閘,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)加速電流過大時適當(dāng)放慢加速速率。減速時也是如此。兩者結(jié)合起來就是失速防止功能。
21、什么是再生制動?
電動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中如果降低指令頻率,則電動機(jī)變?yōu)楫惒桨l(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行,作為制動器而工作,這就叫作再生(電氣)制動。
22、是否能得到更大的制動力?
從電機(jī)再生出來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力約為額定轉(zhuǎn)矩的10%~20%。如采用選用件制動單元,可以達(dá)到50%~100%。
23、在同一工廠內(nèi)大型電機(jī)一起動,運(yùn)轉(zhuǎn)中變頻器就停止,這是為什么?
電機(jī)起動時將流過和容量相對應(yīng)的起動電流,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,因而有時保護(hù)功能(IPE)動作,造成停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
24、變頻器能用來驅(qū)動單相電機(jī)嗎?可以使用單相電源嗎?
基本上不能用。對于調(diào)速器開關(guān)起動式的單相電機(jī),在工作點(diǎn)以下的調(diào)速范圍時將燒毀輔助繞組;對于電容起動或電容運(yùn)轉(zhuǎn)方式的,將誘發(fā)電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相,但對于小容量的,也有用單相電源運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)種。
25、使用帶制動器的電機(jī)時應(yīng)注意什么?
制動器勵磁回路電源應(yīng)取自變頻器的輸入側(cè)。如果變頻器正在輸出功率時制動器動作,將造成過電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動器動作。
26、想用變頻器傳動帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機(jī),電機(jī)卻不動,清說明原因?變頻器的電流流入改善功率因數(shù)用的電容器,由于其充電電流造成變頻器過電流(OCT),所以不能起動,作為對策,請將電容器拆除后運(yùn)轉(zhuǎn);至于改善功率因數(shù),在變頻器的輸入側(cè)接入AC電抗器是有效的。
27、變頻器的壽命有多久?
變頻器雖為靜止裝置,但也有像濾波電容器、冷卻風(fēng)扇那樣的消耗器件,如果對它們進(jìn)行定期的維護(hù),可望有10年以上的壽命。
28、變頻器內(nèi)藏有冷卻風(fēng)扇,風(fēng)的方向如何?風(fēng)扇若是壞了會怎樣?
對于小容量也有無冷卻風(fēng)扇的機(jī)種。有風(fēng)扇的機(jī)種,風(fēng)的方向是從下向上,所以裝設(shè)變頻器的地方,上、下部不要放置妨礙吸、排氣的機(jī)械器材。還有,變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風(fēng)扇發(fā)生故障時,由電扇停止檢測或冷卻風(fēng)扇上的過熱檢測進(jìn)行保護(hù)。
29、濾波電容器為消耗品,那么怎樣判斷它的壽命?
作為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(dá)到產(chǎn)品額定容量的85%時為基準(zhǔn)來判斷壽命。
30、變頻器的載波頻率對運(yùn)行的影響?
(1)載波頻率升高,變頻器最大輸出電流將降低. (2)載波頻率增加,可減小電機(jī)噪音. (3)載波頻率升高,產(chǎn)生的諧波干擾越嚴(yán)重。
31、變頻器的載波頻率與變頻器出線長度的關(guān)系?
32、變頻器的載波頻率與電動機(jī)功率關(guān)系?
33、變頻器的接地?
正確接地是變頻器提高控制系統(tǒng)靈敏度、抑制噪聲的重要手段,接地電阻應(yīng)小于4歐姆。接地導(dǎo)線截面積不小于2.5MM2,長度控制在20M以內(nèi)。變頻器的接地必須與動力設(shè)備的接地點(diǎn)分開,不能共地。信號輸入線的屏蔽層,應(yīng)接至接地端上。變頻器與控制柜之間的接地應(yīng)連同,如安裝有困難,可用銅芯導(dǎo)線跨接。
34、減少變頻器諧波對其它設(shè)備影響的方法?
1.增加交流/直流電抗器 采用交流/直流電抗器后(如圖1),進(jìn)線電流的THDv大約降低30%~50%,是不加電抗器諧波電流的一半左右。
2.無源濾波器 采用無源濾波器后(如圖2),滿載時進(jìn)線中的THDv可降至5%~10%,滿足EN61000-3-12和IEEE519-1992的要求,技術(shù)成熟,價(jià)格適中。適用于所有負(fù)載下的THDv<30%的情況。缺點(diǎn)是輕載時功率因數(shù)會降低。
3.輸出電抗器也可以采用在變頻器到電動機(jī)之間增加交流電抗器的方法(如圖3),主要目的是減少變頻器的輸出在能量傳輸過程中,線路產(chǎn)生的電磁輻射。該電抗器必須安裝在距離變頻器最近的地方,盡量縮短與變頻器的引線距離。如果使用鎧裝電纜作為變頻器與電動機(jī)的連線時,可不使用這方法,但要做到電纜的鎧在變頻器和電動機(jī)端可靠接地,而且接地的鎧要原樣不動接地,不能扭成繩或辨,不能用其它導(dǎo)線延長,變頻器側(cè)要接在變頻器的地線端子上,再將變頻器接地。
35、減少或削弱變頻器諧波及電磁輻射對設(shè)備干擾的方法?
1.使用隔離變壓器使用隔離變壓器主要是應(yīng)對來自于電源的傳導(dǎo)干擾(如圖4)。使用具有隔離層的隔離變壓器,可以將絕大部分的傳導(dǎo)干擾阻隔在隔離變壓器之前。同時還可以兼有電源電壓變換的作用。隔離變壓器常用于控制系統(tǒng)中的儀表、PLC,以及其它低壓小功率用電設(shè)備的抗傳導(dǎo)干擾。
2.使用濾波模塊或組件目前市場中有很多專門用于抗傳導(dǎo)干擾的濾波器模塊或組件,這些濾波器具有較強(qiáng)的抗干擾能力,同時還具有防止用電器本身的干擾傳導(dǎo)給電源,有些還兼有尖峰電壓吸收功能,對各類用電設(shè)備有很多好處。常用雙孔磁芯濾波器的結(jié)構(gòu)見圖5所示。還有單孔磁芯的濾波器,其濾波能力較雙孔的弱些,但成本較低。
3.作好信號線的抗干擾信號線承擔(dān)著檢測信號和控制信號的傳輸任務(wù),毋庸置疑,信號傳輸?shù)馁|(zhì)量直接影響到整個控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性,因此做好信號線的抗干擾是十分必要的。 對于信號線上的干擾主要是來自空間的電磁輻射,有常態(tài)干擾和共模干擾兩種。常態(tài)干擾的抑制 常態(tài)干擾是指疊加在測量信號線上的干擾信號,這種干擾大多是頻率較高的交變信號,其來源一般是耦合干擾?! ∫种瞥B(tài)干擾的方法有:(1)在輸入回路接RC濾波器或雙T濾波器。(2)盡量采用雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器,由于這種積分器工作的特點(diǎn),具有一定的消除高頻干擾的作用。(3)將電壓信號轉(zhuǎn)換成電流信號再傳輸?shù)姆绞剑瑢τ诔B(tài)的干擾有非常強(qiáng)的抑制作用。 共模干擾的抑制 共模干擾是指信號線上共有的干擾信號,一般是由于被測信號的接地端與控制系統(tǒng)的接地端存在一定的電位差所制,這種干擾在兩條信號線上的周期、幅值基本相等,所以采用上面的方法無法消除或抑制。
對共模干擾的抑制方法如下: (1)采用雙差分輸入的差動放大器,這種放大器具有很高的共模抑制比。(2)把輸入線絞合,絞合的雙絞線能降低共模干擾,由于改變了導(dǎo)線電磁感應(yīng)e的方向,從而使其感應(yīng)互相抵消,如圖6示。
(3)采用光電隔離的方法,可以消除共模干擾。 (4)使用屏蔽線時,屏蔽層只一端接地。因?yàn)槿魞啥私拥?,由于接地電位差在屏蔽層?nèi)會流過電流而產(chǎn)生干擾,因此只要一端接地即可防止干擾。
為了抑制干擾,應(yīng)該做到以下幾點(diǎn):(1)輸入線路要盡量短。 (2)配線時避免和動力線接近,信號線與動力線分開配線,把信號線放在有屏蔽的金屬管內(nèi),或者動力線和信號線分開距離要在40cm以上。 (3)為了避免信號失真,對于較長距離傳輸?shù)男盘栆⒁庾杩蛊ヅ洹?/p>
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