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变频器技术

变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
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变频器的常见使用技巧

397(楼主)
近年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。
什么是变频器?

变频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。

1、电压源型与电流源型高压变频器的区别。
变频器的主电路大体上可分为两类:电压源型和电流源型。电压源型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波元件是电容;电流源型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波元件是电感。

2、为什么变频器的输出电压与频率成比例的改变?
异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过的电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,电机电流增大,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器的输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免磁饱和现象的产生。这就是VVVF的定义。这里的电压指的是电机的线电压或者相电压的有效值。
3、电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于变频器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加?
频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。

4、采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样?
采用变频器运转,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6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。采用变频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变频器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。

5、V/f模式是什么意思?
频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。保持V/f比恒定控制是异步电机变频调速的最基本的控制方式,它在控制电机的电源频率变化的同时控制变频器输出的电压,并使二者之比V/f为恒定,从而使电机的磁通保持恒定。在电机额定运行情况下,电机的定子电阻和漏抗的电压降比较小,电机的端电压和电机的感应电势近似相等。
V/f比恒定控制存在的主要问题是低速性能较差。其原因一是低速时异步电机定
子电阻电压降所占比例变大,已不能忽略,不能再认为定子电压和电机感应电势近似相等,仍按V/f比一定控制已不能保持电机磁通恒定。电机磁通的减小必然造成电机的电磁转矩减小;另外变频器功率器件的死区时间也是影响电机低速性能的重要原因,死区时间造成电压下降同时还会引起转矩脉动,在一定条件下还会引起转速、电流的振荡。
V/f比恒定控制常用于通用变频器上。这类变频器主要用于风机、水泵的调速功能,以及对调速范围要求不高的场合。V/f比恒定控制的突出优点是可以进行电机的开环速度控制。

6、按比例地改V和f时,电机的转矩如何变化?
频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而电阻不变,将造成在低速下产生的转矩有减小的倾向。因此,在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定的起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。

7、所谓开环是什么意思?
给所使用的电机装设速度传感器,将实际转速反馈给控制装置进行控制的,称为“闭环”,不用速度传感器运转的就叫作“开环”,通用变频器多为开环方式。
8、高压变频器自身的保护功能
输出过载、输出过流、电网过电压、电网欠电压、电网失电、直流母线过电压、直流母线欠电压、变压器过热、缺相、控制电源掉电、驱动故障、功率器件过热、散热风机故障、外部给定掉线、接地故障、光纤故障等等。
9、PWM和PAM的不同点是什么?
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值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脉冲幅度调制)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。

变频器使用技巧之变频器的使用学习心得
我这个小学徒刚刚开始接触变频器,知识是一穷二白,最近在网站上看了一些文章,其中有个网站上有个网络期刊《变频器世界》,个人感觉比较好,其中有个专题叫做《变频调速讲座》的,讲的很是通俗易懂(我不是电气专业的)。
接下来写写最基本的体会,可能很肤浅,贻笑大方了,呵呵!

关于变频器的应用场合,主要应用于高速场合的三相异步电动机,作用包括:安全快速的起停电机,调节电机转速。

变频器可以通过变频器的控制面板控制,也可以通过plc控制(这也是我愿来很想了解却不知如何下手的,其实很简单,只需用开关触点把变频器的相应端子和公共端(COM)之间联接起来,即可进行相应的操作了。因为所接受的是外部开关的信号,称为开关量输入。

在电机工频启动过程中,在接通电源瞬间,同步转速高达1500r/min,转子绕组与旋转磁场的相对速度很高,故转子电动势和电流很高,从而定子电流很大,可达额定电流的(4~7)倍,从机械特性上看,则在整个起动过程中,动态转矩TJ很大,故起动时间越短,起动过程中的机械冲击越大;采用变频调速后,可通过降低起动时的频率来减小起动电流。

降速过程中,正常运行时,电动机的实际转速总是低于同步转速的,设为1440r/min。这时,转子绕组反方向(与旋转磁场方向相反)切割旋转磁场,转子电流和转子绕组所受电磁力的方向与磁场的旋转方向相同的,从而带动转子旋转。在频率刚下降的瞬间,由于惯性原因,转子的转速仍为1440r/min,但旋转磁场的转速却已经下降了。从而,转子绕组变成为正方向切割旋转磁场了,从而转子电动势和电流等都与原来相反,电动机变成了发电机,处于再生制动状态,从能量平衡的观点看,则降速过程是拖动系统释放动能的过程,所释放的动能转换成了再生电能。
电动机在再生状态下发出的电能,经逆变管旁边的反并联二极管VD7~VD12全波整流后,反馈至直流电路,使直流电压上升,称为泵升电压。如果直流电压过高,将会损坏整流和逆变模块。因此,当直流电压升高到一定限值时,必须使跳闸。采用变频器后,也可通过设置减速时间来减小电压峰值,防止损害电机。
停机方式主要有:

减速停机:即按照用户预置的降速时间减速并停机;
自由制动:变频器的逆变管封锁,没有任何输出,使电动机处于切断电源后的自由制动状态;
减速停机加直流制动:即先按照降速时间减速到一定频率,然后进行直流制动并停机。