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三菱變頻器的工作原理以及參數步驟
時間:2018-03-03  來源:管理員

  變頻器工作原理

  主電路是給異步電動機提供調壓調頻電源的電力變換部分,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。 它由三部分構成,將工頻電源變換為直流功率的“整流器”,吸收在變流器和逆變器產生的電壓脈動的“平波回路”,以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。

  整流器

  最近大量使用的是二極管的變流器,它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構成可逆變流器,由于其功率方向可逆,可以進行再生運轉。

  平波回路

  在整流器整流后的直流電壓中,含有電源6倍頻率的脈動電壓,此外逆變器產生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動,采用電感和電容吸收脈動電壓(電流)。裝置容量小時,如果電源和主電路構成器件有余量,可以省去電感采用簡單的平波回路。

  逆變器

  同整流器相反,逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率,以所確定的時間使6個開關器件導通、關斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關時間和電壓波形。

  控制電路是給異步電動機供電(電壓、頻率可調)的主電路提供控制信號的回路,它有頻率、電壓的“運算電路”,主電路的“電壓、電流檢測電路”,電動機的“速度檢測電路”,將運算電路的控制信號進行放大的“驅動電路”,以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。

  (1)運算電路:將外部的速度、轉矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算,決定逆變器的輸出電壓、頻率。

  (2)電壓、電流檢測電路:與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。

  (3)驅動電路:驅動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導通、關斷。

  (4)速度檢測電路:以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器(tg、plg等)的信號為速度信號,送入運算回路,根據指令和運算可使電動機按指令速度運轉。

  (5)保護電路:檢測主電路的電壓、電流等,當發生過載或過電壓等異常時,為了防止逆變器和異步電動機損壞,使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。

  變頻器參數步驟:

  變頻器的參數設定較多,每個參數均有一定的選擇范圍,使用中常常遇到因個別參數設置不當導致變頻器不能正常工作的現象。以下為變頻器參數設置的步驟:

  (一)

  1、加減速時間

  加速時間就是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時間,減速時間是指從最大頻率下降到0所需時間。通常用頻率設定信號上升、下降來確定加減速時間。在電動機加速時須限制頻率設定的上升率以防止過電流,減速時則限制下降率以防止過電壓。

  加速時間設定要求:將加速電流限制在變頻器過電流容量以下,不使過流失速而引起變頻器跳閘。減速時間設定要點是:防止平滑電路電壓過大,不使再生過壓失速而使變頻器跳閘。加減速時間可根據負載計算出來,但在調試中常采取按負載和經驗先設定較長加減速時間,通過起、停電動機觀察有無過電流、過電壓報警;然后將加減速設定時間逐漸縮短,以運轉中不發生報警為原則,重復操作幾次,便可確定出最佳加減速時間。

  2、轉矩提升

  又叫轉矩補償,是為補償因電動機定子繞組電阻所引起的低速時轉矩降低,而把低頻率范圍F/V增大的方法。設定為自動時,可使加速時的電壓自動提升以補償起動轉矩,使電動機加速順利進行。如采用手動補償時,根據負載特性,尤其是負載的起動特性,通過實驗可選出較佳曲線。對于變轉矩負載,如選擇不當會出現低速時的輸出電壓過高,而浪費電能的現象,甚至還會出現電動機帶負載啟動時電流大,而轉速上不去的現象。

  3、電子熱過載保護

  本功能為保護電動機過熱而設置,它是變頻器內CPU根據運轉電流值和頻率計算出電動機的溫升,從而進行過熱保護。本功能只適用與“一拖一”場合,而在“一拖多”時,則應在各臺電動機上加裝熱繼電器。

  電子熱保護設定值(%)=[電動機額定電流(A)/變頻器額定輸出電流(A)]×100%。

  4、頻率限制

  即變頻器輸出頻率的上、下限幅值。頻率限制是為防止誤操作或外接頻率設定信號源出故障,而引起輸出的頻率過高或過低,以防損壞設備的一種保護功能。在應用中按實際情況設定即可。此功能還可作限速使用,如有的皮帶輸送機,由于輸送物料不太多,為減少機械和皮帶的磨損,可采用變頻器驅動,并將變頻器上限頻率設定為某一頻率值,這樣就可使皮帶輸送機運行在一個固定、較低的工作速度上。

  變頻器展示圖:


  (二)

  1、控制方式:

  即速度控制、轉距控制、 PID 控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根據控制精度進行靜態或動態辨識。

  2、最低運行頻率:

  即電機運行的最小轉速,電機在低轉速下運行時,其散熱性能很差,電機長時間運行在低轉速下,會導致電機燒毀。而且低速時,其電纜中的電流也會增大,也會導致電纜發熱。

  3、最高運行頻率:

  一般的變頻器最大頻率到 60Hz ,有的甚至到 400 Hz ,高頻率將使電機高速運轉,這對普通電機來說,其軸承不能長時間的超額定轉速運行,電機的轉子是否能承受這樣的離心力。

  4、載波頻率:

  載波頻率設置的越高其高次諧波分量越大,這和電纜的長度,電機發熱,電纜發熱變頻器發熱等因素是密切相關的。

  5、電機參數:

  變頻器在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率,這些參數可以從電機銘牌中直接得到。

  6、跳頻:

  在某個頻率點上,有可能會發生共振現象,特別在整個裝置比較高時;在控制壓縮機時,要避免壓縮機的喘振點。

  總結:變頻器功能參數很多,一般都有數十甚至上百個參數供用戶選擇。實際應用中,沒必要對每一參數都進行設置和調試,多數只要采用出廠設定值即可。

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