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第9章-变频器系统的选择与操作.ppt
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1、第第9章章 变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作 9.1 9.1 变频器的变频器的选择选择 变变频频器器的的拖拖动动对对象象是是电电动动机机,变变频频器器的的选选择择与与电电动动机机的的结结构构形形式式及及容容量量有关,还与电动机所带负载的类型特性相关。有关,还与电动机所带负载的类型特性相关。9.1.1 9.1.1 笼型电动机笼型电动机 1 1依据负载电流选择变频器依据负载电流选择变频器 2 2考虑低速转矩特性考虑低速转矩特性 3 3考虑短时最大转矩考虑短时最大转矩 4 4考虑容许最高频率范围考虑容许最高频率范围 5.5.考虑噪声和振动考虑噪声和振动 9.1.2 9.1.2 绕线式异步
2、电动机绕线式异步电动机 绕绕线线式式异异步步电电动动机机采采用用变变频频器器控控制制运运行行,大大多多是是对对老老设设备备进进行行改改造造,利利用用已已有有的的电电机机。改改用用变变频频器器调调速速时时,可可将将绕绕线线式式异异步步机机的的转转子子短短路路,去去掉掉电电刷刷和和起起动动器器。考考虑虑电电机机输输出出时时的的温温度度上上升升的的问问题题,所所以以要要降降低低容容量量的的1010以上。应选择比通常容量稍大的变频器。以上。应选择比通常容量稍大的变频器。.9.1.3 变频器专用电机变频器专用电机 普通电机是按工频电源下能获得最佳特性而设计的,所以普通电机是按工频电源下能获得最佳特性而设
3、计的,所以使用通用变频器时,根据用途在特性、强度等方面受到使用通用变频器时,根据用途在特性、强度等方面受到限制。因此,为变频器传动而设计的各种专用电机已有限制。因此,为变频器传动而设计的各种专用电机已有系列化产品。系列化产品。变频器专用电机的分类有以下几种:变频器专用电机的分类有以下几种:1)在运转频率区域内低噪声、低振动。在运转频率区域内低噪声、低振动。2)在低频区内提高连续容许转矩在低频区内提高连续容许转矩(恒转矩式电机恒转矩式电机)。3)高速用电机。高速用电机。4)用于闭环控制用于闭环控制(抑制转速变动抑制转速变动)的带测速发电机的电机。的带测速发电机的电机。5)矢量控制用电机。矢量控制
4、用电机。.9.2 变频调速系统的主电路及电器选择 变频调速系统比较完整的主电路,如图9-3所示。图图9-3 森兰森兰SB70G变频调速系统的完整主电路变频调速系统的完整主电路.9.2.1 9.2.1 断路器断路器 变频调速系统的主电路是指从交流电源到负载之间的电路变频调速系统的主电路是指从交流电源到负载之间的电路。1.断路器的功能断路器的功能 1)隔离作用隔离作用;2)保护作用保护作用2.2.断路器的选择断路器的选择 低压断路器的额定电流低压断路器的额定电流IQN应选:应选:IQN (1.3 1.41.4)IN (9-1)式中式中 IN 变频器的额定电流。变频器的额定电流。在在电电动动机机要要
5、求求实实现现工工频频和和变变频频的的切切换换控控制制的的电电路路中中,断断路路器器应应按按电电动动机机在在工频下的起动电流来进行选择:工频下的起动电流来进行选择:IQN 2.5 IMN (9-2)式中式中 IMN 电动机的额定电流电动机的额定电流。.9.2.2 电磁接触器 电电磁磁接接触触器器的的功功能能是是在在变变频频器器出出现现故故障障时时切切断断主主电电源源,并并防防止止掉电及故障后的再起动。掉电及故障后的再起动。1)1)输入侧接触器的选择输入侧接触器的选择 I IKNKN I IN N (9-39-3)2)2)输出侧接触器的选择输出侧接触器的选择 I IKNKN 1.1 1.1 I I
6、MNMN (9-49-4)3 3)工频接触器的选择)工频接触器的选择 工工频频接接触触器器的的选选择择应应考考虑虑到到电电动动机机在在工工频频下下的的起起动动情情况况,其其触触点点电电流通常可按电动机的额定电流再加大一个挡次来选择。流通常可按电动机的额定电流再加大一个挡次来选择。.9.2.3 输入交流电抗器 输入交流电抗器可抑制变频器输入电流的高次谐输入交流电抗器可抑制变频器输入电流的高次谐波,明显改善功率因数。输入交流电抗器为另购波,明显改善功率因数。输入交流电抗器为另购件,在以下情况下应考虑接入交流电抗器:件,在以下情况下应考虑接入交流电抗器:变变频器所用之处的电源容量与变频器容量之比为频
7、器所用之处的电源容量与变频器容量之比为101101以上;以上;同一电源上接有晶闸管变流器负同一电源上接有晶闸管变流器负载或在电源端带有开关控制调整功率因数的电容载或在电源端带有开关控制调整功率因数的电容器;器;三相电源的电压不平衡度较大(三相电源的电压不平衡度较大(3%3%);变频器的输入电流中含有许多高次谐波成分,变频器的输入电流中含有许多高次谐波成分,这这些些高高次次谐谐波波电电流流都都是是无无功功电电流流,使使变变频频调调速速系系统统的的功功率率因因数数降降低低到到0.750.75以下以下变频器的功率变频器的功率30kW30kW。表9-2 常用交流电抗器的规格.9.2.4 无线电噪声滤波
8、器 滤波器就是用来削弱这些较高频率的谐波电流,以防止变频器滤波器就是用来削弱这些较高频率的谐波电流,以防止变频器对其他设备的干扰。滤波器主要由滤波电抗器和电容器组成对其他设备的干扰。滤波器主要由滤波电抗器和电容器组成。a)a)输入侧滤波器输入侧滤波器 b)b)输出侧滤波器输出侧滤波器 c)c)滤波电抗器的结构滤波电抗器的结构 图图9-9 9-9 无线电噪声滤波器无线电噪声滤波器 各各相相的的连连接接线线在在同同一一个个磁磁心心上上按按相相同同方方向向绕绕4圈圈(输输入入侧侧)或或3圈圈(输输出出侧侧)构构成成。需需要要说说明明的的是是:三三相相的的连连接接线线必必须须按按相相同同方方向向绕绕在
9、在同同一一个个磁磁心心上上,这这样样,其其基基波波电电流流的的合合成成磁磁场场为为0,因因而而对对基基波波电电流流没没有影响。有影响。.9.2.5 制动电阻及制动单元 制制动动电电阻阻及及制制动动单单元元的的功功能能是是当当电电动动机机因因频频率率下下降降或或重重物物下下降降(如如起起重重机机械械)而而处处于于再再生生制制动动状状态态时时,避避免免在在直直流流回回路路中中产产生生过过高高的泵生电压。的泵生电压。1.1.制动电阻制动电阻R RB B的选择的选择 1 1)电阻值大小的选择)电阻值大小的选择 R RB B=U UDHDH/2/2I IMNMNU UDHDH/I IMN MN (9-5
10、9-5)式中式中 U UDH DH 直流回路电压的允许上限值直流回路电压的允许上限值(V)(V),在我国,在我国,U UDHDH600V600V。2)2)电阻的功率电阻的功率P PB B (9-69-6)式中式中 修正系数。修正系数。2.制动单元制动单元VB 一般情况下,只需根据变频器的容量进行配置即可。一般情况下,只需根据变频器的容量进行配置即可。.9.2.6 直流电抗器 直直流流电电抗抗器器除除了了提提高高功功率率因因数数外外,还还可可削削弱弱在在电电源源刚刚接接通通瞬瞬间间的的冲冲击击电电流流。如如果果同同时时配配用用交交流流电电抗抗器器和和直直流流电电抗抗器器,则则可可将将变变频频调调
11、速速系系统统的的功功率率因因数数提高至提高至0.95以上。以上。图图9-10 直流电抗器的外形直流电抗器的外形 表表9-4 常用直流电抗器的规格常用直流电抗器的规格.9.3 变频器系统的控制电路 9.3.1 9.3.1 变频器控制电路的主要组成变频器控制电路的主要组成 为为变变频频器器的的主主电电路路提提供供通通断断控控制制信信号号的的电电路路,称称为为控控制制电电路路。其其主主要要任任务务是是完完成成对对逆逆变变器器开开关关器器件件的的开开关关控控制制和和提提供供多多种种保保护护功功能能。控控制制方方式式有有模模拟拟控控制制和和数数字字控控制制两两种种。目目前前已已广广泛泛采采用用了了以以微
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