高壓變頻器

高壓變頻器由高 － 低 － 高；低 － 高；高 － 高之分。

高壓變頻器的每個(gè)功率單元相當(dāng)于一個(gè)三電平的二相輸出的低壓變頻器，通過(guò)疊加成為高壓三相交流電，變頻器中點(diǎn)與電動(dòng)機(jī)中性點(diǎn)不連接，

變頻器輸出實(shí)際上為線電壓，由A相和B相輸出電壓產(chǎn)生的UAB輸出線電壓可達(dá)6000V，為25階梯波。如下圖所示，為輸出的線電壓和相電壓的階梯波形，UAB不僅具有正弦波形而且臺(tái)階數(shù)也成倍增加，因而諧波成分及dV/dt均較小。

二、變頻器的輸出電壓與頻率的轉(zhuǎn)變
異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是機(jī)電的 磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過(guò)的電流之間相互轉(zhuǎn)變而發(fā)生的，在額外頻率下，假如電壓穩(wěn)定而只低落頻率，那末磁通就過(guò)大，磁回路飽和，電機(jī)電流增大，重大時(shí)將銷毀機(jī)電。 是以，頻率與電壓要成比例地轉(zhuǎn)變，即轉(zhuǎn)變頻率的同時(shí)節(jié)制變頻器的輸入電壓，使電動(dòng)機(jī)的磁通堅(jiān)持必定，防止磁飽和征象的發(fā)生。這便是VVVF的界說(shuō)。這里的 電壓指的是電機(jī)的線電壓或許相電壓的有效值。

三、電動(dòng)機(jī)使用工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí)，電壓低落則電流增長(zhǎng)；對(duì)付變頻器驅(qū)動(dòng)，假如頻率低落時(shí)電壓也低落，那末電流能否增長(zhǎng)頻率低落(低速)時(shí)，假如輸入相同的功率，則電流增長(zhǎng)，但在轉(zhuǎn)矩必定的條件下，電流險(xiǎn)些牢固。

四、變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)
采 用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，跟著電機(jī)的加快響應(yīng)進(jìn)步頻率和電壓，起動(dòng)電流被限定在150%額外電流如下(依據(jù)機(jī)種分歧，為125%～200%)。用工頻電源間接起 動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為6～7倍，是以，將發(fā)生機(jī)器電氣上的打擊。采用的變頻器傳動(dòng)能夠或許膩滑地起動(dòng)(起動(dòng)光陰變長(zhǎng))。起動(dòng)電流為額外電流的1.2～1.5 倍，起動(dòng) 轉(zhuǎn)矩為70%～120%額外轉(zhuǎn)矩；對(duì)付帶有轉(zhuǎn)矩主動(dòng)加強(qiáng)功效的變頻器，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上，能夠或許帶全負(fù)載起動(dòng)。

五、V/f是什么形式
頻 率低落時(shí)電壓V也成比例低落，堅(jiān)持V/f比恒定節(jié)制是異步機(jī)電變頻調(diào)速的最根本的節(jié)制方法，它在節(jié)制機(jī)電的電源頻率變更的同 時(shí)節(jié)制變頻器輸入的電壓，并使兩者之比V/f為恒定，從而使機(jī)電的磁通堅(jiān)持恒定。在機(jī)電額外運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，機(jī)電的定子電阻和漏抗的電壓降比較小，機(jī)電的端電 壓和機(jī)電的覺(jué)得電勢(shì)類似相稱。

V/f 比恒定節(jié)制存在的緊張成績(jī)是低速機(jī)能較差。其緣故原由原由一是低速時(shí)異步機(jī)電定子電阻電壓降所占比例變大， 已不克不及疏忽，不克不及再覺(jué)得定子電壓和機(jī)電覺(jué)得電勢(shì)類似相稱，仍按V/f比必定節(jié)制已不克不及堅(jiān)持機(jī)電磁通恒定。機(jī)電磁通的減小必定組成機(jī)電的電磁轉(zhuǎn) 矩減??；其余 變頻器功率器件的死區(qū)光陰也是影響機(jī)電低速機(jī)能的緊張緣故原由原由，死區(qū)光陰組成電壓低落同時(shí)還會(huì)惹起轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，在必定條件下還會(huì)惹起轉(zhuǎn)速、電流的振蕩。

V/f比恒定節(jié)制常用于通用變頻器上。這類變頻器緊張用于風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速功效，和對(duì)調(diào)速規(guī)模請(qǐng)求不高的場(chǎng)所。V/f比恒定節(jié)制的凸起長(zhǎng)處是能夠或許停止機(jī)電的開(kāi)環(huán)速率節(jié)制。

六、V和f，如何改才能使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩變更
頻率低落時(shí)完整成比例地低落電壓，那末因?yàn)榻粨Q阻抗變小而電阻牢固，將組成在低速下發(fā)生的轉(zhuǎn)矩有減小的偏向。是以，在低頻時(shí)給定V/f，要使輸入電壓進(jìn)步一些，以便得到必定的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這類賠償稱加強(qiáng)起動(dòng)。能夠或許采納各類方法完成，有主動(dòng)停止的方法、決議V/f形式或調(diào)劑電位器等方法。

七、開(kāi)環(huán)
給所使用的機(jī)電裝設(shè)速率傳感器，將現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)速反饋給節(jié)制裝配停止節(jié)制的，稱為“閉環(huán)”，不消速率傳感器運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開(kāi)環(huán)”，通用變頻器多為開(kāi)環(huán)方法。

八、高壓變頻器自我保護(hù)機(jī)制
輸入過(guò)載、輸入過(guò)流、電網(wǎng)過(guò)電壓、電網(wǎng)欠電壓、電網(wǎng)失電、直流母線過(guò)電壓、直流母線欠電壓、變壓器過(guò)熱、缺相、節(jié)制電源掉電、驅(qū)動(dòng)差錯(cuò)、功率器件過(guò)熱、散熱風(fēng)機(jī)差錯(cuò)、內(nèi)部給定掉線、接地差錯(cuò)、光纖差錯(cuò)等等。

電壓與電流源型變頻器的差別

主要應(yīng)用在七大領(lǐng)域

1、冶金業(yè)———高壓變頻器在冶金工作的運(yùn)用首要有板材和線材的軋機(jī)、卷取機(jī)、風(fēng)機(jī)、料漿泵等，首要以電機(jī)節(jié)能為目的。

2、電力 工業(yè)———我國(guó)發(fā)電能力居國(guó)際第二，僅次于美國(guó)。電力工作也是變頻器產(chǎn)品的主要運(yùn)用領(lǐng)域之一。從我國(guó)火電廠中與變頻器相關(guān)的控制進(jìn)程看，風(fēng)、煤、水、渣和 尾氣系統(tǒng)的傳動(dòng)設(shè)備都合適變頻器的運(yùn)用。其間，除煤系統(tǒng)（排粉機(jī)、給煤機(jī)）外，其它4類系統(tǒng)均以風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載為主。變頻器產(chǎn)品首要用來(lái)改動(dòng)煤量、粉量、 水量等，以習(xí)氣負(fù)載的改動(dòng)，結(jié)束抵達(dá)節(jié)約動(dòng)力、前進(jìn)控制工藝水平的目的，對(duì)火電廠的節(jié)能、降耗、減排、安全、安穩(wěn)工作有主要意義。

3、供水———共用工程中的給排水系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等。這些設(shè)備首要是風(fēng)機(jī)水泵類電機(jī)負(fù)載，運(yùn)用高壓變頻器的節(jié)能效果十分出色，一般能夠完結(jié)節(jié)約用電30%擺布。

4、油氣鉆采業(yè)———2004年以來(lái)油氣鉆采工作一向處在高景氣周期，我國(guó)三大油企勘探費(fèi)用開(kāi)支堅(jiān)持20%以上的添加水平。近期我國(guó)在石油天然氣領(lǐng)域呈 現(xiàn)了一系列嚴(yán)峻資本發(fā)現(xiàn)，如10億噸原油地質(zhì)儲(chǔ)量的河北冀東南堡油田、5000億立方米地質(zhì)儲(chǔ)量的四川龍崗氣田、近2億噸原油地質(zhì)儲(chǔ)量的新疆塔河油田12 區(qū)等，將會(huì)進(jìn)一步推進(jìn)油氣勘探的投入，估計(jì)將來(lái)幾年各大油企用于石油勘探發(fā)掘的開(kāi)支還將有所前進(jìn)。變頻器運(yùn)用在石油發(fā)掘業(yè)，首要用于采油機(jī)（磕頭機(jī)）、注 水泵、潛水泵、輸油泵、氣體壓縮機(jī)等負(fù)載類型的電機(jī)，首要以電機(jī)節(jié)能為目的。

5、石化工業(yè)———石化工業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)脈。變頻器首要運(yùn)用于石油加工（煉油）中的各類泵、壓縮機(jī)和共用工程等方面，以抵達(dá)節(jié)能和控制工藝水平的目的。

6、建材工業(yè)———建材工業(yè)是我國(guó)主要的材料工業(yè)，其產(chǎn)品包括修建材料及成品、非金屬礦及成品、無(wú)機(jī)非金屬新材料三大種類。變頻器產(chǎn)品首要運(yùn)用于建材工 業(yè)的鼓風(fēng)機(jī)、粉碎機(jī)、皮帶傳送機(jī)、排氣風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)窯等設(shè)備。據(jù)相關(guān)安排計(jì)算，我國(guó)的水泥生產(chǎn)能力中的70%擺布是技術(shù)水平落后的立窯，能耗較高。通過(guò)變頻 器改造，能夠節(jié)約用電10%至20%，一同可前進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的可控性。據(jù)東方證券分析，將來(lái)幾年高壓變頻器商場(chǎng)需要將堅(jiān)持40%以上的增速，估計(jì)到2012年， 我國(guó)高壓變頻器商場(chǎng)容量可達(dá)88億元擺布，而保留估計(jì)將來(lái)十年變頻器商場(chǎng)容量逾越500億元。我國(guó)高壓變頻器商場(chǎng)潛力龐大，我國(guó)高壓變頻器運(yùn)用比率當(dāng)時(shí)還 不到30%，發(fā)達(dá)國(guó)家已達(dá)70%.因設(shè)備變頻器后能到達(dá)均勻節(jié)約用電30%的效果，所以在低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，高壓變頻器加速運(yùn)用。2008年我國(guó)高壓變頻器商場(chǎng) 銷售額達(dá)34億元，預(yù)期將來(lái)四年將堅(jiān)持40%以上的增速。如果僅對(duì)30%的現(xiàn)存電機(jī)和新增電機(jī)進(jìn)行調(diào)速節(jié)能改造，將有約0.7億KW、7萬(wàn)臺(tái)的商場(chǎng)容量， 則將來(lái)十年的商場(chǎng)容量逾越7萬(wàn)臺(tái)，產(chǎn)值逾越500億元。

7、煤炭業(yè)———我國(guó)是全球第一大產(chǎn)煤國(guó)。煤炭工作作為我國(guó)動(dòng)力根底工作一向是勞動(dòng)密集型公司，欲使其向技術(shù)密集型改變，走新式工業(yè)化路程，有必要大力推廣高新技術(shù)，前進(jìn)設(shè)備的工作功率及自動(dòng)化操 控水平。變頻調(diào)速技術(shù)用于煤炭工作的礦井提升機(jī)就能起到較好的節(jié)能效果。當(dāng)時(shí)發(fā)達(dá)國(guó)家已將變頻器廣泛用于帶式輸送機(jī)的調(diào)速或帶式輸送機(jī)的起動(dòng)控制、風(fēng)機(jī)調(diào) 速（包括主通風(fēng)機(jī)和有些通風(fēng)機(jī)）以及水泵的調(diào)速。為上述設(shè)備中的電機(jī)配備變頻器除了前進(jìn)傳動(dòng)功能外，更首要的是能夠節(jié)約動(dòng)力。

從上述材猜中能夠看到，高壓變頻器在各行業(yè)都有著無(wú)足輕重的位置，因?yàn)樗氖袌?chǎng)空間大，因而發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>

通用變頻器一般為電壓型變頻器，采用交—直—交工作方式，即是輸入為交流電源，交流電壓三相整流橋整流后變?yōu)橹绷麟妷?，然后直流電壓?jīng)三相橋式逆變電路變換為調(diào)壓調(diào)頻的三相交流電輸出到負(fù)載。線路板維修當(dāng)變頻器剛上電時(shí)，由于直流側(cè)的平波電容容量非常大，充電電流很大，通常采用一個(gè)起動(dòng)電阻來(lái)限制充電電流，常見(jiàn)的變頻起動(dòng)兩種電路。

充電完成后，控制電路通過(guò)繼電器的觸點(diǎn)或晶閘管將電阻短路，起動(dòng)電路故障一般表現(xiàn)為起動(dòng)電阻燒壞，變頻器報(bào)警顯示為直流母線電壓故障，一般設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)變頻器的起動(dòng)電路時(shí)，為了減少變頻器的體積選擇起動(dòng)電阻，都選擇小一些，電阻值在10～50Ω，功率為10～50W。

一臺(tái)變頻器狀態(tài)正常，但調(diào)不到高速運(yùn)行，經(jīng)檢查，變頻器并無(wú)故障，參數(shù)設(shè)置正確，調(diào)速輸入信號(hào)正常，上電運(yùn)行時(shí)測(cè)試出現(xiàn)變頻器直流母線電壓只有 450V左右，正常值為580～600V，再測(cè)輸入側(cè)，發(fā)現(xiàn)缺了一相，故障原因是輸入側(cè)的一個(gè)空氣開(kāi)關(guān)的一相接觸不良造成的，為什么變頻器輸入缺相不報(bào)警仍能在低頻段工作呢?實(shí)際上變頻器缺一相輸入時(shí)，是可以工作的，多數(shù)變頻器的母線電壓下限為400V，即是當(dāng)直流母線電壓降至400V以下時(shí)，變頻器才報(bào)告直流母線低電壓故障。

PLC維修當(dāng)兩相輸入時(shí)，直流母線電壓為380*1.2＝452V>400V。當(dāng)變頻器不運(yùn)行時(shí)，由于平波電容的作用，直流電壓也可達(dá)到正常值，新型的變頻器都是采用PWM控制技術(shù)，調(diào)壓調(diào)頻的工作在逆變橋完成，所以在低頻段輸入缺相仍可以正常工作，但因?yàn)檩斎腚妷旱洼敵鲭妷旱?，造成異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩低，頻率上不去。

對(duì)于已經(jīng)投入運(yùn)行的變頻器如果出現(xiàn)這種故障，就必須檢查負(fù)載的狀況；對(duì)于新安裝的變頻器如果出現(xiàn)這種故障，很可能是 V/F曲線設(shè)置不當(dāng)或電機(jī)參數(shù)設(shè)置有問(wèn)題，如一臺(tái)新裝變頻器，其驅(qū)動(dòng)的是一臺(tái)變頻電機(jī)，電機(jī)額定參數(shù)為220V/50Hz，而變頻器出廠時(shí)設(shè)置為380V/50Hz，由于安裝人員沒(méi)有正確設(shè)定變頻器的V/F參數(shù)，導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后轉(zhuǎn)子出現(xiàn)磁飽和，致使電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，發(fā)熱而過(guò)載。

所以在新變頻器使用以前，必須設(shè)置好該參數(shù)，另外使用變頻器的無(wú)速度傳感器矢量控制方式時(shí)，沒(méi)有正確的設(shè)置負(fù)載電機(jī)的額定電壓、電流、容量等參數(shù)，也會(huì)導(dǎo)致電機(jī)熱過(guò)載，還有一種情形是設(shè)置的變頻器載波率過(guò)高時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱過(guò)載，最后一種情形是電氣設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)變頻器常常在低頻段工作，而沒(méi)有考慮到在低頻段工作的電機(jī)散熱變差的問(wèn)題，致使電機(jī)工作一段時(shí)間后發(fā)熱過(guò)載，對(duì)于這種，需加裝散熱裝置。