变频器选用件的特点和应用 - 潘学礼工控博客工控论坛

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发表人：偶尔路过

发表时间：2009/6/3 8:01:00

发表新论题

本栏论题：

变频器选用件的特点和应用 [8041]

    众所周知，电机的转速和电源的频率是线性关系。变频器就是利用这一原理将50Hz的市电通过整流和逆变转换为频率可调的电源。由于变频器是通过CPU产生6组脉宽可调的SPWM波控制三相的6组功率元件导通/关断，从而形成电压、频率可调的三相输出电压。其输出电压和输出电流是由SPWM波和三角载波的交点产生的，不是标准的正弦波，包含较强的高次谐波成分，对电网上的其他设备产生很强的干扰，甚至造成不能使用。



    为了减小变频器对其他设备和电网的干扰，同时防止电网其他干扰源对变频器的干扰，需要在变频器的输入、输出端增加滤波器、电抗器等抗干扰设备，为此森兰公司推出适用与不同规格变频器的滤波器、电抗器、制动电阻和制动单元，方便用户使用。



    变频器选用件的特点和应用



    1 交流电抗器



    串联在电源与变频器输入侧，用于抑制输入电流的高次谐波，减少电源浪涌对变频器的冲击，改善三相电源的不平衡性，提高输入电源的功率因数（提高到0.75-0.85）。建议在下列情况下使用输入交流电抗器：



    变频器所用之处的电源容量与变频器容量之比为101以上；



    同一电源上接有晶闸管设备或带有开关控制的功率因数补偿装置；



    三相电源的电压不平衡度较大（≥3％）；



    由于交流电抗器体积较大，成本较高，变频器功率＞30kW时才考虑配置交流电抗器。



    2 直流电抗器



    直流电抗器串联在直流中间环节母线中（端子P1、P＋之间）。主要是减小输入电流的高次谐波成分，提高输入电源的功率因数（提高到0.95）。此电抗器可与交流电抗器同时使用，变频器功率＞30kW时才考虑配置。



    3 滤波器



    在变频器输入、输出电路中，有许多高频谐波电流，滤波器用于抑制变频器产生的电磁干扰噪声的传导，也可抑制外界无线电干扰以及瞬时冲击、浪涌对变频器的干扰。根据使用位置的不同可以分为输入滤波器和输出滤波器。



    输入滤波器有2种，线路滤波器和辐射滤波器：



    （1）线路滤波器串联在变频器输入侧，由电感线圈组成，通过增大电路的阻抗减小频率较高的谐波电流；在需要使用外控端子控制变频器时，如果控制回路电缆较长，外部环境的干扰有可能从控制回路电缆侵入，造成变频器误动作，此时将线路滤波器串联在控制回路电缆上，可以消除干扰。



    （2）辐射滤波器并联在电源与变频器输入侧，由高频电容器组成，可以吸收频率较高具有辐射能量的谐波成分，用于降低无线电噪声。线路滤波器和辐射滤波器同时使用效果更好。



    输出滤波器串联在变频器输出侧，由电感线圈组成，可以减小输出电流中的高次谐波成分，抑制变频器输出侧的浪涌电压，同时可以减小电动机由高频谐波电流引起的附加转矩。注意输出滤波器到变频器和电机的接线尽量缩短，滤波器亦应尽量靠近变频器。



    4 制动电阻和制动单元



    在变频器停止和降速时，由于电机的惯性，电机会处于再生制动状态，产生再生能量回馈给直流回路，消耗在内置制动电阻上，如果减速时间设定较短，造成直流母线电压升高过快，能量来不及消耗掉，可能超过电容的耐压或开关元件的容许电压，会造成变频器损坏。因此生产厂家为不同规格的变频器配备制动电阻或制动单元。用户在使用变频器时将制动电阻（P、DB）或制动单元（P、N）连接在直流母线两端，以便在直流母线电压升高到一定时，通过制动电阻或制动单元消耗掉多余的能量，保护变频器。



    制动电阻与使用电机的飞轮转矩有密切关系，而电机的飞轮转矩在运行时是变化的，因此准确计算制动电阻比较困难，而且没有必要，通常情况是采用经验公式取一个近似的值。



    制动电阻R＞＝2UD/Ie UD＝700V



    Ie：变频器额定电流



    制动电阻P＞＝a UD2/Ie



    a为常数，电机容量小时取小，反之取大。



    一般情况下，选用合适的制动电阻即可，如果电机功率较大，为了提高变频器在减速时的制动能力，同时使用合适的制动电阻和制动单元，效果较好。



    5 漏电保护器



    在变频器输入、输出引线和电机内部均存在分布电容，且森兰变频器为低噪声型，使用的载波频率较高。因此变频器的对地漏电流较大（大容量机种更为明显），有时会导致保护电路误动作。遇到上述问题时，除适当降低载波频率，缩短引线外，还应安装漏电保护器。



    当使用漏电保护器时，应注意以下几点：



    漏电保护器应设于变频器的输入侧，置于空气开关（无熔丝断路器）之后较为合适；漏电保护器的动作电流应大于该线路在工频电源下不使用变频器时漏电流（线路、无线电噪声滤波器、电机等漏电流的总和）的10倍。

以下是关于《变频器选用件的特点和应用》论题的回复（共2篇）

回复人：谢国军

回复时间：2010/2/23 13:57:00

我现在在做变频器的业务，但是以前没有接触过，不知道变频器的原理，现在想具体了解下变频器的工作原理和它使用的局限性。同时也想知道它一般在时常运作中会出现什么问题

回复人：ZUBC

回复时间：2010/6/29 21:27:00

如果有具体操作方法更好