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變頻器基礎(chǔ)知識

發(fā)布時間:2013-06-12 04:09:39瀏覽次數(shù):2545
什麼是變頻器
變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。 2、PWM和PAM的不同點(diǎn)是什麼?PWM是英文PulseWidthModulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫,按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度,以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。PAM是英文PulseAmplitudeModulation(脈沖幅度調(diào)制)縮寫,是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度,以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。 3、電壓型與電流型有什麼不同?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,其直流回路濾波石電感。 4、為什麼變頻器的電壓與電流成比例的改變?非同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩是電機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過電流之間相互作用而產(chǎn)生的,在額定頻率下,如果電壓一定而只降低頻率,那麼磁通就過大,磁回路飽和,嚴(yán)重時將燒毀電機(jī)。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓,使電動機(jī)的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用於風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能型變頻器。 5、電動機(jī)使用工頻電源驅(qū)動時,電壓下降則電流增加;對於變頻器驅(qū)動,如果頻率下降時電壓也下降,那麼電流是否增加?頻率下降(低速)時,如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下,電流幾乎不變。 6、采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時,電機(jī)的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩怎樣?采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn),隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓,起動電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同,為125%~200%)。用工頻電源直接起動時,起動電流為6~7倍,因此,將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩;對於帶有轉(zhuǎn)矩自動增強(qiáng)功能的變頻器,起動轉(zhuǎn)矩為100%以上,可以帶全負(fù)載起動。 7、V/f模式是什麼意思?頻率下降時電壓V也成比例下降,這個問題已在回答4說明。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機(jī)特性而預(yù)先決定的,通常在控制器的存儲裝置(ROM)中存有幾種特性,可以用開關(guān)或標(biāo)度盤進(jìn)行選擇。 8、按比例地改V和f時,電機(jī)的轉(zhuǎn)矩如何變化?頻率下降時完全成比例地降低電壓,那麼由於交流阻抗變小而直流電阻不變,將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。因此,在低頻時給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動轉(zhuǎn)矩,這種補(bǔ)償稱增強(qiáng)起動。可以采用各種方法實(shí)現(xiàn),有自動進(jìn)行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法。 9、在說明書上寫著變速范圍60~6Hz,即10:1,那麼在6Hz以下就沒有輸出功率嗎?在6Hz以下仍可輸出功率,但根據(jù)電機(jī)溫升和起動轉(zhuǎn)矩的大小等條件,最低使用頻率取6Hz左右,此時電動機(jī)可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會引起嚴(yán)重的發(fā)熱問題。變頻器實(shí)際輸出頻率(起動頻率)根據(jù)機(jī)種為0.5~3Hz. 10、對於一般電機(jī)的組合是在60Hz以上也要求轉(zhuǎn)矩一定,是否可以?通常情況下時不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)電壓不變,大體為恒功率特性,在高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時,必須注意電機(jī)與變頻器容量的選擇。 11、所謂開環(huán)是什麼意思?給所使用的電機(jī)裝置設(shè)速度檢出器(PG),將實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進(jìn)行控制的,稱為“閉環(huán)”,不用PG運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”。通用變頻器多為開環(huán)方式,也有的機(jī)種利用選件可進(jìn)行PG反饋。 12、實(shí)際轉(zhuǎn)速對於給定速度有偏差時如何辦?開環(huán)時,變頻器即使輸出給定頻率,電機(jī)在帶負(fù)載運(yùn)行時,電機(jī)的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)(1%~5%)變動。對於要求調(diào)速精度比較高,即使負(fù)載變動也要求在近於給定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)的場合,可采用具有PG反饋功能的變頻器(選用件)。 13、如果用帶有PG的電機(jī),進(jìn)行反饋後速度精度能提高嗎? 具有PG反饋功能的變頻器,精度有提高。但速度精度的植取決於PG本身的精度和變頻器輸出頻率的解析度。 14、失速防止功能是什麼意思? 如果給定的加速時間過短,變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過轉(zhuǎn)速(電角頻率)的變化,變頻器將因流過過電流而跳閘,運(yùn)轉(zhuǎn)停止,這就叫作失速。為了防止失速使電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),就要檢出電流的大小進(jìn)行頻率控制。當(dāng)加速電流過大時適當(dāng)放慢加速速率。減速時也是如此。兩者結(jié)合起來就是失速功能。 15、有加速時間與減速時間可以分別給定的機(jī)種,和加減速時間共同給定的機(jī)種,這有什麼意義? 加減速可以分別給定的機(jī)種,對於短時間加速、緩慢減速場合,或者對於小型機(jī)床需要嚴(yán)格給定生產(chǎn)節(jié)拍時間的場合是適宜的,但對於風(fēng)機(jī)傳動等場合,加減速時間都較長,加速時間和減速時間可以共同給定。 16、什麼是再生制動? 電動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中如果降低指令頻率,則電動機(jī)變?yōu)榉峭桨l(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行,作為制動器而工作,這就叫作再生(電氣)制動。 17、是否能得到更大的制動力? 從電機(jī)再生出來的能量貯積在變頻器的濾波電容器中,由於電容器的容量和耐壓的關(guān)系,通用變頻器的再生制動力約為額定轉(zhuǎn)矩的10%~20%。如采用選用件制動單元,可以達(dá)到50%~100%。 18、轉(zhuǎn)矩提升問題 自控系統(tǒng)的設(shè)定信號可通過變頻器靈活自如地指揮頻率變化,控制工藝指標(biāo),如在煙草行業(yè)的糖料、香料工序,可由皮帶稱的流量信號來控制變頻器頻率,使泵的轉(zhuǎn)速隨流量信號自動變化,調(diào)節(jié)加料量,均勻地加入香精、糖料。也可利用生產(chǎn)線起停信號通過正、反端子控制變頻器的起、停及正、反轉(zhuǎn),成為自動流水線的一部分。此外在流水生產(chǎn)線上,當(dāng)前方設(shè)備有故障時後方設(shè)備應(yīng)自動停機(jī)。變頻器的緊急停止端可以實(shí)現(xiàn)這一功能。在SANKEN、MF、FUT和FVT系列變頻器中可以預(yù)先設(shè)定三四個甚至多達(dá)七個頻率,在有些設(shè)備上可據(jù)此設(shè)置自動生產(chǎn)流程。設(shè)定好工作頻率及時間後,變頻器可使電機(jī)按順序在不同的時間以不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)行,形成一個自動的生產(chǎn)流程。 19、電機(jī)超過60HZ時應(yīng)注意什么問題?1)機(jī)械和裝置在該轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)要充分可能(機(jī)械強(qiáng)度、噪聲、振動等) 2)電機(jī)進(jìn)入恒功率輸出范圍,其輸出轉(zhuǎn)矩要能夠維修工作(風(fēng)機(jī)、泵等軸輸出功率與速度 的立方成比例增加,所以轉(zhuǎn)速少許升高時也要注意) 3)產(chǎn)生軸承壽命問題,要充分加以考慮。 4)對于中容量以上的電機(jī)特別是2極電機(jī),在60HZ以上運(yùn)轉(zhuǎn)時要特別注意。 20、要想高原有輸送帶的速度,以80HZ運(yùn)轉(zhuǎn),變頻器的容量該怎樣選擇?設(shè)基準(zhǔn)速度為50HZ,50HZ以上為恒功率輸出特性。像輸送帶這樣的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載增速時,容量需要增大為80/50=1。6倍。電機(jī)容量也像變頻器一樣增大。 21、想使兩臺2。2KW、4極電機(jī)順序起動,用一臺變頻器傳動時容量應(yīng)怎樣考慮?如果兩臺2。2KW的電機(jī)同時起動、同時停止,設(shè)2。2KW的額定電流為10A,那么以兩倍的20A計算用5。5KW(額定電流24A)的變頻器就足夠了。順序起動時,第2臺電機(jī)起動所需要的電流,相當(dāng)于全壓起動,以額定值的6倍計算,則需要能承受的過電流為(10+6X10)A=70A的變頻器,即以15KW以上,因此,用一臺變頻器進(jìn)行順序起動在價格、大小方面沒有優(yōu)勢,以采用兩臺單獨(dú)的變頻器為好。 22、什么是變頻器分辨率?有什么意義? 對于數(shù)字控制器的變頻器,即使頻率指令為模擬信號,輸出頻率也是有級給定。這個級差的最小單位就稱為變頻分辨率。 變頻分辨率通常取值為0。015~0。5HZ。例如,分辨率為0。5HZ,那么23HZ的上面可變頻23。5、24。0HZ,因此電機(jī)的動作也是有級的跟隨。這樣對于像連續(xù)卷取控制的用途就造成問題,在這種情況下,如果分辨率為0。015HZ左右,對于4極電機(jī)1個級差為1RPM以下,也可充分適應(yīng)。另外,有的機(jī)種給定分辨率與輸出分辨率不相同。 24、不采用軟起動,將電機(jī)直接投入到某固定頻率的變頻器時是否可以? 在很低的頻率下是可以的,但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動的條件相近。將流過大的起動電流(6~7倍額定電流),由于變頻器切斷過電流,電機(jī)不能起動采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時,電機(jī)的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩怎樣?采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn),隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓,起動電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同,為125%~200%)。用工頻電源直接起動時,起動電流為6~7倍,因此,將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩;對於帶有轉(zhuǎn)矩自動增強(qiáng)功能的變頻器,起動轉(zhuǎn)矩為100%以上,可以帶全負(fù)載起動。
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