关于变频器工作原理及基础知识
(一)V/f模式是什么意思?
频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性,可以用开关或标度盘进行选择
(二)采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样?
采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩为****以上,可以带全负载起动。
(三)电压型与电流型有什么不同?
变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。
(四)为什么变频器的电压与电流成比例的改变?
异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。
(五)电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于变频器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加?
频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。
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一、常常被用户忽略的变频器基本参数
P0.12、设定变频器大输出电压;
P0.15、设定变频器输出大电压时对应的小频率(电机基本频率);
P9.01、设定电机级数;
P9.02、设定电机转速;
PA.02、转差补偿功能。
二、参数分类为
P0.12、P0.15、P9.01、P9.02、四个为电机基本参数,必须按“被控制电机”的基本参数设
置。PA.02、为变频器增强功能参数。
三、参数正确设置的必要性
1、P0.12、P0.15 为大输出电压对应电机基本频率,如果设置不正确,可能导致电机性能下降(如:力矩不足)或变频器过流、过载故障保护。
2、P0.15、P9.01、P9.02 为基本频率对应电机级数的额定转速,如果其中一个参数设置不正确,可能变频器性能下降(如变频器过压、过流、过载故障保护,还会导致电机运行失速)
3、PA.02 为变频器增强功能参数,此参数矢量1 控制模式下为关键,只有电机基本参数设置正确时才能增强变频器性能,否则,适得其反。
其现象如下:图 1,在矢量1 控制模式下,参数设正确时的运行曲线;图 2,在矢量1 控制模式下,艾默生EV3300变频器维修服务,参数设不正确时的运行曲线。
图2 在矢量1 控制模式下,参数设不正确时的运行曲线
看了以上监测到的数据图后,我想大家都已经明白了变频器在调试过中,电机的基本参数是那么的至关重要。它关系到变频器能长期使用,性能长期稳定。
四、目前经常因电机基本参数影响变频性能的行业以及应用对策:
1、机床行业(如:数控制车床、数控高速钻床、数控高速铣床等)。
机床行业分电机转速低的设备和高转速的设备,为了提高生产效率,大部分机床设备都要求高转速的电机,配备变频来调速,电机基频分100Hz、200 Hz、400Hz、800 Hz、2670 Hz 等,在这些电机上转速都不明确,所以有些用户就只设置基本频率,因电机转速不明,就保持默认值不变。这样设备在调试轻载运行时变频器是很稳定,当到用户使用时,问题就出现了。
2、高速切削设备(如:木工设备、材料剪切设备等)。
此设备要求电机转速中等,一般两对级电机使用较多,往往用户只设置转速,忘了设置级数,甚至以为只是使用了变频器的V/F 控制模式,对电机参数不重视。
3、重型设备(如:提升机、起吊设备、输送设备等)
此设备为低速设备,要求电机转速低、低速扭矩大,选用的电机往往都是多对级电机,用户也会以为只是使用了变频器的V/F 控制模式来调节速度,对电机参数并不重视,只是设置了控制功能参数,变频能运行起来,就寥寥无事了。
对策:
如果因电机参数不明,可以使用三相异步电动机转速公式计算:为n=60f/p(1-s),f 为基本频率、p 为电动机的极对数、s 为转差率、n 为额定转速。如果因数据太大,无法设置到变频器内部时,建议把 PA.02 设为0%。
变频器在工程应用中需要注意的几个问题
随着通用变频器市场的日益繁荣,不包括oem进口变频器,中国通用变频器年用量超过25亿元人m币,变频器及其附属设备的安装、调试、日常维护及维修工作量剧增,给用户造成重大直接和间接损失。本文就针对造成以上问题的原因,根据大量用户的实际应用情况,从应用环境、电磁干扰与抗干扰、电网质量、电机绝缘等方面进行了分析,提出了一些改进的建议。
2 工作环境问题
在变频器实际应用中,由于国内客户除少数有机房外,大多为了降低成本,将变频器直接安装于工业现场。工作现场一般是灰尘大、温度高,在南方还有湿度大的问题。对于线缆行业还有金属粉尘,在陶瓷、印染等行业还有腐蚀性气体和粉尘,在煤矿等场合,还有防爆的要求等等。因此必须根据现场情况做出相应的对策。
2.1 变频器的安装设计基本要求
(1) 变频器应该安装在控制柜内部。
(2) 变频器h安装在控制柜内的中部;变频器要垂直安装,正上方和正下方要避免安装可能阻挡排风、进风的大元件。
(3) 变频器上、下部边缘距离控制柜顶部、底部、或者隔板、或者必须安装的大元件等的x间距,应该大于300mm。如图1中的h1,h2间距所示。
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