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變頻器的變頻切換
發表日期:2020年2月19日  人氣:92  錄入:admin
針對選用變頻主動化操控體系中,在運用變頻器拖帶慣性負載運轉進程、遇到變頻器由工頻供電切換到變頻供電時,發生過大的沖擊電流而損壞變頻器,導致體系不能正常作業的情況,剖析闡明、并提出應對的解決辦法。
  1引言
  變頻器、實踐就是運動操控體系中的功率變換器,提供可控的高性能變壓變頻交流電源,在主動化操控體系使用越來越廣泛,其間變頻器使用最杰出的特點有一臺變頻器與電動機組、多臺變頻器與電動機組協調運轉,共同完結一項生產進程,在操控辦法上常用PC、PLC聯動組網等操控辦法,有變頻調速傳動體系、也有變頻恒壓泵控體系和風機類操控體系等,本文首要敘述變頻器在使用運轉時要留意的問題及解決辦法。
  2慣性負載電流對變頻器的沖擊
  常用由變頻器拖帶的慣性負載、要經過工頻供電或變頻器的切換調壓供電,通常的用電負載都是電動機。此刻的電動機、在工頻與變頻切換時、電動機的轉速不要下降太多。所以切換時刻應盡量地短;另一方面,還要縮短切換時刻,但在切換瞬間,電磁過渡進程遠未完畢,存在著定子繞組的電動勢與電源電壓疊加的問題。即發生大電流的原因非常明顯,如果電動機由原變頻跳變到與工頻電源接通,在切換接通的瞬間,電源電壓剛好與定子繞組的電動勢同相,如圖1所示,則切換時將沒有附加的沖擊電流;反之,如果電動機由原工頻跳變到變頻時與電源接通,即在切換接通的瞬間,電源電壓剛好與定子繞組的電動勢反相,如圖2所示,則切換時必將發生很大的沖擊電流,在最嚴重的情況下,沖擊電流可挨近于直接起動電流的2倍。但沖擊電流的巨細與變頻器拖帶慣性負載巨細有關,對不同負載、其具體辦法也不相同。
  2.1拖帶大慣性負載時
  大慣性負載在自在制動進程中,轉速下降較慢,可達數秒或數十秒。此刻電磁反響過渡進程的時刻很短,只需1s左右。因此,在電動機從變頻電源上斷開,到接通工頻電源之間的延時,只需調整到大于1s,就可以“躲開”電磁過渡進程,也就防止了沖擊電流的發生。
  2.2拖帶小慣性負載時
  如部分風機類和泵控體系的電動機,其自在制動的進程與電磁反響過渡進程非常挨近,則切換時必須進行相位查找,以確保在接通工頻電源的瞬間,工頻電源的電壓與定子電動勢處于同相位狀況(或挨近于同相位狀況),從而防止沖擊電流。
  3差頻同相的提出根據
  關于大慣性負載、其電動機的運轉通常由變頻切換在工頻上運轉,從圖1看出:電磁反響過渡進程的時刻TF都較易調整大于時刻TD就可防止了沖擊電流的發生。而風機類和泵控類的小慣性負載電動機、要防止沖擊電流過大,就必需將圖2的電源電壓波形與電動機定子繞組電動勢波形調整到同相位時進行變頻切換到工頻,才能有效防止過大的沖擊電流。而選用“差頻同相”的切換辦法,可使切換瞬間最大電流的峰值不超越電動機額定電流的2倍(IM′≤2IMIN)。
  4差頻同相的實施
  在變頻器輸出頻率與電源頻率切換時,利于兩者的同相點之間將不斷地作相對移動、從而“捕捉”到同相點。差頻同相的辦法既簡略又牢靠,但也要對變頻器和慣性負載的切換呼應有所考慮。
  4.1上限頻率的合理預置
  因為變頻器的輸出頻率與電源的頻率差△?越小,則同相點之間作相對移動的速度就越慢,“捕捉”同相點就越困難。所以,變頻器的上限頻率預置應小于50Hz的某個數值(如49.5Hz)。這個要求在變頻泵控體系和風機類操控體系的作業并不相悖。從節能的觀念動身,這兩大類操控體系的預置時,作業在50Hz是并不可取的。因為,相同運轉在50Hz下,變頻運轉比工頻運轉時的功耗要大一些。所以,把變頻器的上限頻率預置為49.5Hz或稍高一些是合理的。
  4.2預置切換的作業進程
  當變頻泵控體系或風機類操控體系中變頻器的運轉頻率到達上限頻率,并且經過承認時刻,承認需要切換時,操控體系經過操控電路或程序將向“主動轉換監控器”發出切換指令。“主動轉換監控器”在得到指令后立即開始“捕捉”同相點,當“捕捉”到同相點時,切換作業即告完結。
  4.3關于切換時刻(100ms)的預置
  由上述的剖析、并按所提的預設辦法,當變頻器由工頻切換到變頻時,同相點的跟隨時刻都很快。在拖帶風機類和泵控體系較大慣性負載時,其沖擊電流沒有呈現過大,對較小慣性負載時,其切換跳變非常平穩、也沒有呈現過大沖擊電流,其峰值電流沒超越電動機額定電流的1.5倍(IM′≤1.5IMIN)。
  5接入限流電抗器
  隨著變頻器的廣泛使用,變頻器內部的保護電路、切換預置等已越來越完善。如果變頻器自身具有切換功用者,一般都可以實現從工頻運轉切換至變頻運轉,切換時變頻器將主動進行頻率查找。對變頻器拖帶慣性負載的使用,有內預置也有外置,通進程序的編寫就能到達設計的意圖,如選用PLC可編程操控器PID的調節來到達切換的時刻呼應,使變頻器在頻率切換時平穩、防止過大的沖擊電流。但要留意的、當自行設計切換電路進行切換時,因為無法起動變頻器的“頻率查找”功用,故切換時必須有牢靠的限流辦法,以保護變頻器。經過屢次的試運轉、建議選用的限流辦法便是在變頻器和電動機之間接人輸出電抗器XL,在變頻器頻率切換時、電路別離接入KM1與KM2,用KM3接入工頻電源,如圖5所示。因為在工頻運轉時接人電抗器會下降功率因數,故電抗器僅在變頻運轉時接人。
  6結語
  經過對多臺設備的改造及實驗調試,考慮變頻恒壓泵控體系和風機類操控體系在切換運轉進程中,呼應時刻沒有太高的要求,切換時刻的預置都較慢些,體系運轉相當平穩,沒呈現太大的沖擊電流。在一些主動操控體系拖帶有巨細變動的慣性負載、并且要求變頻器切換快速的生產線等設備,選用上述的辦法進行反復調試,體系運轉防止過大的沖擊電流,有效保護變頻器由工頻電源切換變頻電源的平穩切換進程,使體系設備正常運轉。
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