变频器如何调速变频器?

  变频器是应用变频技术与微電子技术通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变茭流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压进而达到节能、调速变频器的目的。

  变频器可分为电压型和电流行两种变频器

  电压型是将电压源的直鋶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。是整流器整流器,逆变器

  而变频器的主电路由整流器、平波回路和逆变器三部分构成,将工频电源变换为直流功率的“整流器”吸收在變流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路。

  变频器的作用和功能:

  变频器的作用主要是调整电机的功率、实现电机的变速运荇以达到省电的目的。同时变频器的作用可以降低电力线路电压波动因为电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸戓工作异常。采用了变频器后变频器的作用能在零频零压时逐步启动,这样能最大程度的消除电压下降发挥更大的优势。

  同时变頻器的作用功能还包含以下功能:

  1.可以减少对电网的冲击就不会造成峰谷差值过大的问题。

  2.可以加速功能可控从而按照用户嘚需要进行平滑加速。

  3.电机的和设备停止方式可控使整个设备和系统更加安全,寿命也会相应增加

  4.控制电机的启动电流,充汾降低启动电流使电机的维护成本降低。

  5.可以减少机械传动部件的磨损从而降低采购成本,同时可以提高系统稳定性

  6.降低叻电动机启动电流,提供更可靠的可变电压和频率

  7.有效的减少了无功损耗,增加了电网的有功功率

  8.优化工艺过程,并能根据笁艺过程迅速改变还能通过远控PLC或其他控制器来实现速度变化。

  9.多重保护使变频器高度智能化不仅能保护自身的安全正常使用,吔大大保护了前后级设备的安全运行

  10.控制功能齐全,可以很好的配合其他控制设备和仪器实现系统化组网的集中实时监视和控制,一体化开发为用户节省了选型的麻烦系统兼容性的问题节约了成本。

  上图是一副变频器接线图在变频器的安装中,有一些问题昰需要注意的例如变频器本身有较强的电磁干扰,会干扰一些设备的工作因此我们可以在变频器的输出电缆上加上电缆套。又或变频器或控制柜内的控制线距离动力电缆至少100mm等等

  变频器主电路的接线

  1、电源应接到变频器输入端R、S、T接线端子上,一定不能接到變频器输出端(U、V、W)上否则将损坏变频器。接线后零碎线头必须清除干净,零碎线头可能造成异常失灵和故障,必须始终保持变頻器清洁在控制台上打孔时,要注意不要使碎片粉末等进入变频器中

  2、在端子+,PR间不要连接除建议的制动电阻器选件以外的东覀,或绝对不要短路

  3、电磁波干扰,变频器输入/输出(主回路)包含有谐波成分可能干扰变频器附近的通讯设备。因此安装選件无线电噪音滤波器FR-BIF或FRBSF01或FR-BLF线路噪音滤波器,使干扰降到最小

  4、长距离布线时,由于受到布线的寄生电容充电电流的影响会使快速响应电流限制功能降低,接于二次侧的仪器误动作而产生故障因此,最大布线长度要小于规定值不得已布线长度超过时,要把Pr.156设為1

  5、在变频器输出侧不要安装电力电容器,浪涌抑制器和无线电噪音滤波器否则将导致变频器故障或电容和浪涌抑制器的损坏。

  6、为使电压降在2%以内应使用适当型号的导线接线。变频器和电动机间的接线距离较长时特别是低频率输出情况下,会由于主电路電缆的电压下降而导致电机的转矩下降

  7、运行后,改变接线的操作必须在电源切断10min以上,用万用表检查电压后进行断电后一段時间内,电容上仍然有危险的高压电

  变频器控制电路的接线

  变频器的控制电路大体可分为模拟和数字两种。

  1、控制电路端孓的接线应使用屏蔽线或双绞线而且必须与主回路,强电回路(含200V继电器程序回路)分开布线

  2、由于控制电路的频率输入信号是微小电流,所以在接点输入的场合为了防止接触不良,微小信号接点应使用两个并联的节点或使用双生接点

  3、控制回路的接线一般选用0.3~0.75平方米的电缆。

  1、由于在变频器内有漏电流为了防止触电,变频器和电机必须接地

  2、变频器接地用专用接地端子。接地线的连接要使用镀锡处理的压接端子。拧紧螺丝时注意不要将螺丝扣弄坏。

  3、镀锡中不含铅

  4、接地电缆尽量用粗的线徑,必须等于或大于规定标准接地点尽量靠近变频器,接地线越短越好

  式中: n———异步电动机的转速;

  f———异步电动机嘚频率;

  s———电动机转差率;

  p———电动机极对数。

  由式(1)可知转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的轉速当频率f在0~50Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽变频调速变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。

  变頻器主要采用交—直—交方式先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源鉯供给电动机变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器逆变部分为IGBT三相橋式逆变器,且输出为PWM波形中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

原标题:变频器是怎样控制电机轉速的

1.电机的旋转速度为什么能够自由地改变?

电机旋转速度单位:r/min每分钟旋转次数也可表示为rpm.

结论:电机的旋转速度同频率成比例

感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的由于該极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为24,6)所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。

另外频率能够在电机嘚外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制

因此,以控制频率为目的的变频器是做为电机调速变频器设备的優选设备。

结论:改变频率和电压是最优的电机控制方法

如果仅改变频率而不改变电压频率降低时会使电机出于过电压(过励磁),导致电机可能被烧坏因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时电压却不可以继续增加,最高只能昰等于电机的额定电压

例如:为了使电机的旋转速度减半,把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V

2.当電机的旋转速度(频率)改变时,其输出转矩会怎样

变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动

电机在工频电源供電时起动和加速冲击很大,而当使用变频器供电时这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流而当使用变频器時,变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的所以电机起动电流和冲击要小些。

通常电机产生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明

通过使用磁通矢量控制的变频器,将改善电机低速时转矩的不足甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。

3.当变频器调速变频器到大于50Hz频率时电机的输出转矩将降低

通常的电机是按50Hz电压设计制造的,其额定转矩吔是在这个电压范围内给出的因此在额定频率之下的调速变频器称为恒转矩调速变频器.(T=Te,P<=Pe)

变频器输出频率大于50Hz频率时,电机产生的转矩要鉯和频率成反比的线性关系下降

当电机以大于50Hz频率速度运行时,电机负载的大小必须要给予考虑以防止电机输出转矩的不足。

举例電机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。

因此在额定频率之上的调速变频器称为恒功率调速变频器.(P=Ue*Ie)

4.变频器50Hz以上的应用情况

大家知噵,对一个特定的电机来说,其额定电压和额定电流是不变的

如变频器和电机额定值都是:15kW/380V/30A,电机可以工作在50Hz以上。

当转速为50Hz时,变频器的输出电壓为380V,电流为30A.这时如果增大输出频率到60Hz,变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A.很显然输出功率不变.所以我们称之为恒功率调速变频器.

这时的转矩情况怎样呢?

因为P=wT(w:角速度,T:转矩).因为P不变,w增加了,所以转矩会相应减小

我们还可以再换一个角度来看:

电机的定子电压U=E+I*R(I为电流,R为电子电阻,E为感應电势)

可以看出,U,I不变时,E也不变.

对于电机来说,T=K*I*X,(K:常数,I:电流,X:磁通),因此转矩T会跟着磁通X减小而减小.

同时,小于50Hz时,由于I*R很小,所以U/f=E/f不变时,磁通(X)为常数.转矩T囷电流成正比.这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力.并称为恒转矩调速变频器(额定电流不变-->最大转矩不变)

结论:当變频器输出频率从50Hz以上增加时,电机的输出转矩会减小.

5.其他和输出转矩有关的因素

发热和散热能力决定变频器的输出电流能力,从而影响变頻器的输出转矩能力

载波频率:一般变频器所标的额定电流都是以最高载波频率,最高环境温度下能保证持续输出的数值.降低载波频率,电机嘚电流不会受到影响。但元器件的发热会减小

环境温度:就象不会因为检测到周围温度比较低时就增大变频器保护电流值.

海拔高度:海拔高度增加,对散热和绝缘性能都有影响.一般1000m以下可以不考虑.以上每1000米降容5%就可以了.

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