变频器技术及应用答案(简谈对变频器的认识)

变频器的英文翻译是VFD(变频驱动),这可能是为数不多的现代科技从中文翻译成英文的例子。(但VFD也可以解释为真空荧光显示器,真空阴极荧光灯,所以这种翻译方法不常用)。变频器是应用变频技术和微电子技术,改变电机电源频率和幅值的交流电机电气传动部件。由于日本制造商在中国和朝鲜等亚洲地区的影响,逆变器曾被称为VVVF(变压变频逆变器)。
1.逆变器基础
:VVVF是变压变频的缩写,意思是改变电压和频率,也就是人们所说的变压变频。
:CVCF是恒压恒频的缩写,意思是电压和频率恒定,也就是人们所说的恒压恒频。
我们使用的电源分为交流电源和DC电源。一般来说,DC供电大多是由交流电源经过变压器变压、整流、滤波获得的。交流电约占人们总用电量的95%。无论是家用还是工厂用,单相交流电源和三相交流电源的电压和频率根据各国的规定都有一定的标准。例如,在mainland China,直接用户的单相交流电源为220V,三相交流电源线电压为380V,频率为50Hz。其他国家的供电电压和频率可能与中国不同,如单相100V/60Hz,三相200V/60Hz等。具有标准电压和频率。通常将固定电压和频率的工频交流电转换成可变电压或频率的交流电的装置称为“变频器”。为了产生可变的电压和频率,设备必须首先将电源的交流电转换成直流电(DC),这个过程称为整流。将直流电(DC)转换成交流电(AC)的装置。它的科学术语是“逆变器”。
通常,逆变器是将DC电力转换成固定频率和特定电压的逆变器。对于频率和电压可调的逆变器,我们称之为变频器。变频器的输出波形为模拟正弦波,主要用于三相异步电动机的调速,也称变频器。变频电源主要用于仪器仪表的检测设备中,需要对波形进行整理,并能输出标准正弦波,称为变频电源。一般变频电源是变频器价格的15-20倍。因为逆变设备中产生变化电压或频率的主要器件称为“逆变器”,所以产品本身命名为“逆变器”,即逆变器。变频器也可用于家用电器。使用变频器的家用电器中,不仅有电机(如空调),还有荧光灯。
用于电机控制的变频器可以改变电压和频率。但荧光灯用变频器主要是用来调节电源频率的。汽车中使用的从电池产生交流电(直流电)的设备也以“逆变器”的名义出售。变频器的工作原理广泛应用于各个领域。比如电脑电源的供电。在这种应用中,变频器用于抑制反向电压和频率的波动以及电源的瞬时断电。
1.什么是变频器?
变频器是一种电能控制装置,它利用功率半导体器件的开关作用将工频电能转换成另一种频率。主要由两个电路组成,一个是主电路(整流模块、电解电容、逆变模块),一个是控制电路(开关电源板、控制电路板)。CPU安装在控制电路板上,变频器的操作软件烧录在CPU上。同类型变频器的软件是固定的,三晶振变频器除外,可以根据使用要求进行更改。
2.PWM和PAM有什么区别?
PWM是英文Pulse Width Modulation(脉宽调制)的缩写,是通过改变t来调整输出和波形的一种方式
PAM是英文Pulse Amplitude Modulation的缩写,是一种按照一定规律改变脉冲序列的脉冲幅度来调整输出值和波形的调制方法。
3.电压型和电流型有什么区别?
变频器的主电路大致可以分为两类:电压型是将电压源的DC转换成交流电的变频器,DC电路的滤波器是电容;电流型是将电流源的DC转换成交流电的变频器,它的DC环路滤波器是电感。
4.为什么逆变器的电压与频率成正比变化?
异步电动机的转矩是由电动机的磁通量和转子中流动的电流之间的相互作用产生的。在额定频率下,如果电压不变,只降低频率,磁通会过大,磁路饱和,严重时会烧毁电机。所以频率和电压要成比例变化,即在改变频率的同时控制逆变器的输出电压,使电机的磁通保持恒定,避免弱磁和磁饱和现象。这种控制方式多用于风机、水泵等节能变频器。
5.当电机由工频电源驱动时,电压下降,电流增加;对于变频器驱动,如果频率降低时电压降低,电流是否增加?
当频率降低时(低速时),如果输出同样的功率,电流会增加,但在扭矩不变的情况下,电流几乎不变。
6.使用变频器运行时,电机的启动电流和转矩是多少?
采用变频器运行,随着电机的加速,频率和电压也相应提高,启动电流限制在额定电流的150%以下(根据不同型号为125%~200%)。电源直接启动时,启动电流是额定电流的6~7倍,所以会产生机械和电气冲击。通过变频器传动可以平稳启动(启动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为额定转矩的70% ~ 120%;对于具有自动增强转矩功能的变频器,启动转矩大于100%,可以带满负荷启动。
7.V/f模式是什么意思?
当频率降低时,电压V也成比例地降低。这个问题在回答4里已经解释过了。考虑到电动机的特性,预先确定V和F之间的比例关系。通常,控制器的存储设备(ROM)中有几个特性,可以通过开关或拨盘来选择。
8.当V和F成比例变化时,电机的转矩如何变化?
当频率下降时,电压完全按比例降低,所以低速时产生的转矩趋于降低,因为交流阻抗变小,DC电阻不变。因此,给定低频时的V/f,应提高输出电压以获得一定的起动转矩。这种补偿称为增强起动。它可以通过各种方法实现,如自动方法、V/f模式选择或电位计调整。
9.说明书上说变速范围是60~6Hz,也就是10: 1,所以6Hz以下没有输出功率?
6Hz以下仍可输出功率,但根据电机的温升和启动转矩,最低频率在6Hz左右。此时电机可以输出额定转矩,不会造成严重发热问题。根据型号,变频器的实际输出频率(启动频率)为0.5~3Hz。
10.对于通用电机的组合,要求扭矩即使在60Hz以上也要恒定。可能吗?
一般情况下,是不可能的。当电压恒定在60Hz以上时(50Hz以上也有模式),一般是恒功率特性。高速时需要相同的转矩时,必须注意电机和逆变器容量的选择。
11.所谓开环是什么意思?
给所用的电机装置设置一个速度检测器(PG),将实际速度反馈给控制装置进行控制,称为“闭环”,没有PG的运行称为“开环”。一般的变频器大多是开环的,有些型号可以用options做PG反馈。无速度传感器的闭环控制方法是根据建立的数学模型计算电机的实际速度
开环时,即使变频器输出给定的频率,当电机带负载运行时,电机的转速也在额定转差率的范围内变化(1%~5%)。对于要求调速精度高的场合,即使负载变化,也要求以接近给定速度运行,可以使用带PG反馈功能的变频器(可选)。
13.如果用带PG的电机,反馈后速度精度能提高吗?
具有PG反馈功能的变频器提高了精度。但是速度精度的值取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分辨率。
14.防失速功能是什么意思?
如果给定的加速时间过短,逆变器输出频率的变化远远超过转速(电角频率)的变化,逆变器就会因过流而跳闸停止运行,称为失速。为了防止停转和保持电机运转,需要检测电流和控制频率。加速电流过大时,适当减慢加速速率。减速时也是如此。两者结合就是失速功能。
15.有加速时间和减速时间可以分开给的车型,也有加减速时间一起给的车型。这有什么意义?
加减速可以分开给定,适用于短时加减速场合,或小型机床需要严格生产节拍的场合。但对于风机驱动等场合,加减速时间都比较长,加减速时间可以一起给定。
16.什么是再生制动?
如果在运行过程中降低电机的命令频率,电机将成为异步发电机,并作为制动器工作,这被称为再生(电)制动。
17.能否获得更大的制动力?
从电机再生的能量存储在逆变器的滤波电容器中。因为电容的容量和耐压,一般逆变器的再生制动力大约是额定转矩的10%~20%。如果采用选配制动单元,可以达到50%~100%。
18.请说明变频器的保护功能。
保护功能可分为以下两类:
(1)在检测到异常状态后,自动采取纠正措施,例如防止过电流失速和防止再生过电压失速。
(2)检测到异常后,阻断功率半导体器件的PWM控制信号,使电机自动停止。如过流切断、再生过压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时断电保护等。
19、为什么使用离合器持续负载时,变频器的保护功能会动作?
用离合器连接负载时,在连接的瞬间,电机从空载状态急剧变化到转差率大的区域,流过的大电流导致逆变器过流跳闸,无法运行。
20.当大型电机在同一工厂一起运行时,变频器在运行过程中停止。为什么?
电机启动时,会流过与容量相对应的启动电流,电机定子侧的变压器会产生压降。当电机容量较大时,这个压降也会有很大影响。连接到同一变压器的逆变器会做出欠压或瞬时停机的判断,因此有时保护功能(IPE)会动作,导致停机。
21.什么是变频分辨率?有什么意义?
对于数控变频器,即使频率指令是模拟信号,输出频率也是逐步给定的。这个级差的最小单位叫做变频分辨率。
变频通常取0.015~0.5Hz的值,比如分辨率为0.5Hz,23Hz的上半部分可以换成23.5 Hz和24.0 Hz,所以电机的动作也是按步就班的。这给连续卷绕控制等应用带来了问题。在这种情况下,如果分辨率约为0.015Hz,那么对于四级电机,如果一步差小于1r/min,则分辨率也可以完全适应。此外,某些型号的给定分辨率与输出分辨率不同。
22.安装变频器时安装方向是否有限制。
变频器内部和背部的结构考虑到了冷却效果,以及顶部a
在很低的频率下是可以的,但是如果给定的频率很高,同频电源直接启动的条件也差不多。会流过过大的启动电流(6~7倍额定电流),由于变频器切断过电流,电机无法启动。
24.电机运行在60Hz以上需要注意哪些问题?
当运行频率超过60Hz时,注意以下事项
(1)机械和装置应完全有可能在此速度下运行(机械强度、噪音、振动等)。).(2)当电机进入恒功率输出范围时,其输出扭矩应能维持其工作(风机、泵等的输出功率。轴与速度的立方成比例增加,所以速度稍微上升时也要注意)。(3)应充分考虑轴承的寿命。(4)对于中等容量或以上的电机,尤其是2极电机,在60Hz以上运行时,需要与制造商仔细讨论。
25.变频器可以驱动齿轮电机吗?
根据减速器的不同结构和润滑方式,应注意一些问题。在齿轮的结构中,通常可以认为70~80Hz是最大极限。使用油润滑时,持续低速运转与齿轮损坏有关。
26.变频器可以用来驱动单相电机吗?可以用单相电源吗?
基本不能用。对于由调速器开关启动的单相电动机,当调速范围低于工作点时,辅助绕组会被烧毁;对于电容器启动或电容器运行,会诱发电容器爆炸。变频器的电源通常是三相的,但是对于小容量,用单相电源运行也是有用的。
27.逆变器本身消耗多少功率?
与变频器的类型、运行状态、频率有关,但很难回答。而60Hz以下的变频器效率约为94%~96%,所以损耗是可以计算的。但是如果内置再生制动(FR-K)变频器考虑到制动时的损耗,功耗会变大,所以必须注意操作面板的设计。
28.为什么不能在6~60Hz的全区域连续运行?
通常,电机由安装在轴上的外部风扇或转子端环上的叶片冷却。如果速度降低,冷却效果也会降低,所以不能承受和高速运转一样的热量。需要降低低速时的负载转矩,或者使用大容量逆变器和电机的组合,或者使用专用电机。
29、使用带制动器的电机时应注意什么?
制动器励磁电路的电源应取自变频器的输入侧。如果制动器在逆变器输出功率时动作,过电流将被切断。因此,在变频器停止输出后,有必要使制动器工作。
30.为了用变频器提高功率因数,我想用电容驱动电机,但是电机不动。请说明原因。
逆变器的电流流入用于提高功率因数的电容,逆变器因其充电电流引起OCT而无法启动,作为对策,请拆除电容运行,甚至提高功率因数。在逆变器的输入侧连接交流电抗器是有效的。
31.逆变器的寿命有多长?
变频器虽然是静态器件,但也有滤波电容、散热风扇等消耗器件。如果定期维护,它们的寿命有望超过10年。
32.逆变器中有一个冷却风扇。风向是什么?风扇坏了会怎么样?
对于小容量,也有带或不带散热风扇的型号。风扇有多种类型,风向是从下往上。所以,安装变频器的地方,不要把机械设备放在阻碍吸排气的上下部位。还有,不要把怕热的零件放在变频器上面。当风扇出现故障时,它受到电风扇停止检测或冷却风扇过热检测的保护。
3.滤波电容是消耗品,那么如何判断其寿命?
作为滤波电容,其静电容量随着时间的推移而缓慢下降。定期测量静电容量,达到产品额定容量的85%时判定使用寿命。
34.安装变频器时是否限制安装方向。
基本上,它应该储存在托盘中,但问题是,托盘与全封闭结构
(3)使用热管。
另外,逆变器的背面可以露出来。
35.如果想提高原有传送带的速度,以80Hz运行,应该如何选择变频器的容量?
传送带消耗的功率和转速成正比,所以如果要以80HZ运行,变频器和电机的功率要按比例增加到80HZ/50HZ,也就是容量增加60%。
维护和检查过程中的注意事项有:
(1)关闭输入电源后,至少等待5分钟后才能开始检查(且正式充电的LED已熄灭),否则会造成触电。
(2)维护、检查和部件更换必须由合格人员进行。(开始工作前,取下所有金属物品(手表、手镯等)。)并使用带绝缘保护的工具)
(3)不要擅自改装频率发生器,否则容易造成触电,损坏产品。
(4)在维修变频器之前,必须确认输入电压是否错误。如果380V电源接在220V逆变器上,会有炸弹(电容、变阻器、模块等。).
逆变器主要由半导体元件组成,因此需要进行日常检查,以防止恶劣的工作环境,如温度、湿度、灰尘和振动等对元件使用寿命造成的故障。
检查项目:
(1)日常检查:检查变频器是否按要求工作。使用电压表工作时,检查变频器的输入和输出电压。
(2)定期检查:检查所有只能在变频器停机时检查的地方。
(3)部件的更换:部件的寿命很大程度上与安装条件有关。

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