1. 变频器定义
变频器是一种电力半导体器件控制装置,它通过通断作用将工频电源转换为另一频率的电能。该装置能够实现交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数以及提供过流、过压、过载保护功能。
2. PWM与PAM的区别
PWM(脉冲宽度调制):通过按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度来调节输出量和波形。
PAM(脉冲幅值调制):通过按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度来调节输出量值和波形。
3. 电压型与电流型的差异
变频器的主电路主要分为两类:
电压型:将电压源的直流转换为交流,直流回路的滤波元件是电容。
电流型:将电流源的直流转换为交流,直流回路滤波元件是电感。
4. 变频器电压与频率的比例关系
电动机的电磁转矩由电流和磁通相互作用产生。为了避免过热,电流不应超过额定值。因此,减小磁通会导致电磁转矩减小,从而降低带载能力。由公式E=4.44KFNΦ可知,在变频调速时,电动机的磁路随运行频率变化,容易使磁路饱和,产生尖峰电流。因此,频率与电压需成比例改变,以保持电动机磁通恒定,避免弱磁和磁饱和。
5. 变频器驱动下的电流变化
当频率下降时,如果输出相同功率,电流会增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。
6. 变频器启动时的电机性能
采用变频器启动时,电机加速时频率和电压相应提高,启动电流限制在150%额定电流以下。相比工频电源直接启动,变频器启动更加平滑,启动电流和转矩均较小。
7. V/f模式
V/f模式是指频率下降时电压V也成比例下降,这种比例关系考虑了电机特性,并可在控制器中预设。
8. V/f比例变化对转矩的影响
频率下降时,如果电压完全按比例降低,交流阻抗减小,直流电阻不变,低速下转矩有减小趋势。因此,低频时需要提高输出电压以补偿转矩损失。
9. 变频器的最低使用频率
虽然变频器在6Hz以下仍能输出功率,但根据电机温升和启动转矩等条件,最低使用频率通常取6Hz左右。
10. 高速运行时的转矩
通常情况下,60Hz以上电压不变,为恒功率特性。在高速下要求相同转矩时,需要特别设计。
11. 开环与闭环控制
开环:不使用速度检出器(PG)进行反馈控制。
闭环:使用速度检出器(PG)进行反馈控制,提高调速精度。
12. 转速偏差处理
开环控制下,电机在带负载运行时,转速在额定转差率范围内波动。对于调速精度要求高的情况,可采用具有PG反馈功能的变频器。
13. PG反馈对速度精度的影响
具有PG反馈的变频器可以提高速度精度,但精度还取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分辨率。
14. 失速防止功能
失速是指加速或减速过程中电流过大导致变频器跳闸。失速防止功能通过检测电流大小,适当放慢加速速率或减速速率,防止失速。
15. 加减速时间设定
加减速时间可分别设定的变频器适用于短时间加速、缓慢减速场合;加减速时间共同设定的变频器适用于加减速时间较长的场合。
16. 再生制动
降低指令频率时,电动机变为异步发电机状态运行,实现再生制动。
17. 制动力提升
通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%20%,采用制动单元可提升至50%100%。
18. 变频器的保护功能
保护功能包括自动修正异常状态和封锁电力半导体器件PWM控制信号使电机停车。
19. 离合器连接负载时的保护动作
使用离合器连接负载时,连接瞬间的大电流可能导致变频器过电流跳闸。
20. 大型电机启动影响
大型电机启动时产生的大电流导致电压降,影响同一变压器上的变频器运行。
21. 变频分辨率
变频分辨率是输出频率的最小变化单位,取值范围为0.015~0.5Hz,影响电机的动作精度。
22. 安装方向
变频器应尽可能垂直安装,以保证良好的冷却效果。
23. 直接投入固定频率的可行性
在很低的频率下可以,但高频时等同于工频电源直接启动,电流过大导致变频器跳闸。
24. 电机超过60Hz运行的注意事项
超过60Hz运行时,需注意机械强度、噪声、振动、轴承寿命和电机与减速机的匹配问题。
25. 变频器驱动单相电机的可行性
变频器通常不能用于驱动单相电机,也不能使用单相电源。
26. 变频器消耗功率
变频器消耗功率与机种、运行状态、使用频率相关,60Hz以下效率约为94%~96%。
27. 6~60Hz全区域连续运行的限制
电机冷却效果下降,需降低负载转矩或采用大容量变频器与电机组合。
28. 使用带制动器电机的注意事项
制动器励磁回路电源应取自变频器输入侧,确保变频器停止输出后再使制动器动作。
29. 变频器与改善功率因数电容器的兼容性问题
变频器电流流入电容器导致过电流跳闸,需拆除电容器后运行。
30. 变频器寿命
变频器寿命可达10年以上,但需定期维护消耗器件。
31. 冷却风扇的作用及故障处理
冷却风扇从下向上吹风,故障时由风扇停止检测或过热检测进行保护。
32. 滤波电容器寿命判断
通过定期测量静电容量,达到额定容量的85%时判断寿命。
33. 安装方向限制
变频器应尽量收藏在盘内,采用全封闭结构时需注意散热和成本问题。
34. 直流电抗器作用
减小输入电流的高次谐波干扰,提高输入电源功率因数。
35. 正弦滤波器作用
正弦滤波器允许变频器使用较长的电机电缆运行,适用于有中间变压器的回路。
36. 给定电位器电阻值
变频器的给定电位器电阻值一般为1KΩ至10KΩ。
37. 干扰方式及处理方法
干扰主要通过辐射和传导方式传播,采用屏蔽、滤波、磁环等措施进行处理。
38. 提高输送带速度时的变频器容量选择
输送带消耗的功率与转速成正比,提高速度需按比例增加变频器和电机的功率。
39. PWM与VVC+的区别
VVC+使用数学模型计算最佳电机励磁并进行补偿,PWM通过同步60°方法决定最佳开关时间。
40. 变频器不能作为变频电源的原因
变频器输出电压波形为脉冲方波,谐波成分多,电压和频率同时变化,不符合交流电源要求。
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