通用變頻器運(yùn)行中的問題及對策

時(shí)間：2020-01-05作者：臺州富川電氣有限公司瀏覽：732

目前，通用變頻器以其智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等優(yōu)點(diǎn)越來越受到用戶的青睞。隨著通用變頻器應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，運(yùn)行中出現(xiàn)的問題越來越多，主要有以下幾方面：諧波、振動與噪聲、負(fù)載匹配、發(fā)熱等問題。




（1）諧波及其抑制對策




通用變頻器的主電路形式一般由三部分組成：整流部分、逆變部分、濾波部分。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變器部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形。輸出電壓中含有除基波以外的其他諧波。較低次諧波通常對電機(jī)負(fù)載影響較大，引起轉(zhuǎn)矩脈動，而較高的諧波又使變頻器輸出電纜的漏電流增加，使電動機(jī)出力不足，故變頻器輸出的高低次諧波都**抑制，可以采用以下方法抑制諧波。




1）增加變頻器供電電源內(nèi)阻抗




通常電源設(shè)備的內(nèi)阻抗可以起到緩沖變頻器直流濾波電容的無功功率的作用，內(nèi)阻抗越大，諧波含量越小，這種內(nèi)阻抗就是變壓器的短路阻抗。因此選擇變頻器供電電源時(shí)，較好選擇短路阻抗大的變壓器。




2）安裝電抗器




在變頻器的輸入端和輸出端串接合適的電抗器（A?鄄CL），使整流阻抗增大，可以抑制高次諧波電流。




3）采用變壓器多相運(yùn)行




通用變頻器為六脈沖波整流器，因此產(chǎn)生的諧波較大。如果利用變壓器二次繞組接法的不同，使兩組三相交流電源間相位錯(cuò)開30°。整流變壓器二次繞組分別采用星形和三角形接法，整流電路的脈波數(shù)由6脈波提高到12脈波，可減小低次諧波電流，較好地抑制低次諧波。




（2）噪聲與振動及其對策




用變頻器進(jìn)行電動機(jī)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將產(chǎn)生噪聲和振動，這是變頻器輸出波形中含有高次諧波分量所產(chǎn)生的影響。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的變化，基波分量、諧波分量也在很大范圍內(nèi)變化，因此電動機(jī)各部分的諧波增加。




1）　噪聲問題及對策




電動機(jī)的噪聲大體有通風(fēng)噪聲、電磁噪聲和機(jī)械噪聲三種。




變頻器傳動時(shí)，由于輸出電壓、電流中含有諧波分量，氣隙的諧波磁通增加，所以噪聲變大。其特征如下：由于變頻器輸出較低的諧波頻率與轉(zhuǎn)子固有頻率的共振，導(dǎo)致在轉(zhuǎn)子固有頻率附近的噪聲增大；由于變頻器輸出的諧波分量使鐵心、機(jī)殼、軸架等諧波，導(dǎo)致在其固有頻率附近的噪聲增大。




為了抑制變頻器傳動引起的噪聲，特別是刺耳的噪聲與PWM控制的開關(guān)頻率有關(guān)，尤其在低頻區(qū)較為顯著。一般采用以下措施平抑和減少噪聲：在變頻器輸出側(cè)連接交流電抗器。如果轉(zhuǎn)矩有余量，將U/f值定小些，并可采用特殊電動機(jī)（對噪聲采取了措施）等。




2）振動問題及對策




電動機(jī)振動的原因可分為電磁與機(jī)械兩種。




電磁原因引起的振動表現(xiàn)為：由于較低次的諧波分量與轉(zhuǎn)子的諧振，其固有頻率附近的振動分量增加;由于諧波產(chǎn)生的脈動轉(zhuǎn)矩的影響發(fā)生振動。特別是當(dāng)脈動轉(zhuǎn)矩的頻率同電動機(jī)轉(zhuǎn)子與負(fù)載構(gòu)成的軸系扭轉(zhuǎn)固有頻率一致時(shí)將發(fā)生諧振。




機(jī)械原因引起的振動表現(xiàn)為：電動機(jī)軸上有外伸重量等，軸系統(tǒng)的固有頻率降低時(shí)，如果電動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，全旋轉(zhuǎn)頻率與軸系統(tǒng)固有頻率接近，則振動加劇。轉(zhuǎn)子殘余不平衡引起離心力與轉(zhuǎn)速的二次方成比例增加，所以用變頻器進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，振動加大。




為減少諧波產(chǎn)生的電磁力，可以在變頻器的輸出側(cè)連接交流電抗器，以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分。使用PAM方式或方波PWM方式變頻器時(shí)，可改用正弦波PWM或矢量控制方式變頻器，以減小脈動轉(zhuǎn)矩。



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