• 变频器的基本组成与其工作原理

    变频器的基本组成与其工作原理

      变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,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(直流变交流)、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、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。      我们使用的电源分为交流电源和直流电源,一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压,整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。无论是用于家庭还是用于工厂,单相交流电源和三相交流电源,其电压和频率均按各国的规定有一定的标准,如我国大陆规定,直接用户单相交流电压为220V,三相交流电线电压为380V,频率为50Hz,其它国家的电源电压和频率可能与我国的电压和频率不同,如有单相100V/60Hz,三相200V/60Hz等等,标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。通常,把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。   为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC),这个过程叫整流。一般逆变器是把直流电源逆变为一定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变电源频率和电压可调的逆变器我们称为变频器。变频器输出的波形是模拟正弦波,主要是用在三相异步电动机调速用,又叫变频调速器。对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器,要对波形进行整理,可以输出标准的正弦波,叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的15--20倍。变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中,不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。      用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。   变频器的基本组成:   变频器通常分为4部分:整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。   整流单元:将工作频率固定的交流电转换为直流电。   高容量电容:存储转换后的电能。   逆变器:由大功率开关晶体管阵列组成电子开关,将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。   控制器:按设定的程序工作,控制输出方波的幅度与脉宽,使叠加为近似正弦波的交流电,驱动交流电动机。   变频器的工作原理:   变频器是把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置,在实际的生产中有着十分广泛的应用。那么变频器的工作原理是什么呢?下面电工之家带您一起来分享一下。   它的主电路由三部分构成,即整流器、平波回路和逆变器,并一般分为电流型和电压型。电压型是将电压源的直流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。 它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的“整流器”,吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”,以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。   整流器   最近大量使用的是二极管的变流器,它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器,由于其功率方向可逆,可以进行再生运转。   平波回路   在整流器整流后的直流电压中,含有电源6倍频率的脉动电压,此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动,采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时,如果电源和主电路构成器件有余量,可以省去电感采用简单的平波回路。   逆变器   同整流器相反,逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率,以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压型pwm逆变器为例示出开关时间和电压波形。   控制电路   是给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路,它有频率、电压的“运算电路”,主电路的“电压、电流检测电路”,电动机的“速度检测电路”,将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”,以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。   (1)运算电路:将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。   (2)电压、电流检测电路:与主回路电位隔离检测电压、电流等。   (3)驱动电路:驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。   (4)速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。   (5)保护电路:检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。      上图就是变频器控制电路的原理示意图。上半部为主电路,下半部为控制电路。主要由控制核心CPU 、输入信号、输出信号和面板操作指示信号、存储器、LSI电路组成。   外接电位器的模拟信号经模数转换将信号送入CPU,达到调速的目的。外接的开关量信号也经由与非门送入控制CPU。   变频器的控制方式与原理:   控制方式   1: VVVF 是 Variable Voltage and Variable Frequency 的缩写,意为改变电压和改变频率,也就是人们所说的变压变频。   2: CVCF 是 Constant Voltage and Constant Frequency 的缩写,意为恒电压、恒频率,也就是人们所说的恒压恒频。   VVC的控制原理   在VVC中,控制电路用一个数学模型来计算电机负载变化时最佳的电机励磁,并对负载加以补偿。此外集成于ASIC电路上的同步60°PWM方法决定了逆变器半导体器件(IGBTS)的最佳开关时间。决定开关时间要遵循以下原则:   数值上最大的一相在1/6个周期(60°)内保持它的正电位或负电位不变。其它两相按比例变化,使输出线电压保持正弦并达到所需的幅值(如下图)      正弦控制PWM不同,VVC是依据所需输出电压的数字量来工作的。这能保证变频器的输出达到电压的额定值,电机电流为正弦波,电机的运行与电机直接接市电时一样。      由于在变频器计算最佳的输出电压时考虑了电机的常数(定子电阻和电感),所以可得到最佳的电机励磁。   因为变频器连续的检测负载电流,变频器就能调节输出电压与负载相匹配,所以电机电压可适应电机的类型,跟随负载的变化。   VVC+的控制原理是将矢量调制的原理应用于固定电压源PWM逆变器。这一控制建立在一个改善了的电机模型上,该电机模型较好的对负载和转差进行了补偿。因为有功和无功电流成分对于控制系统来说都是很重要的,控制电压矢量的角度可显著的改善0-12HZ范围内的动态性能,而在标准的PWM U/F驱动中0-10HZ范围一般都存在着问题。   利用SFAVM或60°AVM原理来计算逆变器的开关模式,可使气隙转矩的脉动很小(与使用同步PWM的变频器相比)。用户可以选择自己最喜爱的工作原理,或者由逆变器依据散热器的温度来自动选择控制原理。如果温度低于75°C采用SFAVM原理来控制,当温度高于75℃时就应用60°AVM原理。   以下给出这两个原理的概要:      如下图所示,电机模型为负载补偿器和电压矢量发生器分别计算额定的空载值ISX0,Isy0和I0,θ0。知道实际的空载值就有可能更准确地估计电机轴的负载转矩。      与V/f控制相比,电压矢量控制在低速时很有利,传动的动特性可得到明显的改善。此外因为控制系统能更好地估计负载转矩,给出电压和电流的矢量值,与标量(仅有大小的值)控制的情况相比,电压矢量控制还能得到很好的静态特征。

    时间:2020-08-11 关键词: 变频器 逆变器 整流器

  • 变频器的常用控制方式

    变频器的常用控制方式

      变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,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(直流变交流)、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、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。   变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向,而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素,除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外,对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。      变频器基本结构与工作原理:   1、 变频器的基本结构   变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。      2、变频器的工作原理:   变频器是把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置,在实际的生产中有着十分广泛的应用。   变频器的工作原理是通过控制电路来控制主电路,主电路中的整流器将交流电转变为直流电,直流中间电路将直流电进行平滑滤波,逆变器最后将直流电再转换为所需频率和电压的交流电,部分变频器还会在电路内加入CPU等部件,来进行必要的转矩运算。   主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分,变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流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。它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的“整流器”,吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路   变频器是将工频电源转换成任意频率、任意电压交流电源的一种电气设备,变频器的使用主要是调整电机的功率、实现电机的变速运行。变频器的组成主要包括控制电路和主电路两个部分,其中主电路还包括整流器和逆变器等部件。   变频器中常用的控制方式:   在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。   (1) V/f控制   V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性,基于在改变电源频率进行调速的同时,又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的,通用型变频器基本上都采用这种控制方式。V/f控制变频器结构非常简单,但是这种变频器采用开环控制方式,不能达到较高的控制性能,而且,在低频时,必须进行转矩补偿,以改变低频转矩特性。   (2) 转差频率控制   转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式,它是在V/f控制的基础上,按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率,并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率,就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式,在控制系统中需要安装速度传感器,有时还加有电流反馈,对频率和电流进行控制,因此,这是一种闭环控制方式,可以使变频器具有良好的稳定性,并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。   (3) 矢量控制   矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位,以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制,进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间,又可以形成各种PWM波,达到各种不同的控制目的。例如形成开关次数最少的PWM波以减少开关损耗。目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。   基于转差频率的矢量控制方式与转差频率控制方式两者的定常特性一致,但是基于转差频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制,使之满足一定的条件,以消除转矩电流过渡过程中的波动。因此,基于转差频率的矢量控制方式比转差频率控制方式在输出特性方面能得到很大的改善。但是,这种控制方式属于闭环控制方式,需要在电动机上安装速度传感器,因此,应用范围受到限制。   无速度传感器矢量控制是通过坐标变换处理分别对励磁电流和转矩电流进行控制,然后通过控制电动机定子绕组上的电压、电流辨识转速以达到控制励磁电流和转矩电流的目的。这种控制方式调速范围宽,启动转矩大,工作可靠,操作方便,但计算比较复杂,一般需要专门的处理器来进行计算,因此,实时性不是太理想,控制精度受到计算精度的影响。      (4) 直接转矩控制   直接转矩控制是利用空间矢量坐标的概念,在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩,通过检测定子电阻来达到观测定子磁链的目的,因此省去了矢量控制等复杂的变换计算,系统直观、简洁,计算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。即使在开环的状态下,也能输出100%的额定转矩。   (5) 最优控制   最优控制在实际中的应用根据要求的不同而有所不同,可以根据最优控制的理论对某一个控制要求进行个别参数的最优化。例如在高压变频器的控制应用中,就成功的采用了时间分段控制和相位平移控制两种策略,以实现一定条件下的电压最优波形。   (6) 其他非智能控制方式   在实际应用中,还有一些非智能控制方式在变频器的控制中得以实现,例如自适应控制、滑模变结构控制、差频控制、环流控制、频率控制等。

    时间:2020-08-11 关键词: 变频器 逆变器 整流器

  • 变频器的选用选型,变频器的应用

    变频器的选用选型,变频器的应用

      变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,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(直流变交流)、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、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。      随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。变频器的分类方法有多种:   按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;   按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器;   按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;   按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器、提升机变频器等   变频器的选用选型:   变频器选型:主要需要确定以下几点:   (1)采用变频的目的:恒压控制还是恒流控制?   (2)变频器的负载类型(如叶片泵或容积泵等,特别注意负载的性能曲线,性能曲线决定了应时的方式方法。   (3)变频器与负载的匹配问题:   A、电压匹配:变频器的额定电压与负载的额定电压相符。   B、电流匹配:普通的离心泵,变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数,以最大电流确定电流和过载能力。   C、转矩匹配:这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。   (4)在使用变频器驱动高速电机时。由于高速电机电抗小,高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器选型,其容量要稍大于普通电机的选型。   (5)变频器如果要长电缆运行时,此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响,避免变频器出力不足,所以在这种情况下,变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。   (6)对于一些特殊的应用场合,如高温、高海波,此时会引起变频器的降容,变频器容量要放大一档 变频器选型:首先确认变频器的安装环境:   A、工作温度。变频器内部是大功率的电子元件,极易受到工作温度的影响,产品一般要求为0~55度。但为了保证工作安全、可靠,使用时应考虑留有余地,最好控制在40度以下。在控制箱中,变频器一般应安装在箱体上部,并严格遵守产品说明书中的安装要求,绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。   B、环境温度。温度太高且温度变化较大时,变频器内部易出现结露现象,其绝缘性能就会大大降低,甚至可能引发短路事故。必要时在箱中增加干燥剂和加热器。在水处理间,一般水汽都比较大,如果温度变化大的话,这个问题会比较突出。   C、腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大,不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等,而且还会加速塑料器件的老化,降低绝缘性能。   D、振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时,会引起电气接触不良和模块与散热器接触不良导致烧模块等。淮安热电就出现过这样的问题。这时除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外,还应使用抗震橡皮垫固定控制箱以及固定箱内产生振动的交流接触器等。在设备运行一段时间后,及时进行检查和维护。   E、电磁波干扰。变频器由于需要整流和变频,周围产生了很多的干扰电磁波,这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此,柜内的仪表和电子系统,应该选用金属外壳,屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的元器件均应 可靠接地。除此之外,各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆,且屏蔽层应接地。如果处理不好 电磁干扰,往往会使整个系统无法工作,导致控制单元失灵或损坏。      选用变频器的类型,按照生产机械的类型、调速范围、静态速度精度、起动转矩的要求,决定选用那种控制方式的变频器最合适。所谓合适是既要好用,又要经济,以满足工艺和生产的基本条件和要求。   1、需要控制的电机及变频器自身   (1)电机的极数。一般电机极数以不多于(极为宜,否则变频器容量就要适当加大。   (2)转矩特性、临界转矩、加速转矩。在同等电机功率情况下,相对于高过载转矩模式,变频器规格可以降额选取。   (3)电磁兼容性。为减少主电源干扰,使用时可在中间电路或变频器输入电路中增加电抗器,或安装前置隔离变压器。一般当电机与变频器距离超过50m时,应在它们中间串入电抗器、滤波器或采用屏蔽防护电缆 。   2、变频器功率的选用系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积,只有两者都处在较高的效率下工作时,则系统效率才较高。从效率角度出发,在选用变频器功率时,要注意以下几点:   (1)变频器功率值与电动机功率值相当时最合适,以利变频器在高的效率值下运转。   (2)在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时,则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率,但应略大于电动机的功率。   (3)当电动机属频繁起动、制动工作或处于重载起动且较频繁工作时,可选取大一级的变频器,以利用变频器长期、安全地运行。   (4)经测试,电动机实际功率确实有富余,可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器,但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。   (5)当变频器与电动机功率不相同时,则必须相应调整节能程序的设置,以利达到较高的节能效果。   3、变频器箱体结构的选用变频器的箱体结构要与环境条件相适应,即必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素。常见有下列几种结构类型可供用户选用:   (1)敞开型IPOO型本身无机箱,适用装在电控箱内或电气室内的屏、盘、架上,尤其是多台变频器集中使用时,选用这种型式较好,但环境条件要求较高;   (2)封闭型IP20型适用一般用途,可有少量粉尘或少许温度、湿度的场合;   (3)密封型IP45型适用工业现场条件较差的环境;   (4)密闭型IP65型适用环境条件差,有水、尘及一定腐蚀性气体的场合。   4、变频器容量的确定合理的容量选择本身就是一种节能降耗措施。根据现有资料和经验,比较简便的方法有三种:   (1)电机实际功率确定发。首先测定电机的实际功率,以此来选用变频器的容量。   (2)公式法。当一台变频器用于多台电机时,应满足:至少要考虑一台电动机启动电流的影响,以避免变频器过流跳闸。   (3)电机额定电流法变频器。变频器容量选定过程,实际上是一个变频器与电机的最佳匹配过程,最常见、也较安全的是使变频器的容量大于或等于电机的额定功率,但实际匹配中要考虑电机的实际功率与额定功率相差多少,通常都是设备所选能力偏大,而实际需要的能力小,因此按电机的实际功率选择变频器是合理的,避免选用的变频器过大,使投资增大。对于轻负载类,变频器电流一般应按1.1N(N为电动机额定电流)来选择,或按厂家在产品中标明的与变频器的输出功率额定值相配套的最大电机功率来选择。   5、主电源   1)电源电压及波动。应特别注意与变频器低电压保护整定值相适应,因为在实际使用中,电网电压偏低的可能性较大。   2)主电源频率波动和谐波干扰。这方面的干扰会增加变频器系统的热损耗,导致噪声增加,输出降低。   3)变频器和电机在工作时,自身的功率消耗。在进行系统主电源供电设计时,两者的功率消耗因素都应考虑进去      变频器的应用:   采用变频器对机械设备变频调速运转可以达到节能效果,采用多台电动机以比例速度运转可以达到省力自动化的效果,对电动机增速运转可以达到提高产量的效果,采用高频电动机进行高速运转可以达到提高产量的效果,在恶劣的环境中可以取代直流电动机减少维修,选择无级的最佳速度运转可以提高产品的质量,采用空调压缩机调速运转来进行连续温度控制,可以达到提高舒适性的效果。   1、变频器的发展   随着生产技术的不断发展,直流拖动的薄弱环节逐步显露出来。由于换向器的存,直流电机的维护量加大,单机容量、最高转速以及使用环境都受到限制。人们开始转向结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉的异步电动机。但异步电动机的调速性能难以满足生产的需要。于是,从20世纪30年代开始,人们致力于交流调速技术的研究,然而进展缓慢。在相当长的时期内,直流调速一直以其优异的性能统治着电气传动领域。20世纪60年代以后,特别是70年代以来,电力电子技术、控制技术和微电子技术的飞速发展,使得交流调速性能可以与直流调速相媲美。目前,交流调速已进入逐步代替直流调速的时代。   2、变频器的应用   变频器主要用于交流电动机(异步电机或同步电机)转速的调节,是公认的交流电动机最理想、最有前途的调速方案,除了具有卓越的调速性能之外,变频器还有显著的节能作用,是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。自上世纪80年代被引进中国以来,变频器作为节能应用与速度工艺控制中越来越重要的自动化设备,得到了快速发展和广泛的应用。   (1)变频器与节能 变频器产生的最初用途是速度控制,但目前在国内应用较多的是节能。中国是能耗大国,能源利用率很低,而能源储备不足。在2003年的中国电力消耗中,60—70%为动力电,而在总容量为5.8亿千瓦的电动机总容量中,只有不到2000万千瓦的电动机是带变频控制的。据分析,在中国,带变动负载、具有节能潜力的电机至少有1.8亿千瓦。因此国家大力提倡节能措施,并着重推荐了变频调速技术。   应用变频调速,可以大大提高电机转速的控制精度,使电机在最节能的转速下运行。以风机水泵为例,根据流体力学原理,轴功率与转速的三次方成正比。当所需风量减少,风机转速降低时,其功率按转速的三次方下降。因此,精确调速的节电效果非常可观。与此类似,许多变动负载电机一般按最大需求来生产电动机的容量,故设计裕量偏大。而在实际运行中,轻载运行的时间所占比例却非常高。如采用变频调速,可大大提高轻载运行时的工作效率。因此,变动负载的节能潜力巨大。   作为节能目的,变频器广泛应用于各行业。以电力行业为例,由于中国大面积缺电,电力投资将持续增长,同时,国家电改方案对电厂的成本控制提出了要求,降低内部电耗成为电厂关注焦点,因此变频器在电力行业有着巨大的发展潜力,尤其是高压变频器和大功率变频器。   (2)变频器与工艺控制(速度控制) 目前,中国的设备控制水平与发达国家相比还比较低,制造工艺和效率都不高,因此提高设备控制水平至关重要。由于变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点,在许多需要精确速度控制的应用中,变频器正在发挥着提升工艺质量和生产效率的显著作用。   (3)变频家电 除了工业相关行业,在普通家庭中,节约电费、提高家电性能、保护环境等受到越来越多的关注,变频家电成为变频器的另一个广阔市场和应用趋势。带有变频控制的冰箱、洗衣机、家用空调等,在节电、减小电压冲击、降低噪音、提高控制精度等方面有很大的优势。

    时间:2020-08-11 关键词: 变频器 整流

  • 变频器过流跳闸和过载跳闸区别及其原因分析

    变频器过流跳闸和过载跳闸区别及其原因分析

      变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,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。通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。      变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源(50HZ或60HZ)变换为另一频率,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波后逆变电路将直流电再逆成交流电。   变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器为了正常工作,其外部要有一系列的控制端子,控制端子分为主电路端子、输入控制端子和输出指示端子。      变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术,得到广泛应用。变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值,因而改变其运动磁场的周期,达到平滑控制电动机转速的目的。变频器的出现,使得复杂的调速控制简单化,用变频器+交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作,缩小了体积,降低了维修率,使传动技术发展到新阶段。      变频器过电流跳闸和过载跳闸的区别   过载也一定过电流,变频器为什么要把过电流和过载分开呢?主要有2个区别:   (1) 保护对象不同   过电流主要用于保护变频器,而过载主要用于保护电动机。因为变频器的容量有时需要比电动机的容量加大一档甚或两档,在这种情况下,电动机过载时,变频器不一定过电流。   过载保护由变频器内部的电子热保护功能进行,在预置电子热保护功能时,应该准确地预置“电流取用比”,即电动机额定电流和变频器额定电流之比的百分数:   IM%=IMN*100%I/IM   式中,IM%—电流取用比;   IMN—电动机的额定电流,A;   IN—变频器的额定电流,A。   (2) 电流的变化率不同   过载保护发生在生产机械的工作过程中,电流的变化率di/dt通常较小;   除了过载以外的其他过电流,常常带有突发性,电流的变化率di/dt往往较大。   (3) 过载保护具有反时限特性   过载保护主要是防止电动机过热,故具有类似于热继电器的“反时限”特点。就是说,如果与额定电流相比,超过得不多,则允许运行的时间可以长一些,但如果超过得较多的话,允许运行的时间将缩短。   此外,由于在频率下降时,电动机的散热状况变差。所以,在同样过载50%的情况下,频率越低则允许运行的时间越短。      变频器的过流跳闸   变频器的过电流跳闸又分短路故障、运行过程中跳闸和升、降速过程中跳闸等情况。   1、短路故障:   ( 1 )故障特点   (a )第一次跳闸有可能在运行过程中发生,但如复位后再起动,则往往一升速就跳闸。   (b )具有很大的冲击电流,但大多数变频器已经能够进行保护跳闸,而不会损坏。由于保护跳闸十分迅速,难以观察其电流的大小。   ( 2 )判断与处理   第一步,首选要判断是否短路。为了便于判断,在复位后再起动前,可在输入侧接入一个电压表,重新启动时,电位器从零开始缓慢旋动,同时,注意观察电压表。如果变频器的输出频率刚上升就立即跳闸,且电压表的指针有瞬间回“ 0 ”的迹象,则说明变频器的输出端已经短路或接地。   第二步,要判断是在变频器内部短路,还是在外部短路。这时,应将变频器输出端的接线脱开,再旋动电位器,使频率上升,如仍跳闸,说明变频器内部短路;如不再跳闸,则说明是变频器外部短路,应检查从变频器到电动机之间的线路,以及电动机本身。   2、轻载过电流负载很轻,却又过电流跳闸:   这是变频调速所特有的现象。在 V/F 控制模式下,存在着一个十分突出的问题:就是在运行过程中,电动机磁路系统的不稳定。其基本原因在于:   低频运行时,为了能带动较重的负载,常常需要进行转矩补偿(即提高 U/f 比,也叫转矩提升)。导致电动机磁路的饱和程度随负载的轻重而变化。这种由电动机磁路饱和引起的过电流跳闸,主要发生在低频、轻载的情况下。解决方法:反复调整 U/f 比。   3、重载过电流:   (1)故障现象 有些生产机械在运行过程中负荷突然加重,甚至“卡住”,电动机的转速因带不动而大幅下降,电流急剧增加,过载保护来不及动作,导致过电流跳闸。   (2)解决方法   (a)首先了解机械本身是否有故障,如果有故障,则修理机器。   (b)如果这种过载属于生产过程中经常可能出现的现象,则首先考虑能否加大电动机和负载之间的传动比?适当加大传动比,可减轻电动机轴上的阻转矩,避免出现带不动的情况。如无法加大传动比,则只有考虑增大电动机和变频器的容量了。   4、升速或降速中过电流:   这是由于升速或降速过快引起的,可采取的措施有如下:   (1)延长升(降)速时间 首先了解根据生产工艺要求是否允许延长升速或降速时间,如允许,则可延长升(降)速时间。   (2)准确预臵升(降)速自处理(防失速)功能 变频器对于升、降速过程中的过电流,设臵了自处理(防失速)功能。当升(降)电流超过预臵的上限电流时,将暂停升(降)速,待电流降至设定值以下时,再继续升(降)速。   变频器的过载跳闸:   电动机能够旋转,但运行电流超过了额定值,称为过载。 过载的基本反映是:电流虽然超过了额定值,但超过的幅度不大,一般也不形成较大的冲击电流   1、过载的主要原因   (1)机械负荷过重,负荷过重的主要特征是电动机发热,并可从显示屏上读取运行电流来发现。   (2)三相电压不平衡,引起某相的运行电流过大,导致过载跳闸,其特点是电动机发热不均衡,从显示屏上读取运行电流时不一定能发现(因显示屏只显示一相电流)。   (3)误动作,变频器内部的电流检测部分发生故障,检测出的电流信号偏大,导致跳闸。   2、检查方法   (1)检查电动机是否发热,如果电动机的温升不高,则首先应检查变频器的电子热保护功能预臵得是否合理,如变频器尚有余量,则应放宽电子热保护功能的预臵值。   如果电动机的温升过高,而所出现的过载又属于正常过载,则说明是电动机的负荷过重。这时,首先应能否适当加大传动比,以减轻电动机轴上的负荷。如能够加大,则加大传动比。如果传动比无法加大,则应加大电动机的容量。   (2)检查电动机侧三相电压是否平衡,如果电动机侧的三相电压不平衡,则应再检查变频器输出端的三相电压是否平衡,如也不平衡,则问题在变频器内部。   如变频器输出端的电压平衡,则问题在从变频器到电动机之间的线路上,应检查所有接线端的螺钉是否都已拧紧,如果在变频器和电动机之间有接触器或其他电器,则还应检查有关电器的接线端是否都已拧紧,以及触点的接触状况是否良好等。   如果电动机侧三相电压平衡,则应了解跳闸时的工作频率:   如工作频率较低,又未用矢量控制(或无矢量控制),则首先降低 U/f 比,如果降低后仍能带动负载,则说明原来预臵的 U/f 比过高,励磁电流的峰值偏大,可通过降低 U/f 比来减小电流;如果降低后带不动负载了,则应考虑加大变频器的容量;如果变频器具有矢量控制功能,则应采用矢量控制方式。

    时间:2020-08-11 关键词: 变频器 整流

  • 变频器干扰的解决方法,如何解决变频器的电磁干扰

    变频器干扰的解决方法,如何解决变频器的电磁干扰

      变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,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。在工业现场,变频器的干扰问题出现得比较多,且比较严重,甚至导致控制系统无法正常投入使用。比如使得PLC通讯控制变得不稳定,比如使得现场控制柜的指示灯常亮,让人误解。用户都非常苦恼因为变频器干扰带来的困扰。然而,变频器的工作原理注定其会产生强电磁干扰。   在各种工业控制系统中,随着变频器等电力电子装置的广泛使用,系统的电磁干扰(EMI)日益严重,相应的抗干扰设计技术(即电磁兼容EMC)已经变得越来越重要。变频器系统的干扰有时能直接造成系统的硬件损坏,有时虽不能损坏系统的硬件,但常使微处理器的系统程序运行失控,导致控制失灵,从而造成设备和生产事故。因此,如何提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置研制和应用中不可忽视的重要内容,也是计算机控制技术应用和推广的关键之一。谈到变频器的抗干扰问题,首先要了解干扰的来源、传播方式,然后再针对这些干扰采取不同的措施。      变频器包括整流电路和逆变电路,输入的交流电经过整流电路和平波回路,转换成直流电压,再通过逆变器把直流电压变换成不同宽度的脉冲电压(称为脉宽调制电压,PWM)。用这个PWM电压驱动电机,就可以起到调整电机力矩和速度的目的。这种工作原理导致以下三种电磁干扰:   (1)射频辐射干扰:射频辐射干扰来自变频器的输入电缆和输出电缆。在上述的射频传导发射干扰的情形中,变频器的输入输出电缆上有射频干扰电流时,由于电缆相当于天线,必然会产生电磁波辐射,产生辐射干扰。变频器输出电缆上传输的PWM电压,同样包含丰富的高频的成分,会产生电磁波辐射,形成辐射干扰。辐射干扰的特征是,当其他电子设备靠近变频器时,干扰现象变得严重。   (2)谐波干扰:整流电路会产生谐波电流,这种谐波电流在供电系统的阻抗上产生电压降,导致电压波型发生畸变,这种畸变的电压对于许多电子设备形成干扰(因为大部分电子设备仅能工作在正弦波电压条件下),常见的电压畸变是正弦波的顶部变平。谐波电流一定时,电压畸变在弱电源的情况下更加严重,这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰,而与设备与变频器之间的距离无关;   (3)射频传导发射干扰:由于负载电压为脉冲状,因此变频器从电网吸取电流也是脉冲状,这种脉冲电流中包含了大量的高频成分,形成射频干扰,这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰,而与设备与变频器之间的距离无关。   1、变频器干扰的来源   首先是来自外部电网的干扰。   电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备,非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,从而对电网中其它设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后若不加处理,电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源的干扰对变频器主要有a过压、欠压、瞬时掉电b浪涌、跌落c尖峰电压脉冲d射频干扰。   (1) 晶闸管换流设备对变频器的干扰   当供电网络内有容量较大的晶闸管换流设备时,由于晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通,容易使网络电压出现凹口,波形严重失真。它使变频器输入侧的整流电路有可能因出现较大的反向回复电压而受到损害,从而导致输入回路击穿而烧毁。   (2)电力补偿电容对变频器的干扰   电力部门对用电单位的功率因数有一定的要求,为此,许多用户都在变电所采用集中电容补偿的方法来提高功率因数。在补偿电容投入或切出的暂态过程中,网络电压有可能出现很高的峰值,其结果是可能使变频器的整流二极管因承受过高的反向电压而击穿。   其次是变频器自身对外部的干扰。   变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。另外变频器的逆变器大多采用PWM技术,当工作于开关模式且作高速切换时,产生大量耦合性噪声。因此变频器对系统内其它的电子、电气设备来说是一电磁干扰源。   变频器的输入和输出电流中,都含有很多高次谐波成分。除了能构成电源无功损耗的较低次谐波外,还有许多频率很高的谐波成分。它们将以各种方式把自己的能量传播出去,形成对变频器本身和其它设备的干扰信号。   (1) 输入电流的波形 变频器的输入侧是二极管整流和电容滤波电路。显然只有电源的线电压UL大于电容器两端的直流电压UD时,整流桥中才有充电电流。因此,充电电流总是出现在电源电压的振幅值附近,呈不连续的冲击波形式。它具有很强的高次谐波成分。有关资料表明,输入电流中的5次谐波和7次谐波的谐波分量是最大的,分别是50HZ基波的80%和70%。   (2) 输出电压与电流的波形 绝大多数变频器的逆变桥都采用SPWM调制方式,其输出电压为占空比按正弦规律分布的系列矩形式形波;由于电动机定子绕组的电感性质,定子的电流十分接近于正弦波。但其中与载波频率相等的谐波分量仍是较大的。      2、干扰信号的传播方式   变频器能产生功率较大的谐波,由于功率较大,对系统其它设备干扰性较强,其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分传导(即电路耦合)、电磁辐射、感应耦合。具体为:首先对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;其次对直接驱动的电动机产生电磁噪声,使得电机铁耗和铜耗增加;并传导干扰到电源,通过配电网络传导给系统其它设备;最后变频器对相邻的其它线路产生感应耦合,感应出干扰电压或电流。同样,系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。   (1) 电路耦合方式即通过电源网络传播。由于输入电流为非正弦波,当变频器的容量较大时,将使网络电压产生畸变,影响其他设备工工作,同时输出端产生的传导干扰使直接驱动的电机铜损、铁损大幅增加,影响了电机的运转特性。显然,这是变频输入电流干扰信号的主要传播方式。   (2) 感应耦合方式 当变频器的输入电路或输出电路与其他设备的电路挨得很近时,变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其他设备中去。感应的方式又有两种:   a 电磁感应方式,这是电流干扰信号的主要方式;   b 静电感应方式,这是电压干扰信号的主要方式。   (3) 空中幅射方式 即以电磁波方式向空中幅射,这是频率很高的谐波分量的主要传播方式。   3、变频调速系统的抗干扰对策   据电磁性的基本原理,形成电磁干扰(EMI)须具备三要素:电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统。为防止干扰,可采用硬件抗干扰和软件抗干扰。其中,硬件抗干扰是应用措施系统最基本和最重要的抗干扰措施,一般从抗和防两方面入手来抑制干扰,其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的藕合通道、降低系统干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。   (1)所谓干扰的隔离,是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中,通常是电源和放大器电路之间电源线上采用隔离变压器以免传导干扰,电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。   (2)在系统线路中设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源从电动机。为减少电磁噪声和损耗,在变频器输出侧可设置输出滤波器;为减少对电源干扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备,可在电源线上设置电源噪声滤波器以免传导干扰。在变频器的输入和输出电路中,除了上述较低的谐波成分外,还有许多频率很高的谐波电流,它们将以各种方式把自己的能量传播出去,形成对其他设备的干扰信号。滤波器就是用于削弱频率较高的谐波分量的主要手段。根据使用位置的不同,可分为:   输入滤波器 通常又有两种:   a 线路滤波器:主要由电感线流图构成。它通过增大线路在高频下的阻抗来削弱频率较高的谐波电流。   b 辐射滤波器:主要由高频电容器构成。它将吸收掉频率很高的、具有辐射能量的谐波成分。   输出滤波器 也由电感线圈构成。它可以有效地削弱输出电流中的高次谐波成分。非但起到抗干扰的作用,且能  削弱电动机中由高次谐波谐波电流引起的附加转矩。对于变频器输出端的抗干扰措施,必须注意以下方面:   a 变频器的输出端不允许接入电容器,以免在逆变管导通(关断)瞬间,产生峰值很大的充电(或放电)电流,损害逆变管;   b 当输出滤波器由LC电路构成时,滤波器内接入电容器的一侧,必须与电动机侧相接。   (3)屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽,不让其电磁干扰泄漏;输出线最好用钢管屏蔽,特别是以外部信号控制变频器时,要求信号线尽可能短(一般为20m以内),且信号线采用双芯屏蔽,并与主电路线(AC380V)及控制线(AC220V)完全分离,决不能放于同一配管或线槽内,周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效,屏蔽罩必须可靠接地。   (4)正确的接地既可以使系统有效地抑制外来干扰,又能降低设备本身对外界的干扰。在实际应用系统中,由于系统电源零线(中线)、地线(保护接地、系统接地)不分、控制系统屏蔽地(控制信号屏蔽地和主电路导线屏蔽地)的混乱连接,大大降低了系统的稳定性和可靠性。   对于变频器,主回路端子PE(E、G)的正确接地是提高变频器抑制噪声能力和减小变频器干扰的重要手段,因此在实际应用中一定要非常重视。变频器接地导线的截面积一般应不小于2.5mm2,长度控制在20m以内。建议变频器的接地与其它动力设备接地点分开,不能共地。   (5)采用电抗器   在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量(5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等所)所占的比重是很高的,它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外,还因为它们消耗了大量的无功功率,使线路的功率因数大为下降。在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。根据接线位置的不同,主要有以下两种:   交流电抗器 串联在电源与变频器的输入侧之间。其主要功能有:   通过抑制谐波电流,将功率因数提高至(0.75-0.85);   削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击;   削弱电源电压不平衡的影响。   直流电抗器 串联在整流桥和滤波电容器之间。它的功能比较单一,就是削弱输入电流中的高次谐波成分。但在提高功率因数方面比交流电抗器有效,可达0.95,并具有结构简单、体积小等优点。   (6)合理布线   对于通过感应方式传播的干扰信号,可以通过合理布线的方式来削弱。具体方法有:   a 设备的电源线和信号线应量远离变频器的输入、输出线;   b 其他设备的电源线和信号线应避免和变频器的输入、输出线平行;      根据电磁学的基本原理,形成电磁干扰必须具备三要素:电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统。为防止干扰,可采用硬件抗干扰和软件抗干扰。其中,硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施,一般从抗和放两方面入手来抑制干扰,其总体原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。以下几点是解决现场干扰的主要步骤:   ① 采用软件抗干扰措施:具体来讲就是通过变频器的人机界面下调变频器的载波频率,把该值调低到一个适当的范围。如果这个方法不能奏效,那么只能采取下面的硬件抗干扰措施。   ② 进行正确的接地:通过现场的具体调研我们可以看到,现场的接地情况是不甚理想的。而正确的接地既可以是系统有效地抑制外来干扰,又能降低设备本身对外界的干扰,是解决变频器干扰最有效的措施。具体来讲就是做到以下两点:   (a)变频器的主回路端子PE(E、G)必须接地,该接地可以和该变频器所带的电机共地,但不能与其它的设备共地,必须单独打接地桩,且该接地点应该尽量远离弱电设备的接地点。同时,变频器接地导线的截面积应不小于4mm2,长度应控制在20m以内。   (b)其它机电设备的地线中,保护接地和工作接地应分开单独设接地极,并最后汇入配电柜的电气接地点。控制信号的屏蔽地和主电路导线的屏蔽地也应分开单独设接地极,并最后汇入配电柜的电气接地点。   屏蔽干扰源:屏蔽干扰源是抑制干扰的很有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽,可以不让其电磁干扰泄露,但变频器的输出线最好用钢管屏蔽,特别是以外部信号(从控制器上输出4~20mA信号)控制变频器时,要求该控制信号线尽可能短(一般为20m以内),且必须采用屏蔽双绞线,并与主电路线(AC380)及控制线(AC220V)完全分离。此外,系统中的电子敏感设备线路也要求采用屏蔽双绞线,特别是压力信号。且系统中所有的信号线决不能和主电路线及控制线放于同一配管或线槽内。为使屏蔽有效,屏蔽层必须可靠接地。   4、结论   通过对变频器应用过程中干扰的来源和传播途径的分析,提出了解决这些问题的实际对策,随着新技术和新理论不断在变频器上的应用,重视变频器的EMC要求,已成为变频调速传动系统设计、应用必须面对的问题,也是变频器应用和推广的关键之一。变频器存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。工业现场和社会环境对变频器的要求不断提高,满足实际需要的真正“绿色”变频器也会不久面世。我们相信变频器的EMC问题一定会得到有效解决。

    时间:2020-08-11 关键词: 变频器 整流器 电磁干扰

  • 变频器的基本结构与基本电路图解析

    变频器的基本结构与基本电路图解析

      要想做好变频器维修,当然了解变频器基础知识是相当重要的 对于变频器修理,仅了解以上基本电路还远远不够的,还须深刻了解以下主要电路。主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。图1是它的结构图。      变频器基本电路图分析   目前,通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器,通常尤以电压器变频器为通用,其主回路图(见图1.1),它是变频器的核心电路,由整流回路(交—直交换),直流滤波电路(能耗电路)及逆变电路(直—交变换)组成,当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。   1)整流电路   如图所示,通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。它的功能是将工频电源进行整流,经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。网络的作用,是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压,从而避免由此而损坏变频器。当电源电压为三相380V时,整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V,最大整流电流为变频器额定电流的两倍。      2)滤波电路   逆变器的负载属感性负载的异步电动机,无论异步电动机处于电动或发电状态,在直流滤波电路和异步电动机之间,总会有无功功率的交换,这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。同时,三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。为了减小直流电压和电流的波动,直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。   通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容,通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组,以得到所需的耐压值和容量。另外,因为电解电容器容量有较大的离散性,这将使它们随的电压不相等。因此,电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻,消除离散性的影响,因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。   3)逆变电路   逆变电路的作用是在控制电路的作用下,将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。逆变电路的输出就是变频器的输出,所以逆变电路是变频器的核心电路之一,起着非常重要的作用。   最常见的逆变电路结构形式是利用六个功率开关器件(GTR、IGBT、GTO等)组成的三相桥式逆变电路,有规律的控制逆变器中功率开关器件的导通与关断,可以得到任意频率的三相交流输出。   通常的中小容量的变频器主回路器件一般采用集成模块或智能模块。智能模块的内部高度集成了整流模块、逆变模块、各种传感器、保护电路及驱动电路。如三菱公司生产的IPMPM50RSA120,富士公司生产的7MBP50RA060,西门子公司生产的BSM50GD120等,内部集成了整流模块、功率因数校正电路、IGBT逆变模块及各种检测保护功能。模块的典型开关频率为20KHz,保护功能为欠电压、过电压和过热故障时输出故障信号灯。   逆变电路中都设置有续流电路。续流电路的功能是当频率下降时,异步电动机的同步转速也随之下降。为异步电动机的再生电能反馈至直流电路提供通道。在逆变过程中,寄生电感释放能量提供通道。另外,当位于同一桥臂上的两个开关,同时处于开通状态时将会出现短路现象,并烧毁换流器件。所以在实际的通用变频器中还设有缓冲电路等各种相应的辅助电路,以保证电路的正常工作和在发生意外情况时,对换流器件进行保护。   1)驱动电路   驱动电路是将主控电路中CPU产生的六个PWM信号,经光电隔离和放大后,作为逆变电路的换流器件(逆变模块)提供驱动信号。   对驱动电路的各种要求,因换流器件的不同而异。同时,一些开发商开发了许多适宜各种换流器件的专用驱动模块。有些品牌、型号的变频器直接采用专用驱动模块。但是,大部分的变频器采用驱动电路。从修理的角度考虑,这里介绍较典型的驱动电路。图2.2是较常见的驱动电路(驱动电路电源见图2.3)。      变频器驱动电路由隔离放大电路、驱动放大电路和驱动电路电源组成。三个上桥臂驱动电路是三个独立驱动电源电路,三个下桥臂驱动电路是一个公共的驱动电源电路。   2)保护电路   当变频器出现异常时,为了使变频器因异常造成的损失减少到最小,甚至减少到零。每个品牌的变频器都很重视保护功能,都设法增加保护功能,提高保护功能的有效性。   在变频器保护功能的领域,厂商可谓使尽解数,作好文章。这样,也就形成了变频器保护电路的多样性和复杂性。有常规的检测保护电路,软件综合保护功能。有些变频器的驱动电路模块、智能功率模块、整流逆变组合模块等,内部都具有保护功能。   图2.4所示的电路是较典型的过流检测保护电路。由电流取样、信号隔离放大、信号放大输出三部分组成。      3)开关电源电路   开关电源电路向操作面板、主控板、驱动电路及风机等电路提供低压电源。图2.5富士G11型开关电源电路组成的结构图。      直流高压P端加到高频脉冲变压器初级端,开关调整管串接脉冲变压器另一个初级端后,再接到直流高压N端。开关管周期性地导通、截止,使初级直流电压换成矩形波。由脉冲变压器耦合到次级,再经整流滤波后,获得相应的直流输出电压。它又对输出电压取样比较,去控制脉冲调宽电路,以改变脉冲宽度的方式,使输出电压稳定。   4)主控板上通信电路   当变频器由可编程(plc)或上位计算机、人机界面等进行控制时,必须通过通信接口相互传递信号。图2.6是LG变频器的通讯接口电路。      变频器通信时,通常采用两线制的RS485接口。西门子变频器也是一样。两线分别用于传递和接收信号。变频器在接收到信号后传递信号之前,这两种信号都经过缓冲器A1701、75176B等集成电路,以保证良好的通信效果。   所以,变频器主控板上的通信接口电路主要是指这部分电路,还有信号的抗干扰电路。   5)外部控制电路   变频器外部控制电路主要是指频率设定电压输入,频率设定电流输入、正转、反转、点动及停止运行控制,多档转速控制。频率设定电压(电流)输入信号通过变频器内的A/D转换电路进入CPU。其他一些控制通过变频器内输入电路的光耦隔离传递到CPU中。   在下面文章中,上传了有关变频器的维修知识供大家分享! 根据大家对我的提议以及对我的支持,现在将一些变频器最基本,基础的知识贡献给大家。变频器开关电源电路、变频器开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、变换器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。(http://www.diangon.com/版权所有)我们公司产品开关电源电路如下图,是由UC3844组成的开关电路:开关电源主要有以下特点: 1,体积小,重量轻:由于没有工频变频器,所以体积和重量吸有线性电源的20~30% 2,功耗小,效率高:功率晶体管工作在开关状态,所以晶体管的上功耗小,转化效率高,一般为60~70%,而线性电源只有30~40%      二极管限幅电路   限幅器是一个具有非线性电压传输特性的运放电路。其特点是:当输入信号电压在某一范围时,电路处于线性放大状态,具有恒定的放大倍数,而超出此范围,进入非线性区,放大倍数接近于零或很低。在变频器电路设计中要求也是很高的,要做一个好的变频器维修技术员,了解它也相当重要。   1、 二极管并联限幅器电路图如下所示:      2、二极管串联限幅电路如下图所示:      变频器控制电路组成   如图1所示,控制电路由以下电路组成:频率、电压的运算电路、主电路的电压、电流检测电路、电动机的速度检测电路、将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路,以及逆变器和电动机的保护电路。      在图 1点划线内,无速度检测电路为开环控制。在控制电路增加了速度检测电路,即增加速度指令,可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制。   1)运算电路将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。   2)电压、电流检测电路    与主回路电位隔离检测电压、电流等。   3)驱动电路   为驱动主电路器件的电路,它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。   4)I/0输入输出电路   为了变频器更好人机交互,变频器具有多种输入信号的输入 (比如运行、多段速度运行等)信号,还有各种内部参数的输出“比如电流、频率、保护动作驱动等)信号。   5)速度检测电路   以装在异步电动轴机上的速度检测器 (TG、PLG等)的信号为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。   6)保护电路   检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。   逆变器控制电路中的保护电路,可分为逆变器保护和异步电动机保护两种,保护功能如下:   变频器驱动电路的HCPL-316J特性   HCPL-316J是由Agilent公司生产的一种IGBT门极驱动光耦合器,其内部集成集电极发射极电压欠饱和检测电路及故障状态反馈电路,为驱动电路的可靠工作提供了保障。其特性为:兼容CMOS/TYL电平;光隔离,故障状态反馈;开关时间最大500ns;“软”IGBT关断;欠饱和检测及欠压锁定保护;过流保护功能;宽工作电压范围(15~30V);用户可配置自动复位、自动关闭。 DSP与该耦合器结合实现IGBT的驱动,使得IGBT VCE欠饱和检测结构紧凑,低成本且易于实现,同时满足了宽范围的安全与调节需要。   HCPL-316J保护功能的实现   HCPL-316J内置丰富的IGBT检测及保护功能,使驱动电路设计起来更加方便,安全可靠。其中下面详述欠压锁定保护(UVLO) 和过流保护两种保护功能的工作原理:   (1)IGBT欠压锁定保护(UVLO)功能   在刚刚上电的过程中,芯片供电电压由0V逐渐上升到最大值。如果此时芯片有输出会造成IGBT门极电压过低,那么它会工作在线性放大区。HCPL316J芯片的欠压锁定保护的功能(UVLO)可以解决此问题。当VCC与VE之间的电压值小于12V时,输出低电平,以防止IGBT工作在线性工作区造成发热过多进而烧毁。示意图详见图1中含UVLO部分。      图1 HCPL-316J内部原理图   (2)IGBT过流保护功能   HCPL-316J具有对IGBT的过流保护功能,它通过检测IGBT的导通压降来实施保护动作。同样从图上可以看出,在其内部有固定的7V电平,在检测电路工作时,它将检测到的IGBT C~E极两端的压降与内置的7V电平比较,当超过7V时,HCPL-316J芯片输出低电平关断IGBT,同时,一个错误检测信号通过片内光耦反馈给输入侧,以便于采取相应的解决措施。在IGBT关断时,其C~E极两端的电压必定是超过7V的,但此时,过流检测电路失效,HCPL-316J芯片不会报故障信号。(http://www.diangon.com/版权所有)实际上,由于二极管的管压降,在IGBT的C~E 极间电压不到7V时芯片就采取保护动作。      整个电路板的作用相当于一个光耦隔离放大电路。它的核心部分是芯片HCPL-316J,其中由控制器(DSP-TMS320F2812)产生XPWM1及XCLEAR*信号输出给HCPL-316J,同时HCPL-316J产生的IGBT故障信号FAULT*给控制器。同时在芯片的输出端接了由NPN和PNP组成的推挽式输出电路,目的是为了提高输出电流能力,匹配IGBT驱动要求。   当HCPL-316J输出端VOUT输出为高电平时,推挽电路上管(T1)导通,下管(T2)截止, 三端稳压块LM7915输出端加在IGBT门极(VG1)上,IGBT VCE为15V,IGBT导通。当HCPL-316J输出端VOUT输出为低电平时,上管(T1)截止,下管(T1)导通,VCE为-9V,IGBT关断。以上就是IGBT的开通关断过程。

    时间:2020-08-10 关键词: 变频器

  • 变频器基本参数与调试方法详解

    变频器基本参数与调试方法详解

      变频器功能参数很多,一般都有数十甚至上百个参数供用户选择。实际应用中,没必要对每一参数都进行设置和调试,多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系,且有的还相互关联,因此要根据实际进行设定和调试。   因各类型变频器功能有差异,而相同功能参数的名称也不一致,为叙述方便,本文以富士变频器基本参数名称为例。由于基本参数是各类型变频器几乎都有的,完全可以做到触类旁通。   一 加减速时间   加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间,减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流,减速时则限制下降率以防止过电压。   加速时间设定要求:将加速电流限制在变频器过电流容量以下,不使过流失速而引起变频器跳闸;减速时间设定要点是:防止平滑电路电压过大,不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来,但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间,通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警;然后将加减速设定时间逐渐缩短,以运转中不发生报警为原则,重复操作几次,便可确定出最佳加减速时间。   二 转矩提升   又叫转矩补偿,是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围f/V增大的方法。设定为自动时,可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩,使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时,根据负载特性,尤其是负载的起动特性,通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载,如选择不当会出现低速时的输出电压过高,而浪费电能的现象,甚至还会出现电动机带负载起动时电流大,而转速上不去的现象。   三 电子热过载保护   本功能为保护电动机过热而设置,它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升,从而进行过热保护。本功能只适用于“一拖一”场合,而在“一拖多”时,则应在各台电动机上加装热继电器。   电子热保护设定值(%)=[电动机额定电流(A)/变频器额定输出电流(A)]&TImes;100%。   四 频率限制   即变频器输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障,而引起输出频率的过高或过低,以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用,如有的皮带输送机,由于输送物料不太多,为减少机械和皮带的磨损,可采用变频器驱动,并将变频器上限频率设定为某一频率值,这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。   五 偏置频率   有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用途是当频率由外部模拟信号(电压或电流)进行设定时,可用此功能调整频率设定信号最低时输出频率的高低,如图 1。有的变频器当频率设定信号为0%时,偏差值可作用在0~fmax范围内,有的变频器(如明电舍、三垦)还可对偏置极性进行设定。如在调试中当频率设定信号为0%时,变频器输出频率不为0Hz,而为xHz,则此时将偏置频率设定为负的xHz即可使变频器输出频率为0Hz。   六 频率设定信号增益   此功能仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。它是用来弥补外部设定信号电压与变频器内电压(+10v)的不一致问题;同时方便模拟设定信号电压的选择,设定时,当模拟输入信号为最大时(如10v、5v或20mA),求出可输出f/V图形的频率百分数并以此为参数进行设定即可;如外部设定信号为 0~5v时,若变频器输出频率为0~50Hz,则将增益信号设定为200%即可。   七 转矩限制   可分为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。它是根据变频器输出电压和电流值,经CPU进行转矩计算,其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时,也能保证电动机按照转矩设定值自动加速和减速。   驱动转矩功能提供了强大的起动转矩,在稳态运转时,转矩功能将控制电动机转差,而将电动机转矩限制在最大设定值内,当负载转矩突然增大时,甚至在加速时间设定过短时,也不会引起变频器跳闸。在加速时间设定过短时,电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利,以设置为80~100%较妥。   制动转矩设定数值越小,其制动力越大,适合急加减速的场合,如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为0%,可使加到主电容器的再生总量接近于0,从而使电动机在减速时,不使用制动电阻也能减速至停转而不会跳闸。但在有的负载上,如制动转矩设定为0%时,减速时会出现短暂空转现象,造成变频器反复起动,电流大幅度波动,严重时会使变频器跳闸,应引起注意。   八 加减速模式选择   又叫加减速曲线选择。一般变频器有线性、非线性和S三种曲线,通常大多选择线性曲线;非线性曲线适用于变转矩负载,如风机等;S曲线适用于恒转矩负载,其加减速变化较为缓慢。设定时可根据负载转矩特性,选择相应曲线,但也有例外,笔者在调试一台锅炉引风机的变频器时,先将加减速曲线选择非线性曲线,一起动运转变频器就跳闸,调整改变许多参数无效果,后改为S曲线后就正常了。究其原因是:起动前引风机由于烟道烟气流动而自行转动,且反转而成为负向负载,这样选取了S曲线,使刚起动时的频率上升速度较慢,从而避免了变频器跳闸的发生,当然这是针对没有起动直流制动功能的变频器所采用的方法。   九 转矩矢量控制   矢量控制是基于理论上认为:异步电动机与直流电动机具有相同的转矩产生机理。矢量控制方式就是将定子电流分解成规定的磁场电流和转矩电流,分别进行控制,同时将两者合成后的定子电流输出给电动机。因此,从原理上可得到与直流电动机相同的控制性能。采用转矩矢量控制功能,电动机在各种运行条件下都能输出最大转矩,尤其是电动机在低速运行区域。   现在的变频器几乎都采用无反馈矢量控制,由于变频器能根据负载电流大小和相位进行转差补偿,使电动机具有很硬的力学特性,对于多数场合已能满足要求,不需在变频器的外部设置速度反馈电路。这一功能的设定,可根据实际情况在有效和无效中选择一项即可。   与之有关的功能是转差补偿控制,其作用是为补偿由负载波动而引起的速度偏差,可加上对应于负载电流的转差频率。这一功能主要用于定位控制。   十 节能控制   风机、水泵都属于减转矩负载,即随着转速的下降,负载转矩与转速的平方成比例减小,而具有节能控制功能的变频器设计有专用V/f模式,这种模式可改善电动机和变频器的效率,其可根据负载电流自动降低变频器输出电压,从而达到节能目的,可根据具体情况设置为有效或无效。   要说明的是,九、十这两个参数是很先进的,但有一些用户在设备改造中,根本无法启用这两个参数,即启用后变频器跳闸频繁,停用后一切正常。究其原因有: (1)原用电动机参数与变频器要求配用的电动机参数相差太大。(2)对设定参数功能了解不够,如节能控制功能只能用于V/f控制方式中,不能用于矢量控制方式中。(3)启用了矢量控制方式,但没有进行电动机参数的手动设定和自动读取工作,或读取方法不当。

    时间:2020-08-10 关键词: 变频器

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    时间:2020-08-10 关键词: 变频器

  • 电压互感器作用及原理__电压互感器型号含义_电压互感器接线图讲解

    电压互感器作用及原理__电压互感器型号含义_电压互感器接线图讲解

      电压互感器是一种按照电磁感应原理制作的特殊变压器,其结构并不复杂,是用来变换线路上的电压的,变压器变换电压的目的是为了输送电能,因此容量很大,一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位;而电压互感器变换电压的目的,主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电,用来测量线路的电压、功率和电能,或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器,因此电压互感器的容量很小,一般都只有几伏安、几十伏安,最大也不超过一千伏安。   电压互感器作用及原理   电压互感器结构如图(a)所示,其作用是可用它扩大交流电压表的量程,将高电压与电气工作人员隔离。其工作原理与普通变压器空载情况相似。使用时,应把匝数较多的高压绕组跨接至需要测量其电压的供电线路上,而匝数较少的低压绕组则与电压表相连,如下图(b)所示。      因为U1/U2=K,所以U1=KU2,由此可见高压线路的电压等于副边所测得的电压与变压比的乘积(回顾:变压器工作原理、原副边电压计算公式及变压器变压比讲解)。当电压表同一只专用的电压互感器配套使用时,伏特表的刻度就可以按电压互感器高压侧的电压标出,这样就可不必经过换算,而直接从该电压表上读出高压线路的电压值。   通常电压互感器副边线绕组的额定电压均设计同一标准值为100伏。因此,在不同电压等级的电路中所用的电压互感器,其变压比是不同的,例如1000/100,600/100等等。   为了工作安全,电压互感器的铁壳机副边绕组的一端必须接地,以防高、低压线圈间绝缘损坏时,使低压线圈的测量仪表对地产生一个高电压,危机工作人员的人身安全。   电压互感器型号含义   由以下几部分组成,各部分字母,符号表示内容:   第1位:J—PT   第2位:D—单相;S—三相;C—串级;W—五铁芯柱   第3位:G—干式;J—油浸;C—瓷绝缘;Z—浇注绝缘;R—电容式;S—三相   第4位:W—五铁芯柱;B—带补偿角差绕组;   连字符号后面:GH—高海拔;TH—湿热区   数字:电压等级(KV)   例如:JDZF7-10GYW1   J 电压互感器 Voltage transformer   D 单相 Single phase   Z 浇注式 CasTIng type   F 带剩余电压绕组 With residual voltage winding   7 设计序号 Design Number   10 电压等级(kV) Voltage class(kV)   GYW1 高原污秽 Plateau Dirty   电压互感器的图形符号   电压互感器是一个带铁心的变压器,主要是用来按比例变换线路上的电压。根据GB4728-6-84 《电能的发生和转换》,在电气工程应用中电压互感器符号有明确的规定。   电压互感器:PotenTIal transformer 简称PT,在新国标也叫Transformer voltage 也简称TV,与旧国标中“YH”(电压互感器的“压”、“互”二字的汉语拼音第一个字母的组合)相对应。      单相电压互感器符号   左图中两个圈代表一个初级绕组、一个次级绕组;右图中三个圈代表一个初级绕组、二个次级绕组; 更多个圈的则最上面一个圈是初级绕组,其它均为次级绕组。上图中两个图例均表示单相电压互感器。三相电压互感器符号与单相电压互感器符号类似,区别在于线端增加三条表示三相的线端,其图例如下:      三相电压互感器符号   电压互感器的选型注意事项   电压互感器是电力配电系统的重要元件、该产品的选用是否合理也关系到整个电力系统的运行状况,电压互感器的选型问题也是我们电力从业人员必须了解的问题,电压互感器的型号、种类都分为很多种、不同型号、不同种类的电压互感器其用途、安装方式、结构都不一样。下面我们就来详细了解一下电压互感器的选型问题。   第一、在进行该互感器采购时,首先要明白该电压互感器的主要作用是什么。按用途分类电压互器可分为保护用电压互器和测量用电压互感器、保护用电压互感器的作用主查把高电压换成电力系统二次元件(如微机保护装置、开关柜智能操控装置、仪器仪表等)所需的低电压,而测量用电压互感器的主要作用是没量和采集一次回路高压电和二次回路高压电的、电压状态,在进行选择时,首页要明白该项目所用的互感器到底用于作什么,如果是前者,就选保护用电压互感器,如果是后者,就选测量用电压互感器。   第二、在进行电压互感器选型时,首先要明白该互感器是用于户内,还是用于户外,如果是用于户内,就须选用户内型的电压互感器,如果是选用户外,就必须选择户外型电压互感器。   第三、采购时,要明确项目电力配电系统的电压等级,一般的电压互感器按电压等级分类可分为四个等级,一个是低压互感器,低压互感器主要是有在1000V及以下的电压等级。中压互感器主要适用于额定电压为3KV -110KV之间的电力配电系统,高压互感器一般用于220-500KV的电压等级,500KV以上的则必须选用超高夺电互感器型。我们电力从业人员在选择该产品时,一定要明白我们的配电项目的电压等级在哪个区域,要按规定选用符合要求的电压互感器。   第四、要明白其绝缘类型、绝缘类型是我们必须要重视的地方,如果选择不对,就会给我们电力配电系统带来严重后果,因此这个一定要明确,电压互感器按绝缘介绍分类,一般为了两种,一种是全封闭式,一种是半封闭式,这个虽然说比较简单,但也一定要引起重视。   第五、要明白产品的绝缘介质类型,电压互感器按绝缘介质可分为干式电压互感器、浇注式电压互感器、油浸式电压互感器、气体绝缘式电压互感器,因此在选型的时候,一定要弄清楚该项目所采用的电一互感器是其中的哪一种。千万不要搞错。   第六、要明白电压互感器的变换原理、电压互感器按变换原理可分为电容式和电磁式两种,电磁式电压互感器是按比例把高压电变换成我们二次设备可以和的低压电,而电容式互感器主是要从电容器抽取电压,两者原理都不一定,选型采购之前一定要明白采用哪种对整个电力配电系统更可靠才可采购。   只要我们在采购电压互感器按照上述门种原则要选购,肯定会给你少很多事,更能保证整个电力系统的可靠稳定运行,同时也希望业界同仁积极提出自己的意见和见议,我们会积极听从和吸收广大用户的意见,为我们是力配电行业做出自己的一分贡献。   电压互感器接线方式及原理图   电压互感器有一次绕组、二次绕组、铁芯接线端子和绝缘支持物等组成,其工作原如图所示。电压互感器一次绕组具有较多的匝数N1,并联接于被测电路的两端,其绝缘等级与实际系统的电压相应。二次绕组具有较少的匝数N2,可接通测量仪表或电能表的电压线圈,二次额定电压通常为100V。   电压互感器正常工作时可以看作是一台空载运行的降压变压器。当一次绕组接于电源电压时,在一次绕组中流过空载电流 ,在铁芯中产生磁通 ,使二次绕组中产生感应电压。      式中U1--电压互感器一次电压,V;   U2--电压互感器二次电压,V;   N1--电压互感器一次匝数,匝;   N2--电压互感器二次匝数,匝;   K--电压互感器变比。   在电能计量装置中,采用电压互感器后,电能表上的读数,乘以电压互感器的变比,就是实际使用电量。电压互感器的型号由字母符号和数字组成,其含义如下:    双绕组电压互感器工作原理图   电压互感器的接线方式   (a)一台单相互感器接线:(b)、V-V接线;(c)Y-Y。接线;(d)三相五柱式电压互感器接线;(e)三台单相三绕组电压互感器接线      图(a)所示为一台单相电压互感器的接线,可测量35kV及以下系统的线电压,或110kV以上中性点直接接地系统的相对地电压。   图(b)为两台单相电压互感器接成V-V形接线,它能测量线电压,但不能测量相电压。这种接线方式广泛用于中性点非直接接地系统。   图(c)所示是一台三相三柱式电压互感器的Y-Y。形接线:它只能测量线电压,不能用来测量相对地电压,因-次侧绕组的星形接线中性点不能接地,这是因为,在中性点非直接接地系统中发生单相接地时,接地相对地电压为零,未接地相对地电压升高 倍。   图(d)是一台三相五柱式电压互感器的Y。-Y。/△接线,其一次侧绕组和基本二次绕组接成星形,且中性点接地,辅助二次绕组接成开口三角形。因此,三相互感式电压互感器可测量电压和相对地电压,还可作为中性点非直接接地系统中对地的绝缘监察以及实现单相接地的继电保护,这种接线广泛应用于6~10kV屋内配电装置中。

    时间:2020-08-07 关键词: 电压互感器

  • 电流互感器作用及工作原理_电压互感器的作用及工作原理_电压互感器和电流互感器的区别

    电流互感器作用及工作原理_电压互感器的作用及工作原理_电压互感器和电流互感器的区别

      电力系统为了传输电能,往往采用交流电压、大电流回路把电力送往用户,无法用仪表进行直接测量。互感器的作用,就是将交流电压和大电流按比例降到可以用仪表直接测量的数值,便于仪表直接测量,同时为继电保护和自动装置提供电源,所以说电压互感器与电流互感器在电力系统中起到了非常的大的作用,而本文要介绍的就是电压互感器与电流互感器的区别以及如何使用电压互感器测量交流电路线电压。   电流互感器作用及工作原理   电流互感器的主要所用是用来将交流电路中的大电流转换为一定比例的小电流(我国标准为5安倍),以供测量和继电保护只之用。大家应该知道在发电、变电、输电、配电过程中由于用电设备的不同,电流往往从几十安到几万安都有,而且这些电路还可能伴随高压。那么为了能够对这些线路的电路进行监控、测量,同时又要解决高压、高电流带来的危险,这时就需要用到电流互感器了。有些人可能见过电工用的钳形表 ,这是一种用来测量交流电流的设备,它那个“钳”便是穿心式电流互感器。      电流互感器的结构如下图所示,可用它扩大交流电流表的量程。在使用时,它的原线圈应与待测电流的负载线路相串联,副边线圈则与电流表串接成闭合回路,如图中右边的电路图所示。      电流互感器的原线圈是用粗导线绕成,其匝数只有一匝或几匝,因而它的阻抗极小。原线圈串接在待测电路中时,它两端的电压降极小。副线圈的匝数虽多,但在正常情况下,它的电动势E2并不高,大约只有几伏。   由于I1/I2=Ki(Ki称为变流比)所以I1=KiI2   由此可见,通过负载的电流就等于副边线圈所测得的电流与变流比Ki之乘积。如果电流表同一只专用的电流互感器配套使用,则这安培表的刻度就可按大电流电路中的电流值标出。电流互感器次级电流最大值,通常设计为标准值5A。不同的电流的电路所配用的电流互感器是不同的,其变流比有10/5、20/5、30/5、50/5、75/5、100/5等等。   为了安全起见,电流互感器副线圈的一端和铁壳必须接地。   电流互感器规格型号识别方法   电流互感器的型号是由2~4位拼音字母及数字组成。通常能表示出电流互感器的线圈型式、绝缘种类、导体的材料及使用场所等。横线后面的数字表示绝缘结构的电压等级(4级)。电流互感器型号中字母的含义如下:      L:在第一位,表示电流互感器;   D:在第二位,表示单匝贯穿式,在型号的最后一个字母时表示差动保护用(部分生产厂用B或C标出)   F:在第二位,表示复匝贯穿式   Q:在第二位,表示线圈型,在第四位,表示加强型;   M:在第二位,表示母线式;   R:在第二位,表示装入式;   A:在第二位,表示穿墙式;   C:在第二位,表示瓷套式,在第三位,表示瓷绝缘;   Z:在第三位,表示浇注绝缘;   J:在第三位,表示加大容量加强型,在第四位,表示加大容量;   G:在第三位,表示改进型;   W:在第三位,表示户外型;   电压互感器的作用及工作原理   电压互感器基本型式包括两组绕有导线之线圈,并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时,于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压,而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。   电压互感器简称PT,其工作原理和变压器很相像,都是用来变换线路上的电压。在测量交变电流的大电压时,为能够安全测量在火线和地线之间并联一个变压器(接在变压器的输入端),这个变压器的输出端接入电压表,由于输入线圈的匝数大于输出线圈的匝数,因此输出电压小于输入电压,电压互感器就是降压变压器。   电压互感器的作用:   1、把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压,供保护、计量、仪表装置使用。   2、使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。   3、当二次负载阻抗减小时,二次电流增大,使得一次电流自动增大一个分量来满足一二次侧之间的电磁平衡关系。   电压互感器接线图:   1.一个单相电压互感器的接线      这种接线方式在三相线路上,只能测量某两相之间的线电压,用于连接电压表、频率表及电压继电器等。   2.两个单相 这种接线方式又称不完全星形接线,可以用来测量三个线电压,供仪表、继电器接于三相三线制电路的各个线电压。‘      这种接线方式又称不完全星形接线,可以用来测量三个线电压,供仪表、继电器接于三相三线制电路的各个线电压。   3.三个单相电压互感器Y。/Y。形接线      这种接线方式能满足仪表和微机保护装置选用相电压和线电压的要求。在一次绕组中点接地情况下,也可装用绝缘监察电压表。   4.三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器Y。/Y。/      这种接线方式在10kV中性点不接地系统中应用广泛,它既能测量线电压、相电压并能组成绝缘监察装置和供单相接地保护用。接成Y。形的二次绕组称为基本二次绕组,用来接仪表、继电器及绝缘监察电压表;接成(开口三角形)的二次绕组,称为辅助二次绕组,用来连接监察绝缘用的电压继电器。在系统正常运行时,开口三角形两端的电压接近于零,当系统发生一相接地时,开口三角形两端出现零序电压,使电压继电器吸合,发出接地预告信号。   电压互感器与电流互感器的区别

    时间:2020-08-07 关键词: 电流互感器 电压互感器

  • 一文读懂变频器漏电的解决方法

    一文读懂变频器漏电的解决方法

    有些人在使用变频器控制电机,常常会出现漏电的情况,很多人不解为什么会漏电,因为我们知道漏电电压有几十伏到二百伏电压不等,稍有不慎就会威胁生命。所以针对此等问题,小编告诉你他为什么会漏电又该如何解决这个漏电的问题了。   一、漏电问题产生的原因   根据变频器控制电机运行的功能框图(图1),三相电源经过变频器整流桥整流之后,经电容滤波送到逆变桥(IGBT),再经过逆变桥输出频率、电压可调的三 相交流电去控制电机的运行。三相互差120度的交流电在电动机的三相定子线圈绕组里流过,产生旋转磁场,使电动机的转子在定子绕组旋转磁场的作用下自动旋 转起来。   我们都知道,电动机的三相定子绕组流过电流之后产生了旋转磁场,而根据电磁感应的原理,电动机的外壳就会产生感应电动势。此感应电动势的大小,就取决于变 频器IGBT的开关频率的大小和C*DV/DT(与IGBT的开关的速度有关);由于高性能的控制要求较高的开关频率,其开关速度要求较快,则DV/DT 偏大。如果这个感应电动势较大,那么人触摸到就会感觉被电击一样。理论上IGBT的开关频率越高,电机外壳的感应电动势的有效值(即感应电压)就越高,而 变频器对电机的控制精度和动态响应也就越高,人体触摸之后被电的感觉就越大;反之,IGBT的开关频率越低,电机外壳的感应动势的有效值(感应电压)就越 低,而从体触摸到之后被电的感觉就越小。所以,某些国产低端的变频器IGBT的开关频率设计得较低,控制电机运行之后,电机外壳的感应电压较低,但其控制 性能较差、动态响应较慢。我司变频器的性能和动态响应都较好,因而我司变频器IGBT的开关频率和开关速度都较高,感应电动势相对也就会大些。   由于异步电动机运转,电机外壳都会有感应电压(即所谓的漏电),所以,电机制造厂才会在电动机出厂的时候,在其接线盒里面安上接地端子,方便用户在应用时 连接大地以消除其感应电动势(即消除感应漏电电压),以解决人体接触电动机时被电的感觉。当然,因为工频运行电机时,工频的开关频率约为50HZ,很低, 所以一般情况下几乎不会有漏电的感觉(除非电机绝缘很差)。而变频器控制时,由于其开关频率都比工频频率高得多,所以变频器在控制电动机转动时,电机外壳 就会有漏电的感觉。   二、漏电问题的解决方案   为了避免这个问题的发生,变频器硬件在设计的时候,就加入了感应电浪涌滤波器电路(其等效电路如图1所示),并将感应浪涌滤波器的接地端与变频器的外壳相 连,同时在变频器的配线说明中,要求将电机的接地端与变频器的接地端子B相连、将输入电源的地(即大地)与变频器的接地端子A相连。        从而使得电动机运转产生的感应电流能够通过电机与变频器的接地线、变频器与电源之间的接地线形成回路,使得电动机的地、变频器的地与电源的地(即大地)都 处于同等的电位上,它们之间的电位差为0伏电压。这样,人体站在大地上面(也是电源的地)接触到旋转的电动的外壳、机械设备的机架(一般设备的机架是与大 地连接在一起的)、变频器的外壳就都不会有被电的感觉了,因为它们之间的电位差(电压差)为0伏,人体也就没法感觉出来是否有电了。   当电动机的地线未能与变频器的接地端连接在一起,而电源的地线也没有与变频器的地、机械设备的外壳或者电的接地端接在一起的时候,电机的外壳、变频器的外 壳、电源的地(即大地)就不是处于同等电位了。假如在这种情况下,电动机运转产生的感应电压为100V,电动机又与机械设备的某部分机架在一起,因为电源 的地线在配电房没有拉过来,而人体的电气等效模型理论上可以等同于一个约2K欧姆的电阻(如果人体出汗、潮湿时电阻值更小,有时甚至只有几十欧姆),人体 站在大地上触摸到与电动机相连的设备金属时,电动机的感应电(如100V)就能过人体向大地进行放电,那么人体就会有电流流过,就会有被电的感觉。虽然, 理论上电机外壳与机械设备的机架是连接的,而设备的机架又是装在大地上的,按理说人站在大地上触摸到设备机架应该是不会被感应电触电到的,但是,别忘了大 地虽然也是属于导体,但大地毕竟是有阻值的,而且根据不同的土地的土壤成份,阻值也大小不一。否则,为什么国家供电局会要求每个变电站变压器的接地线、每 个公司配电房的接地电阻要求小于4欧姆?为什么如果变电站或者高压配电房的接地电阻不小于4欧姆就不给审批,不允许用电?其实就是这个道理。人与设备有距 离就会有感应电压,人体触摸到设备时就会有电流流过人体,就会有被电的感觉,只是感应电的大小,决定人被电的感觉大小也不一样。   但是,有些工厂内部为了配线方便,高压配电房里面的地线根本就没有拉到生产车间里面,甚至错误的认为大地就是地线了,为什么要拉地线呢?不是多此一举吗? 这种想法就是错误的了,大家不防想想,如果大地可以当作地线,那么我们日常生活中所有的电线又何必要拉N线和地线呢?发电站里面的N线其实与地线也是连接 在一起的呀?我们不用拉地线和N线不是可以节约很大电缆、电线了吗?为何要去做这种又浪费人力、又浪费物力、浪费时间、还浪费钱财的工作呢?   然而,现实中却的确有些工厂没有拉电源地线的,设备没法找到接地点,而电机在使用中却又有感应漏电的情况,遇到这种情况怎么办?在此,我们提出两种方案如下:   方案一:将电机外壳的接地端、机械设备的机架与变频器接地端连接在一起(如图3),        电机、变频器、机架三个的地线连接在一起之后,使它们处于同等的电位,并且经过变频器内部的感应浪涌滤波器电路进行吸收、泄放,使感应电压大大减小,从而 电动机旋转产生的感应电相对于电源的地(即大地)的电压也大大的减小,从而,不至于使人触摸之后会有被电的感觉。也就是说没有电源地线也没有关系,只要将 电机的地、变频器的地和机架连接在一起就好了,这样变频器内部的感应电浪涌滤波器才会起到真正的作用。   方案二:一般情况下,通过方案一处理之后,电动机旋转产生的感应电压已经是很小了,已经不至于会漏电电人的,但是由于某些特殊原因(如:电动机绝缘不好、电器柜在装电器时全部没有接地等),感应电压还是较高,还会有漏电电人的感觉时,提出了方案二。   方案二是在方案一的前提下,再在变频器输入电源端增加一个感应电浪涌滤波器。        并将感应电浪涌滤波器的地与电动机的地、变频器的地接在一起(如图4中的红色线所示),让感应电浪涌滤波器再一次对电机的感应电进行吸收和泄放,进一步减 小感应电压,达到防止漏电电人的目前的。增加的感应电浪涌滤波器的电路原理与变频器内部的浪涌滤波电路是一样的,是由于体积太大,没法设计安装在变频器内 部电路里面,因此做成外接方式。   我们曾经过大量的实验证明,通过方案二这种接法的现场整改,在没有接电源的地线的应用场合下,都能将电动机运转产生的感应电压减小到20V以下,确保现场 操作人员的安全,不会再有被漏电电人的感觉。但是,方案二中如果接有电源线的地线,那么也就不用外接感应电浪涌滤波器都可以了。   另外,如果现场是有多台变频器控制电动机运转时,且不方便安装多个感应电浪涌滤波器的,并不一定是要求每台变频器都配一下感应电浪涌滤波器,也可以只接一 个或两个感应电浪涌滤波器,并将滤波器的接地端与现场几台变频器的接地端、现场电动机的接地端、设备机架接在一起,如图5所示:        由于每台变频器内部都有感应电浪涌滤波器电路,但如果电机的接地线没有接回到变频器的接地端子去的话,感应电浪涌滤波器也就不起作用了,所以现场应用中电 动机的接地端一定要与变频器的接地端接到一起。当然有些设备在某些场合电机不接地线也不会有漏电的感觉,这与本文前面所说的“大地虽然也是属于导体,但大 地毕竟是有阻值的,而且根据不同的土地的土壤成份,阻值也大小不一”原理是一样的。但是按照正确的用电安全规范,是要求电机良好接地的,但条件不允许(如 没有电源接地端)的,电动机的地、电柜外壳与变频器的地总可以接在一起的。

    时间:2020-08-06 关键词: 感应器 电动机 变频器

  • 你了解LED曲面显示屏优势和应用领域吗?

    你了解LED曲面显示屏优势和应用领域吗?

    你了解LED曲面显示屏优势和应用领域吗?传统LED屏大都是平面的,但在特殊场合有局限性。随着LED曲面显示屏产品在市场上的问世,人们开始纷纷关注这种新型屏幕。那么这种曲面显示屏相对于传统平面屏有哪些优势呢?在应用上又适应于哪些领域。 LED曲面显示屏的优势: 一、更好的视觉体验 人的眼球呈一定弧度的凸起,而LED曲面屏的弧度刚好可以保证眼睛看到屏幕后,对等地传达给人眼。电视和显示屏幕也一样,曲面屏幕可以带来更好的感官体验,无论是否处于中央位置,都能够实现一致的感官体验。 二、更大的灵活性 现在大部分电视、平板、笔记本的屏幕都是平的,然而,假如要做一块手表,平面屏就可能受到非常大的局限性。这个时候,曲面屏幕就可以发挥它的灵活性了,他能够制造一些特定的弧度来满足产品需求。同样的,许多大型商业广场也已经采用过渡式全方位的曲面显示屏,它可以帮助广告主更好地利用空间,将信息准确地传达给更多人。 曲面LED显示屏应用领域: 一、家居领域。目前已经商用的有曲面电视,未来还将对“智能家庭”产生重大影响,在客厅、卧室、厨房电器,甚至浴室实现曲面显示控制。 二、智能移动设备。例如手机、手表,便携移动设备等,曲面屏能够让产品设计更加富有想象力。如果曲面显示屏能够自由实现,就意味着折叠屏也将可能实现。 三、建筑与广告。目前比较常见的室外曲面LED显示屏大多数是由无数LED屏或多屏拼接组成的,如果未来能出现效果更好的曲面显示方式,或许可以大大降低定制成本。 四、影院。电影院的荧幕也在慢慢改革,现在曲面荧幕仍然只占少数,未来很有可能大范围普及,毕竟真正的曲面屏幕将实现更清晰锐利的画质,还原真实场景。 五、会场。如果在一个可容纳千人的会议厅防止一块巨型屏幕,那么意味着这块屏幕必须是曲面的,他们有可能在开会的时候用到,也有可能在开演唱会的时候用到。以上就是LED曲面显示屏优势和应用领域解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-08-06 关键词: LED 优势 曲面显示屏

  • LED显示屏的使用寿命,你真的了解吗?

    LED显示屏的使用寿命,你真的了解吗?

    你知道LED显示屏的使用寿命跟什么有关吗?LED显示屏也和其他电子产品一样,有一个使用寿命。虽说LED的理论寿命为100000小时,按每天24小时,每年365天算都能工作11年多,但实际情况和理论数据差很多,据统计,现在市面上的LED显示屏寿命一般为6~8年,能用到10年以上的LED大屏幕已经算非常不错了,特别是户外LED显示屏,寿命就更加短了。如果我们注意到使用过程中的一些细节,会给我们的显示屏带来意想不到的效果。 从原材料的采购开始,到生产安装过程的标准化和规范化,对LED显示屏的使用年限都会有很大的影响。灯珠和IC等电子元器件的品牌,到开关电源的质量,这些都是影响LED大屏幕寿命的直接因素。我们在作项目的规划时,就应指定用质量可靠的LED灯珠,口碑好的开关电源,以及其他原材料的具体品牌和型号。在生产的过程中,要注意做好防静电措施,比如戴静电环,穿防静电的衣服,选择无尘车间和生产线,最大程度地降低故障率。在出厂前,要尽可能地保证老化时间,做到出厂合格率100%。在运输的运程中,应做好产品的包装,在包装外注明易碎,如果是海运,需要做好防盐酸腐蚀措施。 对于户外LED显示屏,要有必要的外围安全设备,做好防雷电防浪涌措施,在雷电暴雨天气尽量不要使用显示屏。注意环境的保护,尽量不要长期放在多尘的环境中,显示屏内部严禁进水,做好防雨措施。选择正确的散热设备,按标准来安装风机或空调,屏体环境尽量能做到干燥通风。 此外,LED显示屏的日常维护也非常重要,定时清洁屏幕上面积累的灰尘,以免影响散热功能。在播放广告内容时,尽量不要长时间处于全白色,全绿色等画面,以免造成电流放大,线缆发热而引起短路等故障。在晚上播放节日时,可根据环境亮度调整屏体亮度,这样不但能节省能源,还能延长LED显示屏的使用寿命。以上就是LED显示屏的使用寿命解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-08-06 关键词: LED 显示屏 使用寿命

  • 你知道如何检测LED显示屏出错吗?

    你知道如何检测LED显示屏出错吗?

    你知道如何检测LED显示屏出错吗?led显示屏虽然非常耐用,但是使用过程仍然可能会出现电脑软件故障,整屏不亮、整屏花屏、部分区域不亮、部分区域花屏、屏幕闪等故障。以下深圳led显示屏厂家艾斯威光电(www.aswei.cn)提示可以通过四个方法对起检测: 一、通过电压检测出错,将万用表调到电压档,检测怀疑有问题的电路的某个点的到地电压,比较是否与正常值相似,可以方便的确定问题的范围。 二、通过短路检测出错,将万用表调到短路检测挡(一般具有报警功能,如导通则发出鸣叫声),检测是否有模块短路的现象出现,发现短路后应马上解决,短路现象也是最常见模块故障。有的通过观察IC引脚和排针引脚就能发现。短路检测应在电路断电的情况下操作,避免损坏万用表。这个方法是最常用到的方法,简单、高效。大多数led显示屏的故障都可以通过这个方法检测判断。 三、通过压降检测出错,将万用表调到二极管压降检测档,因为所有的IC都是由基本的众多单元件组成,只是小型化了,所以在当它的某引脚上有电流通过时,就会在引脚上存在电压降。通常来说同一型号的IC引脚上的压降相似,根据引脚上的压降值比较好坏,须在电路断电的情况下操作。 四、通过电阻检测出错,将万用表调到电阻档,检测一块正常的电路板的某点的到地电阻值,再检测另一块相同的电路板的同一个点测试与正常的电阻值是否有不同,若不同则就确定了问题的范围。 以上总述四点,希望这些关于led显示屏出错的基本检测会给各位文章观看者产生帮助。以上就是检测LED显示屏出错的方法,希望能给大家帮助。

    时间:2020-08-06 关键词: LED 检测 显示屏

  • 你知道笔记本如何使用HDMI技术控制led电子显示屏吗?

    你知道笔记本如何使用HDMI技术控制led电子显示屏吗?

    你知道笔记本如何使用HDMI技术控制led电子显示屏吗?高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface)既HDMI,东芝、松下、飞利浦等7家公司组建,于2002年12月9日正式发布了HDMI 1.0版标准,标志着HDMI技术正式进入历史舞台。 HDMI是基于DVI技术制定,是一种数字化视频/音频接口技术,是适合影像传输的专用型数字化接口,其可同时传送音频和影音信号,HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽。HDMI所具备的额外空间可应用在日后升级的音视频格式中,可以保证最高质量的影音信号传送。 根据led电子显示屏需具有较高的显示性能和效果,以及方便控制的需求,显示屏控制系统应具有足够的输入、输出接口和远程通信功能。我们基于HDMI 1.3技术的led显示屏控制器的系统结构如图1所示。系统按功能可分为:6路模拟量输入、1路VGA输入、2路DVI输入、状态指示、实时时钟以及光纤数据传输等模型。 目前,led电子显示屏按数据的传输方式主要有同步显示和脱机显示两类。本文所介绍的led电子显示屏控制是一套同步显示系统,即用一套嵌入式系统来为led显示屏提供视频源,既可以降低成本,又具有很高的可行性和灵活性,易于工程施工。 独立视频led电子显示屏系统完全脱离计算机的控制,本身可以实现通信、视频播放、数据分发、扫描控制等功能。由于控制器是对大帧数据进行控制,因此需要对视频源提供的数据进行分配,将不同行列的数据正确地送入不同的控制器。 数据校正子模块接收前端输入的数据,将这些数据进行逐点校正之后存入SDRAM。然后将该场数据分成8组,同时发送给led分配器。 FPGA根据时序关系,将输入数据读入,进行下一步的处理。由于在生产过程中led管的参数不可能完全一致,因此为了获得良好的图像显示效果,必须对led管进行筛选。 在数据分配发送时,信号均以LVDS的形式传输。 由于本系统采用MCU+FPGA的架构,因此实现真正的网络远程操作,不仅可以作为一般的led电子显示屏控制器,更可以将各显示节点组成大型的户外广告传媒网络。 根据HDMI技术控制led电子显示屏,亮度合适,使用分辨率细腻,场扫描频率高,像素高,可用于户外广播级应用。该设计通过单点校正,从而可以使采购厂商放宽led在亮度和颜色等方面的要求,相关采购的成本也随之降低。以上就是笔记本如何使用HDMI技术控制led电子显示屏解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-08-06 关键词: 笔记本 led电子显示屏 hdmi技术

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