【壓縮機網(wǎng)】輸出電纜中含有相當大的高次諧波電壓、電流,使得電機的輸入電壓畸變,定、轉子電動(dòng)勢高次諧波進(jìn)一步增大,結果使得相電動(dòng)勢嚴重畸變,z*大值升高很多,導致電機線(xiàn)圈發(fā)熱嚴重,絕緣老化甚至擊穿。
另外由于高次諧波產(chǎn)生的高次諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生附加的轉矩,使得電機產(chǎn)生明顯的振動(dòng)和尖銳的噪音。高次諧波使得電動(dòng)機的機械壽命、絕緣壽命大大縮短。
變頻器輸出的諧波是導致電機產(chǎn)生高頻嘯叫的主要原因,當變頻器的功率開(kāi)關(guān)的調制脈沖頻率提高時(shí),可以輸出的電流接更近于正弦波,和使嘯叫聲的頻率提高過(guò)人耳的可聽(tīng)聲波范圍,會(huì )使嘯叫聲大大降低,但是大當IGBT的開(kāi)關(guān)頻率過(guò)高時(shí),會(huì )使IGBT上的損耗增加,此時(shí)需要對變頻器降容來(lái)時(shí)使用。一般IGBT的開(kāi)關(guān)頻率為4Khz時(shí),若聽(tīng)到嘯叫聲,建議適當提高一下IGBT的開(kāi)關(guān)頻率。
現在變頻電機在運行中的嘯叫聲,往往給人一種錯覺(jué),就以為是變頻器調頻所致,其實(shí)未必。應該先確認一下嘯叫聲的來(lái)源,然后再作處理。
第一步,變頻器采用V/F控制,將電機運行至z*高轉速;
第二步,然后操作變頻器的OFF2,自有停車(chē);
第三步,判別電機在自由停車(chē)過(guò)程隨著(zhù)轉速下降。如果嘯叫聲或震動(dòng)依然存在,那就沒(méi)有變頻器控制的事情了,是電機的制作問(wèn)題了,機械傳動(dòng)存在運行中有共振點(diǎn)。說(shuō)明是機械制造的問(wèn)題,不是電控問(wèn)題。如果在自由停車(chē)過(guò)程,電機運行平穩,沒(méi)有嘯叫聲,那是變頻器控制問(wèn)題,通過(guò)調整變頻器的控制參數,可以解決。其中很重要的就是將變頻器做電機的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)數學(xué)模型計算。如果變頻器所建立的數學(xué)模型準確,運行品質(zhì)就好??刂齐姍C,其電磁噪聲都是完全可以接受的。這一點(diǎn)毋庸置疑。
知識延伸
變頻器和電機的配套問(wèn)題
為整個(gè)電機運動(dòng)系統選擇合適的變頻器,是讓工程師一個(gè)頭痛的問(wèn)題。
總的來(lái)說(shuō),變頻器的選用,應按照被控對象的類(lèi)型、調速范圍、靜態(tài)速度精度、啟動(dòng)轉矩等來(lái)考慮,使之在滿(mǎn)足工藝和生產(chǎn)要求的同時(shí),既好用,又經(jīng)濟。
一般性的經(jīng)驗是:多大的電機就選擇多大的變頻器,有時(shí)也可大一個(gè)規格。
大功率的變頻器功率因數較低z*好在變頻器的進(jìn)線(xiàn)端加裝交流電抗器。這樣一是提高功率因數,二是抑制高頻諧波。
如果經(jīng)常頻繁啟動(dòng),制動(dòng),要安裝制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。
如果需要降低噪音,可用選擇水冷型變頻器;
如果需要制動(dòng),需選配制動(dòng)斬波器以及制動(dòng)電阻?;蚩捎眠x擇四象限產(chǎn)品,可以向電網(wǎng)回饋能量,節省電能 ;
如果現場(chǎng)僅有直流電源的話(huà),可以選擇單純的逆變產(chǎn)品(使用直流電源)用以驅動(dòng)電動(dòng)機。
變頻器選型的z*終依據,是變頻器的電流曲線(xiàn)包羅機械負載的電流曲線(xiàn)。
這里羅列了一些選擇變頻器時(shí),我們需要關(guān)注的實(shí)際問(wèn)題。
1. 采用變頻的目的;恒壓控制或恒流控制等。
3. 變頻器與負載的匹配問(wèn)題;
電壓匹配;變頻器的額定電壓與負載的額定電壓相符。
電流匹配;普通的離心泵,變頻器的額定電流與電機的額定電流相符。對于特殊的負載如深水泵等則需要參考電機性能參數,以z*大電流確定變頻器電流和過(guò)載能力。
轉矩匹配;這種情況在恒轉矩負載或有減速裝置時(shí)有可能發(fā)生。
4. 在使用變頻器驅動(dòng)高速電機時(shí),由于高速電機的電抗小,高次諧波增加導致輸出電流值增大。因此用于高速電機的變頻器的選型,其容量要稍大于普通電機的選型。
5. 變頻器如果要長(cháng)電纜運行時(shí),此時(shí)要采取措施抑制長(cháng)電纜對地耦合電容的影響,避免變頻器出力不足,所以在這樣情況下,變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
6. 對于一些特殊的應用場(chǎng)合,如高溫,高海拔,此時(shí)會(huì )引起變頻器的降容,變頻器容量要放大一擋。
對一些電機運動(dòng)控制系統要求嚴格的場(chǎng)合,需要準確檢測變頻器的選配效果如何,直接方法就是通過(guò)電機測試系統進(jìn)行測試。但要想完成變頻器與電機系統的整體測試,對電機測試系統也就提出了更高的要求,比如高帶寬、高精度的電參數測量,多通道同步測試等。
另外由于高次諧波產(chǎn)生的高次諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生附加的轉矩,使得電機產(chǎn)生明顯的振動(dòng)和尖銳的噪音。高次諧波使得電動(dòng)機的機械壽命、絕緣壽命大大縮短。
變頻器輸出的諧波是導致電機產(chǎn)生高頻嘯叫的主要原因,當變頻器的功率開(kāi)關(guān)的調制脈沖頻率提高時(shí),可以輸出的電流接更近于正弦波,和使嘯叫聲的頻率提高過(guò)人耳的可聽(tīng)聲波范圍,會(huì )使嘯叫聲大大降低,但是大當IGBT的開(kāi)關(guān)頻率過(guò)高時(shí),會(huì )使IGBT上的損耗增加,此時(shí)需要對變頻器降容來(lái)時(shí)使用。一般IGBT的開(kāi)關(guān)頻率為4Khz時(shí),若聽(tīng)到嘯叫聲,建議適當提高一下IGBT的開(kāi)關(guān)頻率。
現在變頻電機在運行中的嘯叫聲,往往給人一種錯覺(jué),就以為是變頻器調頻所致,其實(shí)未必。應該先確認一下嘯叫聲的來(lái)源,然后再作處理。
第一步,變頻器采用V/F控制,將電機運行至z*高轉速;
第二步,然后操作變頻器的OFF2,自有停車(chē);
第三步,判別電機在自由停車(chē)過(guò)程隨著(zhù)轉速下降。如果嘯叫聲或震動(dòng)依然存在,那就沒(méi)有變頻器控制的事情了,是電機的制作問(wèn)題了,機械傳動(dòng)存在運行中有共振點(diǎn)。說(shuō)明是機械制造的問(wèn)題,不是電控問(wèn)題。如果在自由停車(chē)過(guò)程,電機運行平穩,沒(méi)有嘯叫聲,那是變頻器控制問(wèn)題,通過(guò)調整變頻器的控制參數,可以解決。其中很重要的就是將變頻器做電機的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)數學(xué)模型計算。如果變頻器所建立的數學(xué)模型準確,運行品質(zhì)就好??刂齐姍C,其電磁噪聲都是完全可以接受的。這一點(diǎn)毋庸置疑。
知識延伸
變頻器和電機的配套問(wèn)題
為整個(gè)電機運動(dòng)系統選擇合適的變頻器,是讓工程師一個(gè)頭痛的問(wèn)題。
總的來(lái)說(shuō),變頻器的選用,應按照被控對象的類(lèi)型、調速范圍、靜態(tài)速度精度、啟動(dòng)轉矩等來(lái)考慮,使之在滿(mǎn)足工藝和生產(chǎn)要求的同時(shí),既好用,又經(jīng)濟。
一般性的經(jīng)驗是:多大的電機就選擇多大的變頻器,有時(shí)也可大一個(gè)規格。
大功率的變頻器功率因數較低z*好在變頻器的進(jìn)線(xiàn)端加裝交流電抗器。這樣一是提高功率因數,二是抑制高頻諧波。
如果經(jīng)常頻繁啟動(dòng),制動(dòng),要安裝制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。
如果需要降低噪音,可用選擇水冷型變頻器;
如果需要制動(dòng),需選配制動(dòng)斬波器以及制動(dòng)電阻?;蚩捎眠x擇四象限產(chǎn)品,可以向電網(wǎng)回饋能量,節省電能 ;
如果現場(chǎng)僅有直流電源的話(huà),可以選擇單純的逆變產(chǎn)品(使用直流電源)用以驅動(dòng)電動(dòng)機。
變頻器選型的z*終依據,是變頻器的電流曲線(xiàn)包羅機械負載的電流曲線(xiàn)。
這里羅列了一些選擇變頻器時(shí),我們需要關(guān)注的實(shí)際問(wèn)題。
1. 采用變頻的目的;恒壓控制或恒流控制等。
3. 變頻器與負載的匹配問(wèn)題;
電壓匹配;變頻器的額定電壓與負載的額定電壓相符。
電流匹配;普通的離心泵,變頻器的額定電流與電機的額定電流相符。對于特殊的負載如深水泵等則需要參考電機性能參數,以z*大電流確定變頻器電流和過(guò)載能力。
轉矩匹配;這種情況在恒轉矩負載或有減速裝置時(shí)有可能發(fā)生。
4. 在使用變頻器驅動(dòng)高速電機時(shí),由于高速電機的電抗小,高次諧波增加導致輸出電流值增大。因此用于高速電機的變頻器的選型,其容量要稍大于普通電機的選型。
5. 變頻器如果要長(cháng)電纜運行時(shí),此時(shí)要采取措施抑制長(cháng)電纜對地耦合電容的影響,避免變頻器出力不足,所以在這樣情況下,變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
6. 對于一些特殊的應用場(chǎng)合,如高溫,高海拔,此時(shí)會(huì )引起變頻器的降容,變頻器容量要放大一擋。
對一些電機運動(dòng)控制系統要求嚴格的場(chǎng)合,需要準確檢測變頻器的選配效果如何,直接方法就是通過(guò)電機測試系統進(jìn)行測試。但要想完成變頻器與電機系統的整體測試,對電機測試系統也就提出了更高的要求,比如高帶寬、高精度的電參數測量,多通道同步測試等。


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