变频器论文【优质5篇】

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变频器论文【第一篇】

(1)一般的恒转矩负载要求

变频器必须具备以下几个条件:过载能力较大;过载时间足够;具备较大的启动及转动转矩;具备恒定转矩特性。

(2)对于风机、泵类的负载

选择变频调速系统时需符合以下两个条件:设备经济性、可靠性较高,能够提供稳定的转速;可以针对机电设备的情况选择变频控制模式。

(3)对于恒功率负载

选择变频器时需符合以下两个条件:输出为定值控制;该变频器能够满足对其进行针对性设计的需求。因此,为了确保电机处于经济运行状态,必须根据负载的机械特性,选择合适的变频调速电机。而使用中的变频调速电机,要尽量避免长时间空载、轻载,同时要加强设备维护检修,使其保持在最佳工作状态,

二改进四象限变频器,提高煤矿机电设备的灵活性

采煤作业环境复杂多变,大量机电设备处于负荷频繁波动状态,这些因素给煤矿安全生产带来了很大困扰。当前煤矿机电设备采用四象变频器技术大大缓解了这个现象。四象限变频器将整流电路由原来的全波整流桥调整为由智能功率模块构成的可控整流桥,以便更好地完成采掘工作。四象限变频器与普通变频器的区别在于电机处于发电状态时,其逆变电路和整流电路将会发生互换,从而实现将电机所产生的电量输送至其他设备的目的。

1在采煤机中的应用

我国采煤机变频调速系统已由之前的“一拖二”改进为现在的“一拖一”。我国自主研发的采煤机已处于世界领先水平,例如采煤机ACS-800变频器,可以确保加速时不过流、减速时不过压。整个过程可根据电机功率进行计算,还能根据现场情况做适当调整,从而实现降低能耗、提升工作效率的目的。

2在提升机中的应用

在煤矿提升装置中应用时,普通变频器存在较大的弊端,问题主要在于电机制动产生的能量会过多消耗在电阻上。变频技术的创新,可以将电机处于二、四象限运行过程中发电产生的电能回馈给电网侧使用,从而让提升机实现匀速、加速工作与平稳启动、关闭,并借助数字控制系统有效提升工作效率,这对保障工作人员的人身安全起着重要作用。

3在胶带输送机中的应用

胶带输送机具有大功率、高电压等特点,主要通过胶带与轮毂之间的摩擦作用实现煤炭传送。可以采用变频节能技术对上山胶带输送机进行改造,原理和提升机相似,改造可以改变胶带输送机的启动模式,彻底实现软启动,让机电设备实现平稳运行。变频节能技术还能降低机电设备的发热量,在降低能耗的基础上延长胶带的使用寿命,最终提高胶带输送机的工作效率。

三使用变频技术改善

各电路元件间的逻辑关系,优化电路变频器由键盘、电机、电源板、控制主板等构成,结构相对复杂。采用变频节能技术改善电路元件之间的逻辑关系,不仅可以优化电路,为煤矿机电设备提供适宜的运行环境,而且能够在一定程度上延长煤矿机电设备的使用寿命。变频节能技术实现这一功能的关键在于通过IGBT等功率开关器件以及PWM控制技术,实现从交流到直流再到交流的转换。变频器电路一般包括主电路和控制电路两个部分,主电路的正常运行需要控制信号配合。通常电压检测电路会设置一个电压上限值,如果检测到的直流母线电压超过该上限值,电压检测电路便向变频器发出控制信号,使变频器的过压保护启动。

四结语

综上所述,通过改进压频比控制模式、根据负载合理选择变频器与电机、改进四象限变频器、使用变频技术改善各电路元件间的逻辑关系等策略,可以有效实现煤矿机电设备的技术改造。总体来看,变频技术也并非完美,比如存在噪声和振动比较大、应用成本比较高等问题,但整体来看,变频技术在我国煤矿机电设备的改造中具有很大的应用空间。

变频器论文【第二篇】

论文摘要:文章对变频器常见干扰故障进行了分析总结,并提出了相应的解决对策。

1.引言

变频器作为一种高效节能的电机调速装置,因其较高的性能价格比,在工厂得到了越来越广泛的应用。众所周知,变频器是由整流电路、滤波电路、逆变电路组成。其中整流电路和逆变电路中均使用了半导体开关元件,在控制上则采用的是PWM控制方式,这就决定了变频器的输入、输出电压和电流除了基波之外,还含有许多的高次谐波成分。这些高次谐波成分将会引起电网电压波形的畸变,产生无线电干扰电波,它们对周边的设备、包括变频器的驱动对象--电动机带来不良的影响。同时由于变频器的使用,电网电源电压中会产生高次谐波的成分,电网电源内有晶闸管整流设备工作时,会引导电源波形产生畸形。另外,由于遭受雷击或电源变压器的开闭,电功率用电器的开闭等,产生的浪涌电压,也将使电源波形畸变,这种波形畸变的电网电源给变频器供电时,又将对变频器产生不良影响。文章对于上述现象进行了分析并提出了降低这些不良影响的措施。

2.外界对变频器的干扰

供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电;浪涌、跌落;尖峰电压脉冲;射频干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的谐波干扰后若不加处理,电网噪声就会通过电网的电源电路干扰变频器。变频器的输入电路侧,是将交流电压变成直流电压。这就是常称为"电网污染"的整流电路。由于这个直流电压是在被滤波电容平滑之后输出给后续电路的,电源供给变频器的实际上是滤波电容的充电电流,这就使输入电压波形产生畸变。

(1)电网中存在各种整流设备、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大量谐波源

电源网络内有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。例如:当供电网络内有较大容量的晶闸管换流设备时,因晶闸管总是在每相半周期内的部分时间内导通,故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。

(3)电源辐射传播的干扰信号

电磁干扰(EMI),是外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰,通常是通过电路传导和以场的形式传播的[2]即以电磁波方式向空中幅射,其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。

对于(1)、(2)两项产生的干扰抑制可以在变频器输入电路中,串入交流电抗器,它对于基波频率下的阻抗是微不足道的。但对于频率较高的高频干扰信号来说,呈现很高的阻抗,能有效地抑制干扰的作用。对于(3)项的干扰信号主要通过吸收方式来削弱。变频器电源输入端,通常都加有吸收电容。也可以再加上专用的"无线电干扰滤器",来进一步削弱干扰信号。

3.变频器对周边设备的干扰及对策

上面已经讲过变频器能使输入电源电压产生高次谐波。同时,变频器的输出电压和电流除了基波之外,还含有许多高次谐波的成分,它们将以各种方式把自己的能量传播出去,这些高次谐波对周围设备带来不良的影响。其中,供电电源的畸变,使处于同一供电电源的其他设备出现误动作,过热、噪声和振动;产生的无线干扰电波给变频器周围的电视机、收音机、手机等无线电接收装置带来干扰,严重时不能正常工作;对变频器的外部控制信号产生干扰,这些控制信号受干扰后,就不能准确、正常地控制变频器运行,使被变频器驱动的电动机产生噪音,振动和发热现象。

(1)对接在同一电源设备带来的干扰

当变频器的容量较大时,将使网络电压产生畸变,通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰传入其它电路。消除或削弱对接在同一电源的设备带来的干扰,可以将变频器的输入端串入交流电抗器,在变频器的整流侧插入直流电抗器。也可以在变频器电源输入端插入滤波器,如下图1所示:

LC滤波器是被动滤波器,它由电抗和电容组成对高次谐波的共振回路,从而达到吸收高次谐波的目的。有源滤波器的工作原理是:通过对电流中高次谐波进行检测,并根据检测结果,输入与高次谐波成分相位相反的电流来削弱高次谐波的目的。

(2)对于产生的无线电干扰波

目前,变频器绝大部分是采用PWM控制方法。变频器输出信号是高频的开关信号,在变频器的输出电压、输出电流中含有高次谐波,通过静电感应和电磁感应,产生无线电干扰波。这些干扰波有的通过电线传导,有些辐射至空中的电磁波和电场直接辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。同样,变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。

电线传导的无线电干扰波的抑制,可以采用噪声滤波变压器,对高次谐波形成绝缘;插入电抗器,以提高对高次谐波成分的阻抗,在变频器的输入端插入滤波器。

辐射无线电干扰波的抑制,较传导无线电干扰波要困难一些。这种无线电干扰的大小,决定于安装变频器设备本身的结构,和电动机电缆线长短等许多因素有关。可以尽量缩短电动机电线,电线采用双绞措施,减少阻抗;变频器输入、输出线装入铁管屏蔽;将变频器机壳良好地接;变频器输入、输出端串接电抗器,插入滤波器。

(3)对于产生的噪声干扰

由于变频器采用了PWM控制方式,变频器的输出电压波形不是正弦波,通过电动机的电流也难免含有许多谐波。变频器输出的谐波频率与转子固有频率的共振,在转子固有频率附近的噪声增大,变频器输出的谐波分量使铁心、机壳、轴架等谐波在其固有频率附近的噪声增大。因此,利用变频器对电动机进行调速控制时,电动机绕组和铁芯由于谐波的成分而产生噪声。

下图2是电动机采用变频器驱动和采用电网电源直接驱动时的噪音比较。通常,采用变频器对电动机进行驱动时,电动机产生的噪音要比电网电源直接驱动产生的噪音高出5~10dB。对于噪音的抑制可以采取的措施为:

①选用以IGBT等为逆变模块的载波频率较高的低噪音变频器。选用变频器专用电动机,在变频器与电动机之间串入电抗器,以减少PWM控制方式产生的高次谐波。

②在变频器与电动机之间插入可以将输出波形转换成正弦波的滤波器。

③选用低噪音的电抗器。

(4)对于产生的振动干扰

采用变频器对电动机进行调速控制时,同噪音相同的原因,会使电动机产生振动。特别是较低阶的高次谐波所产生的脉动转矩,给电动机的转矩输出带来较大的振动。若机械系统与这种振动发生共振时,其振动就更为严重。

通常可以采取以下措施减小振动:

①强化机械结构的刚性,将刚性连接改为强性连接。

②在变频器与电动机之间串入电抗器

③降低变频器的输出压频比。

④改变变频器的载波频率。

在变频器对电动机进行调速过程中,如果调速范围较大时,应先测到机械系统的共振频率,然后利用变频器的频率跳跃功能,避开这些共振频率。如果转距有余量,可以将U/f给定小些。

(5)对于导致控制部件电动机过热的干扰

采用变频器对电动机进行调速控制,由于高次谐波的原因,即使是对同一电动机,在同一频率下运行,电动机也将增加5%~10%的电流。电动机温度自然会提高。此外,普通电动机的冷却风扇安装在电动机轴上的,在连续进行低速运行时,由于自身的冷却风扇的冷却能力不足,而出现电动机过热现象。

电动机过热的对策有以下几种:

①为电动机另配冷却风扇,改自冷式为他冷式。增加低速运行时的冷却能力。

②选用较大容量的电动机。

③改用变频器专用电动机。

④改变调速方案,避免电动机连续低速运行。

随着工厂电气自动化程度的提高,各种干扰也日益增多,只有对变频器的干扰问题有深入的认识,并采取相应的处理措施,才能够减少彼此之间的相互危害,更大程度的确保生产的正常进行和设备的稳定。

参考文献

[1]李自先,等.变频器应用维护与修理[M].北京:地震出版社,2005.

变频器论文范文【第三篇】

在变频调速器的说明书中,为了帮助用户选择容量,都有"配用电动机容量"一栏,然而,这一栏的含义却不够确切,常导致变频器的误选。

各种生产机械中,电动机的容量主是根据发热原则来选定的。就是说,在电动机带得动的前提下,只要其温升在允许范围内,短时间的过载是允许的。电动机的过载能力一般定为额定转矩的倍。电动机的温升,所谓"短时间"至少也在十几分钟以上。而变频调速器的过载能力为:150%,l分钟。这个指标,对电动机来说,只有在起动过程才有意义,在运行过程中,实际上是不允许载。

因此,"配用电动机容量"一栏的准确含义是"配用电动机的实际最大容量"。实际选择变频器时,可按电动机在工作过程中的最大电流来进行选择,对于鼓风机和泵类负载,因属于长期恒定负载,可直接按"配用电动机容量"来选择。

2.传动系统进行优化设计

交流异步电动机经变频调速后,其有效转矩和有效功率的范围。配用变频调速器时,必须根据生产机械的机械特性以及对调速范围的要求等因素,对传动系统进行优级化设计,优化设计的主要内容和大致方法如下:

确定电动机的最高运行频率

(1)鼓风机和泵类负载,这类负载的阻转矩TL与转速n的平方成正比TL=KTn2,输出功率PL与转速的在次方成正比PL=KPn3,(KT和KP为常数),由此可知,如转速超过额定转速,负载的转矩和功率将分别按平方律和立方律增加,因此,在一般情况下,不允许在额定频率以上运行。

(2)一般情况下,各种机械的强度、振动以及耐磨性能等,都是以电动机转速不超过3000r/min为前提设计的。因此,在没有对机械重新进行设计的情况下,2级电机的最高运行频率不要超过额定频率太多。

(3)当异步电机在额定频率以上运行时,由于电源电压是恒定的,其在调到fx时电磁转矩Tx近乎和频率调节比Kf的平方成反比,即T≈TN/Kf2(而TN为额定频率fN时的转矩)。因此,最高运行频率不宜超过额定频率

(4)异步电机在低频下运行时,为了获得足够的转矩,常需进行转矩补偿。而转矩补偿将使电机的磁路趋于饱和,从而增加附加损失,降低了效率,因此,只要情况许可,应尺可能地提高运行频率的上限。

确定传动系统的传动比并校核电动机的容量

(1)鼓风机和泵类负载,一般均为直接驱动,不必考虑传动比的问题。

(2)恒转矩负载,首先,根据有效转矩线以及所要求的频率调节范围,确定电机运行的最高频率和最低频率。

假设已经确定的电动机最高运行频率为fmax最低运行频率为fmin与此对应的转矩相对值为tTL,则电动机的额定转矩Tn=TL/qTL(TL负载转矩)。如果原选电机并未留有余量的话,则配用变频调速器后,电动机的容量应扩大1/tTL倍。传动系统的传动比入等于电动机在最高运行频率下的转速nDmax负载所需求的最高转速nLmax之比。

(3)恒功率负载:和恒转矩负载类似,首先根据有效功率线和频率调节范围,求出电动机运行频率的上、下限。

同样,在求出最高和最低运行频率的同时,得到对应的功率相对值tPL,而电动机的额定功率PN≥PL/tPL(PL为负载要求功率)。

在设计恒功率负载时,应注意两点:(1)尽量多利用额定频率以上的部分;(2)当调整范围较大时,尽量采用两档传动比。因为当传动比分成两栏时,频率范围αf与αn转速范围之间的关系为。可见,在转速范围相同的情况下,频率范围将大为减小,从而可减小电动机的容量。

负载的机械特性,因是恒功率负载,故曲线上任一点的横坐标与纵坐标的乘积均相等,且与负载功率成正比,即PL=KPTLnL=KPTLmaxLmin。全部转速都在额定频率以下调节时的有效转矩线,在这种情况下,所需电动机的容量PN=KPTNnLmax>KPTLmaxLmax=αnPL。这说明,所需电动机的容量比负载功率的On倍还要大,是很不经济的。

⑴当最高运行频率为额定频率的2倍,传动比只有一档时的情形。在这种情况下,所需电机的容量PN=KPTN1/2nLmax1/2αnPL。可见,所需用容量只要大于负载功率的On/2倍就可以了。

⑵当最高运行频率为额定频率的2倍,传动比为两档时的情形。这时,所需电机的容量PN1/2PL。可见,对于恒功率负载,当αn>4时,这种方案是比较理想的。

3.自配外接制动电阻

各种变频调速器都允许外接制动电阻,加快制动速度,外接电阻。但配套的制动电阻价格昂贵,不易买到,自动配置时,其阻值与功率可如下决定:

直流电路的电压值UP=×380=53V;制动电流Is一般以不超过电机的额定电流IDN为原则,即Is≤IDN,故制动电阻Rs≥UD/Is。

因Rs内通过电流的时间只有几秒钟,故其功率PR可按工其工作时的(1/10-1/8)选择,即PR=()UD2/Rs。

因Rs接入电路时,应注意将变频调速器内部的制动电阻切除,如不能切除,则应适当加大Rs的值,以免出现制动电流过大的情形。

在外接制动电路时,为了避免烧毁变频器内部的放电用大功率晶体管(GTR)有时也可以外接整个制动电器(即包括制动电阻和放电晶体管,这时,GTR应选取其VCEX≥700伏;ICN≥()IDN安。

参考文献

[1]马新民,矿山机械,徐州:中国矿业大学出版社,2002

[2]李纪等,煤矿机电事故分析与预防,北京:煤炭工业出版社,1997

[3]柴常等,机电安全技术,北京:化学工业出版社,

变频器论文【第四篇】

论文摘要:目前我们日常所使用的一些带有或使用变频器驱动系统的设备都会产生大量的高次谐波,这种严重的电磁辐射是我们平时用肉眼看不到的隐形杀手,无论是对我们的身体健康,还是对精密仪器的使用,它都有严重的危害性,而且影响深远。

变频器是运动控制系统中的功率变换器。目前的运动控制系统包含多种学科的技术领域,总的发展趋势是驱

动的交流化、功率变换器的高频化、控制的数字化、智能化和网络化。因此,变频器作为系统的重要功率变换部件,因提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。

变频器的快速发展得益于电力电子技术、计算机技术和自动控制技术及电机控制理论的发展。变频器的发展水平是由电力电子技术、电机控制方式以及自动化控制水平三个方面决定的。当前竞争的焦点在于高压变频器的研究开发生产方面。

随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展,变频器的性能价格比越来越高,体积越来越小,而且厂家仍在不断地提高可靠性,为实现变频器的进一步小型轻量化、高性能化和多功能化以及无公害化而做着新的努力。辨别变频器性能的优劣,一要看其输出交流电压的谐波对电机的影响;二要看对电网的谐波污染和输入功率因数;最后还要看本身的能量损耗(即效率)。这里仅以量大面广的交—直—交变频器为例,阐述其发展趋势:主电路功率开关元件的自关断化、模块化、集成化、智能化;开关频率不断提高,开关损耗进一步降低。

在变频器主电路的拓扑结构方面。变频器的网侧变流器对低压小容量的装置常采用6脉冲变流器,而对中压大容量的装置采用多重化12脉冲以上的变流器。负载侧变流器对低压小容量装置常采用两电平的桥式逆变器,而对中压大容量的装置采用多电平逆变器。对于四象限运行的转动,为实现变频器再生能量向电网回馈和节省能量,网侧变流器应为可逆变流器,同时出现了功率可双向流动的双PWM变频器,对网侧变流器加以适当控制可使输入电流接近正弦波,减少对电网的公害。

脉宽调制变压变频器的控制方法可以采用正弦波脉宽调制控制、消除指定次数谐波的PWM控制、电流跟踪控制、电压空间矢量控制(磁链跟踪控制)。

交流电动机变频调整控制方法的进展主要体现在由标量控制向高动态性能的矢量控制与直接转矩控制发展和开发无速度传感器的矢量控制和直接转矩控制系统方面。微处理器的进步使数字控制成为现代控制器的发展方向。运动控制系统是快速系统,特别是交流电动机高性能的控制需要存储多种数据和快速实时处理大量信息。

近几年来,国外各大公司纷纷推出以DSP(数字信号处理器)为基础的内核,配以电机控制所需的功能电路,集成在单一芯片内的称为DSP单片电机控制器,价格大大降低、体积缩小、结构紧凑、使用便捷、可靠性提高。

在DSP出现之前数字信号处理只能依靠MPU(微处理器)来完成。但MPU较低的处理速度无法满足高速实时的要求。随着大规模集成电路技术的发展,1982年世界上首枚DSP芯片诞生了。这种DSP器件采用微米工艺NMOS技术制作,虽功耗和尺寸稍大,但运算速度却比MPU快了几十倍,尤其在语音合成和编码解码器中得到了广泛应用。DSP芯片的问世标志着DSP应用系统由大型系统向小型化迈进了一大步。随着CMOS技术的进步与发展,第二代基于CMOS工艺的DSP芯片应运而生,其存储容量和运算速度成倍提高,成为语音处理、图像硬件处理技术的基础。80年代后期,第三代DSP芯片问世,运算速度进一步提高,其应用于范围逐步扩大到通信、计算机领域。

90年代DSP发展最快,相继出现了第四代和第五代DSP器件。现在的DSP属于第五代产品,它与第四代相比,系统集成度更高,将DSP芯核及组件综合集成在单一芯片上。这种集成度极高的DSP芯片不仅在通信、计算机领域大显身手,而且逐渐渗透到人们日常消费领域,前景十分可观。DSP和普通的单片机相比,处理数字运算能力增强10—15倍,可确保系统有更优越的控制性能。数字控制使硬件简化,柔性的控制算法使控制具有很大的灵活性,可实现复杂控制规律,使现代控制理论在运动控制系统中应用成为现实,易于与上层系统连接进行数据传输,便于故障诊断、加强保护和监视功能,使系统智能化。

变频技术论文【第五篇】

利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电机的再生电能的方式称为能耗制动。

其优点是构造简单;对电网无污染(与回馈制动作比较),成本低廉;缺点是运行效率低,特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量且制动电阻的容量将增大。

一般在通用变频器中,小功率变频器(22kW以下)内置有了刹车单元,只需外加刹车电阻。大功率变频器(22kW以上)就需外置刹车单元、刹车电阻了。

2、回馈制动

实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。它是采用有源逆变技术,将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网,从而实现制动。回馈制动的优点是能四象限运行,如图3所示,电能回馈提高了系统的效率。其缺点是:(1)、只有在不易发生故障的稳定电网电压下(电网电压波动不大于10%),才可以采用这种回馈制动方式。因为在发电制动运行时,电网电压故障时间大于2ms,则可能发生换相失败,损坏器件。(2)、在回馈时,对电网有谐波污染。(3)、控制复杂,成本较高。

3、新型制动方式(电容反馈制动)

1、主回路原理

整流部分采用普通的不可控整流桥进行整流,滤波回路采用通用的电解电容,延时回路采用接触器或可控硅都行。充电、反馈回路由功率模块IGBT、充电、反馈电抗器L及大电解电容C(容量约零点几法,可根据变频器所在的工况系统决定)组成。逆变部分由功率模块IGBT组成。保护回路,由IGBT、功率电阻组成。

(1)电动机发电运行状态

CPU对输入的交流电压和直流回路电压νd的实时监控,决定向VT1是否发出充电信号,一旦νd比输入交流电压所对应的直流电压值(如380VAC—530VDC)高到一定值时,CPU关断VT3,通过对VT1的脉冲导通实现对电解电容C的充电过程。此时的电抗器L与电解电容C分压,从而确保电解电容C工作在安全范围内。当电解电容C上的电压快到危险值(比如说370V),而系统仍处于发电状态,电能不断通过逆变部分回送到直流回路中时,安全回路发挥作用,实现能耗制动(电阻制动),控制VT3的关断与开通,从而实现电阻R消耗多余的能量,一般这种情况是不会出现的。

(2)电动机电动运行状态

当CPU发现系统不再充电时,则对VT3进行脉冲导通,使得在电抗器L上行成了一个瞬时左正右负的电压(如图标识),再加上电解电容C上的电压就能实现从电容到直流回路的能量反馈过程。CPU通过对电解电容C上的电压和直流回路的电压的检测,控制VT3的开关频率以及占空比,从而控制反馈电流,确保直流回路电压νd不出现过高。

2、系统难点

(1)电抗器的选取

(a)、我们考虑到工况的特殊性,假设系统出现某种故障,导致电机所载的位能负载自由加速下落,这时电机处于一种发电运行状态,再生能量通过六个续流二极管回送至直流回路,致使νd升高,很快使变频器处于充电状态,这时的电流会很大。所以所选取电抗器线径要大到能通过此时的电流。

(b)、在反馈回路中,为了使电解电容在下次充电前把尽可能多的电能释放出来,选取普通的铁芯(硅钢片)是不能达到目的的,最好选用铁氧体材料制成的铁芯,再看看上述考虑的电流值如此大,可见这个铁芯有多大,素不知市面上有无这么大的铁氧体铁芯,即使有,其价格也肯定不会很低。所以笔者建议充电、反馈回路各采用一个电抗器。

(2)控制上的难点

(a)、变频器的直流回路中,电压νd一般都高于500VDC,而电解电容C的耐压才400VDC,可见这种充电过程的控制就不像能量制动(电阻制动)的控制方式了。其在电抗器上所产生的瞬时电压降为,电解电容C的瞬时充电电压为νc=νd-νL,为了确保电解电容工作在安全范围内(≤400V),就得有效的控制电抗器上的电压降νL,而电压降νL又取决于电感量和电流的瞬时变化率。

(b)、在反馈过程中,还得防止电解电容C所放的电能通过电抗器造成直流回路电压过高,以致系统出现过压保护。

3、主要应用场合及应用实例

正是由于变频器的这种新型制动方式(电容反馈制动)所具有的优越性,近些来,不少用户结合其设备的特点,纷纷提出了要配备这种系统。由于技术上有一定的难度,国外还不知有无此制动方式?国内目前只有山东风光电子公司由以前采用回馈制动方式的变频器(仍有2台在正常运行中)改用了这种电容反馈制动方式的新型矿用提升机系列。

随着变频器应用领域的拓宽,这个应用技术将大有发展前途,具体来讲,主要用在矿井中的吊笼(载人或装料)、斜井矿车(单筒或双筒)、起重机械等行业。总之需要能量回馈装置的场合都可选用。

参考文献

1、韩安荣。通用变频器及其应用(第2版)[M].北京:机械工业出版社,

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