高壓變頻器的基本知識

　　變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，高壓大功率變頻調(diào)速裝置不斷地成熟起來，原來一直難于解決的高壓問題，近年來通過器件串聯(lián)或單元串聯(lián)得到了很好的解決。

　　1、電壓源型與電流源型高壓變頻器的區(qū)別

　　變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓源型和電流源型。電壓源型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波元件是電容;電流源型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波元件是電感。

　　2、為什么變頻器的輸出電壓與頻率成比例的改變

　　異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩是電機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過的電流之間相互作用而產(chǎn)生的，在額定頻率下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就過大，磁回路飽和，電機(jī)電流增大，嚴(yán)重時將燒毀電機(jī)。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時控制變頻器的輸出電壓，使電動機(jī)的磁通保持一定，避免磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這就是VVVF的定義。這里的電壓指的是電機(jī)的線電壓或者相電壓的有效值。

　　3、電動機(jī)使用工頻電源驅(qū)動時，電壓下降則電流增加;對于變頻器驅(qū)動，如果頻率下降時電壓也下降，那么電流是否增加頻率下降(低速)時，如果輸出相同的功率，則電流增加，但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下，電流幾乎不變。

　　4、采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時，電機(jī)的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩怎樣

　　采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同，為125%～200%)。用工頻電源直接起動時，起動電流為6～7倍，因此，將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2～1.5倍，起動轉(zhuǎn)矩為70%～120%額定轉(zhuǎn)矩;對于帶有轉(zhuǎn)矩自動增強(qiáng)功能的變頻器，起動轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負(fù)載起動。

　　5、V/f模式是什么意思

　　頻率下降時電壓V也成比例下降，這個問題已在回答4說明。保持V/f比恒定控制是異步電機(jī)變頻調(diào)速的最基本的控制方式，它在控制電機(jī)的電源頻率變化的同時控制變頻器輸出的電壓，并使二者之比V/f為恒定，從而使電機(jī)的磁通保持恒定。在電機(jī)額定運(yùn)行情況下，電機(jī)的定子電阻和漏抗的電壓降比較小，電機(jī)的端電壓和電機(jī)的感應(yīng)電勢近似相等。

　　V/f比恒定控制存在的主要問題是低速性能較差。其原因一是低速時異步電機(jī)定子電阻電壓降所占比例變大，已不能忽略，不能再認(rèn)為定子電壓和電機(jī)感應(yīng)電勢近似相等，仍按V/f比一定控制已不能保持電機(jī)磁通恒定。電機(jī)磁通的減小必然造成電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩減小;另外變頻器功率器件的死區(qū)時間也是影響電機(jī)低速性能的重要原因，死區(qū)時間造成電壓下降同時還會引起轉(zhuǎn)矩脈動，在一定條件下還會引起轉(zhuǎn)速、電流的振蕩。

　　V/f比恒定控制常用于通用變頻器上。這類變頻器主要用于風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速功能，以及對調(diào)速范圍要求不高的場合。V/f比恒定控制的突出優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行電機(jī)的開環(huán)速度控制。

　　6、按比例地改V和f時，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩如何變化

　　頻率下降時完全成比例地降低電壓，那么由于交流阻抗變小而電阻不變，將造成在低速下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。

　　因此，在低頻時給定V/f，要使輸出電壓提高一些，以便獲得一定的起動轉(zhuǎn)矩，這種補(bǔ)償稱增強(qiáng)起動?？梢圆捎酶鞣N方法實(shí)現(xiàn)，有自動進(jìn)行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法。

　　7、所謂開環(huán)是什么意思

　　給所使用的電機(jī)裝設(shè)速度傳感器，將實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進(jìn)行控制的，稱為“閉環(huán)”，不用速度傳感器運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”，通用變頻器多為開環(huán)方式。

　　8、高壓變頻器自身的保護(hù)功能

　　輸出過載、輸出過流、電網(wǎng)過電壓、電網(wǎng)欠電壓、電網(wǎng)失電、直流母線過電壓、直流母線欠電壓、變壓器過熱、缺相、控制電源掉電、驅(qū)動故障、功率器件過熱、散熱風(fēng)機(jī)故障、外部給定掉線、接地故障、光纖故障等等。