选好器件配变频.DOC

第四讲：选好器件配变频 主要电器需选好??? 供电部门不能恼睦邻友好抗干扰??? 制动电路要记牢 张燕宾 1? 主要电器需选好变频器在实际应用中，需要和许多外接的配件一起使用，图1为一个比较完整的主电路。现就主要电器的功用及选择方法加以说明。 ?图1? 变频调速主电路图 1.1? 空气开关（Q）(1)? 主要作用①? 隔离作用 当变频器需要检修时，或者因某种原因而长时间不用时，将Q切断，使变频器与电源隔离；②? 保护作用 当变频器的输入侧发生短路等故障时，进行保护。(2)? 选择原则 由于：①? 变频器在刚接通电源的瞬间，对电容器的充电电流可高达额定电流的2～3倍；②? 变频器的进线电流是脉冲电流，其峰值常可能超过额定电流；?③? 变频器允许的过载能力为150%，1分钟。?所以，为了避免误动作，空气开关的额定电流IQN应选：IQN≥（1.3～1.4）IN???????? (1)式(1)中，IN是变频器的额定电流。1.2? 接触器（KM）(1)? 主要作用①? 可通过按钮开关方便地控制变频器的通电与断电； ②? 变频器发生故障时，可自动切断电源。(2)? 选择原则 由于接触器自身无保护功能，不存在误动作的问题。故选择原则是，主触点的额定电流IKN应满足：IKN≥IN???? ?????? (2)(3)? 输出接触器变频器的输出端一般不接接触器。如由于某种需要而接入时，则因为电流中含有较强的谐波成分，故主触点的额定电流IKN应满足：IKN≥1.1 IMN????????????? (3)式(3)中，IMN是电动机的额定电流。1.3? 主电路线径的选择(1)? 电源与变频器之间的导线一般说来，和同容量普通电动机的电线选择方法相同，但考虑到其输入侧的功率因数往往较低，应本着宜大不宜小的原则来决定线径。(2)? 变频器与电动机之间的导线因为频率下降时，电压也要下降，在电流相等的情况下，线路电压降ΔU在输出电压中占的比例将上升，而电动机得到电压的比例则下降，有可能导致电动机发热。所以，在决定变频器与电动机之间导线的线径时，最关键的因素便是线路电压降ΔU的影响。一般要求：ΔU≤(2～3)% UN???????? (4)ΔU的计算公式是：ΔU＝ (V)???????? (5)式(5)中，IMN为电动机的额定电流；R0为单位长度导线的电阻；l为导线的长度。常用电动机引出线的单位长度电阻值，见表1。 表1 2? 供电部门不能恼2.1? 变频器的输入电流波形 ???????????????????(a)??????????????????? ???????????????? (b)??????????????????????????? 图2? 输入电流的波形及其谐波分析图 ??? 如上所述，“交-直-交、电压型”变频器的输入侧是整流和滤波电路。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，如图2(a)所示。它具有很大的高次谐波成份。有关资料表明，输入电流中的5次谐波和7次谐波分量是很大的，如图2(b)所示。2.2? 变频器的功率因数产生无功功率的原因：① 电流与电压不同相；② 高次谐波电流。在变频器中输入电流的基波分量与电压同相，故Cosφ=1，但由高次谐波电流形成的无功功率较大，所以，变频调速系统的功率因数较低，约为0.7～0.75。2.3? 功率因数的改善 ?图3? 变频器中串入电抗器的电路图 如图3所示，在输入电路中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：(1)? 交流电抗器（LA）LA串联在电源与变频器的输入侧之间，它除了可以抑制谐波电流，将功率因数提高至0.75～0.85外，还具有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等功能。(2)? 直流电抗器（LD）LD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份。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。3? 睦邻友好抗干扰3.1? 变频器的电流波形(1)? 变频器的输入电流 如上所述，变频器的输入电流具有很大的高次谐波成份。这些高次谐波电流除了影响功率因数外，也可能对其他设备造成干扰。(2)? 变频器的输出电流 绝大多数逆变桥都采用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波，如图4(a)所示。由于电动机定子绕组的电感性质，其定子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，如图4(b)所示。 ?(a)???????????