低壓變頻器的參數(shù)額定值和實(shí)驗(yàn)要求

全國(guó)電力電子學(xué)調(diào)速電氣傳動(dòng)系統(tǒng)半導(dǎo)體電力變流器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)是在國(guó)內(nèi)外電氣傳動(dòng)調(diào)速產(chǎn)品迅速發(fā)展的形勢(shì)下，于2000年成立的，秘書處掛靠在天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所，負(fù)責(zé)國(guó)家電氣傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)工作的組織及歸口，涉及的產(chǎn)品主要是國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)工業(yè)交直流電氣傳動(dòng)設(shè)備。已制訂了6項(xiàng)電氣傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):GB/T3886.1-2002、JB/T10251-2001、GB/T12668.1-2003、GB/T12668.2-2003、GB12668.3-2004、GB/T12668.4。

　 從完善產(chǎn)品全過(guò)程的質(zhì)量控制出發(fā)，相應(yīng)的調(diào)速裝置試驗(yàn)方法、調(diào)速裝置環(huán)境條件規(guī)程、調(diào)速裝置技術(shù)條件、調(diào)速裝置驗(yàn)收規(guī)程、調(diào)速裝置安全規(guī)程等一些配套標(biāo)準(zhǔn)制定，將在2005-2007年期間逐步落實(shí)。

　　目前大家非常關(guān)注國(guó)家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證（3C認(rèn)證），是以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)則為技術(shù)依據(jù)的。國(guó)家公布的第一批實(shí)施強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證目錄，包括19大類，132種產(chǎn)品。電氣傳動(dòng)調(diào)速產(chǎn)品雖不在第一批目錄范圍之內(nèi)，但為了加快標(biāo)準(zhǔn)的宣貫、實(shí)施工作和3C認(rèn)證的準(zhǔn)備工作，本標(biāo)準(zhǔn)介紹作為連載欄目的首篇，和大家進(jìn)行溝通。

1、GB/T12668.2標(biāo)準(zhǔn)適用范圍
　　
　　《GB/T12668.2-2003調(diào)速電氣傳動(dòng)系統(tǒng) 第2部分：一般要求–低壓交流變頻電氣傳動(dòng)系統(tǒng)額定值的規(guī)定》適用于一般用途的交流調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)（見圖1），該系統(tǒng)由電力設(shè)備（包括變流器部分、交流電動(dòng)機(jī)和其它設(shè)備，但不限于饋電部分）和控制設(shè)備（包括開關(guān)控制—如通/斷控制，電壓、頻率或電流控制，觸發(fā)系統(tǒng)、保護(hù)、狀態(tài)監(jiān)控、通訊、測(cè)試、診斷、生產(chǎn)過(guò)程接口/端口等）組成的系統(tǒng)。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于牽引傳動(dòng)和電動(dòng)車輛傳動(dòng)；適用于連接交流電源電壓1kV以下、50Hz或60Hz，負(fù)載側(cè)頻率達(dá)600Hz的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)。本標(biāo)準(zhǔn)給出了關(guān)于變頻器額定值、正常使用條件、過(guò)載情況、浪涌承受能力、穩(wěn)定性、保護(hù)、交流電源接地和試驗(yàn)等性能的要求。

　　本文就相關(guān)的低壓變頻器的參數(shù)額定值和試驗(yàn)要求作以介紹。

2、變頻器功能特性

　　變頻器應(yīng)具備一些所規(guī)定的特性，可包括（但不限于）下列所列之一項(xiàng)或多項(xiàng)：
　 定時(shí)加速；
　定時(shí)減速；
　 點(diǎn)動(dòng)；
　可調(diào)電流限幅；
　能耗制動(dòng)；
　反向；
　再生（制動(dòng)）；
　 電網(wǎng)濾波；
　 輸入/輸出數(shù)據(jù)處理（模擬/數(shù)字）；
　 自動(dòng)再啟動(dòng)；
　 （轉(zhuǎn)矩）提升；
　 直流制動(dòng)；
　 預(yù)充電電路。
　　
　　變頻器應(yīng)配備規(guī)定的故障指示，可由干式繼電器或固態(tài)繼電器提供的公共報(bào)警和/或跳閘信號(hào)兩部分組成。故障指示通常因一個(gè)或多個(gè)故障而動(dòng)作，故障包括（但不限于）下列諸項(xiàng)：
　外部故障；
　 輸出功率部分故障；
　 瞬時(shí)過(guò)電流；
　 過(guò)熱（變流器）；
　 無(wú)冷卻空氣；
　電動(dòng)機(jī)過(guò)載；
　 輔助電源故障；
　 電源過(guò)壓/欠壓；
　 電源缺相；
　 內(nèi)部控制系統(tǒng)故障；
　　調(diào)節(jié)器/功率電路診斷。
　　
　　變頻器應(yīng)具有“傳動(dòng)投入”的狀態(tài)指示信號(hào)（無(wú)論是旋轉(zhuǎn)還是停止）；還可具有“傳動(dòng)就緒”的狀態(tài)指示信號(hào)。

3、變頻器使用條件

　　3.1 電氣使用條件
　　
　　要考慮頻率變化、電壓變化、電壓不平衡、電源阻抗、電源諧波及一些異常條件等：如頻率為fLN±2%；額定輸入電壓的變化限值為±10%；電源電壓不平衡度不超過(guò)基波額定輸入電壓(ULN1) 3 %的情況下應(yīng)能夠運(yùn)行。

　　3.2 環(huán)境使用條件
　　
　　主要包括使用氣候條件和機(jī)械安裝條件：如環(huán)境溫度+5 °C ~+40°C；變頻器應(yīng)安裝于室內(nèi)堅(jiān)固的基座上，在其安裝區(qū)域內(nèi)或附加的機(jī)殼內(nèi)對(duì)通風(fēng)或冷卻系統(tǒng)不會(huì)造成嚴(yán)重的影響。異常的環(huán)境使用條件，如暴露在過(guò)量塵埃中、海拔>1000 m等，要求專門選定的結(jié)構(gòu)或保護(hù)部件。

　　3.3 變頻器存放
　　
　　如果運(yùn)輸包裝箱不適用于戶外或無(wú)防護(hù)存放，收到變頻器后，應(yīng)立即放置在能滿足儲(chǔ)存要求的場(chǎng)所。

　　變頻器存放應(yīng)避免雨、雪、凍雨、腐蝕性材料等，不應(yīng)存放在高于海平面3000m以上的場(chǎng)所，存放總時(shí)間不超過(guò)6個(gè)月的情況。

　　3.4 變頻器運(yùn)輸
　　
　　變頻器應(yīng)能夠在供貨者的標(biāo)準(zhǔn)包裝箱中進(jìn)行運(yùn)輸，環(huán)境溫度：-25 °C ~ +70 °C。異常氣候條件，
　　
　　如運(yùn)輸溫度低于-25°C的場(chǎng)合，應(yīng)采用加熱運(yùn)輸方式或其它方法。沖擊和振動(dòng)環(huán)境不能超過(guò)規(guī)定的極限。

4、變頻器額定值
　
　　4.1 輸入額定值

　　 電壓；制造廠應(yīng)說(shuō)明變頻器的輸入額定值，優(yōu)選值是：
　　
　　a) 100，110，200，220，230，240，380，400，415，440，500，660，690V，用于50Hz；

　　b) 100，115，120，200，208，220，230，240，400，440，460，480，575，600V，用于60Hz。

　　額定輸入電流IVN值；
　頻率；
　 相數(shù)；
　 最小電源阻抗（或最大預(yù)期短路電流）和最大電源阻抗。

　　4.2輸出額定值

　　最大額定輸出電壓；
　　額定連續(xù)電流；
　 過(guò)載能力（過(guò)載能力適用于額定的轉(zhuǎn)速范圍）；
　頻率范圍；
　 相數(shù)；
　 額定功率；
　 輸出相序。

　　4.3 工作頻率范圍

　　制造廠應(yīng)采用下列參數(shù)給出變頻器能維持其規(guī)定的穩(wěn)態(tài)輸出電流時(shí)的工作頻率范圍：
fmin = 最小頻率；
f0 = 基本頻率；
fmax = 最大頻率。

　　4.4效率和損耗
　　
　　制造廠應(yīng)給出額定負(fù)載和基本轉(zhuǎn)速下的損耗或效率。

5、 變頻器試驗(yàn)

　　5.1 試驗(yàn)類型
　　
　　試驗(yàn)類型包括型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)、抽樣試驗(yàn)、選擇（專門）試驗(yàn)、車間試驗(yàn)、驗(yàn)收試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試試驗(yàn)、目擊試驗(yàn)。

　　1） 型式試驗(yàn) 對(duì)按照某一設(shè)計(jì)制造的一個(gè)或數(shù)個(gè)部件進(jìn)行的試驗(yàn)，用于說(shuō)明該設(shè)計(jì)滿足特定的技術(shù)要求

　　2 ） 出廠試驗(yàn) 在制造期間或制造之后對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行的試驗(yàn)，用于確定其是否符合某一準(zhǔn)則。

　　3） 抽樣試驗(yàn) 在一批產(chǎn)品中隨機(jī)抽取的一些部件上進(jìn)行的試驗(yàn)。

　　4） 選擇（專門）試驗(yàn) 除型式試驗(yàn)和出廠試驗(yàn)之外，按照制造廠之意，或經(jīng)過(guò)制造廠和用戶或其代理人協(xié)商而進(jìn)行的試驗(yàn)。

　　5） 車間試驗(yàn) 為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)，在制造廠的實(shí)驗(yàn)室里對(duì)部件或設(shè)備進(jìn)行的試驗(yàn)。

　　6） 驗(yàn)收試驗(yàn) 合同上規(guī)定的、用以向用戶證明該部件滿足其技術(shù)規(guī)格中某些條件的試驗(yàn)

　　7） 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試試驗(yàn) 在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)部件或設(shè)備進(jìn)行的試驗(yàn)，用于驗(yàn)證安裝和運(yùn)行的正確性

　　8） 目擊試驗(yàn) 在客戶、用戶或其代理人在場(chǎng)的情況下進(jìn)行的上述任何一種試驗(yàn)。

　　5.2變頻器標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)

　　變頻器標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)項(xiàng)目見下表：

　　絕緣試驗(yàn)的目的在于檢查變頻器的絕緣狀況，為了防止不必要的破壞，在試驗(yàn)之前，可先用1000V兆歐表測(cè)量受試部分的絕緣電阻。在環(huán)境溫度20士5°C和相對(duì)濕度為90%的情況下，其數(shù)值應(yīng)不小于1MW，但所測(cè)絕緣電阻只作為耐壓試驗(yàn)的參考，不作考核。

　　輕載和功能試驗(yàn)的目的是為了驗(yàn)證變頻器電氣線路的所有部分以及冷卻系統(tǒng)的連接是否正確，能否與主電路一起正常運(yùn)行，設(shè)備的靜態(tài)特性是否能滿足規(guī)定要求。本試驗(yàn)作為出廠試驗(yàn)時(shí)，變頻器僅在額定輸入電壓下運(yùn)行，而型式試驗(yàn)時(shí)，則應(yīng)在額定電壓的最大值和最小值下檢驗(yàn)設(shè)備的功能。

　　額定電流試驗(yàn)是為了檢驗(yàn)變頻器能否在額定電流下滿意運(yùn)行。

　　過(guò)電流能力試驗(yàn)是負(fù)載試驗(yàn)的一部分，是在額定運(yùn)行情況下，在規(guī)定的時(shí)間間隔施加規(guī)定的短時(shí)過(guò)電流值，變頻器均能正常工作。

　　紋波電壓和電流的測(cè)量是在用戶或其代理人提出要求時(shí)才予以實(shí)施，并按GB/T3859.2電氣試驗(yàn)方法和產(chǎn)品分類標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行。

　　功率損耗可以在測(cè)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算，或者直接測(cè)定。間接冷卻的變流器的功率損耗可以從測(cè)得的熱轉(zhuǎn)移媒質(zhì)所轉(zhuǎn)移的熱量（用量熱的方法）和估算通過(guò)變頻器機(jī)殼的熱流量來(lái)計(jì)算。

　　溫升試驗(yàn)的目的在于測(cè)定變頻器在額定條件下運(yùn)行時(shí)，各部件的溫升是否超過(guò)規(guī)定的極限溫升。試驗(yàn)應(yīng)在規(guī)定的額定電流和工作制，以及在最不利的冷卻條件下進(jìn)行。

　　一般情況下，不需要測(cè)量功率因數(shù)，當(dāng)要求測(cè)量時(shí)，應(yīng)測(cè)定總功率因數(shù)l。

　　固有電壓調(diào)整率測(cè)量是在變頻器電壓等于額定值下，根據(jù)輕載試驗(yàn)、額定電流試驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)計(jì)算（見GB/T 3859.2）。

　　輔助部件的檢驗(yàn)主要在于對(duì)變頻器電氣元件、泵、風(fēng)機(jī)等輔助裝置的性能進(jìn)行檢驗(yàn)。但只要這些元件具備出廠合格證，可只檢驗(yàn)其在變頻器中的運(yùn)行機(jī)能，不必重復(fù)進(jìn)行出廠試驗(yàn)。

　　控制設(shè)備的性能檢驗(yàn)最好采用類似額定功率的電動(dòng)機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，也可采用較低功率的電動(dòng)機(jī)在反饋量適當(dāng)換算的情況下來(lái)進(jìn)行。

　　保護(hù)器件的檢驗(yàn)主要包括各種過(guò)電流保護(hù)裝置的過(guò)流整定；快速熔斷器和快速開關(guān)的正確動(dòng)作。各種過(guò)電壓保護(hù)設(shè)施的正確工作；裝置冷卻系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)施的正常動(dòng)作；作為安全操作的接地裝置和開關(guān)的正確設(shè)置以及各種保護(hù)器件的互相協(xié)調(diào)。

　　電磁抗擾性是通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證變頻器各個(gè)子部件的性能，如電力電子電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路、控制電路及顯示和控制面板對(duì)電磁騷擾的抗擾度。電磁騷擾有低頻騷擾和高頻騷擾。低頻騷擾包括諧波和換相缺口/電壓畸變；電壓變化，波動(dòng)，電壓跌落和短時(shí)中斷；電壓不平衡和頻率變化及電源的影響。高頻騷擾包括對(duì)公共環(huán)境、工業(yè)環(huán)境及對(duì)電磁場(chǎng)的抗擾度。

　　電磁發(fā)射應(yīng)盡可能地與其實(shí)際的工作環(huán)境條件相適應(yīng)。為了確?；镜谋Ｗo(hù)要求，分別規(guī)定了對(duì)公共環(huán)境、工業(yè)環(huán)境的低頻基本發(fā)射限值和高頻基本發(fā)射限值。

　　音頻噪聲試驗(yàn)在周圍2 m內(nèi)沒有聲音反射面的場(chǎng)所進(jìn)行。測(cè)試時(shí)應(yīng)盡可量避免周轉(zhuǎn)環(huán)境噪聲對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾。

　　附加試驗(yàn)是上述試驗(yàn)項(xiàng)目未包括的其他性能有要求，應(yīng)在定貨時(shí)提出，并取得協(xié)議。

　　5.3變頻器相關(guān)試驗(yàn)

　　1） 穩(wěn)態(tài)性能
　　
　　應(yīng)試驗(yàn)變頻器傳動(dòng)變量，如輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等的穩(wěn)態(tài)性能。用選取的偏差帶（穩(wěn)態(tài)）來(lái)說(shuō)明反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。應(yīng)滿足規(guī)定的工作和使用偏差帶的變量范圍。

　　2） 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

　　電流限值和電流環(huán)這些試驗(yàn)用來(lái)表征變頻器的動(dòng)態(tài)性能，與被傳動(dòng)設(shè)備無(wú)關(guān)?？梢栽囼?yàn)如下三項(xiàng)，應(yīng)在接近0、50%基本轉(zhuǎn)速、100%基本轉(zhuǎn)速和弱磁最大轉(zhuǎn)速（NM）下進(jìn)行。

　　a) 電流限值
　　
　　增大負(fù)載，就要使變頻器達(dá)到其預(yù)設(shè)的電流限值點(diǎn)。（另一種方法是：增大轉(zhuǎn)速階躍量至足夠大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，產(chǎn)生一個(gè)瞬態(tài)負(fù)載，使變頻器達(dá)到設(shè)定的電流限值點(diǎn)）。這時(shí)就可對(duì)電流上升時(shí)間、超調(diào)量和持續(xù)時(shí)間以及阻尼特性進(jìn)行分析。
　　
　　b)電流環(huán)帶寬通過(guò)對(duì)電流設(shè)定和電流測(cè)量（反饋）之間響應(yīng)的諧波分析，可以確定電流環(huán)的帶寬。必須檢查幅值和位移。該試驗(yàn)應(yīng)在線性或準(zhǔn)線性區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。

　　c) 對(duì)電流設(shè)定的階躍響應(yīng)
　　
　　轉(zhuǎn)速環(huán)
　　
　　提供并正確選擇轉(zhuǎn)速給定的階躍以適應(yīng)下列試驗(yàn)。該測(cè)試可在空載或輕載條件下進(jìn)行。

　　　　a)達(dá)到電流限值并進(jìn)行檢查；

b)在未達(dá)到任何限值情況下，測(cè)量傳動(dòng)輸出轉(zhuǎn)速響應(yīng)（通常在50%基本轉(zhuǎn)速、100%基本轉(zhuǎn)速和弱磁最大轉(zhuǎn)速NM下進(jìn)行）。

轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)
　　
　　　　若軸上耦合有相當(dāng)靈敏的轉(zhuǎn)速測(cè)量器件，通過(guò)在空載條件下轉(zhuǎn)速的變化，可測(cè)量出氣隙轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的相關(guān)等級(jí)。

　　　　自動(dòng)再啟動(dòng)
　　
　　　　若設(shè)有自動(dòng)再啟動(dòng)功能，則應(yīng)在規(guī)定的斷電期間對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。這種功能應(yīng)與緊急停車相協(xié)調(diào)，若需要可停止。

　　3） 能耗制動(dòng)和能耗減速

　　能耗制動(dòng)和能耗減速是兩個(gè)操作功能，其特性應(yīng)由用戶和制造廠/供貨者來(lái)商定。其它性能要求由買方或制造廠和買方一起確定，

6、 產(chǎn)品信息

　　6.1 標(biāo)志
　　
　　在變頻器的銘牌上應(yīng)標(biāo)出下列各項(xiàng)：

a) 制造廠名稱
b) 變頻器型號(hào)、系列號(hào)、制造年份
c) 輸入額定值
d) 輸出額定值

　　6.2 要提供的項(xiàng)目
　　
　　隨設(shè)備應(yīng)提供如下信息：

　　規(guī)定由用戶調(diào)整的校準(zhǔn)元件、器件和部件所需的信息；
　 適當(dāng)選擇輸入和輸出保護(hù)和接地所需的信息；
　 使用說(shuō)明書，包括操作設(shè)備所需要的所有信息；
　 GB 12668.3所規(guī)定的EMC信息；
　 安全性警告；
　 輸出相序。
　 應(yīng)提供或使用戶有可能得到如下信息
　 維護(hù)和使用說(shuō)明書，包括故障元器件或電子組件查找和更換的信息；語(yǔ)言應(yīng)使用原產(chǎn)國(guó)的語(yǔ)言，或使用由制造廠和客戶商定的語(yǔ)言；
　 能耗制動(dòng)減速和能耗制動(dòng)停車電路的能量吸收額定值。