變頻器應(yīng)用中的抗干擾措施及選用

　　變頻器應(yīng)用中的抗干擾措施：變頻器在應(yīng)用中的干擾主要表現(xiàn)為:高次諧波、噪聲與振動、負載匹配、發(fā)熱等問題。這些干擾是不可避免的,因為變頻器的輸入部分為整流電路,輸出部分為逆變電路,它們都是由起開關(guān)作用的非線性元件組成的,而在開斷電路的過程中,都要產(chǎn)生高次諧波,從而使其輸入電源和輸出的電壓波形和電流波形產(chǎn)生畸變。下面針對諧波問題進行分析并提出相應(yīng)措施。

　　容量較小的變頻器,高次諧波的影響較小。但容量較大或數(shù)量較多時,就必須處理由高次諧波電流引起的高次諧波干擾,否則將影響到設(shè)備和檢測元件,嚴(yán)重時可能使這些設(shè)備誤動作。根據(jù)英國的ACE 報告,各種對象對高次諧波的敏感程度如下:電動機在10 %～20 %以下無影響;儀表電壓畸變10 % ,電流畸變10 % ,誤差在1 %以下;電子開關(guān)超過10 %會產(chǎn)生誤動作;計算機超過5 %會出錯。鑒于以上情況,在工業(yè)現(xiàn)場中,必須采取措施降低干擾,把干擾抑制在允許的范圍內(nèi)。

　　變頻器的各個部件的合理選用規(guī)則：變頻器的選用,應(yīng)按照被控對象的類型、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度、啟動轉(zhuǎn)矩等來考慮,使之在滿足工藝和生產(chǎn)要求的同時,既好用,又經(jīng)濟。

　　變頻器及被控制的電機：電機的極數(shù)。一般電機極數(shù)以不多于4 極為宜,否則變頻器容量就要適當(dāng)加大。轉(zhuǎn)矩特性、臨界轉(zhuǎn)矩、加速轉(zhuǎn)矩。在同等電機功率情況下,相對于高過載轉(zhuǎn)矩模式,變頻器規(guī)格可以降格選取。電磁兼容性。為減少主電源干擾,在中間電路或變頻器輸入電路中增加電抗器,或安裝前置隔離變壓器。一般當(dāng)電機與變頻器距離超過50m時,應(yīng)在它們中間串入電抗器、濾波器或采用屏蔽防護電纜。列出不同類型變頻器的主要性能、應(yīng)用場合。

　　變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選用：變頻器的箱體結(jié)構(gòu)要與條件相適應(yīng),必須考慮溫度、濕度、粉塵、酸堿度、腐蝕性氣體等因素。有下列幾種常見結(jié)構(gòu): 敞開型IP00型。本身無機箱,可裝在電控箱內(nèi)或電氣室內(nèi)的屏、盤、架上,尤其適于多臺變頻器集中使用時選用,但環(huán)境條件要求較高。封閉型IP20 型。適于一般用途,可有少量粉塵或少許溫度、濕度的場合。密封型IP45 型。適于工業(yè)現(xiàn)場條件較差的環(huán)境。密閉型IP65 型。適于環(huán)境條件差,有水、灰塵及一定腐蝕性氣體的場合。

　　變頻器功率的選用：變頻器負載率β與效率η的關(guān)系對中大功率(幾百千瓦至幾千千瓦) 電動機而言亦是可觀的。系統(tǒng)效率等于變頻器效率與電動機效率的乘積。從效率角度出發(fā),在選用變頻器功率時,要注意以下幾點。變頻器功率與電動機功率相當(dāng)時為最合適,以利于變頻器在高效率狀態(tài)下運轉(zhuǎn)；在變頻器的功率分級與電動機功率分級不相同時,則變頻器的功率要盡可能接近電動機的功率,并且應(yīng)略大于電動機的功率；當(dāng)電動機屬頻繁啟動、制動工作或處于重載啟動且較頻繁時,可選取大一級的變頻器,以利于變頻器長期、安全地運行；經(jīng)測試,電動機實際功率確實有富余,可以考慮選用功率小于電動機功率的變頻器,但要注意瞬時峰值電流是否會造成過電流保護動作；當(dāng)變頻器與電動機功率不相同時,則必須相應(yīng)調(diào)整節(jié)能　程序的設(shè)置,以利于達到較高的節(jié)能效果。

　　變頻器容量的確定：合理的容量選擇本身就是一種節(jié)能降耗措施。根據(jù)現(xiàn)有資料和經(jīng)驗,比較簡便的方法有三種： 電機實際功率確定法。首先測定電機的實際功率,以此來選用變頻器的容量，按變頻器產(chǎn)品目錄選具體規(guī)格。當(dāng)一臺變頻器用于多臺電機時,至少要考慮一臺電動機啟動電流的影響,以避免變頻器過流跳閘；電機額定電流法。變頻器容量選定過程,實際上是一個變頻器與電機的最佳匹配過程,最常見、也較安全的是使變頻器的容量大于或等于電機的額定功率,但實際匹配中要考慮電機的實際功率與額定功率相差多少,通常都是設(shè)備所選能力偏大,而實際需要的能力小,因此按電機的實際功率選擇變頻器是合理的,避免選用的變頻器過大,使投資增大。對于輕負載類,變頻器電流一般應(yīng)按1. 1 In ( In 為電動機額定電流) 來選擇,或按廠家在產(chǎn)品中標(biāo)明的與變頻器的輸出功率額定值相配套的最大電機功率來選擇。

　　主電源：電源電壓及波動。應(yīng)特別注意與變頻器低電壓保護整定值相適應(yīng)(出廠時一般設(shè)定為0. 8～0. 9Un ) ,因為在實際使用中,電網(wǎng)電壓偏低的可能性較大，主電源頻率波動和諧波干擾。這方面的干擾會增加變頻器系統(tǒng)的熱損耗,導(dǎo)致噪聲增加,輸出降低，變頻器和電機在工作時,自身的功率消耗。在進行系統(tǒng)主電源供電設(shè)計時,兩者的功率消耗因素都應(yīng)考慮進去。

　　S350系列是新一代高性能矢量變頻器，有如下特點：采用最新高速電機控制專用芯片DSP，確保矢量控制快速響應(yīng)，硬件電路模塊化設(shè)計，確保電路穩(wěn)定高效運行，外觀設(shè)計結(jié)合歐洲汽車設(shè)計理念，線條流暢，外形美觀，結(jié)構(gòu)采用獨立風(fēng)道設(shè)計，風(fēng)扇可自由拆卸，散熱性好，無PG矢量控制、有PG矢量控制、轉(zhuǎn)矩控制、V/F控制均可選擇，強大的輸入輸出多功能可編程端子，調(diào)速脈沖輸入，兩路模擬量輸出，獨特的“挖土機”自適應(yīng)控制特性，對運行期間電機轉(zhuǎn)矩上限自動限制，有效抑制過流頻繁跳閘，寬電壓輸入，輸出電壓自動穩(wěn)壓（AVR），瞬間掉電不停機，適應(yīng)能力更強；內(nèi)置先進的 PID 算法 ，響應(yīng)快、適應(yīng)性強、調(diào)試簡單 ； 16 段速控制，簡易PLC 實現(xiàn)定時、定速、定向等多功能邏輯控制，多種靈活的控制方式以滿足各種不同復(fù)雜工況要求，內(nèi)置國際標(biāo)準(zhǔn)的 MODBUS RTU ASCII 通訊協(xié)議，用戶可通過PC/PLC控制上位機等實現(xiàn)變頻器485通訊組網(wǎng)集中控制。