變頻器知識(shí)大全：應(yīng)用篇

　?。?） 在采用外部模擬量控制端子控制時(shí)，如果連接線路在1M以內(nèi)，采用屏蔽電纜連接，并實(shí)施變頻器側(cè)一點(diǎn)接地即可;如果線路較長，現(xiàn)場干擾嚴(yán)重的場合，建議在變頻器側(cè)加裝DC/DC隔離模塊或者采用經(jīng)過V/F轉(zhuǎn)換，采用頻率指令給定模式進(jìn)行控制。

　?。?） 在采用外部通信控制端子控制時(shí)，建議采用屏蔽雙絞線，并將變頻器側(cè)的屏蔽層接地（PE），如果干擾非常嚴(yán)重，建議將屏蔽層接控制電源地（GND）。對(duì)于RS232通信方式，注意控制線路盡量不要超過15m，如果要加長，必須隨之降低通信波特率，在100m左右時(shí)，能夠正常通信的波特率小于600bps。對(duì)于RS485通信，還必須考慮終端匹配電阻等。對(duì)于采用現(xiàn)場總線的高速控制系統(tǒng)，通信電纜必須采用專用電纜，并采用多點(diǎn)接地的方式，才能夠提高可靠性。

　　4 電網(wǎng)質(zhì)量問題

　　在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、電鍍電源、電解電源等場合，電壓經(jīng)常出現(xiàn)閃變;在一個(gè)車間中，有幾百臺(tái)變頻器等容性整流負(fù)載在工作時(shí)，電網(wǎng)的諧波非常大，對(duì)于電網(wǎng)質(zhì)量有很嚴(yán)重的污染，對(duì)設(shè)備本身也有相當(dāng)?shù)钠茐淖饔?，輕則不能夠連續(xù)正常運(yùn)行，重則造成設(shè)備輸入回路的損壞。可以采取以下的措施：

　　集中整流的直流共母線供電方式

　?。?） 在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、電鍍電源、電解電源等場合建議用戶增加無功靜補(bǔ)裝置，提高電網(wǎng)功率因數(shù)和質(zhì)量。

　　（2） 在變頻器比較集中的車間，建議采用集中整流，直流共母線供電方式。建議用戶采用12脈沖整流模式。優(yōu)點(diǎn)是，諧波小、節(jié)能，特別適用于頻繁起制動(dòng)、電動(dòng)運(yùn)行與發(fā)電運(yùn)行同時(shí)進(jìn)行的場合。

　?。?） 變頻器輸入側(cè)加裝無源LC濾波器，減小輸入諧波，提高功率因數(shù)，成本較低，可靠性高，效果好。

　　（4） 變頻器輸入側(cè)加裝有源PFC裝置，效果最好，但成本較高。

　　5 電機(jī)的漏電、軸電壓與軸承電流問題

　　變頻器驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電機(jī)的電機(jī)模型，Csf為定子與機(jī)殼之間的等效電容，Csr為定子與轉(zhuǎn)子之間的等效電容，Crf為轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間的等效電容，Rb為軸承對(duì)軸的電阻;Cb和Zb為軸承油膜的電容和非線性阻抗。

　　高頻PWM脈沖輸入下，電機(jī)內(nèi)分布電容的電壓耦合作用構(gòu)成系統(tǒng)共?；芈罚瑥亩饘?duì)地漏電流、軸電壓與軸承電流問題。

　　漏電流主要是PWM三相供電電壓極其瞬時(shí)不平衡電壓與大地之間通過Csf產(chǎn)生。其大小與PWM的dv/dt大小與開關(guān)頻率大小有關(guān)，其直接結(jié)果將導(dǎo)致帶有漏電保護(hù)裝置動(dòng)作。另外，對(duì)于舊式電機(jī)，由于其絕緣材料差，又經(jīng)過長期運(yùn)行老化，有些在經(jīng)過變頻改造后造成絕緣損壞。因此，建議在改造前，必須進(jìn)行絕緣的測試。對(duì)于新的變頻電機(jī)的絕緣，要求要比標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)高出一個(gè)等級(jí)。

　　軸承電流主要以三種方式存在：dv/dt電流、EDM（Electric Discharge Machining）電流和環(huán)路電流。軸電壓的大小不僅與電機(jī)內(nèi)各部分耦合電容參數(shù)有關(guān)，且與脈沖電壓上升時(shí)間和幅值有關(guān)。dv/dt電流主要與PWM的上升時(shí)間tr有關(guān)，tr越小，dv/dt電流的幅值越大;逆變器載波頻率越高，軸承電流中的dv/dt電流成分越多。EDM電流出現(xiàn)存在一定的偶然性，只有當(dāng)軸承潤滑油層被擊穿或者軸承內(nèi)部發(fā)生接觸時(shí)，存儲(chǔ)在電子轉(zhuǎn)子對(duì)地電容Crf上的電荷（1/2 Crf×Urf）通過軸承等效回路Rb、Cb和Zb對(duì)地進(jìn)行火花式放電，造成軸承光潔度下降，降低使用壽命，嚴(yán)重地造成直接損壞。損壞程度主要取決于軸電壓和存儲(chǔ)在電子轉(zhuǎn)子對(duì)地電容Crf的大小。

　　環(huán)路電流發(fā)生在電網(wǎng)變壓器地線、變頻器地線、電機(jī)地線及電機(jī)負(fù)載與大地地線之間的回路（如水泵類負(fù)載）中。環(huán)路電流主要造成傳導(dǎo)干擾和地線干擾，對(duì)變頻器和電機(jī)影響不大。避免或者減小環(huán)流的方法就是盡可能減小地線回路的阻抗。由于變頻器接地線（PE變頻器）一般與電機(jī)接地線（PE電機(jī)1）連接在一個(gè)點(diǎn)，因此，必須盡可能加粗電機(jī)接地電纜線徑，減小兩者之間的電阻，同時(shí)變頻器與電源之間的地線采用地線銅母排或者專用接地電纜，保證良好接地。對(duì)于潛水深井泵這樣的負(fù)載，接地阻抗ZE電機(jī)2可能小于ZE變壓器與ZE變頻器之和，容易形成地環(huán)流，建議斷開ZE變頻器，抗干擾效果好。

　　在變頻器輸出端串由電感、RC組成的正弦波濾波器是抑制軸電壓與軸承電流的有效途徑。目前有多家廠家可提供標(biāo)準(zhǔn)濾波器。