電源第2講高壓變頻器性能

21ic電源：23 過(guò)電流保護與過(guò)載保護有什么區別?

答：1)電流保護的界限不同。過(guò)電流保護對象是變頻器本身，因此，基本特征是工作電流超過(guò)了變頻器的額定電流：I>In。

2)增加了檢測位置。由于過(guò)電流產(chǎn)生的原因，除了輸出側不正常工作外，也有可能是因為變頻器內部的不正常引起的。所以，判斷過(guò)電流的依據除了輸出電流外還必須檢測輸入電流。

3) 變頻器的處理方法不同。過(guò)載保護按反時(shí)限特性進(jìn)行保護(過(guò)載電流越大，允許運行的時(shí)間越短)。過(guò)電流保護則根據不同的情況分別進(jìn)行處理，如在升速或減速過(guò) 程中出現過(guò)電流，但未超過(guò)變頻器的過(guò)載能力，則可以通過(guò)“防止跳閘功能”進(jìn)行自處理;當電流超過(guò)了變頻器的過(guò)載能力時(shí)，則必須立即跳閘。

24 過(guò)載保護的對象是什么?在哪些情況下電動(dòng)機的過(guò)載是允許的?

答： 變頻器的過(guò)載保護功能是用來(lái)保護電動(dòng)機的，即負載轉矩(折算值)超過(guò)了電動(dòng)機的額定轉矩。在變頻調速系統中，過(guò)載可以通過(guò)變頻器的輸出電流反映出來(lái)。根據 電動(dòng)機發(fā)熱情況，短時(shí)間的過(guò)載是允許的，電動(dòng)機所謂的短時(shí)間過(guò)載，一般都在數分鐘以上。而變頻器所能允許的過(guò)載能力通常只有1 分鐘(120豫)，它只在電動(dòng)機的啟動(dòng)過(guò)程才有意義。而對于電動(dòng)機在運行過(guò)程中的過(guò)載來(lái)說(shuō)，實(shí)際上并不起作用。因此，電動(dòng)機的過(guò)載電流應該在變頻器的額定 電流范圍內。

25 變頻器在哪些情況下發(fā)生過(guò)電流可以不跳閘?

答：因為變頻器每次跳閘都會(huì )給生產(chǎn)帶來(lái)不便和損失。所以，對于某些由于非故障原因引起的過(guò)電流，變頻器應盡量采取一些自行消除過(guò)電流的措施，以免跳閘，此功能也稱(chēng)為“防失速功能”。

1)加速過(guò)程防止跳閘功能當變頻器在加速過(guò)程中輸出電流超過(guò)變頻器的額定電流(或用戶(hù)自定義的電流值)時(shí)，變頻器就自動(dòng)延長(cháng)加速時(shí)間或暫停加速，待加速電流減小到額定電流以?xún)群?，再恢復原?lái)的加速時(shí)間，如此反復，直到加速到給定額率為止。

2)運行中防止跳閘功能在運行的過(guò)程中，由于某種原因，運行電流超過(guò)了變頻器的額定電流，則變頻器可自行降低運行頻率，這種情況在二次方負載中尤為有用。

26 什么是“飛車(chē)啟動(dòng)”?為什么變頻器可以自如地從變頻切換到工頻卻不能從工頻切換到變頻?

答： 一般地說(shuō)，變頻器驅動(dòng)電機均為零速啟動(dòng)，即電機轉子靜止時(shí)啟動(dòng)。“飛車(chē)啟動(dòng)”是指當電機轉子旋轉時(shí)，將變頻器輸出的某一定大小、一定頻率的電壓加在電動(dòng)機 上啟動(dòng)的過(guò)程。“飛車(chē)啟動(dòng)”需要解決的技術(shù)問(wèn)題是當變頻器輸出電壓加在電動(dòng)機上時(shí)，由于電動(dòng)機的反電動(dòng)勢和變頻器輸出電壓多數情況不同步(相位和大小不 等)，使變頻器和電機承受著(zhù)沖擊電流，一般為額定電流的2~3 倍。如何使得變頻器輸出和電機反電動(dòng)勢同步，消除沖擊電流是“飛車(chē)啟動(dòng)”的技術(shù)關(guān)鍵。

當從變頻切換到工頻時(shí)，沖擊電流不通過(guò)變頻器，所以可以實(shí)現。當從工頻切換到變頻時(shí)，沖擊電流通過(guò)變頻器，使變頻器各部分器件有燒壞的危險，所以必須采用“飛車(chē)啟動(dòng)”技術(shù)。

27 什么是轉差補償?

答：轉差補償如圖12 所示。

1)轉差補償的目的當負載從輕載增大到重載的過(guò)程中，使電動(dòng)機的轉速基本不變，以得到較硬的機械特性。

2) 轉差補償的方法當負載增加時(shí)，電動(dòng)機的轉速必有所下降，轉差增大。通過(guò)適當提高變頻器的輸出頻率，可以使電動(dòng)機降低了的轉速得到補償。例如，當負載轉矩為 TL1 時(shí)，轉差為吟n1，通過(guò)預置“轉差補償”，適當提高變頻器的輸出頻率，使電動(dòng)機的同步轉速從n0上升至n0憶，而拖動(dòng)系統的工作點(diǎn)則從Q1 上升至Q1憶。使拖動(dòng)系統的轉速與原來(lái)給定同步轉速n0基本相等。如負載轉矩又增加為T(mén)L2，通過(guò)“轉差補償”，變頻器的輸出頻率又提高一些，使電動(dòng)機的 同步轉速上升至n0義，而拖動(dòng)系統的工作點(diǎn)則從Q2 上升至Q2憶，拖動(dòng)系統的轉速仍與同步轉速n0基本相等。由于用戶(hù)的給定頻率并未改變，因此，宏觀(guān)地從轉速給定的角度看，電動(dòng)機的機械特性變“硬”了。

28 故障單元的機械式旁路與電子式旁路相比有何優(yōu)勢?

答： 電子式旁路如圖13 所示，相對于機械式旁路，其存在以下問(wèn)題：1)當逆變橋的功率模塊開(kāi)始輸出導通時(shí)，由于晶閘管兩端起始電壓為零，功率單元的直流電壓會(huì )直接加在晶閘管的陰 陽(yáng)兩極，使得晶閘管承受了超過(guò)其耐受的dv/dt，易導致其誤導通，引發(fā)功率單元的短路故障。2)因為電子式旁路裝置常與逆變單元裝置一體化，如當過(guò)壓將 逆變單元燒損時(shí)，電子旁路裝置也難幸免。而采用機械式旁路卻可以解決上述問(wèn)題。

29 什么是諧波?諧波的危害有哪些?

答： 電力系統諧波的定義是在對周期性非正弦電量進(jìn)行傅里葉級數分解后，除了得到與電網(wǎng)基波頻率相同的分量，還得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，稱(chēng)這部分電量 為諧波。諧波頻率與基波頻率的比值稱(chēng)為諧波次數。諧波實(shí)際上是一種干擾量，使電網(wǎng)受到“污染”。其危害包括以下幾個(gè)方面：

1)諧波使公用電網(wǎng)中的電氣設備產(chǎn)生了附加的諧波損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設備的效率，大量的3 次諧波流過(guò)中性線(xiàn)時(shí)會(huì )使線(xiàn)路過(guò)熱甚至發(fā)生火災。

2)諧波影響各種電氣設備的正常工作。諧波對電機的影響除引起附加損耗外，還會(huì )產(chǎn)生機械振動(dòng)、噪聲和過(guò)電壓，使變壓器局部嚴重過(guò)熱。諧波使電容器、電纜等設備過(guò)熱、絕緣老化、壽命縮短，以至損壞。

3)諧波會(huì )引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，這就使上述1)和2)的危害大大增加，甚至引起嚴重事故。

4)諧波會(huì )導致繼電保護和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，并會(huì )使電氣測量?jì)x表計量不準確。