變頻器應用中的抗干擾措施及選用

　　變頻器應用中的抗干擾措施：變頻器在應用中的干擾主要表現為:高次諧波、噪聲與振動(dòng)、負載匹配、發(fā)熱等問(wèn)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(kāi)關(guān)作用的非線(xiàn)性元件組成的,而在開(kāi)斷電路的過(guò)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(wèn)題進(jìn)行分析并提出相應措施。

　　容量較小的變頻器,高次諧波的影響較小。但容量較大或數量較多時(shí),就必須處理由高次諧波電流引起的高次諧波干擾,否則將影響到設備和檢測元件,嚴重時(shí)可能使這些設備誤動(dòng)作。根據英國的ACE 報告,各種對象對高次諧波的敏感程度如下:電動(dòng)機在10 %～20 %以下無(wú)影響;儀表電壓畸變10 % ,電流畸變10 % ,誤差在1 %以下;電子開(kāi)關(guān)超過(guò)10 %會(huì )產(chǎn)生誤動(dòng)作;計算機超過(guò)5 %會(huì )出錯。鑒于以上情況,在工業(yè)現場(chǎng)中,必須采取措施降低干擾,把干擾抑制在允許的范圍內。

　　變頻器的各個(gè)部件的合理選用規則：變頻器的選用,應按照被控對象的類(lèi)型、調速范圍、靜態(tài)速度精度、啟動(dòng)轉矩等來(lái)考慮,使之在滿(mǎn)足工藝和生產(chǎn)要求的同時(shí),既好用,又經(jīng)濟。

　　變頻器及被控制的電機：電機的極數。一般電機極數以不多于4 極為宜,否則變頻器容量就要適當加大。轉矩特性、臨界轉矩、加速轉矩。在同等電機功率情況下,相對于高過(guò)載轉矩模式,變頻器規格可以降格選取。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。一般當電機與變頻器距離超過(guò)50m時(shí),應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(lèi)型變頻器的主要性能、應用場(chǎng)合。

　　變頻器箱體結構的選用：變頻器的箱體結構要與條件相適應,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(jiàn)結構: 敞開(kāi)型IP00型。本身無(wú)機箱,可裝在電控箱內或電氣室內的屏、盤(pán)、架上,尤其適于多臺變頻器集中使用時(shí)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(chǎng)合。密封型IP45 型。適于工業(yè)現場(chǎng)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(chǎng)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(dòng)機而言亦是可觀(guān)的。系統效率等于變頻器效率與電動(dòng)機效率的乘積。從效率角度出發(fā),在選用變頻器功率時(shí),要注意以下幾點(diǎn)。變頻器功率與電動(dòng)機功率相當時(shí)為最合適,以利于變頻器在高效率狀態(tài)下運轉；在變頻器的功率分級與電動(dòng)機功率分級不相同時(shí),則變頻器的功率要盡可能接近電動(dòng)機的功率,并且應略大于電動(dòng)機的功率；當電動(dòng)機屬頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)工作或處于重載啟動(dòng)且較頻繁時(shí),可選取大一級的變頻器,以利于變頻器長(cháng)期、安全地運行；經(jīng)測試,電動(dòng)機實(shí)際功率確實(shí)有富余,可以考慮選用功率小于電動(dòng)機功率的變頻器,但要注意瞬時(shí)峰值電流是否會(huì )造成過(guò)電流保護動(dòng)作；當變頻器與電動(dòng)機功率不相同時(shí),則必須相應調整節能　程序的設置,以利于達到較高的節能效果。

　　變頻器容量的確定：合理的容量選擇本身就是一種節能降耗措施。根據現有資料和經(jīng)驗,比較簡(jiǎn)便的方法有三種： 電機實(shí)際功率確定法。首先測定電機的實(shí)際功率,以此來(lái)選用變頻器的容量，按變頻器產(chǎn)品目錄選具體規格。當一臺變頻器用于多臺電機時(shí),至少要考慮一臺電動(dòng)機啟動(dòng)電流的影響,以避免變頻器過(guò)流跳閘；電機額定電流法。變頻器容量選定過(guò)程,實(shí)際上是一個(gè)變頻器與電機的最佳匹配過(guò)程,最常見(jiàn)、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(shí)際匹配中要考慮電機的實(shí)際功率與額定功率相差多少,通常都是設備所選能力偏大,而實(shí)際需要的能力小,因此按電機的實(shí)際功率選擇變頻器是合理的,避免選用的變頻器過(guò)大,使投資增大。對于輕負載類(lèi),變頻器電流一般應按1. 1 In ( In 為電動(dòng)機額定電流) 來(lái)選擇,或按廠(chǎng)家在產(chǎn)品中標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(lái)選擇。

　　主電源：電源電壓及波動(dòng)。應特別注意與變頻器低電壓保護整定值相適應(出廠(chǎng)時(shí)一般設定為0. 8～0. 9Un ) ,因為在實(shí)際使用中,電網(wǎng)電壓偏低的可能性較大，主電源頻率波動(dòng)和諧波干擾。這方面的干擾會(huì )增加變頻器系統的熱損耗,導致噪聲增加,輸出降低，變頻器和電機在工作時(shí),自身的功率消耗。在進(jìn)行系統主電源供電設計時(shí),兩者的功率消耗因素都應考慮進(jìn)去。

　　S350系列是新一代高性能矢量變頻器，有如下特點(diǎn)：采用最新高速電機控制專(zhuān)用芯片DSP，確保矢量控制快速響應，硬件電路模塊化設計，確保電路穩定高效運行，外觀(guān)設計結合歐洲汽車(chē)設計理念，線(xiàn)條流暢，外形美觀(guān)，結構采用獨立風(fēng)道設計，風(fēng)扇可自由拆卸，散熱性好，無(wú)PG矢量控制、有PG矢量控制、轉矩控制、V/F控制均可選擇，強大的輸入輸出多功能可編程端子，調速脈沖輸入，兩路模擬量輸出，獨特的“挖土機”自適應控制特性，對運行期間電機轉矩上限自動(dòng)限制，有效抑制過(guò)流頻繁跳閘，寬電壓輸入，輸出電壓自動(dòng)穩壓（AVR），瞬間掉電不停機，適應能力更強；內置先進(jìn)的 PID 算法 ，響應快、適應性強、調試簡(jiǎn)單 ； 16 段速控制，簡(jiǎn)易PLC 實(shí)現定時(shí)、定速、定向等多功能邏輯控制，多種靈活的控制方式以滿(mǎn)足各種不同復雜工況要求，內置國際標準的 MODBUS RTU ASCII 通訊協(xié)議，用戶(hù)可通過(guò)PC/PLC控制上位機等實(shí)現變頻器485通訊組網(wǎng)集中控制。