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zhuyunbo
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樓主  發(fā)表于: 2010-06-01 22:30
、引言
    隨著變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中日益廣泛的應(yīng)用,了解變頻器的結(jié)構(gòu),主要器件的電氣特性和一些常用參數(shù)的作用及其常見故障對(duì)于實(shí)際工作越來越重要。
2、變頻器控制電路
    給異步電動(dòng)機(jī)供電(電壓、頻率可調(diào))的主電路提供控制信號(hào)的網(wǎng)絡(luò),稱為控制回路,控制電路由頻率,電壓的運(yùn)算電路,主電路的電壓,電流檢測(cè)電路,電動(dòng)機(jī)的速度檢測(cè)電路,將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的驅(qū)動(dòng)電路,以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的保護(hù)電路等組成。無速度檢測(cè)電路為開環(huán)控;在控制電路增加了速度檢測(cè)電路,即增加速度指令,可以對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行更精確的閉環(huán)控制。
(1)運(yùn)算電路將外部的速度,轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流,電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算,決定逆變器的輸出電壓、頻率。
(2)電壓、電流檢測(cè)電路為與主回路電位隔離檢測(cè)電壓,電流等。
(3)驅(qū)動(dòng)電路為驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路,它與控制電路隔離,控制主電路器件的導(dǎo)通與關(guān)斷。
(4)I/O電路使變頻更好地人機(jī)交互,其具有多信號(hào)(比如運(yùn)行多段速度運(yùn)行等)的輸入,還有各種內(nèi)部參數(shù)(比如電流,頻率,保護(hù)動(dòng)作驅(qū)動(dòng)等)的輸入。
(5)速度檢測(cè)電路將裝在異步電動(dòng)機(jī)軸上的速度檢測(cè)器(TG、PLG等)的信號(hào)設(shè)為速度信號(hào),送入運(yùn)算回路,根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
(6)保護(hù)電路檢測(cè)主電路的電壓、電流等。當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時(shí),為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞,使逆變器停止工作或抑制電壓,電流值。
逆變器控制電路中的保護(hù)電路,可分為逆變器保護(hù)和異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)兩種,保護(hù)功能如下:
(1)逆變器保護(hù)
①瞬時(shí)過電流保護(hù),用于逆變電流負(fù)載側(cè)短路等,流過逆變電器回件的電流達(dá)到異常值(超過容許值)時(shí),瞬時(shí)停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn),切斷電流,變流器的輸出電流達(dá)到異常值,也得同樣停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。
②過載保護(hù),逆變器輸出電流超過額定值,且持續(xù)流通超過規(guī)定時(shí)間,為防止逆變器器件、電線等損壞,要停止運(yùn)轉(zhuǎn),恰當(dāng)?shù)谋Wo(hù)需要反時(shí)限特性,采用熱繼電器或電子熱保護(hù),過載是由于負(fù)載的GD2(慣性)過大或因負(fù)載過大使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生。
③再生過電壓保護(hù),應(yīng)用逆變器使電動(dòng)機(jī)快速減速時(shí),由于再生功率使直流電路電壓升高,有時(shí)超過容許值,可以采取停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)或停止快速的方法,防止過電壓。
④瞬時(shí)停電保護(hù),對(duì)于毫秒級(jí)內(nèi)的瞬時(shí)斷電,控制電路工作正常。但瞬時(shí)停電如果達(dá)數(shù)10ms以上時(shí),通常不僅控制電路誤動(dòng)作,主電路也不供電,所以檢測(cè)出后使逆變器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
⑤接地過電流保護(hù),逆變器負(fù)載接地時(shí),為了保護(hù)逆變器,要有接地過電流保護(hù)功能。但為了保證人身安全,需要裝設(shè)漏電保護(hù)斷路器。
⑥冷卻風(fēng)機(jī)異常,有冷卻風(fēng)機(jī)的裝置,當(dāng)風(fēng)機(jī)異常時(shí)裝置內(nèi)溫度將上升,因此采用風(fēng)機(jī)熱繼電器或器件散熱片溫度傳感器,檢測(cè)出異常后停止逆變電器工作。
(2)異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)
①過載保護(hù),過載檢測(cè)裝置與逆變器保護(hù)共用,但考慮低速運(yùn)轉(zhuǎn)的過熱時(shí),在異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)埋入溫度檢出器,或者利用裝在逆變器內(nèi)的電子熱保護(hù)來檢出過熱。動(dòng)作過頻時(shí),應(yīng)考慮減輕電動(dòng)機(jī)負(fù)荷,增加電動(dòng)機(jī)及逆變器的容量等。
②超速保護(hù),逆變器的輸出頻率或者異步電動(dòng)機(jī)的速度超過規(guī)定值時(shí),停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)
(3)其他保護(hù)
①防止失速過電流,加速時(shí),如果異步電動(dòng)機(jī)跟蹤遲緩,則過電流保護(hù)電路動(dòng)作,運(yùn)轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進(jìn)行(失速)。所以,在負(fù)載電流減小之前要進(jìn)行控制,抑制頻率上升或使頻率下降。對(duì)于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)中的過電流,有時(shí)也進(jìn)行同樣的控制。
②防止失速再生過電壓,減速時(shí)產(chǎn)生的再生能量使主電路直流電壓上升,為防止再生過電壓電路保護(hù)動(dòng)作,在直流電壓下降之前要進(jìn)行控制,抑制頻率下降,防止不能運(yùn)轉(zhuǎn)(失速)。
3、變頻器控制回路的抗干擾措施
   由于主回路的非線性(進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作),變頻器本身就是諧波干擾源,而其周邊控制回路卻是小能量,弱信號(hào)回路,極易遭受其他裝置產(chǎn)生的干擾,造成變頻器自身和周邊設(shè)備無法正常工作。因此,變頻器在安裝使用時(shí),必須對(duì)控制回路采取抗干擾措施。
(1)變頻器的基本控制回路
一般而言,同外部進(jìn)行信號(hào)交流的基本回籠路有模擬與數(shù)字兩種:
①4~20MA電流信號(hào)回路(模擬);1~5V/0~5V電壓信號(hào)回路(模擬)。
②開關(guān)信號(hào)回路,變頻器的開停指令,正反轉(zhuǎn)指令等(數(shù)字)。
外部控制,指令信號(hào)通過上述基本回路導(dǎo)入變頻器,同時(shí)干擾源也在其回路上產(chǎn)生干擾電勢(shì),以控制電纜為媒介侵入變頻器。
(2)干擾的基本類型及抗干擾措施
①靜電耦合干擾,指控制電纜與周圍電氣回路的靜電容耦合在電纜中產(chǎn)生的電勢(shì)。當(dāng)加大與干擾源電纜的距離,達(dá)到導(dǎo)體直徑40倍以上時(shí),干擾程度就會(huì)不太明顯,也可在兩電纜間設(shè)置屏敝導(dǎo)體,再將屏蔽導(dǎo)體接地。
②靜電感應(yīng)干擾,指周圍電氣回路產(chǎn)生的磁通變化在電纜中感應(yīng)出的電勢(shì)。其強(qiáng)度取決于干擾源電纜產(chǎn)生的磁通大小、控制電纜形成的閉環(huán)面積和干擾源電纜與控制電纜間的相對(duì)角度。可將控制電纜與主回路電纜或其他動(dòng)力電纜分離鋪設(shè)。分離距離通常應(yīng)在30cm以上(最少不低于10cm)。分離困難時(shí),將控制電纜穿過鐵管鋪設(shè),也可將控制導(dǎo)體絞合,絞合間距越小,鋪設(shè)的路線越短,抗干擾效果越好。
③電波干擾,指控制電纜成為天線,由外來電波在電纜中產(chǎn)生電勢(shì)。抗干擾措施同①②,必要時(shí)將變頻器放入鐵箱內(nèi)進(jìn)行電波屏蔽,屏蔽用的鐵箱務(wù)必接地。
④接觸不良干擾,指變頻器控制電纜的電接點(diǎn)及繼電器觸點(diǎn)接觸不良,電阻發(fā)生變化在電纜中產(chǎn)生的干擾,對(duì)此,采用并聯(lián)觸點(diǎn)或提高電器件等級(jí)來解決。對(duì)于電纜連接點(diǎn)應(yīng)定期做擰緊加固處理。

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