【摘 要】 隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速系統(tǒng)具有調(diào)速范圍寬，精度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)。但在其變頻調(diào)速的過程中也會(huì)出現(xiàn)實(shí)際運(yùn)行中所不允許的現(xiàn)象出現(xiàn)，如何更好的避免出現(xiàn)這種狀態(tài)，本文并通過具體適用的過程對(duì)其中的問題進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】變頻 轉(zhuǎn)速 問題

變頻調(diào)速的引入：由電機(jī)學(xué)理論可知，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為：式中?1異步電動(dòng)機(jī)的供電頻率，p為極對(duì)數(shù)，S為轉(zhuǎn)差率。根據(jù)上式我們可以得知異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理可分為變頻，變極，變轉(zhuǎn)差率。由于變極調(diào)速只是有級(jí)的調(diào)速。轉(zhuǎn)差率的調(diào)速是損耗功率，因此在這三種調(diào)速，變頻調(diào)速適用效率高。這就是變頻調(diào)速的提出。那么在變頻調(diào)速的過程中我們又會(huì)碰到一些什么問題呢？

在一些電動(dòng)機(jī)銘牌上我們都可以看到各項(xiàng)額定值如：供電電源頻率、額定工作電壓，額定工作電流、額定輸出功率、額定輸出轉(zhuǎn)速以及滿載時(shí)的功率因數(shù)等一些重要參數(shù)。這些參數(shù)都是被作為電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的重要依據(jù)。如只改變變頻調(diào)速狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)銘牌上參數(shù)就會(huì)發(fā)生變化。電動(dòng)機(jī)也就不能正常運(yùn)行。為什么會(huì)這樣啊？下面就來分析一下吧：

首先分析工作頻率向下調(diào)的情況，若?1↓， 由式 則可知道Фm↑，這樣就會(huì)引起主磁路上磁通飽和，勵(lì)磁電流則急劇升高，使得定子鐵心損耗急劇加大。這樣就會(huì)使電動(dòng)機(jī)動(dòng)的輸出功率下降，這樣調(diào)頻后輸出功率也就不是額定功率值了，按照銘牌值所選擇的機(jī)械負(fù)載也就達(dá)不到其應(yīng)用的要求了。這是問題之一。

第二分析工作頻率向上調(diào)的情況，若?1↑，則Фm↓，則TE下降，這樣電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力也降低，對(duì)一定的負(fù)載會(huì)因拖不動(dòng)而堵轉(zhuǎn)。而電動(dòng)機(jī)一些銘牌值也發(fā)生了變化。這又是問題之二。這兩種情況在實(shí)際運(yùn)行中是都所不允許的。

由此可知，如只改變頻率也不能正常調(diào)速，而在許多情況下，在調(diào)節(jié)定子頻率的同時(shí)也調(diào)節(jié)定子電壓，通過改變電壓和頻率配合，而實(shí)現(xiàn)不同類型的調(diào)頻調(diào)速。

上面對(duì)變頻調(diào)速原理所出現(xiàn)的問題過程狀態(tài)進(jìn)行了分析研究。而在具體的應(yīng)用上變頻調(diào)速也會(huì)碰到一些實(shí)際的情況。

具資料了解到有一類型的風(fēng)機(jī)基本參數(shù)點(diǎn)為：轉(zhuǎn)速為1170r/min，升壓為39.2KPa，流量為99.5m3/min，廠家給本風(fēng)機(jī)配套電動(dòng)機(jī)功率為4極90KW，傳動(dòng)方式為皮帶傳動(dòng)。實(shí)際使用中，用戶需要對(duì)風(fēng)機(jī)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，就采用了變頻調(diào)速控制，把轉(zhuǎn)速變化范圍規(guī)定在800—1170 r/min之間，傳動(dòng)方式相應(yīng)的改為直聯(lián)傳動(dòng)方式。用戶按樣本自配的電動(dòng)機(jī)功率仍然為4極90KW。這就是最初現(xiàn)場(chǎng)的情況，運(yùn)行后，用戶就反應(yīng)給廠家有超電流現(xiàn)象。如有一電動(dòng)機(jī)與一款風(fēng)機(jī)配合在現(xiàn)場(chǎng)使用過程中發(fā)生了“超電流”現(xiàn)象。電動(dòng)機(jī)在額定工作點(diǎn)下的工作電流如超過額定電流很多，這樣導(dǎo)致風(fēng)機(jī)無法正常使用。

這種現(xiàn)象就我們?cè)趹?yīng)用變頻器時(shí)經(jīng)常也出現(xiàn)的一個(gè)現(xiàn)象。轉(zhuǎn)速達(dá)到了，但是額定電流超過了。

這種問題的出現(xiàn)有若干種可能出現(xiàn)，我們用電流檢測(cè)問題，電機(jī)負(fù)載問題，電機(jī)“模型”建立問題等等一個(gè)一個(gè)的判斷和排隊(duì)。對(duì)于上述出現(xiàn)的超電流問題可能就是出在把轉(zhuǎn)速調(diào)到低于額定值時(shí)，電動(dòng)機(jī)就不是在額定時(shí)狀態(tài)下工作，這樣輸出的額定功率也就不是額定值90KW了，風(fēng)機(jī)所要求的軸上功率也就達(dá)不到了。我們對(duì)此款風(fēng)機(jī)在性能點(diǎn)下的軸功率進(jìn)行一下核算，得到軸功率為84KW。自配的電動(dòng)機(jī)在額定工作點(diǎn)下的輸出功率是90KW。而如果現(xiàn)場(chǎng)采用了變頻調(diào)速把轉(zhuǎn)速調(diào)低于額定值那么電動(dòng)機(jī)動(dòng)額定功率也不會(huì)90KW，如轉(zhuǎn)速在1170r/min值時(shí)，通過計(jì)算就可知這時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為71KW，低于風(fēng)機(jī)軸上的功率84KW。

解決此類出現(xiàn)超電流的現(xiàn)象根本的做法，就是重新選擇一種同極數(shù)但額定功率大于90KW的電動(dòng)機(jī)。可以通過計(jì)算得知應(yīng)選擇4極132KW的電動(dòng)機(jī)。

而在變頻器具體的使用過程中我們又是如何預(yù)防這類事件的發(fā)生呢？關(guān)于這類事件我們就一套完整的方法，這就是我們前面說過的建模和電流檢測(cè)的問題。

什么是建模？采變頻器控制電機(jī)，一定要在變頻器里對(duì)受控電機(jī)建模。也就是說，通過準(zhǔn)確的輸入電機(jī)名牌額定數(shù)據(jù)，然后做電機(jī)模刑的計(jì)算。在通電做冷態(tài)的電機(jī)識(shí)別。冷態(tài)識(shí)別，就是通電測(cè)取電機(jī)繞組的電阻值和電感值。是建模的基本參數(shù)。一般的進(jìn)口變頻器都具有這些功能。電機(jī)的參數(shù)計(jì)算和冷態(tài)識(shí)別，有專門的步驟叫《快速調(diào)試》。電機(jī)第一次接變頻器以后，一定要進(jìn)行《快速調(diào)試》。電機(jī)建模不好，控制起來自然就會(huì)出現(xiàn)偏差的。

關(guān)于電流檢測(cè)最好就用一個(gè)比較專業(yè)的電量分析儀來校對(duì)，50HZ也好，60HZ也好，都能準(zhǔn)確指示電機(jī)的實(shí)際電流，是你能心中有數(shù)，知道誤差到底出現(xiàn)在什么地方。

具體舉例，對(duì)于一軸流風(fēng)機(jī)，一般給出了驅(qū)動(dòng)他的電機(jī)的額定參數(shù)，比如說，額定轉(zhuǎn)速；額定轉(zhuǎn)矩；額定電壓；額定電流；額定功率因數(shù)等等。將電動(dòng)機(jī)工作在額定點(diǎn)，測(cè)量其額定指標(biāo)，沒有什么問題。然后，將軸流風(fēng)機(jī)的扇頁(yè)調(diào)整角度（改變它的傾斜角），在工作于額定點(diǎn)，這時(shí)其它的指標(biāo)沒有變化，但是額定電流變化了。負(fù)載變化了，電流也就變化了。

如今，變頻調(diào)速作為調(diào)節(jié)和控制交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的一種方法越來越多的受到人們的重視與關(guān)注。調(diào)速之調(diào)速人們往往只注意到電動(dòng)機(jī)在變頻調(diào)速時(shí)輸出轉(zhuǎn)速的變化，忽略了電動(dòng)機(jī)在變頻調(diào)速時(shí)使電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下的有一種改變，很容易忽略其額定功率的變化，也就考慮不到負(fù)載的變化是否配套。從而導(dǎo)致在實(shí)際工作中發(fā)生電動(dòng)機(jī)“超電流”現(xiàn)象，輕則影響正常運(yùn)行的使用，嚴(yán)重的還會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)造成安全事故，所以這一點(diǎn)必須引起足夠的重視。我們要做好先前的預(yù)測(cè)工作，讓變頻調(diào)速達(dá)到其最理想的結(jié)果。

參考資料

[1]宋書中、常曉玲主編，《交流調(diào)速系統(tǒng)》機(jī)械工業(yè)出版社，2006.7

[2]許曉峰主編，《電機(jī)及拖動(dòng)》高等教育出版社，2007.12

[3]李方園編著，《變頻器應(yīng)有與維護(hù)》中國(guó)電力出版社，2009.6