李勃良

【摘? 要】近年來，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)科技水平的提升。我國(guó)電子科技技術(shù)在歷經(jīng)不斷的前進(jìn)和突破后，不論是在理論知識(shí)還是實(shí)際運(yùn)用中都日趨完備。變頻技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，其變頻調(diào)速的性能逐漸優(yōu)化，而且其高效節(jié)能的特點(diǎn)在節(jié)能減排的現(xiàn)在社會(huì)中更是為各行各業(yè)所青睞。

【關(guān)鍵詞】電氣傳動(dòng);變頻器;應(yīng)用技術(shù)

引言

隨著市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，交流電機(jī)和直流電機(jī)的交替性時(shí)代到來了。直流電機(jī)的局限性逐步被社會(huì)淘汰。矢量控制技術(shù)的延伸給變頻器的性能帶來了更大的提升。達(dá)到了技術(shù)應(yīng)用的要求。調(diào)速傳動(dòng)電力電子技術(shù)經(jīng)過不斷的改進(jìn)和完善，形成了很好的節(jié)能效果和工藝控制功能，廣泛應(yīng)用到自動(dòng)化設(shè)備中。

1變頻器的組成

變頻器有兩種操作結(jié)構(gòu)，分別為AC-AC和AC-DC-AC，兩種變頻器配置方式將產(chǎn)生不同的功率轉(zhuǎn)換頻率，其中，AC-AC代表直接變頻器;AC-DC-AC代表間接變頻器。變頻器一般由中間電路、變頻器、控制電路和整流器四部分組成，它們將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并發(fā)送控制信號(hào)和直流儲(chǔ)備。整流器由單相和三相交流電源連接，產(chǎn)生兩種基本直流電壓，既可控又不可控。該變頻器具有三種主要功能，包括變頻、電流和整流功能。整流后的直流電變更為交流電，從而達(dá)到電機(jī)的電壓與頻率要求。電機(jī)信號(hào)電路包括控制電路這一部分，用于監(jiān)控電流和電壓、保障電壓計(jì)算和變頻器;線路反饋可用于保護(hù)變頻器和整流器，確保正常電壓和頻率，以維持電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。濾波電路利用整流器處理的直流電產(chǎn)生至少6倍于電源頻率的脈沖電壓，該脈沖電壓對(duì)直流電壓影響最大，可抑制電壓波動(dòng)，吸收過程紋波電壓。雖然電感器和電容器用于電容目的，但如果器件允許，可以使用電感器，并且可以使用濾波電路來確保電路平穩(wěn)運(yùn)行。變頻器總結(jié)構(gòu)主要由四部分組成，包括整流器，中間電路，變頻器和控制電路。其中，整流器可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電;中間電路對(duì)應(yīng)備用直流設(shè)備;變頻器可以將直流電轉(zhuǎn)換為交流電;控制電路主要是用于在鏈路傳輸信號(hào)。由變頻器操作控制的轉(zhuǎn)換過程是AC/AC，首先通過整流器將AC轉(zhuǎn)換為DC;然后通過變頻器，將從中間電路獲得的DC電力轉(zhuǎn)換為AC，并輸出適當(dāng)電壓。

2電氣傳動(dòng)中變頻器應(yīng)用

以某工廠水處理泵房工程位案例，該工程施工全程進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、出廠前的試驗(yàn)、包裝、運(yùn)輸（含保險(xiǎn)）、安裝和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、試運(yùn)行和驗(yàn)收。其中的主要電氣傳動(dòng)設(shè)備包括：測(cè)溫測(cè)速制動(dòng)柜、自動(dòng)化元件和備品備件;立軸混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪;水輪機(jī)自動(dòng)化元件、專用工器具、備品備件。結(jié)合工程地形以及設(shè)計(jì)要求，該工程需要按照常規(guī)方法選泵，配備不同型號(hào)的水泵，使用變頻設(shè)備加以控制。并采用變頻設(shè)備，通過變速調(diào)節(jié)改變水泵的電流頻率。處理水泵轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程、流量、轉(zhuǎn)速等參數(shù)的變頻，將轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程等進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.1采用變頻設(shè)備進(jìn)行變速調(diào)節(jié)時(shí)，考慮水泵轉(zhuǎn)速下降幅度

原則上不能超過額定轉(zhuǎn)速的百分之三十。提高速率不能超過百分之五。嚴(yán)禁超載運(yùn)行動(dòng)力機(jī)，否則會(huì)引起機(jī)組振動(dòng)，造成設(shè)備的損壞。例如當(dāng)水泵單泵額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，為了將水泵轉(zhuǎn)速予以降低，變頻設(shè)備根據(jù)流量將額定轉(zhuǎn)速由2.453立方米每小時(shí)降低到了1.3453立方米每小時(shí)。頻率下降了百分之四，輸出電流頻率為34.6赫茲。當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速需要提高時(shí)，變頻設(shè)備可以相應(yīng)提高效率，流量可由1.456立方米每小時(shí)提高到2.566立方米每小時(shí)，流量增加了百分之十一，輸出電流頻率變?yōu)?7.43赫茲。

2.2變頻器的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)對(duì)于工況的運(yùn)行具有很好的調(diào)整作用

該項(xiàng)目通過提高和降低泵速確保施工中的用水需求，在所有級(jí)別泵站由變頻裝置控制后，可以容易地控制每個(gè)步驟泵流量，從而消除排水和中斷電流事故。變頻器使用在節(jié)能，減排和降低成本方面取得了不錯(cuò)的成績(jī)。變頻器的運(yùn)行還避免了由水錘危害等緊急停泵引起的各種問題，提高了工程運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性。

3變頻器接地過程中需要注意的幾點(diǎn)

3.1對(duì)于變頻器的溫度進(jìn)行計(jì)算，需要對(duì)工作運(yùn)行的溫度環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控

變頻器的運(yùn)行頻率的調(diào)整過程中，可能會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，這是一個(gè)需要注意的問題。溫度超過承受范圍，需要采取相應(yīng)的措施加以應(yīng)對(duì)。通過對(duì)變頻器柜的溫度的計(jì)算，針對(duì)變化采用相應(yīng)的變頻柜進(jìn)行安裝和運(yùn)行。例如自然冷卻的變頻柜和風(fēng)冷變頻柜，根據(jù)相應(yīng)的溫度計(jì)算方法，均能計(jì)算出變頻柜內(nèi)部的總體消耗功率和變頻柜內(nèi)的空氣流量等參數(shù)，從而對(duì)控制溫度提供科學(xué)的依據(jù)。

32.針對(duì)接地保護(hù)

保護(hù)性接地能夠防止人、設(shè)備等由于電擊所導(dǎo)致的傷害以及損壞接地任何的帶電設(shè)備都要進(jìn)行接保護(hù)接地變頻器一定要接至保護(hù)地，為了對(duì)高泄露電流的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行遵守，至少要使用一根不小于十毫米每平方的保護(hù)性導(dǎo)線，和電源部分交流電源掉線橫截面相同的保護(hù)性導(dǎo)線如果幾臺(tái)變頻器在一定程度上需要連接至保護(hù)地，需要把每臺(tái)的變頻器進(jìn)行單獨(dú)的接至保護(hù)地。

3.3針對(duì)工作接地

針對(duì)電頻器的工作接地是指為滿足電頻器裝置和系統(tǒng)的需要以保證調(diào)頻的精確性而進(jìn)行的接地。對(duì)于變頻器，除了主電路，還需要保證控制回路也能滿足系統(tǒng)工作的需要，以保障電頻器的正常工作運(yùn)行。

3.4進(jìn)行變頻器接地的過程中，為了保護(hù)人和設(shè)備的安全，要做好外界干擾的抑制工作

對(duì)于高泄露予以規(guī)定，使用保護(hù)性導(dǎo)線，進(jìn)行電源部分交流電源的保護(hù)，在一定程度上幾臺(tái)變頻器都需要進(jìn)行接地保護(hù)。針對(duì)工作接地，為了滿足變頻器的系統(tǒng)的運(yùn)行需要，需要控制回路，保證跳頻的精確性。采用的抗干擾對(duì)策包括屏蔽干擾源，使用外部信號(hào)控制的方法，要求信號(hào)線不能超過20米，信號(hào)線采用雙芯屏蔽的方法，與主電路線進(jìn)行分離，不能放在同一個(gè)配管內(nèi)，周圍的電子敏感線路也要進(jìn)行屏蔽。屏蔽罩要可靠接地。使用電抗器進(jìn)行抗干擾，在變頻器的輸入電流達(dá)到較低的諧波分量的時(shí)候，可以幫助設(shè)備抵抗大量的無功功率。另外，還要定期檢查與變頻器安裝在一個(gè)柜內(nèi)的裝置的質(zhì)量屬性，減少噪音的產(chǎn)生。采用電抗器裝置，串聯(lián)接入電路是有效方法。

4關(guān)于控制回路的抗干擾對(duì)策

4.1關(guān)于變頻器的控制回路

變頻器控制回路的工作運(yùn)行，一般是依靠數(shù)字信號(hào)回路和模擬信號(hào)回路兩種途徑來溝通外界進(jìn)行信息傳遞。其中，數(shù)字信號(hào)回路控制開關(guān)信號(hào)，做出對(duì)變頻器的開停指令，對(duì)變頻器的反正轉(zhuǎn)指令以及其他相關(guān)控制內(nèi)容;模擬信號(hào)回路主要控制電壓在1一SV范圍之內(nèi)，控制電流在4一20mA范圍之內(nèi)。

4.2關(guān)于采取的杭干擾措施

第一是要和變頻器安裝的同一個(gè)的變頻柜當(dāng)中，在安裝的過程中不可以使用一些質(zhì)量差的產(chǎn)品，并且要選擇使用開關(guān)來有效的降低噪音第二是要屏蔽干擾源，是抑制干擾的一種非常有效的辦法第三是通過對(duì)電抗器的使用，在輸入的電路內(nèi)串聯(lián)接入電抗器的方法能夠有效的抑制比較低的電流。

結(jié)語

根據(jù)變頻器工作環(huán)境和接線，電氣傳動(dòng)過程需要檢查每臺(tái)變頻器的功能運(yùn)行情況，并根據(jù)不同運(yùn)行要求進(jìn)行設(shè)定，以達(dá)到最大效率，最終保證內(nèi)部變頻器可靠、安全運(yùn)行。

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（作者單位：寶雞市水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院）