文章编号:1004—289X (2002)03-0001-03
变频器运行方式分析
刘美俊
(湖南工程学院,湖南 湘潭 411101)
摘 要:分析了变频器的三种运行方式,并提出了制动运行时外接电阻的计算方法,这种计算方法具有很大的实用性。
关键词:变频器;寸动运行;并联运行;制动运行中图分类号:TM 43 文献标识码:B
A naly sis of Operat ion method of a Frequency T ransfo rmer
L IOU M ei -j un
(Hunan Engineering Inst itute ,Xiangt an Hunan 411101China )
Abstract :Threc operation metho ds of a frequency transformer ar e analyzed in the paper,and presents
caluclation m ethod of ex ternal resistance at running under br aking.T his method is o f quite pr actical applicability .
Key w ords :fr equency transfor mer ;small m ove o peratio n ;parallel o peratio n ;operation under braking 1 引言
在交流变频调速系统中,由于控制对象和系统的控制要求不同,因此变频器的运行方式也不一样,对不同的运行方式,应选择不同的外围设备和控制回路,以满足负载的要求。
通常,变频器有多种运行方式,如正反转运行、寸动运行、并联运行、同步运行、带制动器的电机运行等方式,本文着重分析三种运行方式的控制线路,注意事项以及制动电阻的选择。
2 寸动运行
寸动运行是变频器最常用的运行方式之一,其控制电路如图1所示。
图中变频器正常运行,由接触器K 1控制,寸动运行时由接触K2控制,同时,当K2闭合时,可选择寸动运行频率,寸动频率通过改变电位器电阻的大小来确定。
需要指出的是:第一,寸动运行时,由寸动运行用频率给定器给出低速的频率指令,而不是平常运行时使用的频率给定器,因为寸动运行时,频率不能太高,否则,电动机产生过大的起动冲击电流,损坏变频器,当然,寸动运转的控制回路也是单独设置的,单独给变频
器输入起动指令信号;第二,不要在变频器负载侧另加
接触器进行寸动运行,这样很容易损坏变频器,对于带制动器电机的寸动运行,停止时使用变频器的输出停止端子M RS 或RES(本图中未画出)。
3 并联运行
用一台变频器使多台电机同时并联运行,其控制线路如图2所示。
图1 电机寸动运行电路图
这时,不能使用变频器内的电子热保护,而是每台电机外加热继电器,再用热继电器的常闭触点串联去控制保护单元。
此时,变频器的容量应根据电机的起动
方式确定。
如果多台电机是同时由低频起动,变频器的容量应该大于或等于多台电机的容量和。
同时,在加速
图2 一台变频器控制多台电动机并联运行
时要防止变频器过载。
如果多台电机不是同时起动而是顺序起动,首先将一台电机从低频起动,然后变频器已经工作在某一频率,其余电机则是全压起动。
每起动一台电机,变频器都会出现一次电流冲击,这时应保证变频器的电流能够承受电动机全压起动所带来的电流冲击。
如果多台电机的容量不同,则应尽可能先起动容量大的电机,最后再起动容量小的电机,应尽量避免电机顺序起动的运行方式。
如果电动机的台数较多,可以将电机分成若干组,每组采用同时起动方式。
4 制动运行
在变频调速系统中,当变频器接收停止指令后,运转中的电机急剧减速或拖动的位能负载下降时,如卷扬机,升降装置等,电动机处于再生发电制动运行状态,使变频器直流侧电容器电压突然升高,即所谓泵升电压。
过高的泵升电压会对变频器逆变桥构成危险,使变频器中的“制动过电压保护”动作,甚至损坏变频器。
目前,对于7.5kW 以下小容量变频器,一般在其制动单元中随机出厂装有制动电阻,能满足抑制泵升电压的要求;对于7.5kW 以上的变频器则必须通过计算,选择合适的制动电阻。
下面着重介绍制动电阻的选择。
4.1 制动单元
图3虚线框中的PW 为制动单元的实际电路,它主要包括晶体管V ,制动电阻R 1,外接制动电阻R ,二极管V 1。
泵升电压能量是通过V 的导通消耗在制动电阻R 1或R 1‖R 上,实现泵升电压限制保护的目的。
4.2 制动转矩T B 的计算
T B =
(GD 2M
+CD 2L
)(n 1-n 2)
375t s
-T L N ・m
式中 GD 2M -电动机的飞轮力矩 Nm
2
GD 2
L -负载折算到电动机轴上的飞轮力矩
Nm
2
n 1、n 2-减速前后的速度 r /min t s —减速时间 s T L -负载转矩 N ・m
图 3
4.3 制动电阻R 的计算
在外接制动电阻进行制动的情况下,R 应能在系统再生时吸取负载位能所转变电能的80%,其余20%
可通过电机以热耗散的形式被消耗。
此时制动电阻值
R B =u 2CD
1.047(T B -0.2T M )n 1 (8)
式中:u CD -直流电压V ;对220V 变频器取380V,对400V 变频器取760V,由于V 和R,R 1构成的放电回路中,其最大电流受到V 的最大允许电流I C 的限制,且随变频器的不同而不同,允许的最小电阻:
R min =u CD
I C
所以制动电阻R 按下式来选取:R min <R <R B
5 结束语
变频器还有多种运行方式,在实际使用时,通过利用标准的附加外置单元电路装置后,即可实现这些方式,而且还能拓展变频器的功能,如对于自动正、反转运行,变频器异常时自动切换到工频电源运行,工频电源自动切换到变频器运行,瞬间停电再起动运行等运行方式,一般都可利用变频器的相关接口,并配合自行设计的适当的外部控制电路后皆可实现。
这里就不一一例举。
参 考 文 献
[1] 黄立培,张学.变频器应用技术及电动机调速(下转第5页)
(2)综合保护器的体积较小,由于开关量、电源、测量等输入、输出较多,因此往往致使背板接线多,间距小,不仅接线、查线困难,有时还造成爬电、短路故障。
所以,必须在开关量、电源、测量的元件结构上加以改进,实现微型化、灵巧化,才能使输入、输出采用光纤或通信线插口式,减小接线多间距小的矛盾和接线、查线困难。
(3)目前,高压开关一般采用电磁式、弹簧储能式等操动机构,开合开关震动较大,而综合保护器采用的集成、弱电式插件和原件,往往遭受震动冲击。
对于起动频繁的电动机,更是损害大,影响保护的稳定性和寿命。
因此,要采取有效的防震措施,降低受损程度,提高综合保护器运行的工作条件。
(4)加强开关柜与综合保护器的总体设计,开发更加新颖、先进、可靠,适合微型机式的高压电动机综合保护器的高压开关柜是十分必要的。
与综合化、智能化的综合保护器相比,开关柜(包括高压开关)的形式、机械等都已显得落后、陈旧了。
例如,柜体还是按造布置传统的电磁式继电器的模式设计制造,体积笨重,同时综合保护器的安装、调试都不便,使综合保护器调试、查找故障等方面的灵便、简单、快捷优点未充分发挥出来。
4.2 结论
目前,安装的RSC—9641高压电动机综合保护器的高压电动机已全部投入正常运行,效果良好。
RSC—9641高压电动机综合保护器的应用,不仅对于高压电动机运行提供了可靠的保障,而且对全厂供电网络实现自动化、智能化操作、控制和管理开辟了道路。
参 考 文 献
[1] 刘建华等.电气自动化[M].1999.8
[2] 南瑞继保电气有限公司.变电站综合自动化系统
技术使用说用书.[Z].2000.6
收稿日期:2002-04-05
作者简介:刘积成,男,50岁,工程师,大专毕业。
(上接第2页)
[M].北京:人民邮电出版社,1998.
[2] 吴忠智,等.变频器应用手册[M].北京:机械工业出版社,1998.
[3] 张燕宾.变频调速应用实践[M].北京:机械工业出版社,2001.
收稿日期:2002-02-05。