環球資訊:變頻器應用與維護總結(工業變頻器原理及應用總結)帶你了解清楚
變頻器已經是常見的工業設備電氣配件了,在一些民用領域也得到了廣泛使用,只要是需要電機調速的地方,現在基本上都使用了變頻器,雖然主要是異步電機調速為主,但是本質上同步伺服電機這些也可以理解成一種特殊的變頻器,一般的電工,的確都有必要掌握它的使用和簡單維護技術。把它當成成一個電壓和頻率可變的交流電源就好了,既然是電源,所以主回路上就是進線和出線端,然后輔助了一些操控性的功能而已,抓住這個要點,就能明白任何一款變頻器的線路和原理都是差不多的,請關注:容濟點火器
這是變頻器的主回路電路結構圖,可以看出,它輸入一般是三相交流380伏電壓(有些單相的輸入時220伏),通過整流橋把三相交流380伏電壓整流變成530伏左右的直流電壓,經過簡單濾波和電容穩壓以后,利用6個IGBT之類的開關管,通過PWM斬波的形式,逆變成頻率和電壓可以調整的三相交流電源輸出,UVW就是電機的三相端子,根據電機控制上的理論,異步電機的轉速和電源頻率成正比例關系,所以調整頻率就可以調整電機轉速了,但是如果頻率變化而電壓不變,會要求氣隙磁通過大,引起磁路飽和,容易燒電機,所以需要讓V/F(電壓和頻率比值)是一個恒定值,而保持一定的V/F(電壓和頻率比值),能讓電機工作在恒扭矩的工作狀態。
(資料圖片僅供參考)
因為調整變頻器參數,在很多場合需要調整V/F比值,來滿足不同的負載要求,如果V/F比值設定過大,可能會引起加速過流,轉速不穩等問題。V/F過小,會造成電機無力。有些變頻器里邊也把這個V/F比值叫做轉矩提升,有自動和手動模式選擇,自動的,就是自動來改變調整的,而手動的,需要用戶自己設定。
既然調整頻率就是調整轉速,所以有些場合不能速度過快的,需要設定一定限制,所以有上限頻率,最大頻率這些參數,可以根據你需要的電機速度來選擇大小,一般出廠都是50HZ,這樣電機的上限速度,大概是額定轉速。
因為變頻器是斬波輸出,模擬的正弦波給電機,所以低頻時候,會因為輸出脈沖密度不夠,波形嚴重失真,這樣轉速很不穩定,所以要盡量讓變頻器工作在低頻狀態,變頻器里邊也有了最低頻率,啟動頻率等參數選擇。
因為考慮到電機過載保護問題,所以變頻器里邊會有過載過流保護這些參數設置,一般是根據電機額定電流的百分比來選擇的,比如150%,就是超過電機額定電流的1.5倍,過流保護就會動作,這些要根據負荷大小來設定這這些保護值大小。
雖然變頻器設定好了就可以自動運行,但是人需要來控制它,所以有些參數是人機交換需要來設置的,比如人要讓變頻器進入啟動運行狀態,往往是通過按面板或者外部按鈕來讓它啟動的,這時候就有啟動命令源參數設定了,看需要選擇面板或者外部端子來作為命令源。而啟動以后,人需要調整不同的速度需要,就是要設定不同轉速,也可以通過面板給定或者外部端子來給定頻率值,所以就有頻率源的選擇。一邊外部調速,是以模擬量給定為主,比如通過一個電位器分壓來給到變頻器里邊,或者通過PLC的模擬量輸出來給定,有些事多段速給定或者通訊給定,都需要根據變頻器的說明書來調整的。
電機根據需要,還需要設定加減速時間的,負載重點的,可以設定加速時間長一點,負載輕點的,可以設定加速時間短一點。
一般上邊這些變頻器設定好,變頻器就可以使用了,有些特殊的場合,需要設定轉速表的給定方式,或者幾臺變頻器需要同步的,需要幾個變頻器互相給定頻率值。還需要選擇了矢量控制的模式,矢量控制,可以簡單理解成一種精度要求高點的控制模式,現在一般都帶自動整定電機參數了,接好線,設定好啟動參數,直接啟動就可以自動調整匹配電機參數了。
變頻器設定好了,一般沒有問題,連續運行幾年是沒有問題的,普通電工在維護時候,一般也就是看看電機的電流,電壓是否三相平衡,電機電流是否會過大,如果有報警,可以查報警手冊來找問題。能維修的地方,也就是在保險燒了,或者發現主回路短路了,更換一下IGBT模塊。電容老化了,容量下降,直接把母線電容更換掉。這些簡單的維修知識,作為電氣工程師和一般電工是足夠的了,工廠并不需要細化到電路板上的維修,板子壞了,可以更換板子。
如果想學變頻器維修,光有以上的知識是不夠的,嚴格而言,變頻器維修是一門電子技術范疇,和家電維修這些事非常相近的。所以需要掌握《模擬電路》,《數字電路》,《電機拖動》,《單片機原理》等專業課程,而且需要有一定的電烙鐵焊接能力,變頻器板子基本上都是貼片的,電子維修和電氣維修的思路也有一定的差異,電子維修除了掌握一定的理論知識,更多時候是需要很強的動手實操能力,很多都是通過更換一大片電子元件來修好東西的,這個和電氣上有點差異。
另外變頻器如何拆裝,清理,分開試機,都需要在實踐中摸索規律,很多變頻器是沒有圖紙的,有時候還需要把電路板反畫一部分電路圖來分析電路找故障點,這些都需要一個積累過程,并不是某個老師或者某本書一時半會能教會你的。
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