動(dòng)態(tài)測試
在靜態(tài)測試結(jié)果正常以后,才可進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試,即上電試機(jī)。在上電前后必須注意以下幾點(diǎn):
1、上電之前,須確認(rèn)輸入電壓是否有誤,將380V電源接入220V級(jí)變頻器之中會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)(炸電容、壓敏電阻、模塊等);
2、檢查變頻器各接插口是否已正確連接,連接是否有松動(dòng),連接異常有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出炸機(jī)等情況;
3、上電后檢測故障顯示內(nèi)容,并初步斷定故障及原因;
4、如未顯示故障,首先檢查參數(shù)是否有異常,并將參數(shù)復(fù)歸后,在空載(不接電機(jī))情況下啟動(dòng)變頻器,并測試U、V、W三相輸出電壓值。如出現(xiàn)缺相、三相不平衡等情況,則模塊或驅(qū)動(dòng)板等有故障;
5、在輸出電壓正常(無缺相、三相平衡)的情況下,負(fù)載測試,盡量是滿負(fù)載測試。
普通晶閘管SCR 曾稱可控硅,它有三個(gè)極:陽極,陰極和門極。
SCR的工作特點(diǎn)是,當(dāng)在門極與陰極間加一個(gè)不大的正向電壓(G為+,K為—)時(shí),SCR即導(dǎo)通,負(fù)載Rl中就有電流流過。導(dǎo)通后,即使取消門極電壓,SCR仍保持導(dǎo)通狀態(tài)。只有當(dāng)陽極電路的電壓為0或負(fù)值時(shí),SCR才關(guān)斷。所以,只需要用一個(gè)脈沖信號(hào),就可以控制其導(dǎo)通了,故它常用于可控整流。
作為一種無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體開關(guān)器件,其允許反復(fù)導(dǎo)通和關(guān)斷的次數(shù)幾乎是無限的,并且導(dǎo)通的控制也十分方便。這是一般的“通-斷開關(guān)”所望塵莫及的,從而使實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速取得了突破。但由于變頻器的逆變電路是在直流電壓下工作的,而SCR在直流電壓下又不能自行關(guān)斷,因此,要實(shí)現(xiàn)逆變,還必須增加輔助器件和相應(yīng)的電路來幫助它關(guān)斷。所以,盡管當(dāng)時(shí)的變頻調(diào)速裝置在個(gè)別領(lǐng)域(如風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載)已經(jīng)能夠?qū)嵱茫茨苓M(jìn)入大范圍的普及應(yīng)用階段。
在VVVF的實(shí)施,有兩種基本的調(diào)制方法:
1.脈幅調(diào)制 (PAM) 逆變器所得交流電壓的振幅值等于直流電壓值(Um=Ud)。因此,實(shí)現(xiàn)變頻也是變壓的容易想到的方法,便是在調(diào)節(jié)頻率的同時(shí),也調(diào)節(jié)直流電壓;
這種方法的特點(diǎn)是,變頻器在改變輸出頻率的同時(shí),也改變了電壓的振幅值,故稱為脈幅調(diào)制,常用PAM(Pulse Amplitude Modulation)表示。 PAM需要同時(shí)調(diào)節(jié)兩部分:整流部分和逆變部分,兩者之間還必須滿足Ku和Kf間的一定的關(guān)系,故其控制電路比較復(fù)雜。
2.脈寬調(diào)制(PWM) 把每半個(gè)周期內(nèi),輸出電壓的波形分割成若干個(gè)脈沖波,每個(gè)脈沖的寬度為T1,每兩個(gè)脈沖間的間隔寬度為T2,那么脈沖的占空比Υ=T1/(T1+T2)。
這時(shí),電壓的平均值和占空比成正比,所以在調(diào)節(jié)頻率時(shí),不改變直流電壓的幅值,而是改變輸出電壓脈沖的占空比,也同樣可以實(shí)現(xiàn)變頻也變壓的效果。當(dāng)電壓周期增大(頻率降低),電壓脈沖的幅值不變,而占空比在減小,故平均電壓降低。
此法的特點(diǎn)是,變頻器在改變輸出頻率的同時(shí),也改變輸出電壓的脈沖占空比(幅值不變)故稱為脈寬調(diào)制,常用PWM(Pulse width modulation)表示。
PWM只須控制逆變電路便可實(shí)現(xiàn),與PAM相比,控制電路簡化了許多。
采用變頻器調(diào)速,將產(chǎn)生噪聲和振動(dòng),這是變頻器輸出波形中含有高次諧波分量所產(chǎn)生的影響。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的變化,基波分量、高次諧波分量都在大范圍內(nèi)變化,很可能引起與電動(dòng)機(jī)的各個(gè)部分產(chǎn)生諧振等。噪聲問題及對(duì)策
(1)用變頻器傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí),由于輸出電壓電流中含有高次諧波分量,氣隙的高次諧波磁通增加,故噪聲增大。電磁噪聲由以下特征:由于變頻器輸出中的低次諧波分量與轉(zhuǎn)子固有機(jī)械頻率諧振,則轉(zhuǎn)子固有頻率附近的噪聲增大。變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵心機(jī)殼軸承架等諧振,在這些部件的各自固有頻率附近處的噪聲增大。
變頻器傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲特別是刺耳的噪聲與PWM控制的開關(guān)頻率有關(guān),尤其在低頻區(qū)更為顯著。一般采用以下措施平抑和減小噪聲:在變頻器輸出側(cè)連接交流電抗器。如果電磁轉(zhuǎn)矩有余量,可將U / f定小些。采用特殊電動(dòng)機(jī)在較低頻的噪聲音量較嚴(yán)重時(shí),要檢查與軸系統(tǒng)(含負(fù)載)固有頻率的諧振。
(2) 振動(dòng)問題及對(duì)策變頻器工作時(shí),輸出波形中的高次諧波引起的磁場對(duì)許多機(jī)械部件產(chǎn)生電磁策動(dòng)力,策動(dòng)力的頻率總能與這些機(jī)械部件的固有頻率相近或重合,造成電磁原因?qū)е碌恼駝?dòng)。對(duì)振動(dòng)影響大的高次諧波主要是較低次的諧波分量,在PAM方式和方波PWM方式時(shí)有較大的影響。但采用正弦波PWM方式時(shí),低次的諧波分量小,影響變小。
減弱或消除振動(dòng)的方法,可以在變頻器輸出側(cè)接入交流電抗器以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分。使用PAM方式或方波PWM方式變頻器時(shí),可改用正弦波PWM方式變頻器,以減小脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。從電動(dòng)機(jī)與負(fù)載相連而成的機(jī)械系統(tǒng),為防止振動(dòng),必須使整個(gè)系統(tǒng)不與電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁力諧波。負(fù)載匹配及對(duì)策生產(chǎn)機(jī)械的種類繁多,性能和工藝要求各異,其轉(zhuǎn)矩特性不同,因此應(yīng)用變頻器前首先要搞清電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載的性質(zhì),即負(fù)載特性,然后再選擇變頻器和電動(dòng)機(jī)。負(fù)載有三種類型:恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載和恒功率負(fù)載。不同的負(fù)載類型,應(yīng)選不同類型的變頻器。
(3) 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載又分為摩擦類負(fù)載和位能式負(fù)載。摩擦類負(fù)載的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的150%左右,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的左右,所以變頻器應(yīng)選擇具有恒定轉(zhuǎn)矩特性,而且起動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩都比較大,過載時(shí)間和過載能力大的變頻器,如FR-A540系列。位能負(fù)載一般要求大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和能量回饋功能,能夠快速實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn),變頻器應(yīng)選擇具有四象限運(yùn)行能力的變頻器,如FR-A241系列。
(4) 風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載是典型的平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載,低速下負(fù)載非常小,并與轉(zhuǎn)速平方成正比,通用變頻器與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的組合合適。這類負(fù)載對(duì)變頻器的性能要求不高,只要求經(jīng)濟(jì)性和可靠性,所以選擇具有U/f=const控制模式的變頻器即可,如FR-A540(L)。如果將變頻器輸出頻率提高到工頻以上時(shí),功率急劇增加,有時(shí)超過電動(dòng)機(jī)變頻器的容量,導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱或不能運(yùn)轉(zhuǎn),故對(duì)這類負(fù)載轉(zhuǎn)矩,不要輕易將頻率提高到工頻以上。
(5) 恒功率負(fù)載恒功率負(fù)載指轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比,但功率保持恒定的負(fù)載,如卷取機(jī)、機(jī)床等。對(duì)恒功率特性的負(fù)載配用變頻器時(shí),應(yīng)注意的問題:在工頻以上頻率范圍內(nèi)變頻器輸出電壓為定值控制,,所以電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為恒功率特性,使用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)與通用變頻器的組合沒有問題。而在工頻以下頻率范圍內(nèi)為U/f定值控制,電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩又相反傾向,標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)與通用變頻器的組合難以適應(yīng),因此要專門設(shè)計(jì)。