由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”,故该产品本身就被命名为“inverter。用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。由电机的结构和工作原理决定电机的极数是固定不变的。一般不适合通过改变该值来调整电机的速度。频率能够在电机的前面调节后再供给电机这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。
改变频率和电压是***优的电机控制方法如果仅改变频率而不改变电压,频率降低时会使电机出于过电压(过励磁),导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时,电压却不可以继续增加,***高只能是等于电机的额定电压。例如:为了使电机的旋转速度减半,把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz,这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V电机与变频器的正确选择对于控制系统的正常运行是非常关键的。
选择变频器时必须要充分了解变频器所驱动的负载特性。人们在实践中常将生产机械分为三种类型:恒转矩负载、恒功率负载和风机、水泵负载。用户可以根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。在选择变频器时因注意以下几点注意事项:选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据,电机的额定功率只能作为参考。另外,应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波,会使电动机的功率因数和效率变坏。因此,用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较,电动机的电流会增加10%而温升会增加20%左右。所以在选择电动机和变频器时,应考虑到这种情况,适当留有余量,以防止温升过高,影响电动机的使用寿命。
变频器若要长电缆运行时,此时应该采取措施***长电缆对地耦合电容的影响,避免变频器出力不够。所以变频器应放大一、两档选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。对于一些特殊的应用场合,如高环境温度、高开关频率、高海拔高度等,此时会引起变频器的降容,变频器需放大一档选择。使用变频器控制高速电机时,由于高速电动机的电抗小,会产生较多的高次谐波。而这些高次谐波会使变频器的输出电流值增加。因此,选择用于高速电动机的变频器时,应比普通电动机的变频器稍大一些。
使用变频器驱动齿轮减速电动机时,使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。润滑油润滑时,在低速范围内没有限制;在超过额定转速以上的高速范围内,有可能发生润滑油用光的***。(http://www.diangon.com版权所有)因此,不要超过***高转速容许值。变频器驱动绕线转子异步电动机时,大多是利用已有的电动机。绕线电动机与普通的鼠笼电动机相比,绕线电动机绕组的阻抗小。因此,容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象,所以应选择比通常容量稍大的变频器。一般绕线电动机多用于飞轮力矩GD2较大的场合,在设定加减速时间时应多注意。
变频器驱动同步电动机时,与工频电源相比,会降低输出容量10%~20%,变频器的连续输出电流要大于同步电动机额定电流与同步牵入电流的标幺值的乘积。对于压缩机、振动机等转矩波动大的负载和油压泵等有峰值负载情况下,如果按照电动机的额定电流或功率值选择变频器的话,有可能发生因峰值电流使过电流保护动作现象。因此,应了解工频运行情况,选择比其***大电流更大的额定输出电流的变频器。选择变频器时,一定要注意其防护等级是否与现场的情况相匹配。否则现场的灰尘、水汽会影响变频器的长久运行。
快速地对变频器进行修复不是一件容易的事情,它所涉及知识面较宽、***性也比较强。维修人员要想快速地提高维修水平,不但要有一定的理论基础,而且还必须有大量的实践经验。笔者结合几个具体的维修案例,介绍几种变频器维修实用方法。
1逐步缩小法
所谓逐步缩小法,就是通过对故障现象进行分析、对测量参数做出判断,把故障产生的范围一步一步地缩小,***后落实到故障产生的具体电路或元器件上。它实质上是一个肯定、否定、再肯定、再否定,***后做到肯定(判定)的判断过程。
例如一台变频器通电后,发现操作盘上无显示。首先判断肯定是无直流供电(可用万用表测量其直流电源电压),进一步检查,发现高压指示灯是亮的(测量PN电压进一步证实),否定主回路高压电路的故障,肯定了开关电源中给操作盘供电的一路电源有问题。测该路电源的交流电压正常,无直流输出,又无短路现象,就可以断定是该电源电路的整流管损坏。这个例子采用的是典型的逐步缩小法。它的整个过程就是通过分析和参数测量,判断、肯定、否定几个回合,***后确定是整流管损坏。
2顺藤摸瓜法
所谓顺藤摸瓜法就是根据变频器工作原理,顺着故障现场,沿着信号通路,逐步深入,直达故障发生点,***终寻找到故障产生部位的一种方法。
例如一台变频器输出电压三相不平衡。这种故障显然是由2种可能性造成的。一种可能是逆变桥内6个单元中至少有1个单元损坏(开路),另一种可能是6组驱动信号中至少有1组损坏。假设已确定有1个逆变单元无驱动信号,进一步确定驱动电路中故障的产生部位,可采用顺藤摸瓜法来寻找。具体到这个例子,可从上而下地查,即从驱动信号的源头,也就是CPU的输出端起往下查。
CPU输出有信号时检查光耦输入端有无信号,若无信号,则CPU到光耦输入端有断线现象。若有信号,则要检查光耦输出端,查看光耦输出端有无信号。若无信号,则表明光耦损坏。若有信号,则再检查放大电路的输入端和输出端,若输入端有信号而输出端无信号,则表明故障产生在放大电路,或放大管或相关元器件损坏。然后进一步落实就很容易了。