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电源高压变频器性能

电源高压变频器性能

点击数:7142 次   录入时间:03-04 11:53:39   整理:http://www.55dianzi.com   变换电路

    23 过电流保护与过载保护有什么区别?

    答:1)电流保护的界限不同。过电流保护对象是变频器本身,因此,基本特征是工作电流超过了变频器的额定电流:I>In。

    2)增加了检测位置。由于过电流产生的原因,除了输出侧不正常工作外,也有可能是因为变频器内部的不正常引起的。所以,判断过电流的依据除了输出电流外还必须检测输入电流。

    3) 变频器的处理方法不同。过载保护按反时限特性进行保护(过载电流越大,允许运行的时间越短)。过电流保护则根据不同的情况分别进行处理,如在升速或减速过 程中出现过电流,但未超过变频器的过载能力,则可以通过“防止跳闸功能”进行自处理;当电流超过了变频器的过载能力时,则必须立即跳闸。

    24 过载保护的对象是什么?在哪些情况下电动机的过载是允许的?

    答: 变频器的过载保护功能是用来保护电动机的,即负载转矩(折算值)超过了电动机的额定转矩。在变频调速系统中,过载可以通过变频器的输出电流反映出来。根据 电动机发热情况,短时间的过载是允许的,电动机所谓的短时间过载,一般都在数分钟以上。而变频器所能允许的过载能力通常只有1 分钟(120豫),它只在电动机的启动过程才有意义。而对于电动机在运行过程中的过载来说,实际上并不起作用。因此,电动机的过载电流应该在变频器的额定 电流范围内。

    25 变频器在哪些情况下发生过电流可以不跳闸?

    答:因为变频器每次跳闸都会给生产带来不便和损失。所以,对于某些由于非故障原因引起的过电流,变频器应尽量采取一些自行消除过电流的措施,以免跳闸,此功能也称为“防失速功能”。

    1)加速过程防止跳闸功能当变频器在加速过程中输出电流超过变频器的额定电流(或用户自定义的电流值)时,变频器就自动延长加速时间或暂停加速,待加速电流减小到额定电流以内后,再恢复原来的加速时间,如此反复,直到加速到给定额率为止。

    2)运行中防止跳闸功能在运行的过程中,由于某种原因,运行电流超过了变频器的额定电流,则变频器可自行降低运行频率,这种情况在二次方负载中尤为有用。

    26 什么是“飞车启动”?为什么变频器可以自如地从变频切换到工频却不能从工频切换到变频?

    答: 一般地说,变频器驱动电机均为零速启动,即电机转子静止时启动。“飞车启动”是指当电机转子旋转时,将变频器输出的某一定大小、一定频率的电压加在电动机 上启动的过程。“飞车启动”需要解决的技术问题是当变频器输出电压加在电动机上时,由于电动机的反电动势和变频器输出电压多数情况不同步(相位和大小不 等),使变频器和电机承受着冲击电流,一般为额定电流的2~3 倍。如何使得变频器输出和电机反电动势同步,消除冲击电流是“飞车启动”的技术关键。

    当从变频切换到工频时,冲击电流不通过变频器,所以可以实现。当从工频切换到变频时,冲击电流通过变频器,使变频器各部分器件有烧坏的危险,所以必须采用“飞车启动”技术。

    27 什么是转差补偿?

    答:转差补偿如图12 所示。

    1)转差补偿的目的当负载从轻载增大到重载的过程中,使电动机的转速基本不变,以得到较硬的机械特性。

    2) 转差补偿的方法当负载增加时,电动机的转速必有所下降,转差增大。通过适当提高变频器的输出频率,可以使电动机降低了的转速得到补偿。例如,当负载转矩为 TL1 时,转差为吟n1,通过预置“转差补偿”,适当提高变频器的输出频率,使电动机的同步转速从n0上升至n0忆,而拖动系统的工作点则从Q1 上升至Q1忆。使拖动系统的转速与原来给定同步转速n0基本相等。如负载转矩又增加为TL2,通过“转差补偿”,变频器的输出频率又提高一些,使电动机的 同步转速上升至n0义,而拖动系统的工作点则从Q2 上升至Q2忆,拖动系统的转速仍与同步转速n0基本相等。由于用户的给定频率并未改变,因此,宏观地从转速给定的角度看,电动机的机械特性变“硬”了。

电源第2讲高压变频器性能

    28 故障单元的机械式旁路与电子式旁路相比有何优势?

    答: 电子式旁路如图13 所示,相对于机械式旁路,其存在以下问题:1)当逆变桥的功率模块开始输出导通时,由于晶闸管两端起始电压为零,功率单元的直流电压会直接加在晶闸管的阴 阳两极,使得晶闸管承受了超过其耐受的dv/dt,易导致其误导通,引发功率单元的短路故障。2)因为电子式旁路装置常与逆变单元装置一体化,如当过压将 逆变单元烧损时,电子旁路装置也难幸免。而采用机械式旁路却可以解决上述问题。

电源第2讲高压变频器性能

     

    29 什么是谐波?谐波的危害有哪些?

    答: 电力系统谐波的定义是在对周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解后,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,称这部分电量 为谐波。谐波频率与基波频率的比值称为谐波次数。谐波实际上是一种干扰量,使电网受到“污染”。其危害包括以下几个方面:

    1)谐波使公用电网中的电气设备产生了附加的谐波损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率,大量的3 次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。

    2)谐波影响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加损耗外,还会产生机械振动、噪声和过电压,使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,以至损坏。

    3)谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,这就使上述1)和2)的危害大大增加,甚至引起严重事故。

    4)谐波会导致继电保护和自动装置的误动作,并会使电气测量仪表计量不准确。



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    5)谐波会对邻近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通信质量;重者导致数据丢失,使通信系统无法正常工作。

    30 高压变频器中谐波是怎样产生的?如何减小谐波对电网的污染?

    答: 由于大量使用IGBT等非线性电力电子功率器件,变频器从电网中吸取能量的方式均不是连续的正弦波,而是以脉冲的断续方式向电网索取电流,这种脉冲电流和 电网的沿路阻抗共同形成脉冲电压降叠加在电网的电压上,使电压发生变化,经傅里叶分析可知,这种非同期正弦波电流是由频率相同的基波和频率大于基波频率的 谐波组成。

    抑制谐波的基本思路有三:其一是装设谐波补偿装置来补偿谐波,其二是对电力电子装置本身进行改造,使其不产生谐波,且功率因数可控制为1,其三是在市电网络中采用适当的措施来抑制谐波,具体方法有以下几种。

    1)采用多相脉冲整流在条件允许或是要求谐波限制在比较小的情况下,可采用多相整流的方法。12 相脉冲整流THD原V 为10%耀15%,18 相脉冲整流的THD原V 为3%耀8%,满足国际标准的要求。需要专用的移相变压器,这也是现阶段高压变频器普遍采用的方法。

    2)安装适当的电抗器变频器的输入侧功率因数取决于装置内部的AC-DC变换电路系统,可利用并联功率因数校正DC 电抗器组,电源侧串联AC 电抗器的方法,使进线电流的THD原V 降低30%耀50%,是不加电抗器谐波电流的一半左右。

    3) 装设有源电力滤波器除传统的LC滤波器还在应用外,目前谐波抑制的一个重要趋势是采用有源电力滤波器。它串联或是并联于主电路中,实时从补偿对象中检测出 谐波电流,由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等,方向相反的补偿电流,从而使电网电流只含基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补 偿,其特性不受系统的影响,无谐波放大的危险,因而倍受关注,在日本等国家已获得广泛应用。

    31 高压变频器为什么会产生共模电压?共模电压有哪些危害?

    答: 高压变频器采用PWM 控制技术,变频器电压输出均为矩形脉冲。这时在电动机三相绕组中性点处,将存在共模电压,即变频器输出的零序电压,其大小为Vcm= (Vu+Vv+Vw)/3,其中,Vcm为共模电压;Vu,Vv和Vw为电动机端各相相电压,由于变频器输出为矩形脉冲,Vu,Vv 和Vw 在任意时刻下可能对称,Vcm任意时刻也不会为零。所以在任何电压源PWM控制变频器中共模电压都存在。共模电压产生的危害:

    (1)会在电动机转轴上感应出高幅值轴电压,并形成轴承电流,使电动机的轴承在短期内损坏,缩短电动机使用寿命。

    (2)产生EMI,并且高次谐波电流在线路阻抗上形成谐波压降,产生有功和无功损耗,影响供电电网电能质量,影响电网上的其它电子设备的正常运行。

    32 dv/dt 代表什么意义?

    答:dv/dt 表示电压的变化率,在高压变频中,由于输出电压为一系列等幅不等宽矩形脉冲,脉冲的幅度越大,上升延或下降延时间越短,dv/dt越大。dv/dt的大小 对变频器的性能和可靠性影响较大:1)dv/dt 越大,变频器将承受冲击电流,可能会烧坏变频器。2)dv/dt越大,对绝缘材料损伤越大,使得绝缘材料易老化,缩短了变频器的使用寿命。

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