电气传动中变频器应用技术研究

李勃良

【摘  要】近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。我国电子科技技术在历经不断的前进和突破后，不论是在理论知识还是实际运用中都日趋完备。变频技术在工业生产中得到广泛应用，其变频调速的性能逐渐优化，而且其高效节能的特点在节能减排的现在社会中更是为各行各业所青睐。

【关键词】电气传动;变频器;应用技术

引言

随着市场需求的增长，交流电机和直流电机的交替性时代到来了。直流电机的局限性逐步被社会淘汰。矢量控制技术的延伸给变频器的性能带来了更大的提升。达到了技术应用的要求。调速传动电力电子技术经过不断的改进和完善，形成了很好的节能效果和工艺控制功能，广泛应用到自动化设备中。

1变频器的组成

变频器有两种操作结构，分别为AC-AC和AC-DC-AC，两种变频器配置方式将产生不同的功率转换频率，其中，AC-AC代表直接变频器;AC-DC-AC代表间接变频器。变频器一般由中间电路、变频器、控制電路和整流器四部分组成，它们将交流电转换为直流电，并发送控制信号和直流储备。整流器由单相和三相交流电源连接，产生两种基本直流电压，既可控又不可控。该变频器具有三种主要功能，包括变频、电流和整流功能。整流后的直流电变更为交流电，从而达到电机的电压与频率要求。电机信号电路包括控制电路这一部分，用于监控电流和电压、保障电压计算和变频器;线路反馈可用于保护变频器和整流器，确保正常电压和频率，以维持电机运转。滤波电路利用整流器处理的直流电产生至少6倍于电源频率的脉冲电压，该脉冲电压对直流电压影响最大，可抑制电压波动，吸收过程纹波电压。虽然电感器和电容器用于电容目的，但如果器件允许，可以使用电感器，并且可以使用滤波电路来确保电路平稳运行。变频器总结构主要由四部分组成，包括整流器，中间电路，变频器和控制电路。其中，整流器可以将交流电转换为直流电;中间电路对应备用直流设备;变频器可以将直流电转换为交流电;控制电路主要是用于在链路传输信号。由变频器操作控制的转换过程是AC/AC，首先通过整流器将AC转换为DC;然后通过变频器，将从中间电路获得的DC电力转换为AC，并输出适当电压。

2电气传动中变频器应用

以某工厂水处理泵房工程位案例，该工程施工全程进行设计、制造、出厂前的试验、包装、运输（含保险）、安装和现场试验、试运行和验收。其中的主要电气传动设备包括：测温测速制动柜、自动化元件和备品备件;立轴混流式水轮机转轮;水轮机自动化元件、专用工器具、备品备件。结合工程地形以及设计要求，该工程需要按照常规方法选泵，配备不同型号的水泵，使用变频设备加以控制。并采用变频设备，通过变速调节改变水泵的电流频率。处理水泵转速、扬程、流量、转速等参数的变频，将转速、扬程等进行调节。

2.1采用变频设备进行变速调节时，考虑水泵转速下降幅度

原则上不能超过额定转速的百分之三十。提高速率不能超过百分之五。严禁超载运行动力机，否则会引起机组振动，造成设备的损坏。例如当水泵单泵额定转速运行时，为了将水泵转速予以降低，变频设备根据流量将额定转速由2.453立方米每小时降低到了1.3453立方米每小时。频率下降了百分之四，输出电流频率为34.6赫兹。当水泵转速需要提高时，变频设备可以相应提高效率，流量可由1.456立方米每小时提高到2.566立方米每小时，流量增加了百分之十一，输出电流频率变为57.43赫兹。

2.2变频器的转速调节对于工况的运行具有很好的调整作用

该项目通过提高和降低泵速确保施工中的用水需求，在所有级别泵站由变频装置控制后，可以容易地控制每个步骤泵流量，从而消除排水和中断电流事故。变频器使用在节能，减排和降低成本方面取得了不错的成绩。变频器的运行还避免了由水锤危害等紧急停泵引起的各种问题，提高了工程运行安全性和稳定性。

3变频器接地过程中需要注意的几点

3.1对于变频器的温度进行计算，需要对工作运行的温度环境进行监控

变频器的运行频率的调整过程中，可能会产生大量的热能，这是一个需要注意的问题。温度超过承受范围，需要采取相应的措施加以应对。通过对变频器柜的温度的计算，针对变化采用相应的变频柜进行安装和运行。例如自然冷却的变频柜和风冷变频柜，根据相应的温度计算方法，均能计算出变频柜内部的总体消耗功率和变频柜内的空气流量等参数，从而对控制温度提供科学的依据。

32.针对接地保护

保护性接地能够防止人、设备等由于电击所导致的伤害以及损坏接地任何的带电设备都要进行接保护接地变频器一定要接至保护地，为了对高泄露电流的相关规定进行遵守，至少要使用一根不小于十毫米每平方的保护性导线，和电源部分交流电源掉线横截面相同的保护性导线如果几台变频器在一定程度上需要连接至保护地，需要把每台的变频器进行单独的接至保护地。

3.3针对工作接地

针对电频器的工作接地是指为满足电频器装置和系统的需要以保证调频的精确性而进行的接地。对于变频器，除了主电路，还需要保证控制回路也能满足系统工作的需要，以保障电频器的正常工作运行。

3.4进行变频器接地的过程中，为了保护人和设备的安全，要做好外界干扰的抑制工作

对于高泄露予以规定，使用保护性导线，进行电源部分交流电源的保护，在一定程度上几台变频器都需要进行接地保护。针对工作接地，为了满足变频器的系统的运行需要，需要控制回路，保证跳频的精确性。采用的抗干扰对策包括屏蔽干扰源，使用外部信号控制的方法，要求信号线不能超过20米，信号线采用双芯屏蔽的方法，与主电路线进行分离，不能放在同一个配管内，周围的电子敏感线路也要进行屏蔽。屏蔽罩要可靠接地。使用电抗器进行抗干扰，在变频器的输入电流达到较低的谐波分量的时候，可以帮助设备抵抗大量的无功功率。另外，还要定期检查与变频器安装在一个柜内的装置的质量属性，减少噪音的产生。采用电抗器装置，串联接入电路是有效方法。

4关于控制回路的抗干扰对策

4.1关于变频器的控制回路

变频器控制回路的工作运行，一般是依靠数字信号回路和模拟信号回路两种途径来沟通外界进行信息传递。其中，数字信号回路控制开关信号，做出对变频器的开停指令，对变频器的反正转指令以及其他相关控制内容;模拟信号回路主要控制电压在1一SV范围之内，控制电流在4一20mA范围之内。

4.2关于采取的杭干扰措施

第一是要和变频器安装的同一个的变频柜当中，在安装的过程中不可以使用一些质量差的产品，并且要选择使用开关来有效的降低噪音第二是要屏蔽干扰源，是抑制干扰的一种非常有效的办法第三是通过对电抗器的使用，在输入的电路内串联接入电抗器的方法能够有效的抑制比较低的电流。

结语

根据变频器工作环境和接线，电气传动过程需要检查每台变频器的功能运行情况，并根据不同运行要求进行设定，以达到最大效率，最终保证内部变频器可靠、安全运行。

参考文献：

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（作者单位：宝鸡市水利水电规划勘测设计院）