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變頻器運(yùn)行方式分析

文檔作者：劉美俊文檔來源：湖南工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月09日
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《電氣開關(guān)》(2002 No，3)
文章編號：1004-289X(2002)03-0001-03
變頻器運(yùn)行方式分析
劉美俊
(湖南工程學(xué)院，湖南 湘潭411101)
摘要：分析1變頻器的三種運(yùn)扦方式，并提出了制動運(yùn)行時(shí)外接電阻的計(jì)算方法，這種計(jì)算方法具有很大
的實(shí)用性。
關(guān)鍵詞：變頻器；寸動運(yùn)行；并聯(lián)運(yùn)行；制動運(yùn)行
中圖分類號：TM43 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
Analysis of Operation method of a Frequency Transformer
L OU Mei一
(Hunan Engineering Institute，Xiangtan Hunan 411101 China)
Abstract：Three operation methods of a frequency transformer are analyzed in the paper，and presents
caluclation method of external resistance at running under braking．This method is of quite
practlca1 applicability．
Key words：frequency transformer；smart move operation parallel operation；operation under brakinE
1 引言
在交流變頻調(diào)速系統(tǒng)中，由于控制對象和系統(tǒng)的
控制要求不同，因此變頻器的運(yùn)行方式也不一樣，對不
同的運(yùn)行方式，應(yīng)選擇不同的外圍設(shè)備和控制回路，以
滿足負(fù)載的要求。通常，變頻器有多種運(yùn)行方式，如正
反轉(zhuǎn)運(yùn)行 寸動運(yùn)行 并聯(lián)運(yùn)行、同步運(yùn)行 帶制動器的
電機(jī)運(yùn)行等方式，本文著重分析三種運(yùn)行方式的控制
線路，注意事項(xiàng)以及制動電阻的選擇。
2 寸動運(yùn)行
寸動運(yùn)行是變頻器最常用的運(yùn)行方式之一，其控
制電路如圖1所示。
圖中變頻器正常運(yùn)行，由接觸器K1控制，寸動運(yùn)
行時(shí)由接觸K2控制，同時(shí)，當(dāng)K2閉合時(shí)，可選擇寸動
運(yùn)行頻率，寸動頻率通過改變電位器電阻的大小來確
定。需要指出的是：第一，寸動運(yùn)行時(shí)，由寸動運(yùn)行用頻
率給定器給出低速的頻率指令，而不是平常運(yùn)行時(shí)使
用的頻率給定器，因?yàn)榇鐒舆\(yùn)行時(shí)，頻率不能太高，否
則，電動機(jī)產(chǎn)生過大的起動沖擊電流，損壞變頻器，當(dāng)
然，寸動運(yùn)轉(zhuǎn)的控制回路也是單獨(dú)設(shè)置的，單獨(dú)給變頻
器輸入起動指令信號；第二，不要在變頻器負(fù)載側(cè)另加
接觸器進(jìn)行寸動運(yùn)行，這樣很容易損壞變頻器，對于帶
制動器電機(jī)的寸動運(yùn)行，停止時(shí)使用變頻器的輸出停
止端子MRS或RES(本圖中未畫出)。
3 并聯(lián)運(yùn)行
用一臺變頻器使多臺電機(jī)同時(shí)并聯(lián)運(yùn)行，其控制
線路如圖2所示。
R U
s v
T ■
變撬器
FR
C棚
圖1 電機(jī)寸動運(yùn)行電路圖
這時(shí)，不能使用變潁器內(nèi)的電子熱保護(hù)+而是每臺
電機(jī)外加熱繼電器，再用熱繼電器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)去
控制保護(hù)單元。此時(shí)，變頻器的容量應(yīng)根據(jù)電機(jī)的起動
方式確定。如果多臺電機(jī)是同時(shí)由低頻起動，變頻器的
容量應(yīng)該大于或等于多臺電機(jī)的容量和。同時(shí)，在加速
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2 t電氣開關(guān)》(2002 No．3)
圖2 一臺變頻器控制多臺電動機(jī)并聯(lián)運(yùn)行
時(shí)要防止變頻器過載。如果多臺電機(jī)不是同時(shí)起動而
是順序起動，首先將一臺電機(jī)從低頻起動，然后變頻器
已經(jīng)工作在某一頻率，其余電機(jī)則是全壓起動。每起動
一臺電機(jī)，變頻器都會出現(xiàn)一次電流沖擊，這時(shí)應(yīng)保證
變頻器的電流能夠承受電動機(jī)全壓起動所帶來的電流
沖擊。如果多臺電機(jī)的容量不同，則應(yīng)盡可能先起動容
量大的電機(jī)，最后再起動容量小的電機(jī)，應(yīng)盡量避免電
機(jī)順序起動的運(yùn)行方式。如果電動機(jī)的臺數(shù)較多，可以
將電機(jī)分成若干組，每組采用同時(shí)起動方式。
4 制動運(yùn)行
在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)變頻器接收停止指令后，運(yùn)
轉(zhuǎn)中的電機(jī)急劇減速或拖動的位能負(fù)載下降時(shí)，如卷
揚(yáng)機(jī)，升降裝置等，電動機(jī)處于再生發(fā)電制動運(yùn)行狀
態(tài)，使變頻器直流側(cè)電容器電壓突然升高，即所謂泵升
電壓。過高的泵升電壓會對變頻器逆變橋構(gòu)成危險(xiǎn)，使
變頻器中的“制動過電壓保護(hù)”動作，甚至損壞變頻器。
目前，對于7．5kW 以下小容量變頻器，一般在其
制動單元中隨機(jī)出廠裝有制動電阻，能滿足抑制泵升
電壓的要求{對于7．5kW 以上的變頻器則必須通過計(jì)
算，選擇合適的制動電阻。下面著重介紹制動電阻的選
擇。
4．1 制動單元
圖3虛線框中的PW 為制動單元的實(shí)際電路，它
主要包括晶體管v，制動電阻R ，外接制動電阻R，二
極管V 。泵升電壓能量是通過v的導(dǎo)通消耗在制動電
阻R 或R R上，實(shí)現(xiàn)泵升電壓限制保護(hù)的目的。
4．2 制動轉(zhuǎn)矩丁 的計(jì)算
： 一T N ．m
f 0‘’
式中GD&amp;amp;一電動機(jī)的飛輪力矩Nm
GDE一負(fù)載折算到電動機(jī)軸上的飛輪力矩
Nm
、n 2一減速前后的速度r／min
f，一減速時(shí)間s
n 一負(fù)載轉(zhuǎn)矩N·m
圖3
4．3 制動電阻R的計(jì)算
在外接制動電阻進(jìn)行制動的情況下，R應(yīng)能在系
統(tǒng)再生時(shí)吸取負(fù)載位能所轉(zhuǎn)變電能的80 ，其余20
可通過電機(jī)以熱耗散的形式被消耗。此時(shí)制動電阻值
R B：一= 幣 I_ m‘“)，
式中：“∞一直流電壓V；對220V變頻器取380V，
對400V 變頻器取760V，由于V和R，R1構(gòu)成的放電
回路中，其最大電流受到V 的最大允許電流Jc的限
制，且隨變頻器的不同雨不同，允許的最小電阻：
R 一
』c
所以制動電阻R按下式來選?。?
R～ < R< 風(fēng)
5 結(jié)束語
變頻器還有多種運(yùn)行方式，在實(shí)際使用時(shí)，通過利
用標(biāo)準(zhǔn)的附加外置單元電路裝置后，即可實(shí)現(xiàn)這些方
式，而且還能拓展變頻器的功能，如對于自動正、反轉(zhuǎn)
運(yùn)行，變頻器異常時(shí)自動切換到工頻電源運(yùn)行，工頻電
源自動切換到變頻器運(yùn)行，瞬間停電再起動運(yùn)行等運(yùn)
行方式，一般都可利用變頻器的相關(guān)接口，并配合自行
設(shè)計(jì)的適當(dāng)?shù)耐獠靠刂齐娐泛蠼钥蓪?shí)現(xiàn)。這里就不一
一例舉。
參考文獻(xiàn)
[1] 黃立培，張學(xué)．變頻器應(yīng)用技術(shù)及電動機(jī)調(diào)速
(下轉(zhuǎn)第5頁)
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《電氣開蕞) (2002 No．3) 5
保護(hù)器還是安裝在原先開關(guān)柜的繼電器室的位置上，
不僅空間大，造成材料浪費(fèi)，而且位置高，加之綜合保
護(hù)器體積和顯示屏較小，就地在屏面上進(jìn)行接線、操
作、顯示查看等顯得較困難和不便。
(2)綜合保護(hù)器的體積較小，由于開關(guān)量、電源、測
量等輸入、輸出較多，因此往往致使背板接線多，問距
小，不僅接線、查線圉難，有時(shí)還造成爬電、短路故障。
所以，必須在開關(guān)量、電源、測量的元件結(jié)構(gòu)上加以改
進(jìn)，實(shí)現(xiàn)微型化、靈巧化，才能使輸入、輸出采用光纖或
通信線插口式，減小接線多間距小的矛盾和接線、查線
困難。
(3)目前，高壓開關(guān)一般采用電磁式、彈簧儲能式
等操動機(jī)構(gòu)，開合開關(guān)震動較大，而綜合保護(hù)器采用的
集成、弱電式插件和原件，往往遭受震動沖擊。對于起
動頻繁的電動機(jī)，更是損害大。影響保護(hù)的穩(wěn)定性和壽
命。因此，要采取有效的防震措施，降低受損程度，提高
綜合保護(hù)器運(yùn)行的工作條件。
(4)加強(qiáng)開關(guān)柜與綜合保護(hù)器的總體設(shè)計(jì)，開發(fā)更
加新穎、先進(jìn)、可靠，適合微型機(jī)式的高壓電動機(jī)綜合
保護(hù)器的高壓開關(guān)柜是十分必要的 與綜合化、智能化
的綜合保護(hù)器相比，開關(guān)柜(包括高壓開關(guān))的形式、機(jī)
械等都已顯得落后、陳舊了。例如，柜體還是按造布置
傳統(tǒng)的電磁式繼電器的模式設(shè)計(jì)制造，體積笨重，同時(shí)
綜合保護(hù)器的安裝、調(diào)試都不便，使綜合保護(hù)器調(diào)試、
查找故障等方面的靈便、簡單、快捷優(yōu)點(diǎn)未充分發(fā)揮出
來。
4．2 結(jié)論
目前，安裴的RSC-9641高壓電動機(jī)綜合保護(hù)器
的高壓電動機(jī)已全部投入正常運(yùn)行，效果良好。RSc一
9641高壓電動機(jī)綜合保護(hù)器的應(yīng)用，不僅對于高壓電
動機(jī)運(yùn)行提供了可靠的保障，而且對全廠供電網(wǎng)絡(luò)實(shí)
現(xiàn)自動化、智能化操作、控制和管理開辟了道路。
參考文獻(xiàn)
E]3 劉建華等、電氣自動化[M]．1999．8
[2] 南瑞繼保電氣有限公司．變電站綜合自動化系統(tǒng)
技術(shù)使用說用書．Ez3．2000．6
收稿日期，20。2—04—05
作者畸介；劉積成．男，5o歲．工程師、太專畢業(yè)。
(I-接第2面)
EM]．北京 ^民郵電出版社．1998．
[2] 要忠智、萼變頸器應(yīng)用手冊[M]．北豪：機(jī)械工業(yè)出艋社，1998．
[3] 張燕賓．變額調(diào)逮應(yīng)用宴踐[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出蕊社，2001．
收稿日期：20O2一O2一O5

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