变频器常见问答
变频调速技术的常见问答 工控网用户名LTTL1314 笔名蓝海华腾 E-MAILLTTL2008126C0M 2008-12-01 变频器调速技术的常见问答 1-第1至第21问为电机传动技术常见问答 2-第21至第39问为变频调速技术常见问答 01-电机的防护等级是什么意思 举例来说ip23的电机指电机能够防止大于12mm的固体物体侵入防止人的手指接触到内部的零件防止中等尺寸直径大12mm的外物侵入能够防止喷洒的水侵入 或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水进入造成损害 IPINTERNATIONAL PROTECTION防护等级系统是由IECINTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION所起草将电机依其防尘防湿气之特性加以分级这里所指的外物含工具人的手指等均不可接触到电机内之带电部分以免触电IP防护等级是由两个数字所组成第1个数字表示电机离尘防止外物侵入的等级第2个数字表示电机防湿气防水侵入的密闭程度娄字越大表示其防护等级越高 02-什么样的电机是交流变频电机啊 简单点说就是交流电机的控制中使用了变频技术交流变频电机实际上是一种靠调节交流电频率来调速的电机调整交流电频率要靠变频器电机本身不会变频在很多要求不高的场合就是拿普通电机加变频器调速当交流变频电机使用 03-大功率电机都有一个减速机减速机在这里的作用 减速机的用途可简略归纳一下
1降速同时提高输出扭矩扭矩输出比例按电机输出乘减速笔但要注意不能超出减速箱额定扭矩
2减速同时降低了负载的惯量惯量的减少为减速比的平方大家可以看一下一般电机都有一个惯量数据 04-解答一下电机起动时转速慢的原因 如果仅仅是起动时转速慢起动后正常可能是起动电容不匹配或者是电机设计本来就是这样的根据场所设计 还有可能就是负载阻力过大等因素造成的起动时间过长 如果起动后转速还慢可能是问题可能是电压不足电容不匹配转动阻力大等 05-绕线型异步电机转子集电环的电刷怎样选择 主要根据电刷的工作条件是否满足电流密度Acm2和集电环园周边缘的线速度ms来确定确定公式①电刷载流量A 电刷电流密度Acm2×电刷宽度Lcm×电刷厚度bcm≥电机转子额定电流A②集电环园周边缘的线速度ms 电动机额定转速rm60s×集电环周长m≤电刷适用的规定范围ms 06-请教60HZ的电机放在50HZ的电源上用需要注意什么 这是由于电机的电流频率低于设计频率要使其转动中产生的空载反电动势减小空载电流增大对电机造成损坏因此就要求其空载电压降低了 在变频调速技术中电动机的频率和定子电压是同时改变的即是频率下降电压也要同时下降电动机才不会过流才会得到理想的运行效果 07-同样的电机50HZ的电机和60HZ的电机电阻一样吗 如果输出功率一样则电阻是一样的 Pe EaUsinXe 写的字母不太一样
Pe为发电机电磁功率忽略定子电阻电磁功率等于发电机有功功率 Ea为发电机电动势QDrAG\
U为无穷大系统母线电压
为Ea与U的夹角称为功角D\8bx9XflQ6\J
Xe为包括发电机电抗在内的发电机到无穷大系统母线的总电抗 08-调速电机能频繁起动吗 调速电动机能频繁启动我们公司做调试用的电机都是调速电机经常这样频繁启动也没出现过怎么问题不过能尽量减少频繁启动当然是最好了不管怎么电机频繁启动次数多对电机都会有损害 09-请教高手怎么才能知道电机是△Y接法 星形接法是三相绕组一端相连另一端分别接三相电源形状像字母Y三角接法是三相绕组首尾相连形成一个△形三角形的顶端再接三相电源 它们的相电压不同一般星形接法的电机额定电压是220V三角接法的额定电压是380V 接法在接线盒的盖板内外侧一般都会有标明不同的接法对应不同的电源电压 10-请教电机的极数对其选用有何影响 电机的极对数越多电机的转速就越低但它的扭距就越大在选用电机时您要考虑负载需要多大的起动扭距比如象带负载起动的就比空载起动的需要扭距就大如果是大功率大负载起动还要考虑降压启动或星三角启动至于在决定了电机极对数后和负载的转速匹配问题则可考虑用不同直径的皮带轮来传动或用变速齿轮齿轮箱来匹配如果由于决定了电机极对数后经过皮带或齿轮传动后达不到负载的功率要求那就要考虑电机的使用功率问题了 11-请教什么是串激电机具体原理是什么 串激串励电机就是定子绕组和转子绕组串联的 工作原理在交流电源供电时产生旋转力矩的原理仍可以用直流电动机的运转原理来解释当导体中通有电流时在导体的周围产生磁场其磁力线的方向取决于电流方向将通电的导体放入磁场中这磁场与通电导体所产生的磁场相互作用将使此导体受到一个作用力F并因此而产生运动导体会从磁力线密的地方向磁力线稀的方向移动当将由两个互相相对的导体组成的线圈放入磁场时线圈的两个边也受到了作用力此二力的方向相反产生力矩当线圈在磁场中转动时相应的二个线圈边从一个磁极下转到另一个磁极下时此时由于磁场极性有了改变将使导体受到的作用力的方向改变也使转矩的方向改变从而使线圈向反方向转动于是线圈只能绕中心轴来回摆动 12-一台额定电流为12A的潜水泵启动电流最大达到了87A此时就会引发上游开关热磁保护动作跳闸 起动电流的瞬时值与负载无关即使泵叶卡涩也不应该造成起动电流瞬时值的最大值变化若果真泵叶卡涩只会造成起动电流持续时间较长降不下来这倒可能造成上游开关热磁保护动作跳闸 起动电流最大值偏大的原因还可能三相绕组的某一相部分断线若绕组采用双线并绕的话可以采用双臂电桥测量三相绕组的直流电阻值若发现偏差较大应该怀疑某一相部分断线电阻值较大的相断线
此外还应该注意该电机是否并联有改善功率因数的电容器若电容性能变差也会造成起动电流值偏大的现象 13-怎么样判断三相异步电机的好坏 总结一下如何判定三相异步电机线圈的好坏要用什么仪表检查
1兆欧表可用于电机相间和相对地间的绝缘电阻测量并且不可小于05兆欧
2万用表用于检查电机线圈通断的测量
3单臂电桥精确测量线圈电阻可以知道每相线圈的电阻是否接近特别是对重新绕制后 电动机的故障无非就是两大块机械和电气 机械方面有 1轴承是否缺油或者损坏 2端盖是否跑外套轴承是否跑内套 电气方面的主要有 1绝缘电阻是否合格 2三相直流电阻是否合格用双臂电桥测量 3转子是否断条电动机的直流电阻是判断电动机的重要依据 14-请问零线上面可以加断路器和熔断器吗 1只有单相电路时可以加断路器即零线火线可以进开关进熔断器 2三相电路零线切忌进断路器进开关进熔断器 15-请问电机软起动器是否能节能 软启动节能效果有限但可以减少启动对电网的冲击也可以实现平滑启动保护电机机组 根据能量守恒理论由于加入了相对复杂的控制电路软启动不但不节能还会加大能量的消耗但它可以减小电路的启动电流起到了保护的作用 16-请教电机的过载和短路之间有什么联系吗 电机的过载有两种 1是机械负荷过载是带动的负荷超过额定值或者传动系统有卡阻现象的过载这和短路是没有什么关系的 2是负荷正常电机电流过载这就可能是电机绕组有局部对地匝间之间的短路现象 17-使用100KVA变压器供给总功率300kw电器最大为37kw 够用不 100KVA的变压器能带多大的负载看了下面的计算公式就知道了 P 容量功率因数80％＝1000980 72KW
一般超负荷20运行1小时是允许的所以够用 主要看总电流超没超100KVA的变压器高压电流是58A低压电流是150A即便偶尔的超也不要紧主要看温升别超过55度温升等于实际温度减去环境温度 18-请问如何测量电机的绝缘电阻 如果是三相交流电机测量电机三相绕组的相间和对地的绝缘电阻
如果是直流电机测量电机电枢绕组对地串激绕组对地他激绕组对地串激绕组对他激绕组
按被测电机电压等级选择相应的摇表
测量步骤
---断开电源
---对地放电
---如果是三相交流电机打开中心点如果可以
---如果是直流电机提起电刷
---用摇表分别检测相间和对地绝缘电阻
---对地放电
---恢复线路
---记录绝缘电阻及环境温度在案 19-请教什么是无刷无环起动器 无刷无环起动器是一种克服了绕线式异步电动机装有滑环碳刷和复杂的起动装置等缺点而保留了绕线电机起动电流小起动转矩大等优点的起动设备凡原来采用电阻起动器电抗器频敏变阻器液体变阻起动器软起动器起动的 JRJZRYRYZR 三相绕线转子交流异步电动机 变速装有进相机的除外均可选用无刷无环起动器来更新换代 20-发电机功率计算的公式怎么算 发电机额定功率＝电压Ｘ电流 即 P UＸI 电机铭牌一般标为24V或12V因此有的客户计算电压时所用公司为24 12 Ｘ电流所算出的功率与我公司所说的相差很大实际上24V或12V是国家规定的车辆系统标称电压但发电机的工作电压要高于电瓶电压以便向电瓶充电所以实际工作电压分别为28V或14V因此电机功率应为其工作电压Ｘ电流即28 14 Ｘ电流
例如JFB271－C其铭牌标称为24V 70A其功率应为28VＸ70A＝1960W一般也称为2000W电机 21-感应电动机启动时为什么电流大而启动后电流会变小 当感应电动机处在停止状态时从电磁的角度看就象变压器接到电源去的定子绕组相当于变压器的一次线圈成闭路的转子绕组相当于变压器被短路的二次线圈定子绕组和转子绕组间无电的的联系只有磁的联系磁通经定子气隙转子铁芯成闭路当合闸瞬间转子因惯性还未转起来旋转磁场以最大的切割速度同步转速切割转子绕组使转子绕组感应起可能达到的最高的电势因而在转子导体中流过很大的电流这个电流产生抵消定子磁场的磁能就象变压器二次磁通要抵消一次磁通的作用一样 定子方面为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通遂自动增加电流因为此时转子的电流很大故定子电流也增得很大甚至高达额定电流的47倍这就是启动电流大的缘由 启动后电流为什么小随着电动机转速增高定子磁场切割转子导体的速度减小转子导体中感应电势减小转子导体中的电流也减小于是定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通的影响的那部分电流也减小所以定子电流就从大到小直到正常 22-一台塑胶挤出设备是由安川变频器控制电机已有一年多目前每运行一个小时变频器就显示马达过载该故障是电机问题还是变频的问题 这个问题在没有确定的情况下两者都有可能 1电机也有可能由于使用时间长了磨损耗大后运行电流也大或者厂家塑胶挤的原料没有炼好或质量不合格而造成过载 2变频器也由于使用了一年多功率板上电流检测电路有故障或传感器损坏等可以调整一下加速时间也有用改善一下工作环境也是一个办法如清理灰尘工作温度 23-变压器能作为变频器的负载吗 从原理上讲应该是可以的但在实际中却不实用变频器就是不用变压器升压也应该有可用于380V以上电路的品种的如果要更高电压的那也有直接用220V或380V直接变频再用倍压方式取得高压的电路可以采用变频器主要用于负载驱动如电动机很少用于电源变频的而变频器的功能远远不仅限于变频本身还有很多的附加功能如各类的保护等如果用变频器来获得变频电源从经济的角度考虑是不可取的建议采用其他变频电路 24-变频器能否调至1Hz吗最高可以调多少HZ使用 有的品牌变频器最低频率可以调至01HZ最高频率可以调至3000HZ 如果变频器用在一般的交流异步电机上变频器调至1Hz时已经接近直流是绝对不可以的电机将运行在变频器限制内的最大电流下工作电机将会发热严重很有可能烧毁电机
如果超过50Hz运行会增大电机的铁损对电机也是不利的一般最好不要超过60Hz短时间内超过是允许的否则也会影响电机使用寿命 25-变频器的频率调节为什么调节电阻能改变频率 变频器的频率调节电阻是用来把变频器的10V基准电压进行比例分压然后送回变频器的主控板变频器主控板再把电阻送回来的电压进行模数转换读取数据然后再换算成额定频率的比例值输出当前频率因此调整电阻值即可以调整变频器的频率 26-变频器能对电机电流解耦吗 变频能解耦吗不能但它只要输出的频率f同步转速n1使得转差率保持在稳定区或者额定转差率Se就等于对电机电流解耦因为转子功率因数此时是1转子电流就是大家要解耦的要控制的转矩电流变频器是异步电机的调速装置它不可能超越异步电机的机械特性而进行所谓的任何控制 27-请教载波频率对变频器及电机的影响 载波频率对变频器输出电流有影响 1运行频率越高则电压波的占空比越大电流高次谐波成份越小即载波频率越高电流波形的平滑性越好 2载波频率越高变频器允许输出的电流越小 3载波频率越高布线电容的容抗越小因为Xc 12πfC由高频脉冲引起的漏电流越大 载波频率对电机的影响 载波频率越高电机的振动越小运行噪音越小电机发热也越少但载波频率越高谐波电流的频率也越高电机定子的集肤效应也越严重电机损耗越大输出功率越小 28-为什么变频器不能用作变频电源 变频电源的整个电路由交流一直流一交流一滤波等部分构成因此它输出的电压和电流波形均为纯正的正弦波非常接近理想的交流供电电源可以输出世界任何国家的电网电压和频率 而变频器是由交流一直流一交流调制波等电路构成的变频器标准叫法应为变频调速器其输出电压的波形为脉冲方波且谐波成分多电压和频率同时按比例变化不可分别调整不符合交流电源的要求原则上不能做供电电源的使用一般仅用于三相异步电机的调速 29-使用变频器时电机温升为什么比工频时高呢 因为变频器输出电压波形不是正弦波而是畸形波在额定扭矩下的电机电流比工频时要多出约10左右所以温升比工频时略有提高 另外还有一点当电机转速降低的时候电机散热风扇速度不够电机温升会高一些 30-为什么漏电断路器在使用变频器时易跳闸呢 这是因为变频器的输出波形含有高次谐波而电机及变频器与电机间的电缆会产生泄漏电流该泄漏电流比工频驱动电机时大了许多所以产生该现象 变频器操作输出侧的漏电流大约为工频操作时的3倍多外加电动机等漏电流选择漏电保护器的动作电流应该大于工频时漏电流的10倍 31-请教变频器输出端为什么要加输出电抗器它作用是什么 变频器输出端增加输出电抗器是为了增加变频器到电动机的导线距离输出电抗器可以有效抑制变频器的IGBT开关时产生的瞬间高电压减少此电压对电缆绝缘和电机的不良影响 电抗器的主要作用是用以限制电机连接电缆的容性充电电流及使电机绕组上的电压上升率限制在540Vμs以内它还用于钝化变频器输出电压开关频率的陡度减少逆变器中的功率元件如IGBT的扰动和冲击 32-变频空调是否省电节能 变频空调能省电 1 能减少起动电流减少对电网的冲击延长压缩机的使用寿命 实现节能降耗试想以下一个小区内只用一台电源变压器<a name=baidusnap0></a>夏天</B>都在用空调一旦变压器过负荷调闸再次合闸好合吗如都用变频空调就好合的多了 2 当室内温度降低的时候自动降低频率即降低压缩机转速同时空调内的电子膨胀阀自动关小保持室外机散热器的温度使散热器对外的传热温差不变即保持空调的能效比不变始终工作在较高的效率下最终达到热平衡即室外传进室内的热量等于空调打往室外的热量而普通空调随着室内空气温度的降低室外机散热器工作温度也降低此时传热温差减少散热效果变差此时空调的能小比降低不能保持空调始终工作在较高的效率下 33-一台变频器拖多台电机应该注意什么 1可以一拖多但必须是用在平移机构 2控制方式必须为vf不能用矢量控制 3变频器容量应 电机容量具体放多大容量视负载特性而定 4每台电机应加热保护 34-我要做电机变频调速实验普通电机可以实现变频调速吗还是必须买变频电机 要做电机变频调速实验用普通的交流电机就行 直流电机也可以实现变频例如现在的直流变频空调其把工频交流电转换为直流电源并送至功率模块模块受微电脑送来的控制信号控制和交流变频所不同的是模块输出受控的直流电源送至压缩机的直流电机控制压缩机的排量从而实现变频调速 35-电机加上变频调速器后有嗡嗡声是怎么回事 所说的嗡的声音那是因为变频器输出波形载波频率引起的通常如果你用的变频器是固定载波的话此时电机发出的是尖叫对人耳刺激比较大那你可以通过调节载波频率 变频器技术手册功能表里有这个功能参数 载波频率越高声音越小但载波越高的话此时电机就越容易发热所以要根据发热程序和发出的声音一起考虑你所使用的载波频率一般出厂时都是在额定电流下最合适的载波频率一般情况下你不需要去改动他 而如果变频器用的是随机载波的话那电机发出的"嗡"的声音将比较柔和但声音一般会比固定载波的声音要好听点呵呵 更容易让人接受 如果你不会接受的话或者说你想静音运行的话你也可以把载波频率向上调调到满意为止 36-变频器单相220v能变出三相380v吗 是不可以的变频器本身是不能升压的更不能从单相220v变出三相380v从理论上这是可行的用变压器将单相220V升高为380V然后单相380V转换为三相380V 37-交流伺服电机可以用变频器控制吗 由于变频器和伺服在性能和功能上的不同应用也不大相同所以是不可以的 1在速度控制和力矩控制的场合要求不是很高的一般用变频器也有在上位加位置反馈信号构成闭环用变频进行位置控制的精度和响应都不高现有些变频也接受脉冲序列信号控制速度的但好象不能直接控制位置 2在有严格位置控制要求的场合中只能用伺服来实现还有就是伺服的响应速度远远大于变频有些对速度的精度和响应要求高的场合也用伺服控制能用变频控制的运动的场合几乎都能用伺服取代 关键是两点一是价格伺服远远高于变频二是功率的原因变频最大的能做到几百KW甚至更高伺服最大就几十KW伺服的基本概念是准确精确快速定位变频是伺服控制的一个必须的内部环节伺服驱动器中同样存在变频要进行无级调速 38-采用变频器运转时电机的起动电流起动转矩怎样 采用变频器运转随着电机的加速相应提高频率和电压起动电流被限制在150额定电流以下 根据机种不同为125200 用工频电源直接起动时起动电流为67倍因此将产生机械电气上的冲击采用变频器传动可以平滑地起动 起动时间变长 起动电流为额定电流的1215倍起动转矩为70120额定转矩对于带有转矩自动增强功能的变频器起动转矩为100以上可以带全负载起动 39-变频调速在什么行业上应用有什么好处 变频调速在什么上应用
对有调速要求的转动机械上都能应用 有什么好处
在变频调速实现之前理论上早已实现但是真正实现是在电力电子器件发明之后传统调速采用直流直流调速的缺点是
1直流电机结构复杂维护成本高
2由于换向器的存在直流电机功率已经没有多少上升空间
因此变频调速的好处在于
1可以使交流电机得到比直流调速一样优异的调速性能
2交流鼠笼式异步电机维护简单方便 3交流电机功率不存在换向器的限制 不懈追求完美创新永无止境 本幻灯片主要总结归纳了自动化技术机械传动技术变频器技术人员提出来的问题主要介绍了如何解决和处理这些常见的问题全部采用问答形式希望能提供给大家参考与学习 如有错误之处欢迎您指正
