一種新型變頻器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型變頻器，包括整流單元、濾波與逆變單元、控制單元，其中的整流單元把交流電壓變?yōu)橹绷麟妷海粸V波與逆變單元其中的濾波部分把脈動較大的交流電進(jìn)行濾波變成比較平滑的直流電；逆變部分則把直流電又轉(zhuǎn)換成三相交流電，利用功率開關(guān)元件按照控制電路的驅(qū)動、輸出脈沖寬度被調(diào)制的PWM波，或者正弦脈寬調(diào)制SPWM波；控制單元用來產(chǎn)生輸出逆變橋所需要的各驅(qū)動信號；在整流單元內(nèi)部裝有直流電抗器。本發(fā)明所述的新型變頻器的有益效果為：有利于實現(xiàn)節(jié)能、確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、方便控制、有利于實現(xiàn)全自動而實現(xiàn)性能較高的產(chǎn)品；可利用變頻器實現(xiàn)軟啟動，提高了安全性，設(shè)備壽命延長。
【專利說明】一種新型變頻器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，尤其涉及一種新型變頻器。
【背景技術(shù)】
[0002]變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成，變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用，主電路是給異步電動機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容；電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感，它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生電壓脈動的“平波回路“。
[0003]但是，由于變頻的過載能力沒有電機(jī)過載能力強(qiáng)，一旦電機(jī)有過載，損壞的首先是變頻器，若設(shè)備上已選用的電機(jī)功率大于實際機(jī)械負(fù)載功率，但是有可能用戶會將把機(jī)械功率調(diào)節(jié)到達(dá)到電機(jī)輸出功率，此時，變頻器一定要可以勝任，也就是說變頻器的功率選用一定要等于或大于電機(jī)功率。結(jié)合以上分析，現(xiàn)有的變頻器的經(jīng)常存在著以下幾個方面問題:①使用環(huán)境條件、電網(wǎng)電壓、負(fù)載大小及性質(zhì)；②環(huán)境溫度長期較高，安裝在通風(fēng)冷卻不良的機(jī)柜內(nèi)時，會造成變頻器壽命縮短，電子器件、特別是電解電容等器件、在高于額定溫度后，每升高10°c壽命會下降一半，因此環(huán)境溫度應(yīng)保持較低，除設(shè)置完善的通風(fēng)冷卻系統(tǒng)以保證變頻器正常運行外，在選用上增大一個容量等級，以使額定運行時，溫升有所下降是完全必要的；③電網(wǎng)電壓處于不正常時，將有害于變頻器，電壓過高，如對380V的線電壓如上升到450V就會造成損壞高海拔地區(qū)因空氣密度降低，散熱器不能達(dá)到額定散熱器效果，一般在100m以上，每增加10m容量下降10% ;⑤使用于不同用途時，對于一般用途變頻器采用V/F=常數(shù)控制方式已可滿足，對于負(fù)載變化范圍大，而且又要求較高運轉(zhuǎn)精度的場合，特別是低速時要求有穩(wěn)定的速度和負(fù)載能力時，則要選用矢量控制等方式的變頻器，對數(shù)控機(jī)床等精密傳動還要采用閉環(huán)控制和有速度傳感器的方式，相應(yīng)的變頻器也要有這些配合的接口 ；⑥變頻器使用不同場所對變頻器的防護(hù)等級要作選擇，常見IP10、IP20、IP30、IP40等級分別能防止Φ50、Φ 12、Φ2.5、Φ I固體物進(jìn)入；⑦當(dāng)變頻器為降低電動機(jī)噪聲而將調(diào)制頻率重新設(shè)置得較高并超過出廠設(shè)置頻率時，會造成變頻器損耗增大，設(shè)置頻率越高，損耗越大，因此要適當(dāng)減載，一味增加調(diào)制頻率，造成變頻器過熱而損壞，或者變頻器輸不出額定功率；⑧矢量控制方式只能對應(yīng)一臺變頻器驅(qū)動一臺電機(jī)，而且變頻器的額定電流應(yīng)等于或大于電機(jī)額定電流，電機(jī)的實際使用電流不能比額定電流太??；(D一臺變頻器驅(qū)動多臺電機(jī)時，變頻器容量應(yīng)比多臺電機(jī)容量之和大，并且只能選擇V/F控制模式，不能用矢量控制模式；⑩當(dāng)多臺變頻器的逆變單元共用一個整流/回饋單元時，即采用公共直流母線方式，有利于多臺逆變器制動能量的儲存和利用，此時整流/回饋單元的容量要足夠大，并要有防止小功率變頻器整流橋過載損壞的措施，使用中對多臺電機(jī)不能同時制動；(11)對風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載，如原來使用閥門、風(fēng)門調(diào)節(jié)流量，當(dāng)改用變頻器調(diào)速控制流量時，就會帶來大幅度節(jié)能，而摩擦類負(fù)載，使用變頻調(diào)速的節(jié)能效果基本上不能體現(xiàn)。
[0004]本案的通用變頻器是指適用于工業(yè)通用電機(jī)和一般變頻電機(jī)、并由一般電網(wǎng)供電(單相220V、三相380V 50Hz)、作調(diào)速控制的變頻器，此類變頻器由于工業(yè)領(lǐng)域的廣泛使用已成為變頻器的主流。因此，針對以上方面，需要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行有效創(chuàng)新。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對以上缺陷，本發(fā)明提供一種有利于降低電機(jī)的噪音、可降低輸出高次諧波造成的漏電流、減少了干擾、可保護(hù)變頻器內(nèi)部的功率開關(guān)器件、有利于延長電機(jī)絕緣壽命的新型變頻器，以解決現(xiàn)有技術(shù)的諸多不足。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種新型變頻器，包括整流單元、濾波與逆變單元、控制單元，其中的整流單元把交流電壓變?yōu)橹绷麟妷海粸V波與逆變單元其中的濾波部分把脈動較大的交流電進(jìn)行濾波變成比較平滑的直流電；逆變部分則把直流電又轉(zhuǎn)換成三相交流電，利用功率開關(guān)元件按照控制電路的驅(qū)動、輸出脈沖寬度被調(diào)制的PWM波，或者正弦脈寬調(diào)制SPWM波；控制單元用來產(chǎn)生輸出逆變橋所需要的各驅(qū)動信號；
相應(yīng)地，在整流單元內(nèi)部裝有直流電抗器，在濾波與逆變單元外部設(shè)置控制電源輔助輸入電路并且該電路帶有三個開關(guān)，在濾波與逆變單元與控制單元之間安裝頻率設(shè)定電位器，該電位器與頻率設(shè)定電流輸入、模擬頻率計相接，位于控制單元外端接入一個數(shù)字頻率計脈沖計數(shù)電路，位于這個計數(shù)電路與頻率設(shè)定電位器之間設(shè)置若干接點輸入信號端。
[0007]所述控制單元輸出端設(shè)置RS485通信接口 ；直流電抗器通過線路分別連接外部制動電阻部分、制動單元。
[0008]本發(fā)明所述的新型變頻器的有益效果為:
⑴由整流部分、濾波部分、逆變部分、以及控制電路四個電路組成，整流部分把交流電壓變?yōu)橹绷麟妷海粸V波部分把脈動較大的交流電進(jìn)行濾波變成比較平滑的直流電；逆變部分把直流電又轉(zhuǎn)換成三相交流電，這種逆變電路一般是利用功率開關(guān)元件按照控制電路的驅(qū)動、輸出脈沖寬度被調(diào)制的PWM波，或者正弦脈寬調(diào)制SPWM波，當(dāng)這種波形的電壓加到負(fù)載上時，由于負(fù)載電感作用，使電流連續(xù)化，變成接近正弦形波的電流波形；控制電路是用來產(chǎn)生輸出逆變橋所需要的各驅(qū)動信號，這些信號是受外部指令決定的，有頻率、頻率上升下降速率、外部通斷控制以及變頻器內(nèi)部各種各樣的保護(hù)和反饋信號的綜合控制等。
[0009]⑵此變頻器對負(fù)載的輸出波形都是雙極性SPWM波，這種波形可大幅度提高變頻器的效率，通過調(diào)節(jié)該變頻器，有利于實現(xiàn)節(jié)能、確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、方便控制、有利于實現(xiàn)全自動而實現(xiàn)性能較高的產(chǎn)品；可利用變頻器實現(xiàn)軟啟動，提高了安全性，設(shè)備壽命延長。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面根據(jù)附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0011]圖1是本發(fā)明實施例所述新型變頻器的組成原理示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例所述新型變頻器的控制電路部分示意圖；
圖3是本發(fā)明實施例所述新型變頻器的變頻器附加配套設(shè)備連接示意圖；
圖4是本發(fā)明實施例所述新型變頻器的輸出側(cè)交流電抗器斷面示意圖；
圖5-34是本案各個應(yīng)用狀態(tài)及連接關(guān)系示意圖并且圖5-34與本案變頻器應(yīng)用實例1-30依次對應(yīng)。
[0012]圖中:
1、整流單元；2、濾波與逆變單元；3、控制單元。
【具體實施方式】
[0013]如圖1-2所示，本發(fā)明實施例所述的新型變頻器，包括整流單元1、濾波與逆變單元2、控制單元3，其中的整流單元I把交流電壓變?yōu)橹绷麟妷?，濾波與逆變單元2其中的濾波部分把脈動較大的交流電進(jìn)行濾波變成比較平滑的直流電；逆變部分則把直流電又轉(zhuǎn)換成三相交流電，利用功率開關(guān)元件按照控制電路的驅(qū)動、輸出脈沖寬度被調(diào)制的PWM波，或者正弦脈寬調(diào)制SPWM波，當(dāng)這種波形的電壓加到負(fù)載上時，由于負(fù)載電感作用，使電流連續(xù)化，變成接近正弦形波的電流波形；控制單元3用來產(chǎn)生輸出逆變橋所需要的各驅(qū)動信號，這些信號有頻率、頻率上升下降速率、外部通斷控制以及變頻器內(nèi)部各種各樣的保護(hù)和反饋信號的綜合控制等；
相應(yīng)地，在整流單元I內(nèi)部裝有直流電抗器并且該直流電抗器通過線路分別連接外部制動電阻部分、制動單元，在濾波與逆變單元2外部設(shè)置控制電源輔助輸入電路并且該電路帶有三個開關(guān)，在濾波與逆變單元2與控制單元3之間安裝頻率設(shè)定電位器，該電位器與頻率設(shè)定電流輸入、模擬頻率計相接，位于控制單元3外端接入一個數(shù)字頻率計脈沖計數(shù)電路，位于這個計數(shù)電路與頻率設(shè)定電位器之間設(shè)置若干接點輸入信號端，此控制單元3輸出端設(shè)置RS485通信接口，具體的控制單元3內(nèi)部接點輸入信號端電路連接如圖2所示。
[0014]如圖3所示，本發(fā)明實施例所述的新型變頻器，對于變頻器附加配套設(shè)備的連接，其中，
T一配電變壓器；
QF—斷路器，用于安全跳閘斷開電網(wǎng)；
KM—接觸器，用于日常操作通斷和電網(wǎng)掉電再來電時變頻器不發(fā)生自啟動；
FILl—進(jìn)線側(cè)無線電干擾抑制電抗器，用于減少變頻器對外界的無線電干擾；
IACL—電源側(cè)交流電抗器，用于改善輸入電流波形、提高整流器和電解濾波電容壽命、減少不良輸入電流波形對外界電網(wǎng)的干擾、協(xié)調(diào)同一電源網(wǎng)上有晶閘管等變換器造成的波形影響、減少功率切換和三相不平衡的影響，因此也叫電源協(xié)調(diào)電抗器，在要求高的場合該電抗器便進(jìn)一步改為較復(fù)雜的電力質(zhì)量濾波單元；
DCL—直流電抗器，用于改善電容濾波(當(dāng)前電壓型變頻調(diào)速器主要濾波方式是電容濾波)造成的輸入電流波形畸變和改善功率因數(shù)、減少和防止因沖擊電流造成整流橋損壞和電容過熱，當(dāng)電源變壓器和輸電線(圖中的符號DLC應(yīng)改為DCL)綜合內(nèi)阻小時(變壓器容量大于電機(jī)容量10倍以上時)、電網(wǎng)瞬變頻繁時都需要使用直流電抗器。
[0015]BD—制動單元，當(dāng)變頻器降低頻率使電機(jī)急劇減速、或重力負(fù)載使電機(jī)處于發(fā)電運行時，電機(jī)制動的反饋能量使變頻器直流母線電壓升高到一定程度就會開啟該制動單元，使能量消耗在制動電阻上；
DBR—制動電阻，消耗制動時電機(jī)能量的電阻；
2ACL—輸出側(cè)交流電抗器，變頻器輸出是脈沖寬度調(diào)制的電壓波(PWM波)它是前后沿很陡的一聯(lián)串脈沖方波，存在豐富的諧波，這些諧波有害于電機(jī)和負(fù)載的壽命(典型的是電機(jī)繞阻匝間瞬變電壓dv/dt過高，造成匝間擊穿)，以及對周圍電器干擾；當(dāng)負(fù)載端電容分量大時，造成變頻器的開關(guān)器件流過大的沖擊電流，會損壞開關(guān)器件。
[0016]FIL2—輸出側(cè)無線電干擾抑制電抗器，對輸出布線距離>20m時尤其需安裝；
JR—熱過載繼電器，用于防止長時間過電流造成電機(jī)損壞。
[0017]斷路器(QF)的后面可以接一臺或多臺變頻器及其它負(fù)載，當(dāng)變頻器或其它負(fù)載因過電流故障時，可自動切斷電源供電，防止事故擴(kuò)大。當(dāng)電網(wǎng)掉電時防止再來電自動接通的不安全，以及在維修時安全切斷電源，斷路器可以使用普通空氣開關(guān)或高靈敏切斷的斷路器，視需要而定，選用時總通過電流應(yīng)大于負(fù)載總電流1.5倍以上；
接觸器(KM)用于所控變頻器日常操作通斷，和電網(wǎng)掉電再來電時防止變頻器自動啟動，選用時額定電流也要大于變頻器輸出電流1.5倍以上；
無線電干擾抑制電抗器(FIL1、FIL2)因為變頻器輸出的是PWM(脈寬調(diào)制)波，包含了大量的高次諧波，諧波高頻分量處于射頻范圍，變頻器通過電源線和輸出線向外發(fā)射無線電干擾。又由于變頻器接在電網(wǎng)上，電網(wǎng)上各種干擾和瞬變浪涌也可干擾到變頻器的控制回路敏感部分發(fā)生誤動作，因此設(shè)置了無線電干擾抑制電抗器。它是使用三根進(jìn)線(對單相是兩根進(jìn)線)，同方向在鐵心或鐵氧磁芯上繞制的電感，因三相三根線的正弦交流電瞬時值之和為零(單相正弦交流電兩進(jìn)線電流瞬時值也為零)，因此對正常供電，該電抗器不起作用，而對于共模電壓(即在進(jìn)線上出現(xiàn)的、瞬時值不能被抵消的干擾電壓)該電抗器起到阻擋作用，抑制了共模干擾，起到良好的抑制無線電干擾使用。抑制的頻段一般在1MHz以下，因此電感量不必大，通常控制在2?33mH左右，是在一個閉合磁路上穿過或繞上幾匝導(dǎo)線而制成。無線電干擾抑制電抗器的連接如圖8，對小容量變頻器因電流較小，它是在同一磁芯上，三相線同方向繞幾匝。對大容量變頻器，因電流大、導(dǎo)線不好彎，則用多個磁芯，讓三根導(dǎo)線同時穿過磁芯中孔而構(gòu)成電抗器。
[0018]電壓型通用變頻器電網(wǎng)電壓交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鹘?jīng)整流后都經(jīng)電容濾波，電容器的使用使輸入電流呈尖峰脈沖狀，當(dāng)電網(wǎng)阻抗小時，這種尖峰脈沖電流極大，造成很大的諧波干擾，并使變頻器整流橋和電容器容易損壞。當(dāng)變壓器容量大于變頻器容量10倍以上，電網(wǎng)配電變壓器和輸電線的內(nèi)阻不能阻止尖峰脈沖電流時，當(dāng)同一電源上有晶閘管設(shè)備或開關(guān)方式控制功率因數(shù)補(bǔ)償裝置時，三相電源不平衡度大于3%時，都要對輸入側(cè)功率因數(shù)作提高和抑制干擾，都需使用電源側(cè)交流電抗器。
[0019]一般而言，電壓源逆變器、電源側(cè)交流電抗器的電感量，采用3%阻抗即可防止突變電壓造成接觸器跳閘，使總諧波電流畸變下降到原先的44%左右。實際使用中為了節(jié)省費用，常采用2%阻抗的電感量，但這對環(huán)保而言是不好的。比較好的場合應(yīng)使用4%阻抗或更大的電抗器。
直流電抗器接在濾波電容前，它阻止進(jìn)入電容的整流后沖擊電流的幅值，并改善功率因數(shù)、降低母線交流脈動。直流電抗器在變頻器功率大于22kW時建議都要采用，當(dāng)變頻器功率越大，越應(yīng)該使用，因為沒有直流電抗器時，變頻器的電容濾波會造成電流波形嚴(yán)重畸變和進(jìn)而使電網(wǎng)電壓波形嚴(yán)重畸變，而且非常有害于變頻器的整流橋和濾波電容壽命。直流電抗器的電感值的選擇一般為同樣變頻器輸入側(cè)交流電抗器3%阻抗電感量的2?3倍，最少要1.7倍，
變頻器的輸出是經(jīng)PWM調(diào)制的電壓波，由于電動機(jī)繞組的電感性質(zhì)能使電流連續(xù)，因此電流基本上是正弦形的，脈沖寬度調(diào)制(PWM)有著陡峭的電壓上升和下降的前后沿，即dv/dt很大，使得輸出引線向外界發(fā)射含量極大的電磁干擾，并且在引出線對地、電機(jī)繞組匝間、繞組對地間都產(chǎn)生很大的脈沖電流，圖10表示SPWM電壓，電流的波形。
[0020]為了減輕變頻器輸出dv/dt對外界的干擾，降低輸出波形畸變，達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，減少對電機(jī)繞組的電壓沖擊造成絕緣損壞，降低電機(jī)的溫升和噪音，避免在變頻器輸出功率管上因dv/dt和流過過大的脈沖沖擊電流使功率管損壞，以及降低負(fù)載短路造成對變頻器的損傷，有必要在變頻器輸端增設(shè)交流電抗器。
[0021]值得指出的是脈沖電壓通過長的輸電線時，由于長線上波的反射疊加使得在長線(即變頻器輸出導(dǎo)線)超過臨界長度后，電壓有可能達(dá)到直流母線(變頻器內(nèi)直流母線)電壓的2倍。因此變頻器輸出線長度受到了限制，為解除這種限制，必須接入輸出側(cè)交流電抗器。
如圖4所示，輸出側(cè)交流電抗器的繞制在磁芯上的導(dǎo)線頭尾的位置關(guān)系到電感向外發(fā)射干擾能量的大小程度，繞組頭在里層，尾在外層，因此接變頻的輸出接負(fù)載電機(jī)較好，這樣，變頻器輸出端的強(qiáng)干擾被外層屏蔽，減少干擾向外發(fā)射。
[0022]小功率制動單元一般在變頻器內(nèi)部，外部只接制動電阻。大功率的制動單元由外接的制動單元接到變頻器母線上，當(dāng)電機(jī)制動時，電機(jī)的電能反饋回母線，使母線電壓升高，升高到一定值時，開通制動單元的開關(guān)管，用制動電阻消耗母線上一部分電能，維持母線電壓不繼續(xù)往上升高，使電機(jī)能量消耗在制動電阻上，從而獲得制動力矩。制動單元的導(dǎo)線長度一般不大于5m，接到變頻器的直流母線(P+、N端)要使用雙絞線或密著平行線，其目的是減少電感，導(dǎo)線的截面應(yīng)不小于電機(jī)輸電線的1/2?1/4。
[0023]變頻器的外部布線:(I)主回路導(dǎo)線載面按照電動機(jī)布線要求，電流密度一般在3?4A/mm2以下；
(2)R、S、T和U、V、W的主回路導(dǎo)線在鐵管內(nèi)保護(hù)布線時，不得一根或兩根導(dǎo)線敷設(shè)在一根鐵管內(nèi)，必須三相的三根線布在同一個鐵管內(nèi)，這是由于正弦波三相電流瞬時值之和為零，不會在鐵管上造成磁通和引起損耗而發(fā)熱；
(3)變頻器輸出U、V、W三根線如敷沒在鐵管和蛇皮金屬管內(nèi)，因?qū)﹁F管和蛇皮管電容的作用，會造成變頻器內(nèi)部功率開關(guān)器件的瞬時脈沖過電流，使功率開關(guān)損壞，一般在布線長度超過30m(有管)?50m(無管)時變頻器的U、V、W端子處需插入交流電抗器；如果導(dǎo)線絕緣層較薄，布線長度還應(yīng)更短；當(dāng)一個變頻器驅(qū)動多個電動機(jī)時，應(yīng)按配線的總長度計算；當(dāng)接入輸出側(cè)交流電抗器后，饋向電動機(jī)的總長度也不要超過400 m;
(4)變頻器的控制線必須遠(yuǎn)離輸入輸出強(qiáng)電導(dǎo)線，相距10mm以上，不能為了布線美觀把控制線和輸入輸出強(qiáng)電導(dǎo)線捆綁在一起；
(5)變頻器的輸入信號線要使用雙絞線或屏蔽線，以有效地減弱外界電磁場造成的干擾，雙絞線的絞合程度應(yīng)在每cm為I絞以上； (6)在遠(yuǎn)距離控制作開關(guān)操作時，用繼電器擔(dān)任中間操作可有效地減少外界對控制線引起的干擾；
(7)多數(shù)變頻器的操作鍵和顯示部分做在一起，成為一個操作盒，操作盒可取下做遠(yuǎn)距離控制操作，此時連接導(dǎo)線往往是電纜或排線，要求它們遠(yuǎn)離電力線和輸入輸出強(qiáng)電導(dǎo)線，必要時應(yīng)穿入屏蔽管套內(nèi)，外部電器控制線很長時也需要屏蔽，方法相同；
(8)粗的主回路電線與變頻器接線端子連接時必須可靠連接，線頭用標(biāo)準(zhǔn)的與接線端子相配的冷壓端子，使用冷壓鉗壓接；
(9)調(diào)節(jié)頻率等的電位器、開關(guān)之類元器件要求使用可靠產(chǎn)品，而且安裝時注意屏蔽，免受外界干擾，否則會誤認(rèn)為變頻器有問題；
(10)所有連接線接好后要進(jìn)行檢查，防止漏接、錯接、碰地、短路；
(11)投入電源后，發(fā)現(xiàn)還要改接線時，首先要切除電源，并注意直流回路電容上的電完全放完(直流電壓表測量小于25V),才可操作；
(12)不能將負(fù)載功率因數(shù)校正用電容接到變頻器的輸出端，因電容的接入會導(dǎo)致逆變功率器件流過大的瞬變脈沖電流而損壞；
(13)直流電抗器的參數(shù)要與變頻器相配，安裝前應(yīng)去掉變頻器上原P1、P+上的短路銅件，在此處接入直流電抗器；
(14)制動單元的母導(dǎo)線接到變頻器的直流母線(P+、N端)，制動單元和制動電阻的接線都要盡量短，長度不大于5m，使用雙絞線或密著平行線，導(dǎo)線的截面應(yīng)不小于電機(jī)輸電線的 1/2 ?1/4 ；
(15)變頻器外殼應(yīng)可靠接地。
[0024]變頻器安裝后的調(diào)試:
通電前檢查:察看變頻器安裝空間、通風(fēng)情況、是否安全足夠；銘牌是否同電機(jī)匹配；控制線是否布局合理，以避免干擾；進(jìn)線與出線絕對不得接反，變頻器的內(nèi)部主回路負(fù)極端子N不得接到電網(wǎng)中線上，各控制線接線應(yīng)正確無誤。
[0025]當(dāng)變頻器與電機(jī)之間的導(dǎo)線長度超過約50m，當(dāng)該導(dǎo)線布在鐵管或蛇皮管內(nèi)長度超過約30m，特別是一臺變頻器驅(qū)動多臺電機(jī)等情況，存在變頻器輸出導(dǎo)線對地分布電容很大，應(yīng)在變頻器輸出端子上先接交流電抗器，然后接到后面的導(dǎo)線上，最后是負(fù)載，以免過大的電容電流損壞逆變模塊，在輸出側(cè)導(dǎo)線長的時候，還要將PWM的調(diào)制載頻設(shè)置在低頻率，以減少輸出功率管的發(fā)熱，以便降低損壞的概率。
[0026]確認(rèn)變頻器工作狀態(tài)與工頻工作狀態(tài)的互相切換要有接觸器的互鎖，不能造成短路，并且兩種使用狀態(tài)時電機(jī)轉(zhuǎn)向相同；
根據(jù)變頻器容量等因素確認(rèn)輸入側(cè)交流電抗器和濾波直流電抗器是否接入；
電網(wǎng)供電不應(yīng)有缺相，測定電網(wǎng)交流電壓和電流值、控制電壓值等是否在規(guī)定值。
[0027]如圖5-34所示，為本案各個應(yīng)用狀態(tài)及連接關(guān)系:
本案變頻器應(yīng)用實例I
在吸塵送風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用:如果利用微壓差信號驅(qū)動變頻器減速運行，年平均只需60%的電能運行，實現(xiàn)了節(jié)能。
[0028]本案變頻器應(yīng)用實例2
在中央空調(diào)送風(fēng)機(jī)上應(yīng)用:用壓力傳感器(DC 4-20MA)保持管道內(nèi)風(fēng)壓，平均只要50%運行，實現(xiàn)了節(jié)能。
[0029]本案變頻器應(yīng)用實例3
在冷卻塔上應(yīng)用:利用濕度傳感器調(diào)整變頻器，使風(fēng)機(jī)調(diào)整，平均只需40%運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)f倉泛。
[0030]本案變頻器應(yīng)用實例4
在給水泵上應(yīng)用:在泵的輸出管道上安裝壓力傳感器，調(diào)節(jié)變頻器，使泵只需平均85%的運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了節(jié)能。
[0031]本案變頻器應(yīng)用實例5
在干燥機(jī)的送風(fēng)機(jī)上應(yīng)用:用檢測室內(nèi)混濕度，對變頻器的風(fēng)機(jī)進(jìn)行均衡調(diào)節(jié)，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
[0032]本案變頻器應(yīng)用實例6
在農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)上應(yīng)用:為了對室濕調(diào)節(jié)和換氣，使用了多個風(fēng)扇，用變頻器控制，可獲得培養(yǎng)飼養(yǎng)環(huán)境最佳化。
[0033]本案變頻器應(yīng)用實例7
在工業(yè)清洗機(jī)上應(yīng)用:使用變頻器可根據(jù)洗滌的材料、數(shù)量改變洗凈機(jī)的正反轉(zhuǎn)速度，脫水時調(diào)到高速，方便控制，實現(xiàn)了全自動。
[0034]本案變頻器應(yīng)用實例8
在食品工業(yè)上應(yīng)用:使用變頻器可控制加工時間等參數(shù)，使質(zhì)量最佳，生產(chǎn)效率最高。
[0035]本案變頻器應(yīng)用實例9
在制面機(jī)上應(yīng)用:使用變頻器可根據(jù)碾壓輥的碾壓量方便地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)全自動，產(chǎn)品質(zhì)量提聞。
[0036]本案變頻器應(yīng)用實例10
攪拌機(jī)上應(yīng)用:使用變頻器可根據(jù)材料去調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使產(chǎn)品質(zhì)量提高。
[0037]本案變頻器應(yīng)用實例11
在干燥熱處理機(jī)上應(yīng)用:為使室內(nèi)濕度均勻，又變頻器控制多個風(fēng)扇，風(fēng)速不均勻性減少，可獲得聞性能的廣品。
[0038]本案變頻器應(yīng)用實例12
在纖維工業(yè)機(jī)器上應(yīng)用:對不同材料的紡梭速度，用變頻器調(diào)節(jié)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0039]本案變頻器應(yīng)用實例13
在洗凈、脫水機(jī)上應(yīng)用:改變速度的同時可利用變頻器實現(xiàn)軟啟動，緩?fù)Ｖ沟?，提高了安全性?br> [0040]本案變頻器應(yīng)用實例14
在料斗上應(yīng)用:在原料供給、與傳送帶速度的配合上使用變頻器可達(dá)到高精度的配合。
[0041]本案變頻器應(yīng)用實例15
在卷料機(jī)上應(yīng)用:使用變頻器可根據(jù)卷料張緊情況方便地調(diào)節(jié)各電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)卷料過程全自動化，使產(chǎn)品質(zhì)量提高。
[0042]本案變頻器應(yīng)用實例16
風(fēng)機(jī)、水泵類流量調(diào)節(jié):使用變頻器后避免了閥門(風(fēng)機(jī))等阻力器造成的能耗，可實現(xiàn)最大幅度節(jié)能。使用調(diào)節(jié)器后可實現(xiàn)流量穩(wěn)定輸出，易實現(xiàn)流量自動控制。[0043]本案變頻器應(yīng)用實例17
在恒壓供水中應(yīng)用:使用壓力變送器、PID調(diào)節(jié)器對變頻器實現(xiàn)負(fù)反饋后，變頻器隨時調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使泵的輸出壓力穩(wěn)定，省去了水塔及附加建設(shè)費用；推廣大流程類工藝控制中，可實現(xiàn)流程工藝自動控制，使用森蘭變頻器還可實現(xiàn)多泵控制。
[0044]本案變頻器應(yīng)用實例18
在帶式輸送機(jī)上應(yīng)用:可實現(xiàn)無級調(diào)速；使用位置傳感器后，可實現(xiàn)變速度擺控和啟停自控；選用變頻器等于或大于電機(jī)功率即可，向下輸送時應(yīng)考慮再生制動。
[0045]本案變頻器應(yīng)用實例19
粉料輸送的應(yīng)用:利用檢測攪拌機(jī)電機(jī)的電流I，反饋回來與給定值比較，控制變頻器，使輸送器電機(jī)得到調(diào)節(jié)；提高工作效率，可實現(xiàn)無人化作業(yè)；設(shè)備安全性大幅度提高。
[0046]本案變頻器應(yīng)用實例20
板材軋制輥調(diào)速應(yīng)用:由一臺變頻器控制多臺電機(jī)，實現(xiàn)同步運行，使速度調(diào)節(jié)方便，實現(xiàn)同相位，啟停平穩(wěn)，大大提高板材軋制的質(zhì)量和效率。
[0047]本案變頻器應(yīng)用實例21
印染機(jī)同步控制:使用滑輥獲得了同步訊號，去調(diào)節(jié)變頻器，使印染中的每一個工序的布料張緊程度一致，達(dá)到同步；同頻運行使印染精度大幅度提高；實現(xiàn)自動調(diào)控，克服人工調(diào)整的困難。
[0048]本案變頻器應(yīng)用實例22
中央空調(diào)冷卻塔上應(yīng)用:冷卻塔電機(jī)根據(jù)冷卻水溫度變速運行，使冷卻水溫度平衡；空調(diào)的舒適性提高；低噪音，設(shè)備壽命延長。
[0049]本案變頻器應(yīng)用實例23
通風(fēng)系統(tǒng)自控應(yīng)用:利用溫度傳感器反饋室內(nèi)溫度，作用于變頻器風(fēng)扇電機(jī)，使室內(nèi)溫度維持正常值，通風(fēng)恒溫，舒適，省電，低噪音。
[0050]本案變頻器應(yīng)用實例24
機(jī)床主軸調(diào)速:對要求主軸調(diào)速的機(jī)床用變頻器可達(dá)到無級調(diào)速，速度可高于電網(wǎng)頻率決定的同步速度；適用于低速時轉(zhuǎn)矩不大的機(jī)床，但當(dāng)?shù)退俎D(zhuǎn)矩大時，需要機(jī)械變速器以便改變轉(zhuǎn)矩；無級調(diào)速平穩(wěn)，精度高，設(shè)置簡單。
[0051]本案變頻器應(yīng)用實例25
電梯上的應(yīng)用:運用PLC控制變頻器輸出頻率及相序，可方便地使電梯上、下，及按S型曲線運行，沒有沖擊；電梯的舒適性提高；電梯運行速度提高。
[0052]本案變頻器應(yīng)用實例26
在塑料擠出機(jī)上應(yīng)用:塑料擠出的出口有壓力，傳感器將擠出壓力反饋到調(diào)節(jié)器和變頻器，調(diào)整擠出機(jī)主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而穩(wěn)定壓力，保證產(chǎn)品質(zhì)量；系統(tǒng)實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，擠出力穩(wěn)定；操作簡化，質(zhì)量提高。
[0053]本案變頻器應(yīng)用實例27
在活套式拉絲機(jī)上的應(yīng)用:基本原理同張力調(diào)節(jié)類似，每一級活套拉制該級變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到每一級拉膜的金屬絲秒流量相等，實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)；大大提高合格率，免去人工調(diào)整。
[0054]本案變頻器應(yīng)用實例28 在注塑機(jī)上應(yīng)用:在注塑成型I個循環(huán)中“合膜、升壓、注射、測量、保壓、升膜”的各工序，油壓泵的轉(zhuǎn)速不斷變化，用變頻器可使加工穩(wěn)定、質(zhì)量保證、實現(xiàn)自動化。
[0055]本案變頻器應(yīng)用實例29
在切料機(jī)上的應(yīng)用:在切料機(jī)上根據(jù)食品的種類、用途改變切料長度，使用變頻器可以改變傳送帶的速度來達(dá)到，使工作效率和切斷精確度提高。
[0056]本案變頻器應(yīng)用實例30
在醫(yī)療器械X線上的應(yīng)用:用于X線機(jī)升降、移動、定位、使運行平穩(wěn)、低噪音、適合醫(yī)院環(huán)境。
[0057]上述對實施例的描述是為了便于該【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員能夠理解和應(yīng)用本案技術(shù)，熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可輕易對這些實例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其它實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本案不限于以上實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本案的揭示，對于本案做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型變頻器，包括整流單元、濾波與逆變單元、控制單元，其特征在于: 其中的整流單元把交流電壓變?yōu)橹绷麟妷海? 濾波與逆變單元其中的濾波部分把脈動較大的交流電進(jìn)行濾波變成比較平滑的直流電；逆變部分則把直流電又轉(zhuǎn)換成三相交流電，利用功率開關(guān)元件按照控制電路的驅(qū)動、輸出脈沖寬度被調(diào)制的PWM波，或者正弦脈寬調(diào)制SPWM波； 控制單元用來產(chǎn)生輸出逆變橋所需要的各驅(qū)動信號； 相應(yīng)地，在整流單元內(nèi)部裝有直流電抗器，在濾波與逆變單元外部設(shè)置控制電源輔助輸入電路并且該電路帶有三個開關(guān)，在濾波與逆變單元與控制單元之間安裝頻率設(shè)定電位器，該電位器與頻率設(shè)定電流輸入、模擬頻率計相接，位于控制單元外端接入一個數(shù)字頻率計脈沖計數(shù)電路，位于這個計數(shù)電路與頻率設(shè)定電位器之間設(shè)置若干接點輸入信號端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型變頻器，其特征在于:所述控制單元輸出端設(shè)置RS485通信接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型變頻器，其特征在于:所述直流電抗器通過線路分別連接外部制動電阻部分、制動單兀。
【文檔編號】H02H7/12GK104038075SQ201410253954
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】劉贊淼, 劉贊宇 申請人:上海成名電氣有限公司