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变频器

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变频电源在风机测试中的应用

导读: 变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗

1 引言

  由于世界各国电网指标不统一,出口电器厂商需要电源模拟不同国家的电网状况,为工程师在设计开发、生产线测试及品保的产品检测、寿命、过高压/低压模拟测试等应用中提供纯净可靠的、低谐波失真、高稳定的频率和稳压率的正弦波电力输出。然而,在实验室采用变频器调节时,给测试带来了极大的困难,振动增大、电磁噪音增大、温升提高、测试仪表无法正常工作等问题凸显,因此,能提供纯净正弦波输出的变频电源就成为实验室不可缺少的设备。

2 变频器的应用

  当今变频器产业得到飞速发展,变频器产品的产业化规模日趋壮大。交流变频器自20世纪60年代问世后,80年代就在工业化国家广泛使用,进入90年代,随着人们节能环保意识的加强,变频器的应用越来越普及。

  变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费。

  同时,风机、泵在使用变频调速后,可以控制电机的启动电流,降低电力线路电压波动,启动时需要的功率更低,具有可控的加速功能、运行速度和转矩极限,具备减速停车、自由停车、减速停车+直流制动等受控的停止方式,能大幅降低能耗,节约了齿轮箱等机械传动部件。

3 变频器在实验室应用时带来的问题

  随着出口产品的增长,世界各地电压等级、频率各异,其它国家和地区的工频以60hz居多,电压又有400v、415v的区别,由于对变频器技术的相关知识掌握得较少,对变频器电气特性的测定方法掌握得不够全面,开始我们采用变频器提供所需的60hz电源,在测试过程中发现了诸多问题:

  (1)风机转速和电压变化。输出60hz电源时,电机转速并不是50hz时的1.2倍,将输入侧的电压调整为380v时,输出侧的电压和输入测的电压不同,差异较大。这是因为变频器是采用逆变技术的,通用的变频器都是变频变压(vvvf),频率发生变化,电压也会成正比发生变化,如图1所示。

  (2)电机运行电磁噪音增加。变频器输出的是矩形波电压,存在高频分量,因此电机会产生刺耳的高频噪音,该噪音明显大于风机的噪音,给噪音测量带来了难题。

  (3)电机温升升高。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(低次电流谐波使铜损增大,高次谐波使铁损增大),给电机温升试验带来不便,使得温升试验结果偏差较大。

  (4)普通电磁、数字测试仪表失灵。变频器的输入电流和输出电流中都有频率较高的高次谐波成分,高次谐波电流所产生的电磁场具有辐射能力,使其他设备(尤其是通信设备)因接收到电磁波信号而受到干扰,使得电磁式仪表、数字式仪表都不能用来直接测量交流电压和电流,必须采用整流式仪表才能进行较为准确的测量。

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