电源第3讲变频器使用的注意事项

作者：时间：2012-08-27来源：网络收藏

2)对电动机的危害使电动机发热(低次电流谐波使铜损增大，高次谐波使铁损增大)，噪声增大，产生脉动转矩，电动机消耗的无功分量增大，中性点对地的高频漏电流增大;谐振电压影响电动机绝缘的寿命。

增加调制频率虽然可以降低电动机噪声，减少输出转矩的脉动，但却使变频器的开关损耗及射频干扰增大。前者降低了变频器的效率，后者会干扰通信设备和仪器仪表的正常工作。

1.8.4.3 谐波的消除方法

1) 主动方面使变频器本身不产生或少产生谐波。如在调制上采用较高调制频率、目标函数、多重化整流技术，在整流上采用多相(12 相或24相)整流技术、PWM 整流技术及有源功率因数校正电路(Active Power Factor Correction，APFC)。

2)被动方面采取措施，减少变频器产生的各次谐波对电网及其他设备的干扰。如加装进相和出相交流电抗器，加装射频噪声滤波器及加装浪涌吸收电路。

在变频器实际使用中，网侧电压谐波一般不会超标，但网侧电流谐波却超标很多。对于高压大功率变频器，网侧输入电流及电动机输入电流的THD(畸变率)均定小于3%。

1.9 变频器与负载的配置

不少国家或地区都有变频器负载的标准，我国与国际电工委员会(IEC)也有相应的标准。例如，将变频器的工作制等级或运行种类分为6 级：第1级为100%额定输出电流，没有过负载的可能性。第2级允许输出基本负载电流，并在此基础上可有150%的短时过负载运行。要注意，由于有了此短时的150%过负载，故较长时间的基本负载就只有额定输出电流的91%，150%过负载是对基本负载电流而言的，对额定电流而言则相对值=150%伊 91%越136%。

第3~6 级则过负载更大或时间更长。目前市售产品标准型或通用型一般只涉及第2 级。

变频器为什么必须有负载工作制种类和等级的国家标准，而变压器、通用电动机却没有?这是因为后者的发热时间常数大，如常用电力变压器是以小时计，短时过负载不致于使温升超过允许值，即使温升短时稍微超过，也不会使寿命立即终

止和退出运行;但半导体器件及其装置的时间常数小，通常以分钟计，而且过负载超温对半导体器件的影响后果比较严重，所以通常都为半导体电力电子装置规定了严格的负载条件，即基本负载电流、过负载电流及持续时间和频度(允许过电流再现的间隔时间)。在完全没有过负载可能的条件下，称输出电流为额定输出电流。根据上述分析，变频器产品应该有符合国家有关标准的负载定额。

从变频器选用的观点出发，需考虑机械负载的性能。如机械转矩有正负之分，其定义如下：凡电动机驱动生产机械即电动机输出机械功时转矩为正，绝大多数场合都是这种情况;反之则为负，即生产机械对电动机作功(机械能转换成电能)，如电动机车下坡行驶。定义负转矩，这种情况不是大多数机械设备都有的。速度有正负之别，则是人为决定的。例如常用转向为正，偶尔用之的反向为

负;如果只有一个方向运行，则可无正负之别。

1.9.1 机械转矩时段

对于机械设备要求转矩的大小，可以分成几个时段来讨论。

1) 起动转矩使机械设备从静止状态开始转动的转矩通常都为正，而且一般比维持等速运动所需的转矩要大，例如大多数给料机、物料输送机、混料机、搅拌机等，它可能达到额定转矩的员缘园豫耀员苑园豫，这就要求变频器有大的起动转矩。当然，也有很多通用机械设备的起动转矩小于员园园豫，如离心式风机和水泵，可能小于圆缘豫。泥浆泵和往复式柱塞泵的起动转矩也可能达到员缘园豫耀员苑缘豫。

2)加速转矩将机械设备从刚开始转动使之加速到额定转速时所需的转矩，其值为机械静阻转矩与动转矩之和，动转矩则和其飞轮转矩GD2以及要求的加速度大小成正比。

一般风机、水泵的加速转矩不大，可以不超过员园园豫。但也有一些特殊情况，如大功率风机的GD2很大，加速困难;离心式水泵开阀门时加速转矩可达到员园园豫，而其他形式的泵可能达到员缘园豫或更大;轧钢机等在要求尽量缩短加速时间时，要求加速转矩越大越好，重物下放则可能使加速转矩为负。

3)等速运行中出现的尖峰负载转矩这是生产工艺中出现的不可避免的正常情况。例如矿石破碎机遇到较大的矿块时，电动机需输出大的功率(电流)以帮助破碎。因为这是正常情况，所以不能使电动机过电流跳闸，这就要求变频器输出大的电流。这种尖峰负载出现的频度事先很难估计。

等速运行时的速度可以是额定速度，也可以是很低的爬行速度，如载人索道在车厢接近站台时，就是以很低的爬行速度运行的。如果是重车厢上坡，则可能过负载，这就要求变频器在低速下输出大的电流。如果是重车厢下坡爬行，则为负转矩。

4)减速转矩大多数情况下，断开电动机电流就能减速停车，只是在对减速有严格要求的场合才需要电动机输出或输入能量，输出的能量或消耗在电阻中，或反馈给电网，这要根据反馈能量和频率的大小来决定。在重物下放且要求大的减

速时，会出现大的减速转矩，而且是负的。当然，要求正转矩减速的场合也是有的。

1.9.2 变频器的定额

市场上变频器的品种规格很多，本文仅限于讨论从欧美进口且是低压的(变频器的功率输入与输出端均为低压)产品，变频器的速度调节性能比较见表员。

1)美国AB 公司的1336PI.USI 玉型(无速度传感器矢量控制的标准型)变频器输出定额举例如下：

(1)电网电压为猿愿园耀源愿园V;

(2)恒转矩输出电流为苑缘A;

(3)变转矩输出电流为77 A;