電氣傳動(dòng)中變頻器應(yīng)用技術(shù)研究

張志杰

摘 要： 在經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度不斷提升的當(dāng)今社會，作為電子技術(shù)的關(guān)鍵，電氣傳動(dòng)中，針對變頻器應(yīng)用技術(shù)展開的研究被提上日程。文章首先簡明扼要的概括了變頻器的構(gòu)成，接下來又分析了變頻器能夠變頻調(diào)速的原因，最后運(yùn)用理論與實(shí)際相結(jié)合的方式，以電氣傳動(dòng)為切入點(diǎn)，圍繞著應(yīng)用變頻器的注意事項(xiàng)展開了系統(tǒng)、深入的討論，具體內(nèi)容涵蓋接地保護(hù)與工作保護(hù)等諸多方面，以期能夠給從事相關(guān)工作的人員以幫助，提高變頻器在電氣傳動(dòng)中的應(yīng)用效率。

關(guān)鍵詞： 電氣傳動(dòng)；變頻器；應(yīng)用技術(shù)

引言：隨著電子科技技術(shù)的逐漸完善，無論是在理論知識方面，還是在實(shí)際應(yīng)用的過程中，電子科技技術(shù)出現(xiàn)的頻率都越來越高。近幾年，兼具良好調(diào)速性、高效低耗等諸多優(yōu)點(diǎn)的變頻技術(shù)，開始被廣泛應(yīng)用在以工業(yè)生產(chǎn)為代表的各個(gè)領(lǐng)域，變頻調(diào)速性能的優(yōu)化成為大勢所趨。實(shí)踐結(jié)果表明，將變頻器應(yīng)用在電氣傳動(dòng)中，無論是在工藝控制還是在節(jié)能方面，存在的優(yōu)勢都是十分明顯的，以此為立足點(diǎn)展開相關(guān)研究，所具有的現(xiàn)實(shí)意義自然不言而喻。

1變頻器的構(gòu)成

較為常見的變頻器工作結(jié)構(gòu)，主要分為兩種：其一，交流—交流；其二，交流—直流—交流。不同變頻器在構(gòu)成過程中，往往會形成相應(yīng)的電力轉(zhuǎn)化頻率，交流—交流結(jié)構(gòu)對應(yīng)的變頻器，通常被稱作直接變頻器，交流—直流—交流結(jié)構(gòu)對應(yīng)的變頻器，則被稱作間接變頻器。變頻器所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，主要是交流電與直流電間的轉(zhuǎn)化，傳送控制型號以及進(jìn)行直流儲備。

整流器往往采用的是三相與單相交流電源相結(jié)合的連接方式，在此基礎(chǔ)上所產(chǎn)生直流電壓脈動(dòng)，分為可控/不可控兩種。逆變器所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，主要涵蓋整流器和逆變電流兩方面，將經(jīng)過整流器處理的直流電向交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以此來滿足電動(dòng)機(jī)在頻率和電壓方面具有的需求?？刂齐娐返哪康模翘峁╇妱?dòng)機(jī)所需的信號回路，其功能則包括電壓運(yùn)算、監(jiān)測電流電壓和保護(hù)逆變器?？刂齐娐房梢酝ㄟ^保護(hù)并控制整流器、逆變器的方式，以線路回饋信息為依托，保證頻率和電壓始終處于正常狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)自然能夠在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中發(fā)揮應(yīng)有的作用。濾波電路所流經(jīng)電流主要是整流器處理完畢的直流電，通過處理六倍于電源頻率的脈沖電壓的方式，形成能夠給直流電壓帶來極大影響的電壓，以此來保證對電壓波動(dòng)進(jìn)行控制、吸收和處理效率的提高[1]。在對電感以及電容實(shí)現(xiàn)容量加以利用時(shí)，如果器件中有余量存在，則可以選擇不對電感進(jìn)行使用，轉(zhuǎn)而將濾波電路作為保證電路暢通的主要手段。

2變頻器能夠變頻調(diào)速的原因

變頻調(diào)速是指通過改變頻率、電壓的方式，達(dá)到調(diào)整速度的目的。以電機(jī)學(xué)理論為立足點(diǎn)，圍繞著變頻器展開討論，能夠發(fā)現(xiàn)：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表達(dá)式為n=60（1-s）·f/p，其中，n代表的是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，s代表的是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率，f代表的是電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率，p代表的是電動(dòng)機(jī)極對數(shù)。其中，電動(dòng)及轉(zhuǎn)差率通常在0～0.05這一范圍內(nèi)。通過對上述表達(dá)式進(jìn)行分析不難看出，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率間呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)關(guān)系，也就是說，運(yùn)動(dòng)頻率會隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加，轉(zhuǎn)速減少，則會導(dǎo)致運(yùn)行頻率減少的情況出現(xiàn)。對電動(dòng)機(jī)而言，轉(zhuǎn)速與運(yùn)行頻率間的變化規(guī)律往往存在高度統(tǒng)一性，運(yùn)行頻率通常在0～50Hz的范圍內(nèi)，因此，變頻調(diào)速是指通過對電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率進(jìn)行改變的方式，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速更改的目標(biāo)。

變頻器的構(gòu)成，主要包括逆變器，整流器，控制電路和中間電路這四個(gè)部分。逆變器的作用是將直流電向交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)化；整流器的作用是將交流電向直流電進(jìn)行轉(zhuǎn)化；控制電路的作用是將信號向其他部分進(jìn)行傳送；中間電路的作用與儲備直流裝備相似。由此可以看出，處于運(yùn)行狀態(tài)下的變頻器的轉(zhuǎn)換過程，是由交流向直流進(jìn)行轉(zhuǎn)化，再由直流向交流進(jìn)行轉(zhuǎn)化。首先經(jīng)由整流器，完成交流電向直流電轉(zhuǎn)化的工作，接下來經(jīng)由逆變器，將中間電路所得直流電向交流電轉(zhuǎn)化，最后將適當(dāng)?shù)碾妷哼M(jìn)行輸出。

3電氣傳動(dòng)中應(yīng)用變頻器的注意事項(xiàng)

3.1計(jì)算變頻器溫度時(shí)，應(yīng)監(jiān)控運(yùn)行環(huán)境溫度

調(diào)整變頻器運(yùn)行頻率時(shí)，較易有大量熱能產(chǎn)生，這個(gè)問題需要有關(guān)人員引起重視，一旦溫度高于特定范圍，就需要結(jié)合實(shí)際情況選用能夠應(yīng)對該現(xiàn)行的措施。在完成計(jì)算變頻器柜溫度的有關(guān)工作后，根據(jù)變化確定需要安裝并運(yùn)行的變頻柜，例如，較為常見的風(fēng)冷變頻柜、自然冷卻變頻柜等。選擇符合實(shí)際需求的溫度計(jì)算法，完成對變頻柜內(nèi)部所消耗功率的總量、空氣流量以及其他參數(shù)進(jìn)行計(jì)算的工作，為后續(xù)以溫度控制為目的所開展各項(xiàng)工作提供幫助。

3.2接地保護(hù)與工作接地

保護(hù)性接地的作用，是避免電擊給人或設(shè)備帶來傷害，或是損壞接地情況的出現(xiàn)。保護(hù)性接地的適用對象為帶電設(shè)備。一方面，有關(guān)人員應(yīng)當(dāng)保證變頻器與保護(hù)地相接，另一方面，所選用保護(hù)線導(dǎo)線應(yīng)≥10mm/m2，其橫截面積應(yīng)與電源部分所應(yīng)用導(dǎo)線的橫街面積相同[2]。如果同時(shí)存在多臺需要與保護(hù)地相接的變頻器，則應(yīng)當(dāng)單獨(dú)完成每臺變頻器的接地保護(hù)工作。

工作接地的特點(diǎn)是以大地為導(dǎo)體，并且有電流通過。作為多器件控制設(shè)備的代表，變頻器的構(gòu)成，通常包括主電路和控制電路兩部分，因此，想要提高控制回路運(yùn)行的可靠性，提高測量精度和控制精度就顯得很有必要。一般來說，工作接地同樣由兩部分構(gòu)成，即模擬地和信號地。

3.3提高變頻器接地安全性的關(guān)鍵，是干擾抑制工作

針對高泄露制定有關(guān)規(guī)定，選用具有良好保護(hù)性的導(dǎo)線，給予交流電源相應(yīng)的保護(hù)，正常情況下，每一臺變頻器都有接地保護(hù)的必要。對工作接地而言，想要在最大程度上滿足處于運(yùn)行狀態(tài)下的變頻器系統(tǒng)具有的需求，關(guān)鍵是控制回路，提高跳頻準(zhǔn)確性。在電氣傳動(dòng)中較為常見的抗干擾對策，主要包括外部信號控制、屏蔽干擾源兩種。外部信號控制需要滿足以下幾點(diǎn)要求：首先，信號線長度<20m；其次，信號線所采用屏蔽方法為雙芯屏蔽；接下來，將主電路線和信號線相分離，避免二者出現(xiàn)在相同的配管內(nèi)；最后，屏蔽附近的電子敏感線路，并保證屏蔽罩接地具有可靠性。選擇電抗器作為抗干擾的主要工具，一旦變頻器輸入電流與較低諧波分量持平，電抗器能夠發(fā)揮其在抵抗無功功率方面具有的作用。除此之外，定期檢查和變頻器處于相同柜內(nèi)的有關(guān)裝置具有的質(zhì)量屬性，能夠在很大程度上減少噪音產(chǎn)生，電抗器裝置通常是以串聯(lián)的方式接入電路，并發(fā)揮自身作用的。

結(jié)論：綜上所述，在電氣傳動(dòng)中對變頻器加以應(yīng)用，需要引起重視的部分，包括當(dāng)頻柜溫度發(fā)生變化時(shí)的計(jì)算，基于此，有關(guān)人員需要針對變頻器開展涉及接地保護(hù)與工作保護(hù)的環(huán)節(jié)，結(jié)合實(shí)際情況選用能夠?qū)刂苹芈犯蓴_進(jìn)行有效抑制的措施。除此之外，以環(huán)境條件和工作需求為依據(jù)，確定具有較強(qiáng)針對性的措施，使變頻器始終處于正常的工作狀態(tài)下，并提高變頻器自身的性能，同樣具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]李君，杜紅勇，劉維功，時(shí)振堂.石化企業(yè)變頻器性能評價(jià)方法研究[J].當(dāng)代化工，2016，45（06）：1185-1187.

[2]向軍.試述電氣傳動(dòng)中變頻器應(yīng)用技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（09）：117.