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使用变频器的几个误区

2021-07-23 来源:朔州机械信息网

使用变频器的几个误区

关键词:变频器;多重保护;容量;功率因数补偿;节能;使用;认识

目前国内许多造纸厂在对纸机进行改造时采用了变频调速。诚然,交流变频器是一种微电子技术与工厂强电技术相结合的高技术产品,具有控制便利、安装简单、调速精确度高、稳定性好,并且容易操作等诸多优点,深得用户的推崇。但是,我们在纸厂走访时发现,许多纸厂对变频器的认识存在着误区,而且这种现象还相当普遍,甚至由此影响了变频器的正常使用,主要有如下几个方面。

1设设置多重保护

目前由于担心变频器损坏,往往在变频器的三相电源进线处设置多重保护,如采用熔断器、漏电保护器、交流接触器和三相空气开关等,认为提供的保护越多也就越安全,但事实上并非如此。比如漏电保护器,往往会限制变频器能力的正常发挥。一般的变频器都允许超过额定电流150%或更多运行几十秒钟,以适应电机启动和负载的突然增加情况,但这种能力往往会被漏电保护器所限制,以致变频器在启动带负载的电动机时无法正常工作。

目前再如熔断器和接触器的使用,容易造成缺相。因为目前常用的普通变频器是“交—直—交”模式,即将三相交流电通过整流电路变成直流,再将直流经单片机控制电路以脉宽调制的方式控制大功率晶体管驱动电路将直流按频率和电压的要求变成准正弦三相交流去驱动交流电动机。如果熔断器的其中一相熔断或接触器的某一个触点因烧损而接触不良,就会使三相整流变成两相整流,破坏变频器的工作条件,这也是造成变频器损坏的主要原因之一。事实上为了适应各种工业用途,变频器内部设置了多种保护措施,如过压保护、欠压保护、过流保护和过热保护等,用不着再另外设置。为了控制电源,一般在变频器电源进线上串接一个超过变频器额定电流两倍以上的交流接触器就行了。但应注意,除紧急情况外,接触器的通断只能在变频器停止运行的情况下才能进行。

2设关于变频器的容量

目前直接用交流电动机能够驱动的纸机负载,加装同样功率的交流变频器后往往会出现过载现象,因此有用户认为变频器的实际功率比其铭牌上标出的额定功率低,应将其容量选高一档,如15kW的选为22kW。这实际上是一种误解。变频器不能正常驱动是由于其内部的过载保护电路所致。当启动速度上升过快时,系统的加速度过大,由机电传动动力学方程TM-TL=Jε(式中TM为电机的驱动转矩,TL为纸机的负载转矩,J为纸机系统的转动惯量,ε为系统加速度)可知:由于电机驱动的主要是烘缸等大转动惯量负载,纸机系统的转动惯量J很大(惯性很大),因此,在TL和J一定的情况下,要获得大的加速度ε,必须增大驱动转矩TM,从而导致变频器过载。只要通过变频器延长速度提升的设定时间,就可以避免上述情况发生了。如果还不行,可在变频器的输出端(与电动机连接的一端)加装Y/△启动控制电路(同时增加浪涌吸收器)即可,无需增加变频器容量。

3设关于功率因数的补偿

目前一般纸厂都安装了功率因数补偿装置,以对电动机的感性负载引起的无功功率进行动态补偿。但使用变频器后,由于变频器内部直流部分的隔离,使得原来的补偿装置不再有效。补偿装置只有加在变频器和电动机之间时才有效。

4设关于节能省电

目前一般用户都认为使用变频器节能显著,这个问题需要辩证地看待。传说的变频器可以节省电能30%甚至到50%,这既没有理论依据,也没有可靠的应用实例。即便是变频器的生产厂家,也不敢打保票一定会节能。我单位从1987年至今曾使用了各种品牌和各种型号的变频器,我们可以负责地说,使用的效果非常好,但没有发现明显的节能效果。给用户造成的这种错觉纯属商家言过其实的宣传结果。

目前一般交流电动机的机械特性曲线是一定的,理论和实际都已证明,当负载功率小于电动机的额定功率时,其效率随着负载转矩的减少而降低,也就是说,电动机轻载时会相对费电。而变频器会根据负载的大小自动调整V/f值(其中V为电动机定子绕组的电压,f为定子绕组的电压变化频率),改变电动机的机械特性曲线,使其与负载相适应,从而使效率得到提高,达到节能之目的。但设计一套纸机传动装置时,电动机的容量与负载是匹配的,电动机一般都工作在接近满载的状态,因此,变频器的这种节电特性在纸机上通常发挥不出来。只有用在风机或泵类负载,而且流量经常根据使用要求发生变化时,还需再配上相应的传感器,与变频器一起构成闭环回路,才能达到节能的目的。由于变频器的功率因数补偿装置一般是专用的选购件,用户需另从变频器生产厂家购买,目前大部分用户都没使用。因此,使用变频器反而增加了无功功率。

目前总之,变频器并不神秘,但一旦损坏维修的费用比较高。因此,用户在使用前应仔细阅读有关技术资料和说明书,必要时可请专业技术人员指导设计,也可以向有关技术部门进行咨询。

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