時間：2023-02-27 11:15:34
序論：在您撰寫變頻技術(shù)論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
一臺施耐德變頻器，頻率只能上到20Hz，檢查了各項參數(shù)，發(fā)現(xiàn)最高的頻率上限均為50Hz，由此排除了參數(shù)的問題。再檢查是不是給定方式不對，改成面板給定頻率，變頻器最高可運行到50Hz，因此，判斷是模擬量輸出電路出現(xiàn)了問題，檢查后，發(fā)現(xiàn)一貼片電容損壞，更換后，變頻器頻率調(diào)節(jié)恢復(fù)正常。
2變頻器過熱
這幾臺使用不到一年的變頻器，復(fù)位開車后還是可以正常的運行，只不過幾個小時候又發(fā)生同樣的故障，檢查電動機沒有發(fā)現(xiàn)問題，但注意到變頻器的通風(fēng)口風(fēng)量很小，于是把變頻器拆開檢查，發(fā)現(xiàn)這幾臺變頻器有的因為散熱風(fēng)扇燒壞，有的因為風(fēng)扇保險燒壞，更換風(fēng)機后，此類情況就沒有在出現(xiàn)。4）過壓和欠壓。一臺施耐德的變頻器出現(xiàn)過壓，總是在停機時跳“OU”，這個時候我們可以重點檢查制動回路，測量放電電阻沒有問題，測量制動管被擊穿，把制動管換掉之后，便沒有出現(xiàn)這個問題。出現(xiàn)欠壓情況的DANFOSS變頻器，在加負(fù)載后出現(xiàn)“DCLINKUNDERVOLT”，經(jīng)過仔細(xì)檢查問題不是特別的復(fù)雜，應(yīng)該重點檢查整流橋，經(jīng)過檢查整流橋發(fā)現(xiàn)有一路橋壁開路，更換后問題解決。
3故障出現(xiàn)的原因和應(yīng)對方法
3.1不能調(diào)高頻率的變頻器
分析原因后得出結(jié)論，是因為電動機安裝在外面，現(xiàn)場對于電動機保護不當(dāng)，下雨時不能對電動機及時防雨，造成了電動機受潮，雨后也未能對電動機烘干，造成了電動機內(nèi)部局部發(fā)生短路現(xiàn)象。這樣的情況比較容易解決，只要做好對電動機的保護工作，增加電動機防雨系統(tǒng)，及時檢查電動機，如有受潮的情況及時烘干。
3.2變頻器頻率上不去
變頻器調(diào)頻，發(fā)現(xiàn)頻率調(diào)不上去時，首先看各項參數(shù)是否正常，如果參數(shù)問題排除，可以檢查給定方式，如果都排除了，那么就知道是模擬量輸出電路出現(xiàn)了問題，仔細(xì)檢查模擬量輸出電路，找出問題所在，排除問題。
3.3變頻器過熱
這個問題最終很顯然是因為變頻器的通風(fēng)排熱系統(tǒng)出現(xiàn)問題，散熱風(fēng)扇的質(zhì)量過于粗制劣造，造成不必要的麻煩。應(yīng)該選用正規(guī)廠家合格的有質(zhì)量保證的變頻器，及時的跟變頻器廠家溝通散熱排風(fēng)扇的質(zhì)量問題。
3.4過壓和欠壓
變頻器過壓和欠壓是兩個不同的故障，所以有不同的原因和應(yīng)對方法。變頻器過壓報警，主要原因是因為減速的時間太短，或者制動單元出現(xiàn)了問題。變頻器在減速的時候，電動機轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場的速度加快，轉(zhuǎn)子的電流增大，電機從而處于發(fā)電的狀態(tài)。這個時候，我們就要認(rèn)真檢查制動回路，發(fā)現(xiàn)問題，然后換掉出現(xiàn)問題的部分。欠壓報警主要原因在于整流橋某一個部位的損壞，剛才也已經(jīng)舉了一個例子，是整流橋有一路橋臂開路。出現(xiàn)變頻器欠壓的問題，就要仔細(xì)檢查整流橋，查看問題的部位并撤換掉。
3.5變頻器的運行環(huán)境
在一些工廠內(nèi)，空氣中的粉塵和蒸汽含量很高，所以變頻器一半在現(xiàn)場的控制柜中保護，為了更好的散熱，就在控制柜上安裝了冷卻風(fēng)扇[3]。變頻器的各個部分的電纜都從控制柜的底部連接變頻器，導(dǎo)致控制柜封閉不嚴(yán)，粉塵和蒸汽可以通過控制柜的底部進去到控制柜影響變頻器。
4針對變頻器出現(xiàn)故障的原因提出對策和建議
1）變頻器的控制柜。建議把變頻器的控制柜移到室內(nèi)，把變頻器的防護等級提高到IP54，防止粉塵和蒸汽進入到變頻器內(nèi)。2）變頻器的選擇。根據(jù)不同的負(fù)載選擇恰當(dāng)?shù)淖冾l器，保證變頻器的正常運行。3）變頻器電源柜的改變?？梢园压╇娊o變頻器的電源柜改為饋電柜，從而可以避免操作人員對變頻器進行多次強制復(fù)位，保護變頻器不受人為破壞。4）關(guān)于長期不用的變頻器和變頻器電容器。長期用不到的變頻器，要定期進行帶電運行，這樣可以對變頻器內(nèi)件進行充電式的保護。如果有時間和條件，對使用多年的變頻器的電容器進行測試。
5結(jié)語
（1）交流-交流變頻，使固定的交流電源轉(zhuǎn)換成頻率變化的交流電源，主要特點是沒有中間環(huán)節(jié)，缺點為變換的頻率范圍不大。（2）交流-直流-交流變頻，使固定的交流電源轉(zhuǎn)換成直流，將直流電源轉(zhuǎn)變成頻率變化的交流電。由于直流到交流環(huán)節(jié)易于控制，因此，頻率可調(diào)節(jié)范圍和提高變頻電機特性等，具有明顯的優(yōu)勢。其裝置在煤礦井下已大量使用。如圖1所示為交直交變頻器的主電路圖。這種方法只適用于小容量逆變器，不常用。還有一種方法為脈寬調(diào)制，逆變器電壓的大小經(jīng)過變化，使輸出脈沖進行變化。現(xiàn)在國內(nèi)外變頻器技術(shù)以驚人的速度在發(fā)展，在不同的功能上，模擬早期的設(shè)置已被設(shè)定數(shù)字量取代，特別是在我國煤礦井廣泛應(yīng)用，帶來了巨大的經(jīng)濟和社會效益。
2變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用
使用PID控制器和可編程控制器（PLC）控制技術(shù)來控制變頻器，反向，速度，加速，減速時間，實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制，為適應(yīng)煤礦提升，壓風(fēng)，排水，電牽引采煤機設(shè)備的要求。提升機PLC，PID變頻控制技術(shù)更為復(fù)雜，這里不介紹了。壓風(fēng)機為例，對變頻調(diào)速控制技術(shù)和功能的應(yīng)用，證明變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)越性和經(jīng)濟效益的描述。在正常操作壓力風(fēng)機，當(dāng)罐內(nèi)壓力達到規(guī)定的壓力，通過壓力調(diào)節(jié)器處于閑置狀態(tài)，風(fēng)機的壓力，為了降低儲罐壓力，當(dāng)氣體儲罐壓力低于規(guī)定壓力，機器正常使用工作。但空氣壓縮機輸出壓力波動較大，不能達到理想的空氣壓力，直接影響到氣動工具的正常運行。在變頻技術(shù)的使用，確?？諝鈮嚎s機輸出壓力保持不變，總是讓空氣壓縮機輸出壓力保持在正常的工作壓力水平，大大提高煤炭生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)的PID控制對比，檢測信號反饋給變頻器控制量，以控制變量的目標(biāo)信號進行比較，以確定它是否是預(yù)定的控制目標(biāo)，根據(jù)二者之間的差異進行調(diào)整，達到控制目的。如儲氣罐壓力超過目標(biāo)值（氣艙壓力給定值），應(yīng)調(diào)節(jié)壓縮空氣同氣艙壓力值近視平衡。相反，如儲氣罐壓力低于目標(biāo)，應(yīng)調(diào)節(jié)儲氣罐壓力同目標(biāo)壓力近視平衡。通過對變頻調(diào)速技術(shù)在壓風(fēng)機上的應(yīng)用，可以達到空氣壓縮機輸出壓力基本上保持恒定的生產(chǎn)價值的需要，空氣壓縮機輸出壓力始終保持在最佳狀態(tài)下生產(chǎn)。
3變頻調(diào)速技術(shù)優(yōu)點和效益
論文摘要：在通用變頻器、異步電動機和機械負(fù)載所組成的變頻調(diào)速傳統(tǒng)系統(tǒng)中，當(dāng)電動機所傳動的位能負(fù)載下放時，電動機將可能處于再生發(fā)電制動狀態(tài)；或當(dāng)電動機從高速到低速（含停車）減速時，頻率可以突減，但因電機的機械慣性，電機可能處于再生發(fā)電狀態(tài)，傳動系統(tǒng)中所儲存的機械能經(jīng)電動機轉(zhuǎn)換成電能，通過逆變器的六個續(xù)流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態(tài)。這時，如果變頻器中沒采取消耗能量的措施，這部分能量將導(dǎo)致中間回路的儲能電容器的電壓上升。如果當(dāng)制動過快或機械負(fù)載為提升機類時，這部分能量就可能對變頻器帶來損壞。
一、引言
在通用變頻器、異步電動機和機械負(fù)載所組成的變頻調(diào)速傳統(tǒng)系統(tǒng)中，當(dāng)電動機所傳動的位能負(fù)載下放時，電動機將可能處于再生發(fā)電制動狀態(tài)；或當(dāng)電動機從高速到低速（含停車）減速時，頻率可以突減，但因電機的機械慣性，電機可能處于再生發(fā)電狀態(tài)，傳動系統(tǒng)中所儲存的機械能經(jīng)電動機轉(zhuǎn)換成電能，通過逆變器的六個續(xù)流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態(tài)。這時，如果變頻器中沒采取消耗能量的措施，這部分能量將導(dǎo)致中間回路的儲能電容器的電壓上升。如果當(dāng)制動過快或機械負(fù)載為提升機類時，這部分能量就可能對變頻器帶來損壞，所以這部分能量我們就應(yīng)該考慮考慮了。
在通用變頻器中，對再生能量最常用的處理方式有兩種：(1)、耗散到直流回路中人為設(shè)置的與電容器并聯(lián)的“制動電阻”中，稱之為動力制動狀態(tài)；(2)、使之回饋到電網(wǎng)，則稱之為回饋制動狀態(tài)（又稱再生制動狀態(tài)）。還有一種制動方式，即直流制動，可以用于要求準(zhǔn)確停車的情況或起動前制動電機由于外界因素引起的不規(guī)則旋轉(zhuǎn)。
在書籍、刊物上有許多專家談?wù)撨^有關(guān)變頻器制動方面的設(shè)計與應(yīng)用，尤其是近些時間有過許多關(guān)于“能量回饋制動”方面的文章。今天，筆者提供一種新型的制動方法，它具有“回饋制動”的四象限運轉(zhuǎn)、運行效率高等優(yōu)點，也具有“能耗制動”對電網(wǎng)無污染、可靠性高等好處。
二、能耗制動
利用設(shè)置在直流回路中的制動電阻吸收電機的再生電能的方式稱為能耗制動。
其優(yōu)點是構(gòu)造簡單；對電網(wǎng)無污染（與回饋制動作比較），成本低廉；缺點是運行效率低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量且制動電阻的容量將增大。
一般在通用變頻器中，小功率變頻器（22kW以下）內(nèi)置有了剎車單元，只需外加剎車電阻。大功率變頻器（22kW以上）就需外置剎車單元、剎車電阻了。
三、回饋制動
實現(xiàn)能量回饋制動就要求電壓同頻同相控制、回饋電流控制等條件。它是采用有源逆變技術(shù)，將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，從而實現(xiàn)制動?；仞佒苿拥膬?yōu)點是能四象限運行,如圖3所示，電能回饋提高了系統(tǒng)的效率。其缺點是：(1)、只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下（電網(wǎng)電壓波動不大于10%），才可以采用這種回饋制動方式。因為在發(fā)電制動運行時，電網(wǎng)電壓故障時間大于2ms，則可能發(fā)生換相失敗，損壞器件。(2)、在回饋時，對電網(wǎng)有諧波污染。(3)、控制復(fù)雜，成本較高。
四、新型制動方式（電容反饋制動）
1、主回路原理
整流部分采用普通的不可控整流橋進行整流，濾波回路采用通用的電解電容，延時回路采用接觸器或可控硅都行。充電、反饋回路由功率模塊IGBT、充電、反饋電抗器L及大電解電容C（容量約零點幾法，可根據(jù)變頻器所在的工況系統(tǒng)決定）組成。逆變部分由功率模塊IGBT組成。保護回路，由IGBT、功率電阻組成。
(1)電動機發(fā)電運行狀態(tài)
CPU對輸入的交流電壓和直流回路電壓νd的實時監(jiān)控，決定向VT1是否發(fā)出充電信號，一旦νd比輸入交流電壓所對應(yīng)的直流電壓值（如380VAC—530VDC）高到一定值時，CPU關(guān)斷VT3，通過對VT1的脈沖導(dǎo)通實現(xiàn)對電解電容C的充電過程。此時的電抗器L與電解電容C分壓，從而確保電解電容C工作在安全范圍內(nèi)。當(dāng)電解電容C上的電壓快到危險值（比如說370V），而系統(tǒng)仍處于發(fā)電狀態(tài)，電能不斷通過逆變部分回送到直流回路中時，安全回路發(fā)揮作用，實現(xiàn)能耗制動（電阻制動），控制VT3的關(guān)斷與開通，從而實現(xiàn)電阻R消耗多余的能量，一般這種情況是不會出現(xiàn)的。
(2)電動機電動運行狀態(tài)
當(dāng)CPU發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)不再充電時，則對VT3進行脈沖導(dǎo)通，使得在電抗器L上行成了一個瞬時左正右負(fù)的電壓（如圖標(biāo)識），再加上電解電容C上的電壓就能實現(xiàn)從電容到直流回路的能量反饋過程。CPU通過對電解電容C上的電壓和直流回路的電壓的檢測，控制VT3的開關(guān)頻率以及占空比,從而控制反饋電流，確保直流回路電壓νd不出現(xiàn)過高。2、系統(tǒng)難點
(1)電抗器的選取
（a）、我們考慮到工況的特殊性，假設(shè)系統(tǒng)出現(xiàn)某種故障，導(dǎo)致電機所載的位能負(fù)載自由加速下落，這時電機處于一種發(fā)電運行狀態(tài)，再生能量通過六個續(xù)流二極管回送至直流回路，致使νd升高，很快使變頻器處于充電狀態(tài)，這時的電流會很大。所以所選取電抗器線徑要大到能通過此時的電流。
（b）、在反饋回路中，為了使電解電容在下次充電前把盡可能多的電能釋放出來，選取普通的鐵芯（硅鋼片）是不能達到目的的，最好選用鐵氧體材料制成的鐵芯，再看看上述考慮的電流值如此大，可見這個鐵芯有多大，素不知市面上有無這么大的鐵氧體鐵芯，即使有，其價格也肯定不會很低。所以筆者建議充電、反饋回路各采用一個電抗器。
(2)控制上的難點
（a）、變頻器的直流回路中，電壓νd一般都高于500VDC，而電解電容C的耐壓才400VDC，可見這種充電過程的控制就不像能量制動（電阻制動）的控制方式了。其在電抗器上所產(chǎn)生的瞬時電壓降為，電解電容C的瞬時充電電壓為νc=νd-νL，為了確保電解電容工作在安全范圍內(nèi)（≤400V），就得有效的控制電抗器上的電壓降νL，而電壓降νL又取決于電感量和電流的瞬時變化率。
（b）、在反饋過程中，還得防止電解電容C所放的電能通過電抗器造成直流回路電壓過高，以致系統(tǒng)出現(xiàn)過壓保護。
3、主要應(yīng)用場合及應(yīng)用實例
正是由于變頻器的這種新型制動方式（電容反饋制動）所具有的優(yōu)越性，近些來，不少用戶結(jié)合其設(shè)備的特點，紛紛提出了要配備這種系統(tǒng)。由于技術(shù)上有一定的難度，國外還不知有無此制動方式？國內(nèi)目前只有山東風(fēng)光電子公司由以前采用回饋制動方式的變頻器（仍有2臺在正常運行中）改用了這種電容反饋制動方式的新型礦用提升機系列。
隨著變頻器應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，這個應(yīng)用技術(shù)將大有發(fā)展前途，具體來講，主要用在礦井中的吊籠（載人或裝料）、斜井礦車（單筒或雙筒）、起重機械等行業(yè)。總之需要能量回饋裝置的場合都可選用。
論文摘要：在通用變頻器、異步電動機和機械負(fù)載所組成的變頻調(diào)速傳統(tǒng)系統(tǒng)中，當(dāng)電動機所傳動的位能負(fù)載下放時，電動機將可能處于再生發(fā)電制動狀態(tài)；或當(dāng)電動機從高速到低速（含停車）減速時，頻率可以突減，但因電機的機械慣性，電機可能處于再生發(fā)電狀態(tài)，傳動系統(tǒng)中所儲存的機械能經(jīng)電動機轉(zhuǎn)換成電能，通過逆變器的六個續(xù)流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態(tài)。這時，如果變頻器中沒采取消耗能量的措施，這部分能量將導(dǎo)致中間回路的儲能電容器的電壓上升。如果當(dāng)制動過快或機械負(fù)載為提升機類時，這部分能量就可能對變頻器帶來損壞。
一、引言
在通用變頻器、異步電動機和機械負(fù)載所組成的變頻調(diào)速傳統(tǒng)系統(tǒng)中，當(dāng)電動機所傳動的位能負(fù)載下放時，電動機將可能處于再生發(fā)電制動狀態(tài)；或當(dāng)電動機從高速到低速（含停車）減速時，頻率可以突減，但因電機的機械慣性，電機可能處于再生發(fā)電狀態(tài)，傳動系統(tǒng)中所儲存的機械能經(jīng)電動機轉(zhuǎn)換成電能，通過逆變器的六個續(xù)流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態(tài)。這時，如果變頻器中沒采取消耗能量的措施，這部分能量將導(dǎo)致中間回路的儲能電容器的電壓上升。如果當(dāng)制動過快或機械負(fù)載為提升機類時，這部分能量就可能對變頻器帶來損壞，所以這部分能量我們就應(yīng)該考慮考慮了。
在通用變頻器中，對再生能量最常用的處理方式有兩種：(1)、耗散到直流回路中人為設(shè)置的與電容器并聯(lián)的“制動電阻”中，稱之為動力制動狀態(tài)；(2)、使之回饋到電網(wǎng)，則稱之為回饋制動狀態(tài)（又稱再生制動狀態(tài)）。還有一種制動方式，即直流制動，可以用于要求準(zhǔn)確停車的情況或起動前制動電機由于外界因素引起的不規(guī)則旋轉(zhuǎn)。
在書籍、刊物上有許多專家談?wù)撨^有關(guān)變頻器制動方面的設(shè)計與應(yīng)用，尤其是近些時間有過許多關(guān)于“能量回饋制動”方面的文章。今天，筆者提供一種新型的制動方法，它具有“回饋制動”的四象限運轉(zhuǎn)、運行效率高等優(yōu)點，也具有“能耗制動”對電網(wǎng)無污染、可靠性高等好處。
二、能耗制動
利用設(shè)置在直流回路中的制動電阻吸收電機的再生電能的方式稱為能耗制動。
其優(yōu)點是構(gòu)造簡單；對電網(wǎng)無污染（與回饋制動作比較），成本低廉；缺點是運行效率低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量且制動電阻的容量將增大。
一般在通用變頻器中，小功率變頻器（22kW以下）內(nèi)置有了剎車單元，只需外加剎車電阻。大功率變頻器（22kW以上）就需外置剎車單元、剎車電阻了。
三、回饋制動
實現(xiàn)能量回饋制動就要求電壓同頻同相控制、回饋電流控制等條件。它是采用有源逆變技術(shù)，將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，從而實現(xiàn)制動?；仞佒苿拥膬?yōu)點是能四象限運行,如圖3所示，電能回饋提高了系統(tǒng)的效率。其缺點是：(1)、只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下（電網(wǎng)電壓波動不大于10%），才可以采用這種回饋制動方式。因為在發(fā)電制動運行時，電網(wǎng)電壓故障時間大于2ms，則可能發(fā)生換相失敗，損壞器件。(2)、在回饋時，對電網(wǎng)有諧波污染。(3)、控制復(fù)雜，成本較高。
四、新型制動方式（電容反饋制動）
1、主回路原理
整流部分采用普通的不可控整流橋進行整流，濾波回路采用通用的電解電容，延時回路采用接觸器或可控硅都行。充電、反饋回路由功率模塊IGBT、充電、反饋電抗器L及大電解電容C（容量約零點幾法，可根據(jù)變頻器所在的工況系統(tǒng)決定）組成。逆變部分由功率模塊IGBT組成。保護回路，由IGBT、功率電阻組成。
(1)電動機發(fā)電運行狀態(tài)
CPU對輸入的交流電壓和直流回路電壓νd的實時監(jiān)控，決定向VT1是否發(fā)出充電信號，一旦νd比輸入交流電壓所對應(yīng)的直流電壓值（如380VAC—530VDC）高到一定值時，CPU關(guān)斷VT3，通過對VT1的脈沖導(dǎo)通實現(xiàn)對電解電容C的充電過程。此時的電抗器L與電解電容C分壓，從而確保電解電容C工作在安全范圍內(nèi)。當(dāng)電解電容C上的電壓快到危險值（比如說370V），而系統(tǒng)仍處于發(fā)電狀態(tài)，電能不斷通過逆變部分回送到直流回路中時，安全回路發(fā)揮作用，實現(xiàn)能耗制動（電阻制動），控制VT3的關(guān)斷與開通，從而實現(xiàn)電阻R消耗多余的能量，一般這種情況是不會出現(xiàn)的。
(2)電動機電動運行狀態(tài)
當(dāng)CPU發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)不再充電時，則對VT3進行脈沖導(dǎo)通，使得在電抗器L上行成了一個瞬時左正右負(fù)的電壓（如圖標(biāo)識），再加上電解電容C上的電壓就能實現(xiàn)從電容到直流回路的能量反饋過程。CPU通過對電解電容C上的電壓和直流回路的電壓的檢測，控制VT3的開關(guān)頻率以及占空比,從而控制反饋電流，確保直流回路電壓νd不出現(xiàn)過高。
2、系統(tǒng)難點
(1)電抗器的選取
（a）、我們考慮到工況的特殊性，假設(shè)系統(tǒng)出現(xiàn)某種故障，導(dǎo)致電機所載的位能負(fù)載自由加速下落，這時電機處于一種發(fā)電運行狀態(tài)，再生能量通過六個續(xù)流二極管回送至直流回路，致使νd升高，很快使變頻器處于充電狀態(tài)，這時的電流會很大。所以所選取電抗器線徑要大到能通過此時的電流。
（b）、在反饋回路中，為了使電解電容在下次充電前把盡可能多的電能釋放出來，選取普通的鐵芯（硅鋼片）是不能達到目的的，最好選用鐵氧體材料制成的鐵芯，再看看上述考慮的電流值如此大，可見這個鐵芯有多大，素不知市面上有無這么大的鐵氧體鐵芯，即使有，其價格也肯定不會很低。所以筆者建議充電、反饋回路各采用一個電抗器。
(2)控制上的難點
（a）、變頻器的直流回路中，電壓νd一般都高于500VDC，而電解電容C的耐壓才400VDC，可見這種充電過程的控制就不像能量制動（電阻制動）的控制方式了。其在電抗器上所產(chǎn)生的瞬時電壓降為，電解電容C的瞬時充電電壓為νc=νd-νL，為了確保電解電容工作在安全范圍內(nèi)（≤400V），就得有效的控制電抗器上的電壓降νL，而電壓降νL又取決于電感量和電流的瞬時變化率。
（b）、在反饋過程中，還得防止電解電容C所放的電能通過電抗器造成直流回路電壓過高，以致系統(tǒng)出現(xiàn)過壓保護。
3、主要應(yīng)用場合及應(yīng)用實例
正是由于變頻器的這種新型制動方式（電容反饋制動）所具有的優(yōu)越性，近些來，不少用戶結(jié)合其設(shè)備的特點，紛紛提出了要配備這種系統(tǒng)。由于技術(shù)上有一定的難度，國外還不知有無此制動方式？國內(nèi)目前只有山東風(fēng)光電子公司由以前采用回饋制動方式的變頻器（仍有2臺在正常運行中）改用了這種電容反饋制動方式的新型礦用提升機系列。
隨著變頻器應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，這個應(yīng)用技術(shù)將大有發(fā)展前途，具體來講，主要用在礦井中的吊籠（載人或裝料）、斜井礦車（單筒或雙筒）、起重機械等行業(yè)?？傊枰芰炕仞佈b置的場合都可選用。
論文摘要：在通用變頻器、異步電動機和機械負(fù)載所組成的變頻調(diào)速傳統(tǒng)系統(tǒng)中，當(dāng)電動機所傳動的位能負(fù)載下放時，電動機將可能處于再生發(fā)電制動狀態(tài)；或當(dāng)電動機從高速到低速（含停車）減速時，頻率可以突減，但因電機的機械慣性，電機可能處于再生發(fā)電狀態(tài)，傳動系統(tǒng)中所儲存的機械能經(jīng)電動機轉(zhuǎn)換成電能，通過逆變器的六個續(xù)流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態(tài)。這時，如果變頻器中沒采取消耗能量的措施，這部分能量將導(dǎo)致中間回路的儲能電容器的電壓上升。如果當(dāng)制動過快或機械負(fù)載為提升機類時，這部分能量就可能對變頻器帶來損壞。
一、引言
在通用變頻器、異步電動機和機械負(fù)載所組成的變頻調(diào)速傳統(tǒng)系統(tǒng)中，當(dāng)電動機所傳動的位能負(fù)載下放時，電動機將可能處于再生發(fā)電制動狀態(tài)；或當(dāng)電動機從高速到低速（含停車）減速時，頻率可以突減，但因電機的機械慣性，電機可能處于再生發(fā)電狀態(tài)，傳動系統(tǒng)中所儲存的機械能經(jīng)電動機轉(zhuǎn)換成電能，通過逆變器的六個續(xù)流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態(tài)。這時，如果變頻器中沒采取消耗能量的措施，這部分能量將導(dǎo)致中間回路的儲能電容器的電壓上升。如果當(dāng)制動過快或機械負(fù)載為提升機類時，這部分能量就可能對變頻器帶來損壞，所以這部分能量我們就應(yīng)該考慮考慮了。
在通用變頻器中，對再生能量最常用的處理方式有兩種：(1)、耗散到直流回路中人為設(shè)置的與電容器并聯(lián)的“制動電阻”中，稱之為動力制動狀態(tài)；(2)、使之回饋到電網(wǎng)，則稱之為回饋制動狀態(tài)（又稱再生制動狀態(tài)）。還有一種制動方式，即直流制動，可以用于要求準(zhǔn)確停車的情況或起動前制動電機由于外界因素引起的不規(guī)則旋轉(zhuǎn)。
在書籍、刊物上有許多專家談?wù)撨^有關(guān)變頻器制動方面的設(shè)計與應(yīng)用，尤其是近些時間有過許多關(guān)于“能量回饋制動”方面的文章。今天，筆者提供一種新型的制動方法，它具有“回饋制動”的四象限運轉(zhuǎn)、運行效率高等優(yōu)點，也具有“能耗制動”對電網(wǎng)無污染、可靠性高等好處。
二、能耗制動
利用設(shè)置在直流回路中的制動電阻吸收電機的再生電能的方式稱為能耗制動。
其優(yōu)點是構(gòu)造簡單；對電網(wǎng)無污染（與回饋制動作比較），成本低廉；缺點是運行效率低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量且制動電阻的容量將增大。
一般在通用變頻器中，小功率變頻器（22kW以下）內(nèi)置有了剎車單元，只需外加剎車電阻。大功率變頻器（22kW以上）就需外置剎車單元、剎車電阻了。
三、回饋制動
實現(xiàn)能量回饋制動就要求電壓同頻同相控制、回饋電流控制等條件。它是采用有源逆變技術(shù)，將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，從而實現(xiàn)制動。回饋制動的優(yōu)點是能四象限運行,如圖3所示，電能回饋提高了系統(tǒng)的效率。其缺點是：(1)、只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下（電網(wǎng)電壓波動不大于10%），才可以采用這種回饋制動方式。因為在發(fā)電制動運行時，電網(wǎng)電壓故障時間大于2ms，則可能發(fā)生換相失敗，損壞器件。(2)、在回饋時，對電網(wǎng)有諧波污染。(3)、控制復(fù)雜，成本較高。四、新型制動方式（電容反饋制動）
1、主回路原理
整流部分采用普通的不可控整流橋進行整流，濾波回路采用通用的電解電容，延時回路采用接觸器或可控硅都行。充電、反饋回路由功率模塊IGBT、充電、反饋電抗器L及大電解電容C（容量約零點幾法，可根據(jù)變頻器所在的工況系統(tǒng)決定）組成。逆變部分由功率模塊IGBT組成。保護回路，由IGBT、功率電阻組成。
(1)電動機發(fā)電運行狀態(tài)
CPU對輸入的交流電壓和直流回路電壓νd的實時監(jiān)控，決定向VT1是否發(fā)出充電信號，一旦νd比輸入交流電壓所對應(yīng)的直流電壓值（如380VAC—530VDC）高到一定值時，CPU關(guān)斷VT3，通過對VT1的脈沖導(dǎo)通實現(xiàn)對電解電容C的充電過程。此時的電抗器L與電解電容C分壓，從而確保電解電容C工作在安全范圍內(nèi)。當(dāng)電解電容C上的電壓快到危險值（比如說370V），而系統(tǒng)仍處于發(fā)電狀態(tài)，電能不斷通過逆變部分回送到直流回路中時，安全回路發(fā)揮作用，實現(xiàn)能耗制動（電阻制動），控制VT3的關(guān)斷與開通，從而實現(xiàn)電阻R消耗多余的能量，一般這種情況是不會出現(xiàn)的。
(2)電動機電動運行狀態(tài)
當(dāng)CPU發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)不再充電時，則對VT3進行脈沖導(dǎo)通，使得在電抗器L上行成了一個瞬時左正右負(fù)的電壓（如圖標(biāo)識），再加上電解電容C上的電壓就能實現(xiàn)從電容到直流回路的能量反饋過程。CPU通過對電解電容C上的電壓和直流回路的電壓的檢測，控制VT3的開關(guān)頻率以及占空比,從而控制反饋電流，確保直流回路電壓νd不出現(xiàn)過高。
2、系統(tǒng)難點
(1)電抗器的選取
（a）、我們考慮到工況的特殊性，假設(shè)系統(tǒng)出現(xiàn)某種故障，導(dǎo)致電機所載的位能負(fù)載自由加速下落，這時電機處于一種發(fā)電運行狀態(tài)，再生能量通過六個續(xù)流二極管回送至直流回路，致使νd升高，很快使變頻器處于充電狀態(tài)，這時的電流會很大。所以所選取電抗器線徑要大到能通過此時的電流。
（b）、在反饋回路中，為了使電解電容在下次充電前把盡可能多的電能釋放出來，選取普通的鐵芯（硅鋼片）是不能達到目的的，最好選用鐵氧體材料制成的鐵芯，再看看上述考慮的電流值如此大，可見這個鐵芯有多大，素不知市面上有無這么大的鐵氧體鐵芯，即使有，其價格也肯定不會很低。所以筆者建議充電、反饋回路各采用一個電抗器。
(2)控制上的難點
（a）、變頻器的直流回路中，電壓νd一般都高于500VDC，而電解電容C的耐壓才400VDC，可見這種充電過程的控制就不像能量制動（電阻制動）的控制方式了。其在電抗器上所產(chǎn)生的瞬時電壓降為，電解電容C的瞬時充電電壓為νc=νd-νL，為了確保電解電容工作在安全范圍內(nèi)（≤400V），就得有效的控制電抗器上的電壓降νL，而電壓降νL又取決于電感量和電流的瞬時變化率。
（b）、在反饋過程中，還得防止電解電容C所放的電能通過電抗器造成直流回路電壓過高，以致系統(tǒng)出現(xiàn)過壓保護。
3、主要應(yīng)用場合及應(yīng)用實例
正是由于變頻器的這種新型制動方式（電容反饋制動）所具有的優(yōu)越性，近些來，不少用戶結(jié)合其設(shè)備的特點，紛紛提出了要配備這種系統(tǒng)。由于技術(shù)上有一定的難度，國外還不知有無此制動方式？國內(nèi)目前只有山東風(fēng)光電子公司由以前采用回饋制動方式的變頻器（仍有2臺在正常運行中）改用了這種電容反饋制動方式的新型礦用提升機系列。
隨著變頻器應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，這個應(yīng)用技術(shù)將大有發(fā)展前途，具體來講，主要用在礦井中的吊籠（載人或裝料）、斜井礦車（單筒或雙筒）、起重機械等行業(yè)。總之需要能量回饋裝置的場合都可選用。
我國對先進工業(yè)技術(shù)的開發(fā)有法律保障，在《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《高耗能特種設(shè)備節(jié)能監(jiān)督管理辦法》中明確規(guī)定：在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中，大力支持節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)、創(chuàng)造、展示以及推廣，為了降低能源的耗損比率；大力推廣企業(yè)用高效率、高能源利用率的、鍋爐、電動機、窯爐、泵類等工業(yè)設(shè)備，爭取開創(chuàng)更加先進的工業(yè)檢測和工業(yè)控制技術(shù)。然而，在具體實施過程中我們需要了解面臨的挑戰(zhàn)：
1.1對機械設(shè)備的危害與干擾
從機器自身結(jié)構(gòu)來看，大部分空壓機生產(chǎn)簡單有明顯的技術(shù)缺陷：輸入的壓力數(shù)大于一定值時，變頻空壓機會自動打開導(dǎo)致電動機空轉(zhuǎn)，嚴(yán)重浪費電力資源并且損害機器本身，繼而導(dǎo)致異步電動機的頻繁啟動和頻繁暫停，降低電動機的使用壽命。變頻空壓機啟動時需要很大的電流，對電網(wǎng)沖擊較大，而且嚴(yán)重磨損了電器本身的轉(zhuǎn)動軸承設(shè)備。電動機在運作的時候會產(chǎn)生很嚴(yán)重的噪音污染，電動機周圍的工作環(huán)境比較惡劣，也對工作人員的健康產(chǎn)生不利影響，且以人為調(diào)節(jié)法來調(diào)節(jié)電動機的輸出壓力，運轉(zhuǎn)效率低，嚴(yán)重浪費人力資源。
1.2對機械設(shè)備相關(guān)電器的危害
對變壓器的危害表現(xiàn)在：加大銅損和鐵損，使得變壓器的溫度升高，影響絕緣；引起電動機附加零件的發(fā)熱，引發(fā)機器本身溫度的額外升高；導(dǎo)致電容器組溫度過熱，增加中介電質(zhì)的感應(yīng)能力，嚴(yán)重的情況下可以損壞電力電容器組；對開關(guān)設(shè)備的危害，啟動瞬間開關(guān)將會產(chǎn)生較大的電流變化，達到電壓保險值直至絕緣體的破壞；在保護電氣的時候，改變電器固有屬性，引發(fā)電器動作紊亂；引發(fā)測量儀表的數(shù)據(jù)顯示誤差，降低數(shù)據(jù)精確度。
2變頻技術(shù)在機電控制方面的策略
2.1基本思路
在世紀(jì)工業(yè)過程中對變頻技術(shù)進行較為尖端的的軟件和硬件設(shè)計，先根據(jù)傳統(tǒng)空壓機電動機的特點，全方位分析其耗能原因和工作特性，從而設(shè)計出變頻技術(shù)調(diào)速、空氣技術(shù)壓縮、壓力傳感技術(shù)提升等控制方式，根據(jù)控制電路進行變頻器的確定以及電器初始化的設(shè)計，控制方式要用矢量控制，詳細(xì)分析矢量控制原理，對變頻矢量進行仿真檢查，科學(xué)地改變變頻器的運行參數(shù)。另一方面，變換變頻器的控斜參數(shù)。通過復(fù)合信號控制變頻器的輸入與輸出，可以在容器的進口處增加電器使用流量信號記錄，容器上增加電器壓力信號，這樣可以減少對機械設(shè)備的危害。
2.2具體策略
首先在系統(tǒng)線路中建立安裝濾波器，過濾掉高次諧波的干擾信號。其次是屏蔽干擾源，這是抵御干擾行之有效的方法之一，具體做法是用鋼管來屏蔽輸出線路。再次是將電機正確接地，接地時要與其他的動力電器設(shè)備接地點分開。然后是對線路進行合理布局，電動機設(shè)備的信號線和電源線應(yīng)該盡量避開變頻器的輸入和輸出線，而其他設(shè)備的電源線和信號線也同樣要避開變頻器的輸入和輸出線，進行平行鋪設(shè)。最后是合理使用電抗器，交流電抗器中的串聯(lián)電路減弱了輸入電路中電流對變頻器的打擊，而直流電抗器減弱了輸入電流中的高次諧波。在設(shè)置之前，電動機電網(wǎng)中的高次諧波含量已達到40％，而安裝了濾波器之后，高次諧波的含量降到了20.6％，特別是三到八次過后，已經(jīng)低于標(biāo)準(zhǔn)含量值了。在變頻器選擇方面，需要學(xué)會優(yōu)先考慮諧波含量低且攜帶濾波器和電抗器的變頻工具。變壓機電動機安裝時，控制信號電纜和本身的動力電纜要有屬于各自的架構(gòu)線路的電纜結(jié)構(gòu)，做好及屏蔽措施，禁止線路交叉或者架構(gòu)紊亂，安裝時兩者要保持距離以及設(shè)立必要的防護措施，綜合達到既發(fā)展工業(yè)經(jīng)濟又節(jié)能減耗的“雙贏”效果。值得我們借鑒的是，國際上針對變頻空壓機電動機重新設(shè)計了空壓機，將電機由傳統(tǒng)意義上的單相電改為三相交流電，并且具有良好的調(diào)速性能。我國目前大量生產(chǎn)和應(yīng)用的空壓機電動機，如果要持續(xù)發(fā)展就必須要開發(fā)出單相電機的變頻器。最后對改造之后的空壓機電動機進行相關(guān)的數(shù)據(jù)計算，并進行成本分析，驗證是否能夠讓改造后的空壓機更加有效地節(jié)省能源。
3結(jié)束語
1.1變頻技術(shù)在主風(fēng)機調(diào)速中的應(yīng)用現(xiàn)狀
在主風(fēng)機上采用變頻技術(shù)進行控制已經(jīng)成為許多電力企業(yè)采用的主要方式之一。變頻技術(shù)的使用可以實現(xiàn)大范圍、高效率、連續(xù)的控制。使用變頻技術(shù)可以方便地對時間進行設(shè)定和改變，相較于以前的調(diào)速方式，更便捷，更具有優(yōu)越性。
1.2將變頻技術(shù)應(yīng)用于主風(fēng)機調(diào)速的發(fā)展過程
變頻技術(shù)最先由一位日本的學(xué)者提出，進而被西方國家所采用，后來經(jīng)過一系列的改進與發(fā)展，逐漸演變?yōu)榻裉斓淖冾l器。變頻技術(shù)的不斷發(fā)展，為電力企業(yè)帶來了便利，解決了很多突出的電力問題。
1.3將變頻技術(shù)應(yīng)用于主風(fēng)機調(diào)速所需要的環(huán)境
變頻技術(shù)盡管已經(jīng)被大部分企業(yè)所應(yīng)用，但是變頻器工作所需要的環(huán)境是我們必須注意的。首先是環(huán)境溫度和工作溫度，這些都必須在一定的范圍之內(nèi)。其次，要盡量避免腐蝕性氣體損壞器件。除此之外還要減少沖擊和振動。
2應(yīng)用變頻技術(shù)的注意事項
2.1時間的匹配
在采用變頻技術(shù)對主風(fēng)機進行啟動和停止時，我們必須要注意時間的匹配。這里所指的匹配主要是加速時間和減速時間的匹配。因為在啟動時，如果沒有很好地控制與匹配時間就可能出現(xiàn)過流或者過壓現(xiàn)象，最終影響整個啟動。因此，在采用變頻技術(shù)進行啟動時，必須根據(jù)負(fù)載情況嚴(yán)格計算，最終選擇合理的加速和減速時間。
2.2過載
過載在風(fēng)機中出現(xiàn)的頻率一般不大，但是一旦發(fā)生過載，將對設(shè)備造成重大的影響。在采用變頻技術(shù)時，必須嚴(yán)格注意這方面的問題，盡量控制轉(zhuǎn)矩等因素，盡量避免出現(xiàn)過載現(xiàn)象。這就要求我們在采用變頻技術(shù)時，對變頻器的選用綜合考慮容量、性能等多方面的因素，并確保變頻器的容量略大于電動機的容量。
2.3共振
變頻技術(shù)的核心就是通過改變頻率進而改變轉(zhuǎn)速等因素。在采用變頻技術(shù)時就不可避免地會出現(xiàn)共振現(xiàn)象。而共振現(xiàn)象的出現(xiàn)，可能會使設(shè)備出現(xiàn)停運，有時甚至對設(shè)備造成毀壞。這就要求我們在采用變頻時對頻率的設(shè)定十分注意，盡量避免所設(shè)頻率與其他設(shè)備的頻率重合，盡可能減少共振情況。
2.4散熱與噪音
在采用變頻技術(shù)時，有時會將頻率降至很低，這就會對風(fēng)機的散熱造成影響。散熱出現(xiàn)故障就會影響風(fēng)機的運轉(zhuǎn)，進而影響整個系統(tǒng)的工作，甚至?xí)?dǎo)致機器的損壞。因此，在采用變頻技術(shù)時，要注意采取相應(yīng)的措施對風(fēng)機的散熱進行調(diào)節(jié)。除此之外，采用變頻技術(shù)還可能會增加噪音，因此，我們在采用變頻技術(shù)時還需要注意噪音問題，可以采用專用電機或者安裝消音器。
2.5通風(fēng)冷卻
通風(fēng)問題是機器工作時必須要考慮的重要問題之一。通風(fēng)效果不好會造成元器件溫度升高，從而使其使用壽命大大縮短，最終甚至損壞器件。因此，我們采用變頻技術(shù)時必須注意變頻器的通風(fēng)與冷卻。要實時了解變頻器的工作情況，除此之外，還要經(jīng)常檢查風(fēng)扇的情況，一旦發(fā)現(xiàn)損壞立刻對其進行檢修和更換。
3結(jié)語
