下变频器（共12篇）
下变频器 篇1
1 变频器驱动下的异步电机设计
异步电机是一种交流电机, 因工作过程中转子和定子旋转不同步而得名。异步电机的运行原理 (图1所示) 是定子通过交流电产生旋转磁场, 与转子导体产生相对切割运动使转子导体产生感应电动势并产生感应电流, 载流转子在双重磁场作用下跟着定子旋转。因为转子不直接产生电流, 所以转子的转速必然小于定子的转速。与同步电机相比, 异步电机的安装、使用和维护难度和成本比较低, 但是同时也存在效率低, 功率因数低的缺点。因此, 异步电机多用于2500KW以下的电动机。
1.1 传统异步电机设计的局限性
异步电机设计时都需要考虑运行能力因素和成本因素。传统的异步电机设计需要考虑的是价格因素, 运行能力因素次之。而在变频器驱动下的异步电机设计中, 由于考虑到电机与调速系统的整体配合, 更加注重电机的运行能力, 成本因素次之。因此, 传统异步电机的设计方法不能适用于变频器驱动下的异步电机设计。具体体现在以下三个方面:
首先, 传统电机设计方法对电机的主要尺寸设计顺序要求非常严格, 不利于确定电机外形。电机的主要尺寸设计对传统异步电机的设计影响非常大。选择合理的尺寸能为电机后续的设计步骤打下坚实良好的基础。相反的, 如果选择的尺寸不合理会对后续的工作产生不利的影响甚至导致异步电机设计全部失败。设计电机必须严格按照定子内径尺寸、定子槽形尺寸、定子外径尺寸、转子轴径尺寸的顺序依次进行。由于必须在定子内径尺寸、定子槽形尺寸设计完成后才能确定定子外径尺寸, 电机的外形尺寸在设计初期很难确定下来。
其次, 传统的异步电机设计对运行性能考虑不足, 没有顾及异步电机的实时动态特征。传统异步电机设计的成果不能投入到变频电机的使用当中。
最后, 传统异步电机的设计对经验参数的依赖性大。受到电机尺寸设计顺序的影响, 在传统异步电机的设计方法中需要运用到大量的参数。这些参考数据基本都是根据传统异步电机的设计逐渐总结出来的, 不适用于变频器驱动下的异步电机。
1.2 变频器驱动下的异步电机设计特点
与传统的异步电机相比, 变频器驱动下的异步电机在制造和运行方面都有着不可比拟的优越性。第一, 变频驱动的异步电机转子不需要绕线, 省掉了电刷等装备, 结构相对简单, 减少了制造和维护的时间和成本。第二, 变频驱动的异步电机在运行时起动良好、性能稳定, 可以达到良好的节能效果。但是, 由于变频器驱动下的异步电机是运用变频驱动器来调节电机的转速, 而变频驱动器的频率并非一成不变。因此, 变频器驱动下的异步电机设计时首先要根据变频器的供电特点确定一个运行基准点, 然后根据运行基准点确定频率变化的范围, 再要从调速系统的总体性能出发, 寻找异步电机与变频频率的最佳匹配, 保证电机在运行时的频率段范围内都能良好地运行。
1.3 变频器驱动下的异步电机设计重点
1.3.1 变频器驱动下异步电机的主要尺寸设计
变频器驱动下的异步电机是由传统的异步电机发展而来, 其设计不可能完全脱离传统的设计。但是由上文, 我们得知传统的异步电机设计方法具有一定的局限性, 不能直接用于变频器驱动下的异步电机设计。因此, 要对传统的异步电机设计进行修改, 弥补其中的不足, 让其更好地适应于变频调速系统。变频器驱动下异步电机的主要尺寸没有突破传统的异步电机设计顺序, 但是在设计公式时加入了有关电机电磁负荷的因素。
1.3.2 变频器驱动下异步电机转子槽的设计
异步电动机的转子槽形设计承接电机机电能量转化, 与电动机的起动性能紧密相关。由于变频调速异步电动机改变了异步电动机的起动性能, 使异步电机通过采用变压变频电源供电来保证异步电动机的起动性。同时, 因为变频器驱动下异步电机设计时不再需要过多的考虑电机的起动性, 转子槽形的设计时也可以忽略这方面的约束。因此, 与传统的异步电机相比, 变频器驱动下异步电机的转子槽设计发生了非常大的改变, 设计要求在一定程度上得到放宽。
1.3.3 变频器驱动下异步电机绝缘的设计
异步电机改变了传统的标准的正弦电源的电压和电流输入方式, 以含有大量高次谐波的非正弦电源为供电方式。这种新的供电方式能够保证电动机的起动性能, 但容易出现谐波问题。电源含有较高谐波的话会对电机的正常运行产生影响。高次谐波的影响会改变电抗参数, 增大转子的电阻, 导致介质损耗发热。同时会造成电机局部放电和空间电荷现象, 产生电磁振动力, 加速了绝缘材料的老化。所以, 在进行变频电机设计时要严格控制电机的绝缘等级和整体机械强度。要选择质量好、绝缘等级高的绝缘材料, 绝缘等级一般要达到F级以上。
2 变频器驱动下的异步电机设计发展前景
总体来说, 变频器驱动下的异步电机的发展前景非常广阔。
1) 异步电机的价格降低, 异步电机的成本已不再是设计重点, 企业会更乐意去研发变频器驱动下的异步电机。
2) 随着技术成熟, 变频器驱动下的异步电机的应用范围越来越大。
3) 变频器驱动下的异步电机符合了国家产业升级, 能源节约的要求, 适合长期有效可持续的发展。
4) 国内外学者对于这个课题非常关注, 投入了非常多的人力物力进行研究。加上变频调速技术迅速发展的影响, 这项技术的发展速度相当地快。
3 结束语
变频器的发展大大改变丰富了异步电机的设计。变频器驱动下的异步电机的出现, 大大节约了使用异步电机时的耗能, 提高了异步电机的使用效率和稳定性。如何对这项技术进行改进, 弥补其中的缺陷, 使其更加适应现代化工业和经济, 具有非常重要的现实意义。
下变频器 篇2
1.引言
电机是工业生产中主要的耗电设备，高压大功率电动机的应用更为突出，而这些设备大部分都存在很大的节能潜力，所以大力发展高压大功率变频调速技术具有时代的必要性和迫切性。
目前，随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大 功率变频调速装置不断地成熟起来，原来一直难于解决的高压问题，近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。其应用领域和范围也越来越为广范，这为工矿企业高效、合理地利用能源(尤其是电能)提供了技术先决条件。
2.几种常用高压变频器的主电路分析
(1)单元串联多重化电压源型高压变频器
单元串联多重化电压源型高压变频器利用低压单相变频器串联，弥补功率器件IGBT的耐压能力的不足。所谓多重化，就是每相由几个低压功率单元串联组成，各功率单元由一个多绕组的移相隔离变压器供电，用高速微处理器实现控制和以光导纤维隔离驱动。但其存在以下缺点：
a)使用的功率单元及功率器件数量太多，6kV系统要使用150只功率器件(90只二极管，60只IGBT)，装 置的体积太大，重量大，安装位置和基建投资成问题;
b)所需高压电缆太多，系统的内阻无形中增大，接线太多，故障点相应的增多;
c)一个单元损坏时，单元可旁路，但此时输出电压不平衡中心点的电压是浮动的，造成电压、电流不平衡，从而谐波也相应的增大，勉强运行时终 究会导致电动机的损坏;
d)输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出;
d)输出电压波 形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出;
e)由于系统中存在着变压器，系统效率再提高不容易实现;移相变压器中，6kV 三相6绕组×3(10kV时需12绕组×3)延边三角形接法，在三相电压不平衡(实际上三相电压是不可能绝对平衡的)时，产生的内部环流，必将引起内阻的 增加和电流的损耗，也相应的就造成了变压器的铜损增大。此时，再加上变压器的铁芯的固有损耗，变压器的效率就会降低，也就影响了整个高压变频器的效率。这 种情况在越低于额定负荷运行时，越是显著。10kV时，变压器有近400个接头、近百根电缆。在额定负荷时效率可达96%，但在轻负荷时，效率低于 90%。
(2)中性点钳位三电平PWM变频器
该系列变频器采用传统的电压型变频器结构，
中性点钳位三电平PWM变频器的逆变部 分采用传统的三电平方式，所以输出波形中会不可避免地产生比较大的谐波分量，这是三电平逆变方式所固有的。因此在变频器的输出侧必须配置输出LC滤波器才 能用于普通的鼠笼型电机。同样由于谐波的原因，电动机的功率因数和效率、甚至寿命都会受到一定的影响，只有在额定工况点才能达到最佳的工作状态，但随着转速的下降，功率因数和效率都会相应降低。
多电平多重化高压变频器。多电平 多重化高压变频器的本意是想解决高压IGBT的耐压有限的问题，但此种方式，不仅增加了系统的复杂性，而且降低了多重化冗余性能好和三电平结构简单的优点。因此此类变频器实际上并不可取。
此类型变频器的性能价格优势并不大，与其同时采用多电平和多重化两种技术，还不如采用前面提到的高压IGBT的多重化变频器或者三电平变频器。
(3)电流源型高压变频器
功率器件直接串联的电流源型高压变频器是在线路中串联大电感，再将SCR(或GTO、 SGCT等)开关速度较慢的功率器件直接串联而构成的。
这种方式虽然使用功率器件少、易于控制电流，但是没有真正解决高压功率器 件的串联问题。因为即使功率器件出现故障，由于大电感的限流作用，di/dt受到限制，功率器件虽不易损坏，但带来的问题是对电网污染严重、功率因数低。并且电流源型高压变频器对电网电压及电机负载的变化敏感，无法做成真正的通用型产品。
电流源型高压变频器是最早的产品，但凡是电压型变频器到达的地方，它都被迫退出，因为在经济上、技术上，它都明显处于劣势。
3.IGBT直接串联的直接高压变频器
3.1 主电路简介
图1.IGBT直接串联高压变频
如图1所示，图中系统由电网高压直接经高压断路器进入变频器，经过高压二极管全桥整流、直流平波电抗器和电容滤波，再通过 逆变器进行逆变，加上正弦波滤波器，简单易行地实现高压变频输出，直接供给高压电动机。
功率器件IGBT直接串联的二电平电压型 高压变频器是采用变频器已有的成熟技术，应用独特而简单的控制技术成功设计出的一种无输入输出变压器、IGBT直接串联逆变、输出效率达98%的高压调速系统。
对于需要快速制动的场合，采用直流放电制动装置，如图2所示：
变频器维护及应用 篇3
关键词:变频器 维护 故障
中图分类号:TM921文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0093-01
变频器在工业生产中使用越来越广泛,为了确保生产的正常進行,以及延长使用寿命。正确的使用和维护非常重要。
1 变频器的维护
由许多集成芯片,电子元器件等组成,装置较为复杂,使用过程中不可避免的会出现各种故障,正确的维护,简单的检修可保证生产生活的正常进行。
1.1 变频器外部引起的故障
1.1.1 变频器的工作环境。
(1)物理环境
1)工作温度。变频器内部是大功率的电子元件,极易受到工作温度的影响,产品一般要求为0～55℃,但为了保证工作安全、可靠,使用时应考虑留有余地,最好控制在40℃以下。在控制箱中,变频器一般应安装在箱体上部,并严格遵守产品说明书中的安装要求,绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。
2)环境温度。温度太高且温度变化较大时,变频器内部易出现结露现象,其绝缘性能就会大大降低,甚至可能引发短路事故。必要时,必须在箱中增加干燥剂和加热器。
3)振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时,会引起电气接触不良。这时除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外,还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件。设备运行一段时间后,应对其进行检查和维护。
(2)电气环境
1)防止电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和变频,周围产生了很多的干扰电磁波,这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此,柜内仪表和电子系统,应该选用金属外壳,屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的元器件均应可靠接地,除此之外,各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆,且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰,往往会使整个系统无法工作,导致控制单元失灵或损坏。
2)防止输入端过电压。变频器电源输入端往往有过电压保护,但是,如果输入端高电压作用时间长,会使变频器输入端损坏。因此,在实际运用中,要核实变频器的输入电压、单相还是三相和变频器使用额定电压。特别是电源电压极不稳定时要有稳压设备,否则会造成严重后果。
1.1.2 接地
变频器正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力的重要手段,变频器接地端子E(G)接地电阻越小越好,接地导线截面积应不小于2mm2,长度应控制在20m以内。变频器的接地必须与动力设备接地点分开,不能共地。信号输入线的屏蔽层,应接至E(G)上,其另一端绝不能接于地端,否则会引起信号变化波动,使系统振荡不止。变频器与控制柜之间应电气连通,如果实际安装有困难,可利用铜芯导线跨接。
1.1.3 防雷
在变频器中,一般都设有雷电吸收网络,主要防止瞬间的雷电侵入,使变频器损坏。但在实际工作中,特别是电源线架空引入的情况下,单靠变频器的吸收网络是不能满足要求的。在雷电活跃地区,这一问题尤为重要,如果电源是架空进线,在进线处装设变频专用避雷器(选件),或有按规范要求在离变频器20m的远处预埋钢管做专用接地保护。如果电源是电缆引入,则应做好控制室的防雷系统,以防雷电窜入破坏设备。实践表明,这一方法基本上能够有效解决雷击问题。
1.2 变频器内部引起的故障
1.2.1 参数设置引起的故障。应多注意电动机参数、变频器控制方式和启动方式的设定等,若发生参数设置故障,可根据故障代码或产品说明书进行参数修改,必要时可恢复出厂值,重新设置。
1.2.2 过电流和过载。如果变频器一上电就报过流故障,可能是整流桥或逆变管损坏,需予以更换;若去掉电动机不再报警,可能是变频器和电机间存在断路;若运行中,出现机械卡死、重载、加速时间设置过短或负载突变也有可能引起过流,应从上述可能性逐一排查。
2 变频器在双臂堆料机行走中的应用
DBS2000/30双臂堆料机是为非洲铁路和港口服务公司设计的,用于港口料仓堆积混匀铁矿石。本系统具有八台5.5kw行走电机并要求行走速度可调。设计理念要是行走速度可调,行走启动和停止以及调速过程中,设备平稳和安全。设计选用的是ABB550变频器,行走电机控制回路原理图如图1所示。本系统采用一台变频器带八台变频电机。
3 结语
在工业领域正确的使用和维护变频器不仅可以使变频器使用寿命延长,重要的是大大提高了生产效率和节能效果,提高机构的安全可靠性,使控制更安全。
参考文献
[1]王廷才.主编.变频器原理及应用.机械工业出版社.
[2]何超.主编.交流变频调速技术.北京航空航天大学出版社.
下变频器 篇4
随着卫星业务的推广应用, 从上世纪80年代开始, 国外卫星频段已经向频率资源更丰富的Ka频段迈进。在不同的应用领域, 该频段具有信息容量大、传输质量高和终端站设备体积小等优势, 可以为千兆比特级宽带数字传输、高清晰电视、卫星新闻采集、VSAT业务及个人卫星数据传输等新业务提供一种崭新的手段。与此同时, 该频段还具有波束窄、抗干扰能力强和安全保密性好的特点, 可以提供强有力的指挥控制能力, 通过及时、准确的信息传输, 执行从后勤保障到目标探测、攻击等各种任务, 可为不同的业务需求提供支援保证。
宽带Ka频段下变频器是卫星地面站接收系统中的一个重要组成部分, 其作用是将Ka频段 (19.2～21.2 GHz) 下行信号变换为中频信号并提供一定的变频增益, 中频输出采用L频段 (950～1 450 MHz) 接口, 可方便地与当前在用的调制解调器连接, 提高了设备的通用化程度。
1下变频器设计
1.1二次变频的中频设计
在射频下变频器设计中通常采用超外差体制, 其优点是可以在较低中频上实现相对带宽较窄、矩形系数较高的中频滤波器, 有效滤除杂散干扰成分, 同时第一混频器的本振源采用频率合成技术增加了变频器的信道选择性。当射频频率升高至毫米波频段时, 通过二次变频处理既可实现接收信道的灵活配置, 又可获得较好的镜频抑制比。
宽带Ka频段下变频器采用二次变频技术, 本振源均采用低本振, 变频过程无频谱倒置。变频器的二次变频是通过混频器实现频率转换的, 由于混频器是一个非线性器件, 混频过程中射频频率和中频频率通过与本振的加减运算实现频率变换, 在此过程中由于非线性作用除有效信号外, 还将产生许多交调产物, 如组合频率、本振谐波、镜频干扰和邻道干扰等。为防止这些频率成分形成干扰, 实现如期的接收功能, 最优的方法是保证组合频率产物不落入中频范围内, 根据混频理论可知, 当采用低本振的变频方案时, 混频产生的组合频率成分fmn为:
式中, fL为第一本振频率,
混频产物不落入中频带内的条件为:
1.2杂散分析
当第一中频滤波器带宽选择为500 MHz时, 按上述条件计算如果所有混频产物均不落入中频带内, 则第一中频将无法实现。考虑到实际工程应用, 在兼顾本振可实现性的前提下, 在此选择中频中心频率为8 350 MHz, 由式 (1) 和式 (2) 可计算出组合干扰结果如表1所示。
按照接收信道电平的动态变化范围, 在下变频器最大入口电平为-30 dBm的条件下, 根据第一混频器的混频特性, 当该混频器射频输入电平不大于-15 dBm时, 其5阶混频干扰产物最大输出电平为-82 dBm, 如果选择变频器第一混频前链路增益为15 dB, 变频总增益设计为30 dB时, 则第一混频之后仍有15 dB增益, 此时第一混频引入的最大带内输出干扰电平为-67 dBm。
变频器第二次混频采用点频本振源, 当中频中心频率为8 350 MHz时, 则二本振频率为7 150 MHz, 此时混频产物如图1所示。
由图1可见, 落入带内的干扰产物为9次和11次组合干扰, 设计一、二混频器之间增益为10 dB, 则二混频器入口电平最大为-5 dBm, 当第二混频器采用HMC412时, 根据混频器自身特性其高阶 (m+n>7) 产物电平值均低于-85 dBm, 由于该混频器变频损耗为8 dB, 依据前述电平分配设计结果可知二混频后链路增益应为13 dB, 则第二次混频引入的最大带内输出干扰电平为-72 dBm。
2下变频器实现
2.1变频链路实现方案
宽带Ka频段下变频器采用二次变频技术, 变频器方案组成如图2所示。
Ka频段 (19.2～21.2 GHz) 下行信号首先经过一个隔离器, 以改善下变频器输入端口的回波特性, 便于和外接设备实现阻抗匹配, 减小信号的反射损耗;之后信号经过滤波、放大、再滤波进入第一混频器, 二级滤波器均采用相同的微带平行耦合线带通滤波器, 对镜频干扰和带外杂散进行抑制, 经组合滤波后镜像抑制比大于85 dB;放大器采用低噪声MMIC裸芯片电路HMC517实现, 该器件在2 GHz工作频带内幅频特性优于1.0 dB, 增益为19 dB, 电路制作采用键合工艺, 安装盒体内部宽度 (A) 满足A<λH/2以防在盒内产生波导型传播, 导致幅频特性恶化甚至产生自激, λH为工作频率高端频率的波长。
输入频率经一次混频后变换为X频段信号, 该信号经滤波、放大和衰减匹配后进入第二混频器, 该段链路采用2只NBB-300放大器级联放大, 链路增益为10 dB, 滤波器采用微带带通滤波器, 用于滤除第一次混频后的带外组合干扰频率和一本振泄露, 一本振采用频率合成技术, 频率步进为10 MHz;第二次混频采用点频本振源实现信号频谱的二次搬移, 该段链路增益为5 dB, 放大器选用gali-4F, 在输出端采用π型电阻衰减器降低端口的反射损耗。
图2中Ka频段滤波器采用陶瓷微带滤波器, 单只插损为2.5 dB, 隔离器损耗为0.5 dB, 第一混频器变频损耗为9.0 dB, 则根据有关理论可计算出变频器的噪声系数为7.9 dB。
2.2本振源实现方案
变频器第一本振源采用双环频率合成技术, 主环输出频率为11.1～12.6 GHz, 附环输出频率为10 GHz, 其组成如图3所示。
图3中, 附环采用50 MHz鉴相频率, 锁相环电路为AD4106, 其噪声基底可达-219 dBc/Hz, VCO为陶瓷介质振荡器 (CRO) , 环路分频比N2=50, 经过ADI simPLL软件仿真, 当环路带宽取值为4.5 kHz时, 附环输出噪声在偏离载频10 kHz时为-108 dBc/Hz, 经过四倍频后在10 GHz输出频率上相噪为-96 dBc/Hz。
附环输出信号直接与主环VCO输出频率混频, 输出1.1～2.6 GHz的差频信号经程序分频器N1后进入鉴相器与10 MHz参考信号鉴相, 主环分频比N1=111～260。由锁相环理论可知, 当环路带宽取值250 kHz时, 环路内偏离载频10 kHz的噪声将主要由附环噪声和N1确定, 在环路其他条件不变的前提下, 由于N1变换范围高低端相差2.4倍, 这将使得主环最终输出噪声高低端相差达7.6 dB, 为抵消这一影响, 在环路参数设计时根据实际工作频率通过分段设置鉴相器电荷泵电流ID, 从而保证了高低端噪声的基本一致。
变频器第二本振源采用单环频率合成技术, 锁相环路采用与一本振附环完全相同的电路, CRO输出频率为3 575 MHz, 鉴相频率为25 MHz, CRO输出二次倍频输出7 150 MHz的二本振频率, 倍频器采用有源倍频器HMC575。
2.3测试结果
宽带Ka频段下变频器采用二次变频与频率合成技术, 通过合理的频率配置和电平分配, 达到了预期目标, 经整机测试, 基本指标如下:
输入频率:19.2～21.2GHz;
输出频率:950～1 450 MHz;
变频方式:二次变频, 无频谱倒置;
噪声系数:≤10 dB;
变频增益:30 dB±2 dB;
镜频抑制:≥85 dB;
输出杂散:≤-65 dBm;
相位噪声:100 Hz:≤-65 dBc/Hz;
1 kHz:≤-80 dBc/Hz;
10 kHz:≤-85 dBc/Hz;
100 kHz:≤-95 dBc/Hz;
输入驻波:≤1.35∶1;
输出驻波:≤1.5∶1。
3结束语
宽带Ka频段下变频器采用通用的标准结构设计, 外形尺寸为482.6 mm×480 mm×44 mm, 内部电路采用了模块化设计技术, 方便调试、故障判断及维修。整机设计共分为监控、电源、一本振、变频链路 (含二本振) 和参考晶振5个功能模块, 设备操作使用采用了液晶显示和按键互动的方式, 具有良好的人机界面, 可广泛适用于Ka频段卫星地面站建设。
参考文献
[1]吴世杰.二次变频通信系统中的频率配置设计[J].无旋电通信技术, 1999, 25 (6) :7-10.
[2]杨远望.X～Ku波段宽覆盖捷变频频率合成器研制[J].电子科技大学学报, 2007, 36 (4) :709-712.
变频器维修协议 篇5
甲方：
乙方：
甲方将两台芬兰瓦萨（型号：7。5CSG4L11）委托乙方进行维修，经乙方技术员初步检查，两台变频器都是模块和开关电源损坏，双方就维修事宜达成如下：
一、甲方将该变频器送交乙方维修；
二、乙方应甲方要求对该变频器所损坏的部件进行维修；
三、双方协定维修价格为人民币圆整（¥），此价格为开普通票价格；
四、乙方对该变频器维修部位进行壹年或300小时运行时间（以先到期限者为准）的质保，质保期内如变频器维修部位出现异常，乙方将免费进行维修，确保机器正常运转；
五、乙方将该变频器修复后送交甲方公司；
六、付款方式：
乙方将修复后的变频器交甲方时，甲方一次性付给乙方维修费用人民币圆整（¥）；
七、对维修更换的部件退回甲方；
八、双方未尽事宜，经双方友好协商解决。
本合同一式三份，甲方两份，乙方一份，均具有同等法律效率。
甲方（盖章）：乙方（盖章）：
委托人签字：委托人签字：
变频器的常见故障分析 篇6
【摘 要】变频器的可控性和节能性使其在现在企业中得到了广泛的应用，为了使变频器得到可到可靠地运行，有效缩短停机故障的时间，提高企业的生产率，了解变频器的常见故障及排除已经成为社会的研究热点。
【关 键 词】变频器 故障维修
【中图分类号】 TN773【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0247-01
1.引言
随着电力电子技术的不断发展完善，交流变频调速技术日益显现出优异的控制能，变频器由于其更宽的允许电压波动范围、更小的体积、更强的通讯能力，更优良的调速能力，在工矿企业中得到了广泛的应用。变频器由于原理、结构复杂，周围环境条件等因素，各种故障报警现象也很多，其故障的排除有一定程度的复杂性。为了大大缩短对变频器故障处理的时间，排除故障恢复生产，将损失降到最小，本文探讨下6se70变频器有代表性的故障诊断和处理技术。
2. 变频器的常见故障及处理
2.1变频器的过压和欠压故障
过压和欠压是变频器的常见故障，这既有主电源因素引起的故障报警，也有因检测电路损坏而引起报警的可能性。（1）过压现象出现停机时，主要原因是减速时间太短，电机转速大于同步转速，转子电动势和电流增大，使电机处于发电状态，回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联的二极管流回直流环节，使直流母线电压升高所致，调整时间参数后故障消除。（2）变频器停机欠压跳闸这种现象也很普通。如变频器保护停机后，故障显示为直流母线电压过低，但此时外界电压正常。经分析是因为变频器供电电源瞬间失电又恢复过程中工作人员未发现，但变频器保护及时动作，此时按P键复位即可。（3）西门子6SE70系列变频器的PMU面板液晶显示屏上显示字母“E”，出现这种情况时，变频器不能工作，按P键及重新停送电均无效，查操作手册又无相关的介绍，那检查外接DC24V电源看电压是否较低，解决后，变频器工作正常。
2.2变频器的过流故障
这是较常见的故障。（1） 重新启动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有：输出负载发生短路，其输出侧接触器电缆头部分锈蚀、松动，从而导致电机起动时发生弧光短路，引起保护动作；逆变模块损坏； 电源电压缺相，电源缺相或变频器输出缺相都导致电动机转矩减小而过流等现象引起。
（2） 重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有：加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿（V/F）设定较高。
（3）恒速时报过流： 可能有以下原因，负荷突然增加，电机故障，.变频器损坏， 另外电机电缆绝缘降低或损坏。还有以下几种可能： 1.变频器的设定电流设低了。2.电机或电缆绝缘有问题。 3.冷却风机是否工作。
（4） 上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有：模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。电流互感器损坏引起，现象为变频器主回路送电，当变频器未启动时，有电流显示且电流在变化，这样可判断互感器已损坏；检测电路的损坏也会导致变频器显示过流报警，如过热保护装置受温度，湿度环境因素的影响，也导致过流报警。
2.3 整流桥的损坏
（1）器件本身质量不好。（2） 输入缺相，使整流桥负担加重而损坏。（3）后级电路、逆变功率开关器件损坏，导致整流桥流过短路电流而损坏。（4）变频器与电网的电源变压器太近，中间的线路阻抗很小，变频器没有安装直流电抗器和输入侧交流电抗器，使整流桥处于电容滤波的高幅度尖脉冲电流的冲击状态下，致使整流桥过早损坏。（5）电网电压太高，电网遇雷击和过电压浪涌。电网内阻小，过电压保护的压敏电阻已经烧毁不起作用，导致全部过压加到整流桥上。用万用表电阻挡即可判断，对并联的整流桥要松开连接件，找到坏的那一个。
2.4 dp通讯远程控制故障排除
西门子6se70系列dp通讯远程控制的频率主给定连接参数为p443，当变频器在远程控制方式下无法启动或调节频率时，可通过下述方法查找和排除故障：
（1）查看r447参数判断频率给定通道（p443）是否加入频率给定值，如果没有检查相应的控制程序是否正常。
（2）通过r550、r551参数来查看变频器控制字1和控制字2相应位的高低电平状态，来判断控制程序中控制变频器运行的对应的每一位的状态。
其中r550参数用于在柜门面板上显示控制字1对应的每一位的高低电平状态，某一位为高电平状态时，该位上的发光二极管被点亮。r551参数用于查看控制字2相应位的状态。当对变频器发出运行命令后变频器没有正常启动时，可从柜门面板监视控制字每一位的高低电平状态，检查程序后从而迅速判断出故障原因。
2.5西门子6SE70变频器报o008故障排除
1、西门子6SE70变频器上电面板就显示o008代码，按面板上的P键也复不了位，故障依旧可看看参数r550的Bit0位查看ON/OFF1启动信号是否为高电平，若在停机状态下有此信号，则会产生启动禁止信号，从而显示o008。此时只要将ON/OFF1信号取消PMU显示也会变为o009。
2、若r550的Bit0位为低电平，则需要检查控制字r550的Bit1、Bit2，其应都为高电平，此时对应参数P555～P560均应该为1（要么参数值为1要么其连接器内实际值为1）才可以。
3、当BICO参数组切换的源P590=0时BICO参数组1生效 ，所有P***. B参数的下标1有效；当P590=1时BICO参数组2生效，所有P***.B参数的下标2有效。为了防止BICO参数组的切换后，新生效的参数下标中的值不满足上述条件而导致的o008状态，暂时令P590=0，仅使BICO参数组1生效，然后按照上述方法排查完毕后可改回原值。
3.结束语
随着现代工业及科学技术的迅速发展，生产设备日趋大型化、高速化、自动化、设备的故障诊断技术越来越受到人们的重视，随着电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，作为交流电动机的主要调速方式的变频技术取得了惊人的进步，变频器的诊断技术也成为国际热点研究的方向之一，对技术人员尤为重要。只能从实践中不断的总结、探索出一套快速有效处理变频器故障的办法。
参考文献
[1] 中国变频器网
下变频器 篇7
抽取过程的抗混叠滤波器的多级实现框图如图所示:
在本设计中, 两级抽取的抽取因子分别为D1=10, D2=4, 。首先采用CIC滤波器来完成10倍抽取, 得到的采样率为。再采用两个级联的半带滤波器来完成4倍抽取, 得到的采样率为。最后再经过FIR滤波器严格控制通频带。下面着重介绍各个滤波器的设计。
1 CIC滤波器设计
CIC滤波器有三个重要指标, 即旁瓣抑制度, 混叠频带衰减以及通带内平坦度。
单级CIC滤波器的第一旁瓣衰减仅为13.46d B, 一般是很难满足实用要求的。由可知, 5级级联的CIC滤波器第一旁瓣衰减可达67.3d B, 对于接收机系统, 是足够的, 许多芯片厂商提供的数字下变频器件也都是采用了5级的CIC滤波器, 例如HSP50214等。因此, 在本系统中, 采用5级级联结构。
由于频道带宽为250KHz, 对于零中频系统, CIC滤波器带宽为它的一半, 即125KHz, 输入时钟速率为20MHz, 且抽取因子为10, 对于产生混叠的频带, 滤波器的最小衰减为120.41d B。通带内的最大波动为0.279d B。
在Matlab中采用以上参数对CIC滤波器进行建模验证, 得到如图2的频率特性。
从0到0.0125为通带, , 从0.1875到0.2125为混叠频带, 表示第一旁瓣频率。可见这三个频点处的衰减均与计算结果一致。
2 半带滤波器设计
在本系统中, CIC滤波器输出的时钟频率为2MHz, 我们采用两级级联的半带滤波器对其进行4倍抽取。用凯撒窗设计滤波器, 由于半带滤波器的滤波器系数必须是奇数个, 取大于N的最小偶数作为滤波器阶数, 即取12, 取16。用Matlab对滤波器进行建模后得到如下的幅频特性:
由图可见, 滤波器的频率特性是符合实际要求的。
3 FIR滤波器设计
在抽取环节之后加入FIR滤波器的主要作用是严格控制带宽, 减少噪声干扰。因此要求过渡带尽可能地窄, 同时也要兼顾滤波器的级数不能太高, 以免过多地占用FPGA资源。
FIR低通滤波器的带宽应与信号带宽一致, 即125KHz, 时钟速率为500KHz。我们利用海明窗进行设计, 取-6d B点为125KHz, 阶数为50阶, 在Matlab中建模得到如下幅频特性。
有图可见, 该滤波器的过渡带仅为18KHz, 且通带内起伏很小, 旁瓣的衰减也都达到了50d B以上, 可较好地滤除带外干扰信号及噪声。
下变频器 篇8
本文基于Altera公司的Stratix II EP2S60F672C4设计的VB-DDC,结合传统数字下变频结构与多相滤波结构的优点,实现了对输入中频信号的高效高速处理,同时可以在较大范围内对信号处理带宽进行灵活配置。当A/D输出中频信号采样率为100 MS/s时,本文设计的这种VB-DDC信号处理带宽可在40 MHz~8 k Hz的范围内灵活配置,输出基带信号数据率可在50 MS/s~112 k S/s的范围内变化。
1 系统结构
本文设计的VB-DDC用于如图1所示的宽带数字接收机中频处理系统中,该系统硬件主要由1片FPGA(Altera公司Stratix II系列的EP2S60F672C4)、AD公司的宽带A/D转换器AD6645(14 Bit,最高采样率达105 MS/s)[2],以及TI公司的达芬奇系列数字信号处理器TMS320DM-6437组成。
系统数据流程如图1所示,A/D采样的中频模拟信号输出至FPGA,FPGA中的VB-DDC将中频信号下变频至基带,再通过Mc BSP接口将基带信号传给DSP进行解调、功率谱估计等数字信号处理,最后DSP再将结果通过以太网送至上位机PC进行显示。同时,VB-DDC可通过Mc BSP接口接收上位机PC传来的配置参数,实现DD动态配置。
本文主要讨论该系统中的FPGA部分,其内部各模块框图如图2所示。
2 窄带滤波器组模块
窄带滤波器组模块基于传统数字下变频结构,其内部框图如图3所示。为了实现滤波器组处理带宽可变,HB及FIR滤波器的滤波器系数均可变,并且CIC滤波器的抽取因子可以在2~32范围内灵活选择,FIR滤波器输出后也可选择直接输出至下级或者2倍抽取后输出至下级。这样窄带滤波器组总的抽取因子可在4~128范围内变化,即可根据信号处理带宽使输出数据率在25 MS/s~0.781 25 MS/s之间灵活改变,实现窄带VB-DDC的功能。
3 多相滤波结构的宽带滤波器
在本设计中,当信号带宽大于1 MHz时,由宽带滤波器处理。AD采样率100 MS/s时,设计宽带滤波器:通带0.5 MHz,阻带起始频率1.8 MHz,通带波纹0.1 d B,阻带抑制比为84 d B,调用MATLAB中函数firpm设计滤波器,计算所需的滤波器阶数为266。
为了实现266阶的FIR滤波器,采用基于多相滤波的乘法器时分复用结构。多相因子取38,抽取因子取7。
数据排序分组原理如图4所示,其中FIFO1~FIFO38的38个独立的存储器用38个深度为7、位宽为18的FIFO实现。FIFO的个数由多相因子决定,为了实现处理带宽可变,输出信号数据率可变,抽取因子可在1~7之间选择,FIFO的深度由抽取因子决定,可在1~7之间配置。由L1~L38输出的数据应乘以对应的滤波器系数,然后将这38个乘积累加,则可得到多相滤波的输出,如图5所示。
MATLAB产生266阶原型低通滤波器系数,通过参数配置模块在DDC开始工作前存入RAM中,在参数配置模块中有专门的RAM写操作控制逻辑。由于抽取因子可在1~7之间灵活配置,则滤波器总的阶数可在138~738,即38~266之间变化,所以RAM中预存的滤波器系数应根据滤波器实际阶数灵活配置,多余的RAM存储空间置零。
4 时钟重配置模块
由于FPGA中的多个模块分别工作在不同的时钟频率,当DDC处理带宽变化时,系统输出数据率便发生变化,因而各模块的输入时钟频率也要发生变化。为了实现各模块输入时钟的动态配置,本设计使用了Altera的IP核PLL的重配置功能(PLL Reconfiguration),并且使用了Altera提供的专门用于PLL重配置的IP核(ALTPLL_RECONFIG)[3],这样大大降低了整个系统时钟设计的难度,提高了DDC的灵活性。
5 系统总体调试
将以上各个模块按照图2所示的关系组合在一起,构成FPGA顶层文件。本设计充分利用了EP2S60F672C4上丰富的乘法器资源,使设计的VB-DDC性能达到了最佳。
在Signal Tap II中对整个VB-DDC系统进行调试的波形如图6所示。调试时,先在Altera提供的IP核ROM中存入MATLAB仿真产生的14 bit LFM信号数据,信号带宽80 k Hz,中频为32.4 MHz,以此模拟AD6645采样得到的数字中频信号。
将VB-DDC配置成8 k Hz带宽的基于多相滤波的266阶滤波器并级联在64阶FIR滤波器之后,将多相滤波器硬件调试输出I_out_F、Q_out_F导入MATLAB进行频域分析如图7所示,其与图8的MATLAB理论仿真结果对比,可得设计满足要求。
将采样率100 MHz、带宽40 MHz的八音信号输入VB-DDC系统。VB-DDC配置成宽带多相滤波器滤波,将硬件调试输出I_out_F、Q_out_F导入MATLAB进行频域分析如图9所示,其与图10的MATLAB理论仿真结果对比,可得设计满足要求。
本文基于FPGA芯片Stratix II EP2S60F672C4设计了一个适用于宽带数字接收机的VB-DDC。该VB-DDC可根据处理信号带宽要求,灵活选择下变频器结构为传统结构的窄带DDC或者基于多相滤波结构的宽带DDC,也可以联合使用两种结构。表1列出了本设计VB-DDC与Intersil公司、ADI公司的两种单通道DDC芯片产品的主要技术参数,其中HSP50214B为目前各种单通道DDC产品中功能最强的型号。本设计的VB-DDC在最大数据输入率和最大处理带宽这两项最重要的性能指标上占有很大优势。本设计的VB-DDC已经应用于宽带数字接收机系统。
参考文献
[1]Intersil.HSP50214B Data Sheet.2000,5.
[2]ANALOG DEVICES.AD6645 Data Sheet.2006.
[3]San Jose.Phase-locked loops reconfiguration(ALTPLL_RECONFIG)megafunction user guide.Altera Corporation,2008,7.
下变频器 篇9
1 IGBT驱动故障下电控系统组成
1.1 高压变频器运行变频原理
为了更好的实现水泵变频工作的保护, 需要采用实时频率测量、实时频率跟踪、对其进行实际电流感应器补偿方式实现装置的宽频率运行, 对于高压变频使用的方案采用的傅氏滤波的测频算法, 对于这种计算方法具有较强的滤波能力, 同时对于计算数据还可以有效的运用在数字的测量, 具有较好的使用性能。对其装置采用的电压就是对其电流相互结合的测量模式, 当装置回路不能节电压的时候, 也就需要对电流测频。但是在这里我们需要注意在做工过程中要保证散热效果, 不然也就会导致温度升高损坏IGBT驱动, 影响其工作效率。
1.2 安全回路中断轴保护的原理
对于水泵系统的安全回路也就是更好的保证工作效率的部分, 其中很多断轴保护安装设置在水泵系统中具有很大的作用, 通过运用深度指示器提高系统准确性, 例如, 我们在对其中十个永久性磁铁相邻的传感器进行良好的传感的时候, 我们还要对PLC卓越池感应信号的传递输出进行准确地监控与识别, 其中主要就是要对使用的设备进行全面监督。同时在几秒钟时间中, 我们没有感受到相应的感应型号, 这也就表示PLC设备在这时候就会认为水泵系统的主轴没有进行工作, 也就需要立刻启动安全制动。
2 IGBT模块损坏的原因分析
2.1 水泵系统电控系统故障造成IGBT模块损坏
对于IGBT驱动主要就根据工作环境进行分析, 水泵系统对于电控管理中具有良好的保护作用, 尤其是对于管理深度指示器上面相关磁铁碰撞落后的情况, 在这种状态下任然还会继续进行工作, 还有很多的时候都会存在加速的现象, PLC没检验检测到主轴的信号时, 这时候也就会严重的导致安全回路的动作发生, 从而在对控制回路立刻启动安全保护, 这个时候也就会导致液压迅速停止工作, 在设备中无论是盘型还是滚筒等都不能正常运行, 但是对于变频器任然在工作, 在这种情况下继续工作, 我们很容易忽视这种情况散热, 也就会导致IGBT模块出现损坏。
2.2 过载造成IGBT模块损坏
我们使用高压变频器的时候, 很多时候都会出现IGBT驱动故障, 在平时工作过程中, 由于出现超载的现象, 就会导致IGBT模块超过负荷工作, 也就没有在设计的工作范围内, 在超负荷工作过程中也就会迅速提升温度, 没有得到及时的散热, 也就会加速IGBT驱动的损坏。
2.3 工作环境温度过高造成IGBT模块损坏
对IGBT驱动界面没有得到有效的维护, 导致里面积尘的增加, 影响其散热的效率, 虽然很多的电控室采取了很多降温措施, 但是其效果并不理想, 很多还是容易导致IGBT驱动发生故障。
3 IGBT驱动故障下高压变频器旁路运行技术
3.1 某发电厂风机变频改造
对于某发电厂5号机组凤烟系统设备2台引风机进行分析中, 在对其正常工作的时候, 两台引风机都具有良好的控制系统, 对于引风机出风量的调节通过对引风机静叶的开展来实现, 我们还要有效的保证变频器的正常工作, 比如, 对其安全回路的良好的运行情况进行检查, 是否引风机自身能够迅速的停止工作, 同时还要有效的保证IGBT模板温度升高的情况, 可以有效的避免工作故障, 也需要工作人员进行积极的调整。
3.2 某电厂给水泵变频差动保护配置方案
为了保证发电厂给水泵频率能够正常的运行, 对其给水泵要采用有效的保护措施, 对其引风机采用6kv断路器对给水泵安全进行有效的保护, 变频器至电动机的电缆保护由变频器自带保护承担, 开关柜至变频器电缆、变频器的输入变压器保护由开关柜保护装置承担。同时还要加强改善电控室的降温方法, 这样可以积极的改善温度对设备的损坏, 对于设备上的积尘也能得到有效的处理, 可以给变频器制造一个完美的环境, 这样也就可以对温度的提高增加一种缓解, 同时也能更好的提高防范措施。
3.3 提高电控系统的维护防止IGBT模块损坏
对于提升机在电控系统中运行, 要加强电控系统的降温方法, 更好的保证系统的正常运行, 同时积极的查找事故的原因, 及时处理风机、水泵系统的变频器故障问题, 对IGBT驱动故障下高压变频器运行技术进行全面的分析, 更好的对设备故障进行处理, 对故障能够积极准确的定位, 加强平时电控系统日常维护工作, 在对IGBT驱动检测的过程中, 对其损坏判断的标准主要就是找到功率单元内部电流情况, 更好的提高故障处理技术。
4 结束语
随着高压变频器应用范围的扩大, 变频器在使用时候出现的问题大致上是一致的, 我们要更好的掌握变频器可能出现的问题和处理方法, 在水泵系统发生问题的时候, 我们要通过积极的故障原因分析, 更好的处理日常出现的故障, 思想最大效益化的工作。
参考文献
[1]李克奇.矿井水泵系统变频器IGBT模块故障防范的探讨[J].能源技术与管理, 2011 (06) .
[2]高立平.低压变频器IGBT模块烧毁原因分析及控制回路改进[J].自动化应用, 2010 (06) .
下变频器 篇10
当前, 我国国内有很多家低压变频器生产厂家, 很大一部分是AC380V低压产品, 而专门生产高压变频器的厂家有30家左右。因为, 在技术生产方面, 没有进行技术专利保护, 因此, 很多厂家一般都会选择美国罗宾康技术, 具体而言就是串联多重化结构技术。随着社会不断发展, 随着技术研究水平不断提高, 我国生产的高压变频器相对于进口变频器技术可以达到并肩水平。但是在实际应用过程中, 还是存在工艺技术限制, 相对于进口产品差距还非常大, 这样的差距主要表现为几个方面。
第一, 国外各大品牌产品正逐渐打开我国国内市场, 使得市场本地化不断加强。第二, 一些具备研发能力以及产业化的厂家规模逐渐增强。第三, 当年我国的国产高压变频器功率逐渐做大, 当前我国所做的标准更高。第四, 当前我国高压变频器技术标准还没有达到标准需求, 技术水平还不够规范, 相对有高压变频器配套而言, 产业发展水平比较低。第五, 相对有我国国内高压变频器生产工艺而言, 能够满足变频器技术发展需求, 而且在市场中购买的价格比较低。在使用变频器阶段, 功率半导体关键器件我国还不能自行生产, 还需要进口。具体而言是完全进口, 这个进口方式在最近一段时间内还会持续下去。对于经济发展的国家来说, 技术水平在扩大, 我们在努力缩小, 很多具备自主产权的产品在我国国民经济中占据重要组成部分。
一些自主知识产权的产品正层出不穷, 这些产品在经济发展中具有推动作用, 能够满足生产需求。在一些已经研究出的变频器, 这些变频器具备的功能越来越强, 具备故障再恢复以及瞬时掉电在恢复功能。很多的厂家随着技术水平不断提升, 已经开发出第四象限运行的高压变频器。当下, 国外多家知名品牌生产变频器的生产商, 逐渐形成系列化产品, 其控制系统也开始逐渐实现矢量控制功能。这是当前工艺水平发展一大亮点。在一些发达国家, 只要有电机场合, 就会有广阔的市场。在其发展阶段, 发展情况为:第一, 技术开发起步比较早, 具备相当大的产业规模化, 这个规模化还在逐渐发展中。第二, 能够提供一些特大的功率变频器, 当前这些变频器瓦数非常高。变频调速产品在技术标准中, 标准发展已经成熟, 已经达到一定的技术水平需求。第三, 变频器相关的配套产业, 已经具备行业的初步发展规模。在一些能够自行生产的功率器件中, 生产量也逐渐增加。当前, 大量的变压器开始被广泛应用, 一些快速的产品开始层出不穷。新技术、新工艺的产品被大量生产而出, 并且被快速使用。
2 高压变频的未来的展望
交流变频调速技术中, 一般使用的是强弱电混合, 机电一体综合技术。在进行电能处理时, 需要获取最大的电能将其再进行转化, 这样的转化才开始逐渐实现整流、逆变。在进行信息处理时, 需要收集大量的信息, 传输信息以及变换信息。因此, 在使用过程中, 会区分为控制以及成功率两个部分。前者需要解决的是高压大电流相关技术, 后者需要解决的是硬件控制问题。这些问题在实际使用中, 需要得以明确解决, 进而进行高效控制, 这样才更好的解决相关技术问题。在未来高压变频调速技术发展中, 需要在这方面得以改进。第一, 我国高压变频器发展有着清晰的发展方向, 在努力朝小型化、大功率以及倾向化方向迈进。第二, 当前的高频变频器发展转向高压方向以及多种叠方向迈进。第三, 大量新型的半导体器件被充分使用, 被大量运用到高压变频器中。第四, 在高压变频器发展中, 开始使用大量的GBT、IGCT、SGCT技术。
一些已经不能符合需求的变频器逐渐退出市场。在无速传感器矢量控制中, 传输技术还有磁通控制技术, 在当前社会中得以顺利发展, 发展水平越来越成熟。技术被投入使用, 使得生产实现自动化和数字化。得到发展。相关的配套行业正向专业化、规模化方向迈进, 使得产业呈现快速发展态势。
3 结束语
进入21世纪, 高压变频器技术水平逐渐提高, 被使用的范围也逐渐扩大, 具备广阔的发展空间。随着社会不断发展, 电力电子技术发展水平得到提高, 加之计算机技术不断发展, 这些技术推动了电气传动技术快速发展, 使得技术革命得到更新。当前已经出现了技术革新, 交流调速取代直流调速, 而且计算机数字技术逐渐替代模拟控制技术, 使得技术发展呈现广阔空间。众所周知, 交流电机变频调速是当今社会最节约的电能。因此, 在今后使用中应该不断改变工艺流程, 应该不断提升工艺技术。保障其将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
参考文献
[1]杨振宇, 赵剑锋.应用相差错时采样空间矢量调制的级联型高压变频器共模电压抑制[J].中国电机工程学报, 2008 (15) .
[2]汪伟, 蔡慧, 陈卫民.单元串联式高压变频器功率单元故障处理技术的研究[J].电气传动, 2010 (12) .
[3]孙醒涛, 孙力.混合不对称多电平高压变频器输出共模电压及抑制方法[J].高电压技术, 2009 (05) .
变频器日常维护和定期检修 篇11
【关键词】变频器；日常维护；定期检够；IGBT
变频器的推广和应用给工业发展带来了一场巨大的革命。让工作效率得以快速提高，过去复杂的、烦琐的、冗余的控制变得极为简单，甚至前辈们认为不可能实现的控制已变成可能，它的应用范畴之广令人惊叹，在医药卫生、机械、电力、电子、纺织、农业、饮料、能源等诸多行业都可见到它的身影。
1.变频器的日常维护和检修是必要的
变频器也如其它电子设备一样需要日常维护和定期检修，而且这是必不可少的。变频器运行是否良好可靠、使用寿命的长、短与其日常是否维护和定期检修有着密切的关系。尤其是国内某些不太成熟的产品，尚处在模仿阶段，其生产的变频器在保护能力、元器件选择方面与知名品牌还有一定的差距，这使得日常维护和定期检修更显得重要。
变频器是以半导体为中心构成的静止装置，由于温度、湿度、灰尘等使用环境的影响，以及其零部件常年累月的使用老化，为了确保变频器的正常运行，必须对变频器进行日常维护和定期检修。
2.两个使用和维护变频器的错误做法
根据对有关用户在使用和维修变频器方面的考察发现，一些用户的主管领导及具体负责人在使用和维护变频器存在着以下两种错误的做法。
2.1保质期内与我无关
一些用户认为保质期内变频器的日常维护与定期检修跟其无关，他们认为在保质期内所有的质量问题都应由供货商或生产者无偿承担。我国许多行业产品都实行质量“三包”，这的确是事实，但这不是无条件的。应该是“在保质期内的质量问题由供货商或生产者有条件地无偿承担”。实际上，现在一些生产厂家已有能力检测质量问题是使用者的责任或是生产者的责任，然后决定由谁去承担责任，并且这样去做的企业和公司已越来越多，之所以还存在着“在保质期内所有的质量问题都应由供货商或生产者无偿承担”此类现象，主要是因为现在是“买方市场”。
2.2不按规程去操作和使用
几乎所有产品都有相应的操作和使用规程，结构、原理较为复杂的变频器更不例外。有的间接用户设计安装变频器时都按经验去做，不严格按说明书去做。另外我国各地具体物理环境相差很大，南方与北方、东部与西部设计安装标准是不一样的，但用户很少去分别对待。有的直接用户为了自己的方便，不按设备安装要求随意安排带有变频器设备的安装位置。还有的操作者频繁地启、停变频器，所有不按规程去操作和使用变频器的做法，都会导致变频器不能正常运行或损坏；以上现象经常见于不规范的厂家和规模小的厂家。
3.变频器的日常维护和检修具体实施详情表
用户应该根据变频器自身的结构特点和其周围实际物理环境，变频器说明书，并结合用户自身实际情况及技术水平，参考变频器的fl常维护和检修具体实施详情表，灵活安排变频器日常维护和定期检修。
4.变频器检修实例
4.1实例1
七台河某用户来电反映其变频器（型号：DELTA VF4307543A）运行一段时间后变频器就停止工作，关机后重新开机，变频器正常工作一段时间后又出现同样故障。怀疑是散热风扇损坏，询问风扇是否转动及变频器报警号。对方答复风扇一直不转动，查询报警说明得知：“交流电机驱动器侦测内部温度较高，超过保护位准”。到现场后，见工作环境相当恶劣，机床使用不到一年，电气柜外围到处是油污，柜门敞开，柜内元器件上满是油污。拆开变频器外壳见风扇上结满了油污，有的已结荚，风扇用手拨不动，而且发现风扇12V电源的限流电阻严重烧坏，更换风扇、限流电阻，并清理印刷电路板油污，通电后变频器运转正常。故障产生原因：工作环境不好且未定期清理油污、灰尘，造成风扇堵塞不能转动所致。其实如能对变频器进行日常维护和定期检修此类故障完成能够避免。
4.2实例2
一个规模较小的某私企老板来电反映：他的三台机床的变频器均不能正常工作，上电后面板无任何显示。询问故障过程，只是说昨天还用过机床，今天一开机听见“曝”的一声，变频器就开不起来了。凭经验可断定这是意外故障，肯定是由外界原因所造成。详细询问对方是否对变频控制进行过改动、是否有人为破坏的可能性等等，对方一再声称绝对没有。于是询问当地近期天气状况，老板说：当地前一天晚上刮风下雨，窗户没关。看来真正原因是变频器可能严重受潮，对地绝缘电阻、相间绝缘电阻阻值已经很小，从而造成短路所致。最后决定对已坏变频器全部更换。拆开变频器发现IGBT已全部烧坏，有的针脚已熔断，印刷电路板已有细少裂缝。通过更换变频器，机床得以正常运行。其实对电子设备稍有常识的人都知道遇到这种情况，应该对设备进行除湖处理后才能开机工作。
5.结语
建议非专业变频器维修人员对变频器仅作日常维护、定期检修及一般性维修；不要随意更改元器件、改动电路，更不要做片级维修。
希望本文能对变频器维修人员有所帮助，同时也能引起设备主管的重视，对同行们有所裨益。 [科]
【参考文献】
下变频器 篇12
大家知道, PID控制属于闭环控制方式, 即通过目标 (给定) 信号与反馈信号相比较后, 产生偏差, 用这个偏差纠正调节控制系统控制对象的响应。变频器PID内部电路将反馈信号与目标信号不断地进行比较, 并根据比较结果来实时地调整输出频率和电动机的转速。
实现PID控制功能可通过变频器的功能参数设置使PID功能有效或无效。PID功能有效时, 由PID电路决定运行频率;PID功能无效时, 由频率设定信号决定运行频率。PID开关、动作选择开关和反馈信号切换开关均由功能参数的设置决定其工作状态。要实现闭环的PID控制功能, 首先应将PID功能预置为有效, 然后通过变频器的功能参数码预置, 例如富士5000G11S/P11S系列变频器, 将参数H20设为0时, 则无PID功能;设为1时为PID正动作控制;设为2时为PID反动作控制。
2 变频器PID控制系统动态性能的实验研究
1) 主要实验设备:
FRN2.2G11S-4CX变频器一台;三相异步电动机Y100L-4功率2.2kW带转速反馈;直流发电机Z2-322.2kW 220V 1500r/min;
2) 实验接线图如图1示。
(1) 电动机的速度反馈“+”端和“-”端分别接变频器的“12”和“11”端子;
(2) 将“X1”与“CM”短接, 即使PID控制无效;
(3) 通过面板设定频率 (如:20Hz) , 按FWD键起动变频器, 用表测量速度反馈“+”端和“-”端极性是否正确, 不正确则首先停止变频器, 再改变电动机相序;
(4) 将“X1”与“CM”断开, 即PID控制有效。
3) 富士变频器PID参数设置
按PRG键进入菜单画面, 选“1数据设定”, 并按表1参数设置。
3 PID控制参数调试
PID控制调试过程是通过观察系统的响应曲线, 然后根据P、I、D参数对系统的影响, 调试PID参数, 直至出现满意的响应。即超调量小、起动时间短、振荡次数少。从而确定PID控制参数。整定步骤:为“先比例, 再积分, 最后微分”。
3.1 整定比例部分
比例增益P越大, 调节灵敏度越高, 但由于系统和控制电路都有惯性, 调节结果达到最佳值时不能立即停止, 导致“超调”, 然后反过来调整, 再次超调, 形成振荡。将比例控制作用由小变到大, 观察各次响应, 直至得到反应快、超调小的响应曲线。
3.2 整定积分环节
若在比例控制下稳态误差不能满足要求, 需加入积分控制。引入积分环节I, 其效果是使经过比例增益P放大后的差值信号在积分时间内逐渐增大 (或减小) , 从而减缓其变化速度, 防止振荡。但积分时间I太长, 又会当反馈信号急剧变化时, 被控物理量难以迅速恢复。因此, I的取值与拖动系统的时间常数有关:拖动系统的时间常数较小时, 积分时间应短些;拖动系统的时间常数较大时, 积分时间应长些。
先将步骤 (1) 中选择的比例系数减小为原来的50%~80%, 再将积分时间置一个较大值, 观测响应曲线。然后减小积分时间, 加大积分作用, 并相应调整比例系数, 反复调试至得到较满意的响应, 确定比例和积分的参数。
3.3 整定微分环节
经过步骤 (2) , PI控制只能消除稳态误差, 若动态过程不能令人满意, 则应加入微分控制, 构成PID控制。先置微分时间等于0, 然后逐渐加大, 同时相应地改变比例系数和积分时间, 3个参数反复调试至获得满意的控制效果和PID控制参数。
4 不同负载量的动态性能的分析
1) 用面板设定PID命令值为20。
按FWD键起动变频器, 观察变频器的起动过程。主要包括:超调量、起动时间、振荡次数;面板PID反馈量, 稳态转速等。按STOP键停止变频器。
用示波器测量阶跃输入下转速的时间响应, 观察并记录响应曲线。
2) 用面板设定PID命令值为40, 重复上一步。
在图2中可看到负载量对动态性能的影响;实验数据见表2。
从图表中看出随负载的增加其超调量越来越小, 振荡次数越来越小。因此, PID参数整定时应充分考虑到负载的影响, 根据负载大小调整参数, 使负载的影响降到最低。
PID最佳整定参数确定后, 并不能说明它永远都是最佳的, 当外界扰动发生根本性的改变时, 就必须重新根据需要再进行最佳参数的整定, 这样才能充分体现PID控制优点。
5结论
变频器PID控制系统的参数必须根据实际工程具体要求来考虑。在工业过程控制中, 首先要保证闭环系统稳定, 然后对给定 (目标) 量的变化能迅速跟踪, 超调量小。在不同干扰下或负载量变化时输出应能保持在给定值附近, 控制量变化应尽可能的小。在系统和环境参数发生变化时控制应保持稳定。一般来说, 要同时满足这些要求是很难做到的, 必须根据系统的具体情况, 满足主要的性能指标, 同时兼顾其它方面的要求。
摘要：企业在生产中, 往往需要有稳定的转速、压力、温度、流量、或液位等以此作为保证产品质量、提高生产效率、满足工艺要求的前提, 这就要用到变频器的PID控制功能。PID控制方式结合了比例、积分、微分三种控制方式的优点和特性, 在更大的程度上改善系统各方面的性能。本文主要以富士变频器为例说明不同负载运行下对系统动态性能的影响, 并分析P、I、D参数对系统影响。
关键词：闭环控制,PID控制,动态性能,负载量
参考文献
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[2]王树.变频调速系统与应用[M].机械工业出版社, 2005, 3.
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