1SA866和PS21255功能介紹

1.1SA866功能簡(jiǎn)介

1.1.1功能特點(diǎn)

SA866是專用于交流異步電機(jī)SPWM控制的集成電路。它除了根據(jù)設(shè)定參數(shù)產(chǎn)生合乎要求的SPWM脈沖外，還集成了多種保護(hù)功能，并可在緊急情況下，如短路和過載時(shí)快速關(guān)斷SPWM脈沖，保護(hù)逆變器和電機(jī)。它的最大特點(diǎn)是可以獨(dú)立運(yùn)行，無須微處理器控制。它的輸出頻率以及加速減速頻率都可由外接電位器在線連續(xù)調(diào)節(jié)。所有須定義的參數(shù)如載波頻率、死區(qū)時(shí)間、最小脈寬、調(diào)制波形、V/f曲線等均存儲(chǔ)在外接的廉價(jià)EEPROM中，上電時(shí)自動(dòng)讀入SA866中。SA866有6種工作模式，與微處理器配合使用，基本做到了低價(jià)格多功能。

1.1.2管腳說明

該芯片采用PLCC封裝,共有32個(gè)管腳,各管腳排列如圖1所示。

1變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展

變頻技術(shù)主要是在市場(chǎng)對(duì)交流電機(jī)無級(jí)調(diào)速的應(yīng)用需求上逐步發(fā)展起來的，該技術(shù)到20世紀(jì)70年代獲得了較為突破性的發(fā)展，到了之后的80年代由于與之相關(guān)的各種算法逐步優(yōu)化，先后有較多發(fā)達(dá)國(guó)家開始將利用該技術(shù)制成的商品投放于市場(chǎng)上，獲得了顧客的肯定，使變頻技術(shù)開始逐漸受到重視，正式登上了歷史的舞臺(tái)。伴隨現(xiàn)階段的控制理論及電子電力技術(shù)科技不斷發(fā)展，變頻技術(shù)取得了較大的優(yōu)化發(fā)展空間，現(xiàn)在變頻技術(shù)的相關(guān)功率器件方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能功率模塊的發(fā)展，在變頻技術(shù)的相關(guān)控制理論方面，變頻技術(shù)的主要控制方式有了較大改進(jìn)，同時(shí)變頻技術(shù)的矢量控制、轉(zhuǎn)矩控制及相關(guān)控制方式都得到了實(shí)際應(yīng)用，伴隨社會(huì)需求不斷發(fā)展，先進(jìn)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法已經(jīng)成為變頻技術(shù)新的發(fā)展研究方向，借助這種控制方法可以實(shí)現(xiàn)高效率的調(diào)速系統(tǒng)集成，隨著科技發(fā)展，變頻技術(shù)的科技化發(fā)展程度也越來越高，它不僅可以實(shí)現(xiàn)基本的調(diào)速功能，同時(shí)還可以兼具通信、參數(shù)識(shí)別、編程等功能[1]。

2變頻技術(shù)的工作原理及相關(guān)的作用

實(shí)際中的變頻器其實(shí)就是一種利用電力半導(dǎo)體器件進(jìn)行通斷作用之后，進(jìn)而將工頻的電源轉(zhuǎn)化為另一種頻率的電能控制裝置，變頻器的主要組成部分比較復(fù)雜，涉及到的相關(guān)部件比較多，有整流、濾波、再次整流、制動(dòng)及驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)及微處理單元部件；變頻器可以根據(jù)不同的形式用途進(jìn)行分類，按照用途分主要有通用的變頻器、高頻變頻器、三相變頻器及單相變頻器；按照工作中的所需電壓不同可以分為高壓或低壓變頻器；還有其他分類方式，在這就不做一一的贅述。在實(shí)際電機(jī)工作當(dāng)中，電機(jī)不能因?yàn)檩^滿的負(fù)荷或改變工況的情況下繼續(xù)運(yùn)行，除了滿足基本的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)以外，電機(jī)其余的力矩會(huì)增加對(duì)有功功率的消耗，這種情況下會(huì)造成對(duì)電能的浪費(fèi)，變頻器在這個(gè)時(shí)候就可以凸顯出優(yōu)勢(shì)作用，變頻器會(huì)結(jié)合機(jī)電的實(shí)際負(fù)載情況，通過改變電機(jī)的運(yùn)行速度，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出功率，以達(dá)到與實(shí)際負(fù)載情況相匹配的目的。通過這種方式可以有效節(jié)約能源，變頻器的工作方式一般都采用交—直—交的工作方式，其電路組成一般是中間階段的直流環(huán)節(jié)、整流環(huán)節(jié)、逆變環(huán)節(jié)及具體的控制階段四個(gè)主要部分組成。

3變頻節(jié)能技術(shù)在礦山設(shè)備中的應(yīng)用

a)變頻節(jié)能技術(shù)在相關(guān)采煤設(shè)備中的應(yīng)用。以往的采煤機(jī)主要借助液壓牽引，逐漸發(fā)展為采用交流電牽引，伴隨著科技的日新月異發(fā)展，大規(guī)模的集成電路和相關(guān)的電子電力技術(shù)及實(shí)際應(yīng)用中的變流控制技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)都促進(jìn)了變頻技術(shù)在采煤機(jī)中設(shè)備應(yīng)用的發(fā)展，現(xiàn)階段采用的是IGBT逆變的變頻器，完全可以將鼠籠型的電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩極為有效地提升到其額定轉(zhuǎn)矩的2倍之上，這種采用全部數(shù)字方式的通用變頻器在實(shí)際應(yīng)用過程中具有極強(qiáng)的控制能力，即使不借助使用測(cè)速反饋，也可以確保鼠籠型的電機(jī)在實(shí)際使用過程中有快速的正反轉(zhuǎn)能力及強(qiáng)硬的機(jī)械性能。因此，中國(guó)現(xiàn)階段煤礦井下的采煤變頻器件與以往傳統(tǒng)的相比獲得了較大的發(fā)展空間，現(xiàn)在的整個(gè)變頻系統(tǒng)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，由原來的一拖二發(fā)展為現(xiàn)在的一拖一的方式，現(xiàn)階段采煤機(jī)采用的變頻器帶有回饋制動(dòng)功能，即回饋電網(wǎng)的制動(dòng)功能。簡(jiǎn)單介紹就是將直流母線電網(wǎng)上的二次再生電能有效回饋到交流電網(wǎng)的過程，在這一過程中如果想要實(shí)現(xiàn)直流回路與其電源之間的雙向能量的傳遞，一般采用的有效辦法之一就是有源逆變的技術(shù)，也就是說將二次再生的電能進(jìn)行逆變?yōu)榕c整個(gè)電網(wǎng)一樣頻率一樣相位的交流電，將其送回電網(wǎng)之中。方法二是整流器中的比較難以控制的二極管轉(zhuǎn)換為容易控制的IGBT，在變頻器正常工作范圍內(nèi)，整流器會(huì)結(jié)合實(shí)際起到相應(yīng)的整流作用，當(dāng)電流需要回饋制動(dòng)時(shí)，相關(guān)整流器就會(huì)發(fā)出相關(guān)的信號(hào)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電流的回饋逆變功能，從而實(shí)現(xiàn)將電能有效輸回電網(wǎng)之中?，F(xiàn)階段，中國(guó)大多采煤機(jī)采用的是四象限的變頻器，該種變頻器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作控制，關(guān)鍵是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的隨機(jī)調(diào)節(jié)優(yōu)勢(shì)[2]；b)變頻節(jié)能技術(shù)在提升機(jī)上的應(yīng)用。結(jié)合實(shí)際用途，礦井中的提升機(jī)主要分為直流拖動(dòng)提升機(jī)及交流拖動(dòng)提升機(jī)，比較而言直流性的拖動(dòng)提升機(jī)在調(diào)速性能上優(yōu)越于交流性能的拖動(dòng)提升機(jī)，在操作使用過程中更容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，它主要應(yīng)用于大容量的煤礦。但是該種直流性的提升機(jī)由于維護(hù)、操作工序也比較復(fù)雜，相關(guān)制造費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出交流性的拖動(dòng)機(jī)，所以針對(duì)這種實(shí)際問題，致使直流性的拖動(dòng)提升機(jī)適合用在相對(duì)比較合適的環(huán)境下，實(shí)際煤礦生產(chǎn)中更多的是采用交流性的拖動(dòng)提升機(jī)。結(jié)合資料分析，直流性的拖動(dòng)提升機(jī)在煤礦生產(chǎn)中所占不及10%，煤礦相關(guān)技術(shù)人員都希望能夠全面提升交流拖動(dòng)提升機(jī)的使用性能，從而代替直流拖動(dòng)提升機(jī)的應(yīng)用。但是結(jié)合實(shí)際發(fā)展，電力控制技術(shù)并沒有獲得較大的發(fā)展突破，導(dǎo)致礦山提升機(jī)大多采用的是設(shè)備較為陳舊的轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速功能，并且這種調(diào)速設(shè)備是能耗相對(duì)較高的調(diào)速控制，隨著科技發(fā)展，電力電子技術(shù)不斷發(fā)展，促使變頻技術(shù)發(fā)展越來越成熟，借助變頻技術(shù)可以較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)交流拖動(dòng)提升機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行研究更新。切實(shí)提高其實(shí)際應(yīng)用性，截止到現(xiàn)階段，中國(guó)多數(shù)礦業(yè)生產(chǎn)公司已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用中完成了借助變頻節(jié)能的相關(guān)技術(shù)在交流拖動(dòng)提升機(jī)上的有效應(yīng)用；c)變頻節(jié)能技術(shù)在礦山設(shè)備上應(yīng)用的其他附加優(yōu)勢(shì)。變頻節(jié)能技術(shù)可以有效減少設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)的相關(guān)費(fèi)用，結(jié)合實(shí)際，采用變頻調(diào)節(jié)節(jié)能技術(shù)之后，通過調(diào)節(jié)電機(jī)的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)速度，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能措施，相應(yīng)的降低生產(chǎn)設(shè)備的風(fēng)機(jī)及電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，盡可能減少主設(shè)備與其它輔助設(shè)備的磨損，從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用年限。對(duì)實(shí)際運(yùn)行中的變頻器維護(hù)只需要進(jìn)行不停機(jī)的除塵處理就可以實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵是不用停止生產(chǎn)，所以采用變頻技術(shù)之后可以盡可能減少機(jī)械之間的磨損量，機(jī)械設(shè)備修檢維護(hù)費(fèi)用大大降低。各種機(jī)械設(shè)備的使用年限將會(huì)延長(zhǎng)，安裝變頻調(diào)控節(jié)能技術(shù)設(shè)備后，機(jī)電啟動(dòng)的過程中可以實(shí)施軟啟動(dòng)功能，這種情況下的機(jī)器啟動(dòng)電流對(duì)機(jī)電不會(huì)造成任何傷害沖擊。同時(shí)機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過程中可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、低耗能運(yùn)行，可以延長(zhǎng)機(jī)電設(shè)備的使用年限，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的完善保護(hù)。

在變頻器的使用中，由于對(duì)變頻器的選型及使用不當(dāng)，往往會(huì)引起變頻器不能正常運(yùn)行、甚至引發(fā)設(shè)備故障，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。本文以富士FRNP7／G7變頻器為例，講述變頻器使用應(yīng)注意的幾個(gè)問題。

1選型

一臺(tái)喂料油隔泵采用變頻控制，電機(jī)型號(hào)為JR127_10、115kW，Ue＝380V，Ie=231A,使用FRNll0P7-4EX變頻器。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)有時(shí)雖然給定頻率高，但實(shí)際頻率調(diào)不上去、變頻器跳閘頻繁，故障指示為“OLl”，即變頻器過載。經(jīng)檢查，變頻器的額定電流為210A，而油隔泵電機(jī)在高下料量時(shí)運(yùn)行電流在220A左右波動(dòng)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到極限設(shè)定，使頻率不能上調(diào)，運(yùn)行電流大于變頻器額定電流，變頻器過流跳停。分析認(rèn)為其原因是變頻器容量選擇偏小。

變頻器的選型應(yīng)滿足以下條件：

(1)電壓等級(jí)與控制電機(jī)相符。

(2)額定電流為控制電機(jī)額定電流的1．1~1．5倍。

1.關(guān)于容量選擇

在變頻調(diào)速器的說明書中，為了幫助用戶選擇容量，都有"配用電動(dòng)機(jī)容量"一欄，然而，這一欄的含義卻不夠確切，常導(dǎo)致變頻器的誤選。

各種生產(chǎn)機(jī)械中，電動(dòng)機(jī)的容量主是根據(jù)發(fā)熱原則來選定的。就是說，在電動(dòng)機(jī)帶得動(dòng)的前提下，只要其溫升在允許范圍內(nèi)，短時(shí)間的過載是允許的。電動(dòng)機(jī)的過載能力一般定為額定轉(zhuǎn)矩的1.8-2.2倍。電動(dòng)機(jī)的溫升，所謂"短時(shí)間"至少也在十幾分鐘以上。而變頻調(diào)速器的過載能力為：150％，l分鐘。這個(gè)指標(biāo)，對(duì)電動(dòng)機(jī)來說，只有在起動(dòng)過程才有意義，在運(yùn)行過程中，實(shí)際上是不允許載。

因此，"配用電動(dòng)機(jī)容量"一欄的準(zhǔn)確含義是"配用電動(dòng)機(jī)的實(shí)際最大容量"。實(shí)際選擇變頻器時(shí)，可按電動(dòng)機(jī)在工作過程中的最大電流來進(jìn)行選擇，對(duì)于鼓風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載，因?qū)儆陂L(zhǎng)期恒定負(fù)載，可直接按"配用電動(dòng)機(jī)容量"來選擇。

2.傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

交流異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)變頻調(diào)速后，其有效轉(zhuǎn)矩和有效功率的范圍。配用變頻調(diào)速器時(shí)，必須根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性以及對(duì)調(diào)速范圍的要求等因素，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)級(jí)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和大致方法如下：

1選型

一臺(tái)喂料油隔泵采用變頻控制，電機(jī)型號(hào)為JR127_10、115kW，Ue＝380V，Ie=231A,使用FRNll0P7-4EX變頻器。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)有時(shí)雖然給定頻率高，但實(shí)際頻率調(diào)不上去、變頻器跳閘頻繁，故障指示為“OLl”，即變頻器過載。經(jīng)檢查，變頻器的額定電流為210A，而油隔泵電機(jī)在高下料量時(shí)運(yùn)行電流在220A左右波動(dòng)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到極限設(shè)定，使頻率不能上調(diào)，運(yùn)行電流大于變頻器額定電流，變頻器過流跳停。分析認(rèn)為其原因是變頻器容量選擇偏小。

變頻器的選型應(yīng)滿足以下條件：

(1)電壓等級(jí)與控制電機(jī)相符。

(2)額定電流為控制電機(jī)額定電流的1．1~1．5倍。

(3)根據(jù)被控設(shè)備的負(fù)載特性選擇變頻器的類型。

摘要:變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，其干擾問題日益引起人們的重視。本文主要介紹了變頻器應(yīng)用系統(tǒng)中干擾產(chǎn)生的來源及其傳播途徑，提出了抗干擾的實(shí)際解決方法，闡述了在變頻器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝中抑制干擾的具體措施。

關(guān)鍵詞:變頻器干擾抑制

Abstract:Theapplicationoftheinvertersintheindustrialproductionisbecomingmoreand

moreuniversal，anditsinterfaceisbeingpaidmuchattention.Thesourceandspreadingrouteinthe

applicationsystemoftheinverterareintroducedinthispaper，somepracticalresolventsareputforward，andtheconcretemeasuresinthesystemdesignandinstallmentareexpounded.

Keywords：InverterInterfaceRestrain

1概述

礦山按產(chǎn)品類型可分為煤礦、金屬礦和非金屬等;按采掘方式可分為露天開采礦山和地下開采礦山兩大類。本文主要介紹變頻調(diào)速器在金屬礦山中的應(yīng)用的現(xiàn)狀和應(yīng)用前景，對(duì)煤礦亦有參考價(jià)值，因?yàn)槁短烀旱V和露天金屬礦開采方式和生產(chǎn)設(shè)備基本相同，地下礦山除需要考慮設(shè)備的防爆問題外，大部分生產(chǎn)設(shè)備也與金屬礦大同小異。露天采礦和地下采礦所用的生產(chǎn)設(shè)備有很大不同。

露天礦山是以大型設(shè)備為主要特點(diǎn)，要求優(yōu)良的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，以保證這些大型設(shè)備的高效率運(yùn)行。露天礦山的這些大型設(shè)備包括用于穿孔的牙輪鉆機(jī)，用于裝載礦、巖石的電鏟(挖掘機(jī))，用于運(yùn)輸?shù)V、巖石的大型汽車等。它們都要求電氣傳動(dòng)系統(tǒng)具有良好的調(diào)速性能，目前這些大型設(shè)備大多采用直流調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)。

地下礦山的生產(chǎn)較露天礦山復(fù)雜。由于井下生產(chǎn)的空間窄小，使生產(chǎn)設(shè)備環(huán)境潮濕、陰暗，粉塵大、噪音大、振動(dòng)大、并有塌方的危險(xiǎn)，工作條件十分惡劣。因此，井下生產(chǎn)設(shè)備的體積受限，這些設(shè)備以小型化為主，體積小、重量輕，對(duì)電氣傳動(dòng)的要求不高。但提升、排水、通風(fēng)、壓氣等固定設(shè)備是地下礦山的要害部門，也是耗電大戶，因此，這些設(shè)備的安全運(yùn)行和節(jié)能就顯得至關(guān)重要。

根據(jù)我們多年來從事礦山電氣傳動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)及在礦山進(jìn)行變頻調(diào)速的應(yīng)用實(shí)踐，我認(rèn)為，在礦山應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)于提高礦山生產(chǎn)設(shè)備的效率，節(jié)約電能都是至關(guān)重要的。但遺憾的是在礦山應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)還很不普遍，除了因變頻器的投資問題外，與人們對(duì)變頻器的認(rèn)識(shí)不夠有關(guān)，也與不能正確了解礦山設(shè)備對(duì)變頻器的特殊要求、不能正確地應(yīng)用變頻器、因此所帶來的負(fù)面影響有很大關(guān)系。

本文主要介紹目前礦山應(yīng)用變頻器的狀況，礦山設(shè)備對(duì)電氣傳動(dòng)的特殊要求，以及如何正確地選用變頻器等。

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，變頻控制技術(shù)的發(fā)展也日新月異。它不僅有著在轉(zhuǎn)速和功率調(diào)節(jié)等方面上的優(yōu)勢(shì)，還有效降低大型機(jī)電設(shè)備的功耗，減少機(jī)械損耗，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，被廣泛的應(yīng)用在一些機(jī)電設(shè)備中。以礦山機(jī)電設(shè)備中的變頻控制技術(shù)為切入點(diǎn)，對(duì)變頻控制技術(shù)的原理進(jìn)行闡述，簡(jiǎn)要分析了當(dāng)前礦山機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用的變頻控制技術(shù)。

關(guān)鍵詞：礦山機(jī)電設(shè)備；變頻控制技術(shù)；節(jié)能

在倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保發(fā)展理念的新形勢(shì)下，變頻技術(shù)本身有著節(jié)能、高效、污染少等特點(diǎn)，在機(jī)電設(shè)備中被廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行礦山資源開采的過程中，所需要的通風(fēng)、人員物料輸送、氣壓調(diào)節(jié)等操作系統(tǒng)都是通過一定的機(jī)電設(shè)備才能夠完成的。將變頻控制技術(shù)應(yīng)用在礦山機(jī)電設(shè)備中去，能夠更加方便的將機(jī)電設(shè)備的使用速度和效率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且能夠?qū)τ谀茉聪倪M(jìn)行很好的控制，節(jié)省能源。不難發(fā)現(xiàn)，變頻控制技術(shù)是礦山機(jī)電設(shè)備未來技術(shù)發(fā)展新方向。

1變頻控制技術(shù)的原理分析

變頻控制技術(shù)在總體上可以分為電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)、電子技術(shù)和微機(jī)技術(shù)。這三點(diǎn)內(nèi)容在技術(shù)上進(jìn)行配合，達(dá)到控制變頻的目的。在技術(shù)上來看，變頻控制技術(shù)都是需要經(jīng)過交流變頻調(diào)速處理技術(shù)來對(duì)電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，把工頻的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娏鳌Ｔ谀孀兤鞯膸椭蛥f(xié)調(diào)之下，把直流的電壓轉(zhuǎn)換為能夠調(diào)節(jié)電流頻率和電壓的交流電壓，讓其為交流電機(jī)進(jìn)行供電。電機(jī)成為了一種能夠讓電壓和電流都能夠依靠其進(jìn)行調(diào)速的工作電源，最終能夠達(dá)到無附加損耗，進(jìn)而穩(wěn)定調(diào)速的目的，是一種無附加損耗的有效調(diào)速方式。變頻控制技術(shù)的應(yīng)用，能夠利用電機(jī)所承受的負(fù)荷出現(xiàn)的變化，將調(diào)速處理到平穩(wěn)的狀態(tài)，并且能夠自動(dòng)的進(jìn)行同步，進(jìn)而讓當(dāng)前的機(jī)電設(shè)備能夠大大的提高工作效率。目前，節(jié)能減排已經(jīng)成為了工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。在變頻控制的設(shè)備上裝置一定的智能控制模塊，能夠在一定程度上提高調(diào)速系統(tǒng)的自動(dòng)化的程度，達(dá)到形成一個(gè)集合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、集成電路系統(tǒng)和數(shù)字處理器等綜合一體的控制模塊的目的。在一定程度上豐富了變頻控制器的使用范圍，并且能夠在變頻控制設(shè)備中增加一定的參數(shù)識(shí)別的能力，進(jìn)而將變頻器的適用范圍擴(kuò)大，提高工作效率。

2礦山機(jī)電設(shè)備中的變頻控制技術(shù)分析

一、變頻器運(yùn)行時(shí)對(duì)變頻電機(jī)工作的影響

在變頻電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)中，采用電力電子變壓變頻器作為供電電源，供電系統(tǒng)中電壓除基波外不可避免含有高次諧波分量，對(duì)外表現(xiàn)為非正弦性，諧波對(duì)電機(jī)的影響主要體現(xiàn)在磁路中的諧波磁勢(shì)和電路中的諧波電流上，不同振幅和頻率的電流和磁通諧波將引起電動(dòng)機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加，最為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。這些損耗都會(huì)使電動(dòng)機(jī)效率和功率因數(shù)降低。同時(shí)，這些損耗絕大部分轉(zhuǎn)變成熱能，引起電機(jī)附加發(fā)熱，導(dǎo)致變頻電機(jī)溫升的增加。如將普通三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%～20%。同時(shí)這些諧波磁動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子諧波電流合成又產(chǎn)生恒定的諧波電磁轉(zhuǎn)矩和振動(dòng)的諧波電磁轉(zhuǎn)矩，恒定諧波電磁轉(zhuǎn)矩的影響可以忽略，振動(dòng)諧波電磁轉(zhuǎn)矩會(huì)使電動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生脈動(dòng)，從而造成電機(jī)轉(zhuǎn)速(主要是低速時(shí))的振蕩，甚至引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。諧波電流還增加了電機(jī)峰值電流，在一定的換流能力下，諧波電流降低了逆變器的負(fù)載能力。對(duì)于變頻電機(jī)，如何在設(shè)計(jì)過程中采取合理措施避免或減小應(yīng)用變頻器所帶來的影響，以求得系統(tǒng)最佳經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，是本文討論的重點(diǎn)。

二、變頻電機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

對(duì)于變頻電機(jī)，其設(shè)計(jì)必須與逆變器、機(jī)械傳動(dòng)裝置相匹配共同滿足傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械特性，如何從調(diào)速系統(tǒng)的總體性能指標(biāo)出發(fā)，求得電機(jī)與逆變器的最佳配合，是變頻電機(jī)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)理論依據(jù)交流電機(jī)設(shè)計(jì)理論，供電電源的非正弦以及全調(diào)速頻域內(nèi)達(dá)到滿意的綜合品質(zhì)因數(shù)是變頻電機(jī)設(shè)計(jì)中需要著重注意的兩個(gè)問題，設(shè)計(jì)中參數(shù)的選取應(yīng)做特別的考慮。與傳統(tǒng)異步電機(jī)相比，一般變頻電機(jī)設(shè)計(jì)有如下一些特點(diǎn)：

1.用于變頻調(diào)速的異步電動(dòng)機(jī)要求其工作頻率在一定范圍內(nèi)可調(diào)，所以設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí)不能僅僅考慮某單一頻率下的運(yùn)行特性，而要求電機(jī)在較寬的頻率范圍內(nèi)工作時(shí)均有較好的運(yùn)行性能。如目前大多調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的工作頻率在5Hz~100Hz內(nèi)可調(diào)，設(shè)計(jì)時(shí)要全面考慮。

2.變頻電機(jī)在低速時(shí)降低供電頻率，可以把最大轉(zhuǎn)矩調(diào)到起動(dòng)點(diǎn)，獲得很好的起動(dòng)特性，因而在設(shè)計(jì)變頻電機(jī)時(shí)不需要對(duì)起動(dòng)性能作特別的考慮，轉(zhuǎn)子槽不必設(shè)計(jì)為深槽，從而可以重點(diǎn)進(jìn)行其它方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

[摘要]本文介紹了一種PLC與變頻調(diào)速器構(gòu)成的多分支通訊網(wǎng)絡(luò)，闡明了該網(wǎng)絡(luò)控制調(diào)速系統(tǒng)與一般模擬量控制調(diào)速系統(tǒng)相比的優(yōu)越性，給出了系統(tǒng)框圖及PLC程序。

[關(guān)鍵詞]PLC變頻調(diào)速器多電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議

一、引言

以變頻調(diào)速器為調(diào)速控制器的同步控制系統(tǒng)、比例控制系統(tǒng)和同速系統(tǒng)等已廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、紡織、化工等行業(yè)。以比例控制系統(tǒng)為例，一般的系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

工作時(shí)操作人員通過控制機(jī)（可為PLC或工業(yè)PC）設(shè)定比例運(yùn)行參數(shù)，然后控制機(jī)通過D/A轉(zhuǎn)換模件發(fā)出控制變頻調(diào)速器的速度指令使各個(gè)變頻調(diào)速器帶動(dòng)電機(jī)按一定的速度比例運(yùn)轉(zhuǎn)。此方案對(duì)電機(jī)數(shù)目不多，電機(jī)分布比較集中的應(yīng)用系統(tǒng)較合適。但對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)自動(dòng)線，一方面電機(jī)數(shù)目較多，另一方面電機(jī)分布距離較遠(yuǎn)。采用此控制方案時(shí)由于速度指令信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸中的衰減和外界的干擾，使整個(gè)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性降低；同時(shí)大量D/A轉(zhuǎn)換模件使系統(tǒng)成本增加。為此我們提出了PLC與變頻調(diào)速器構(gòu)成多分支通訊控制網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)成本較低、信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)，尤其適合遠(yuǎn)距離，多電機(jī)控制。

二、系統(tǒng)硬件構(gòu)成