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变频器与电机的电缆多长合适?
变频器输出的电压波形只是类似于正弦波,而绝非真正的正弦波,其波形中含有大量的谐波成分。 众所周知高次谐波会使变频器输出电流增大,造成电机绕组发热,产生振动和噪声,加速绝缘老化,甚至还有可能损坏电机。同时,各种频率的谐波会向空间发射不同程序的无线电干扰,有可能会引起其它机电设备的误动作。 因此在安装变频器时,需要综合考虑中心控制室、变频器、电机三者之间的距离,才能尽量减少谐波的影响,提高控制的稳定性。 (一)距离的定义: 1、近距离:变频器和电机之间的距离≤20m; 2、中距离:变频器和电机之间的距离>20m,并且≤100m; 3、远距离:变频器和电机之间的距离>100m; (二)工业使用现场的场合: 1、近距离:变频器和电机之间可以直接连接; 2、中距离:变频器和电机之间可以直接连接,但是,需要调整变频器的载波频率来减少谐波及干扰; 3、远距离:变频器和电机之间可以直接连接,不但需要调整变频器的载波频率来减少谐波及干扰,而且,还需要加装输出交流电抗器。 (三)高度自动化的工厂里: 在高度自动化的工厂里,所有的设备都需要在中心控制室所有进行监控及控制。所以,变频器系统的信号也要送到中控室。 1、近距离:即变频器若安装在中心控制室。控制台与变频器之间,可以直接连接,通过0-5/10V的电压信号和一些开关量信号进行控制。但是,变频器的高频开关信号的电磁辐射对弱电控制信号会产生一些干扰,因此也不一定要美观整齐,把变频器放在中心控制室内; 2、中距离:即变频器与中心控制室距离远一点,可以采用4-20mA的电流信号和一些开关量作控制连接;如果距离更远,可以采用RS485串行通信方式来连接; 3、远距离:即变频器与中心控制室的距离大于100m。此时,可以利用通信中间继电器达到1km的距离;如果还要远,则需要采用光纤连接器,最远可以达到23km。 采用通信电缆连接,可以很方便地构成多级驱动控制系统,从而实现主/从和同步控制等要求。与目前流行的现场总线系统相连接将使数据变换速率大大提高。中心控制室与变频器机柜之间的距离的延长,有利于缩短变频器到电机之间的距离,以便用更加合理的布局改善系统性能。
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变频器的输出频率调高,那么输出电压将如何提高(下)
电压不能无节制提升 电机有额定电压,额定频率和额定转速,还有额定电流,也就是它有一个上限要求范围,如果你给它的电压超过了额定电压,它线圈的绝缘击穿了,会直接烧掉的。 所以电机的电压到了一定程度,就不能继续往上调整了,但是频率还可以往上调整一定空间,这时候频率变大的了,电压的值依然没有改变,相当于V/F值变小了,这时候电机里边的主磁通是随着转速的增加而变小的,所以转速越高,电机的扭矩越小,这种调速方式,是牺牲了扭矩来提高频率和转速的,美其名曰“恒功率调速”,一般在调速范围比较宽的场合来补充使用,类似于汽车工作时候,变速箱的减速比比较小的场合。 这种调速方式,都是在额定频率以上来实现的,是一种弱磁调速方式,也就是减弱了主磁通的来达到调速目的,因为带载能力不行,需要综合考虑现场的使用环境和条件。 而且电源的电压也是有一定的限制的,比如三相380伏,全部整流后,加在直流母线上,大概是535伏,这样即使斩波出来的脉冲电压,最高的幅值也就是这个大小了,再往上是不可能的了,除非增加了一些变压装置,那样体积和价格都会加很多倍,根本是无法实现和使用的。 单片机技术进步也是关键 以往只有模拟电子电路,要实现一些量化控制,需要非常多的元件,一点小小的功能,根本就不能实现复杂一点的控制逻辑。 数字电路发展起来后,大规模集成电路在一个芯片里边成为可能,单片机出来了,可以在一个很小的芯片里边,容纳了非常多的晶体管,而且最终出来了可以编程的软件功能,这样开发复杂的大功率功率管控制才有了条件。 V/F控制,虽然看起来只是让两个比值保持一定的恒定,但是如果使用模拟电路来实现,几乎是可能轻易实现的,但是对于单片机而言,它就是一个微信电脑主机了,能轻易计算和很多数据和流程,所以可以让频率在变化的同时,让电压也跟随着变化。 变频器的功能也不断进步,除了简单处理V/F算法控制以外,PWM等功能都集成到单片机里边了,调整计时器的参数和设置往往就可以达到目标。而矢量控制出来后,现在的芯片还能实现矢量变换和计算,还可以在变频器里边开发出来了各种PLC控制功能,满足不同的工艺控制要求和逻辑控制要求,这一些都得益于电子硬件技术和软件技术的发展。
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使用变频器时漏电保护经常跳闸要怎么处理
漏电开关在在我们的日常的生活和生产中,时常会遇见并用到,这是因为它的作用是可以有效地保护低压电网的直接触电和间接触电,而且还能当作三相电动机的缺相保护。 很多工厂会在他们的车间装设开关时,往往将漏电开关用作总开关,在采用变频器控制的情况下,就易导致一些问题,即当漏电开关开始工作后,变频器一上电就会出现跳闸的情况。 当安装的时候,若带有变频器的话,那么我们需要将漏电保护撤掉,又或是单独地采用一种塑壳式的断路器,以此来规避开关跳闸的风险。当我们采用变频器时,那我们就不能选用漏电电流为30MA的漏电装置了,因为它不能发挥保护人身安全的功能,这是因为变频器本身就有漏电流,因此会使变频器发生误动作。 若非要装设漏电开关的话,那就必须采用漏电电力为100MA的漏电保护以确保线路的绝缘性不被破坏,从而避免火灾等事故的发生。 一般在使用变频器的情况下我们是不能再同时装设漏电保护器的,这是行业内公认的一个原则,但是有些人却不那么做,他们在使用变频器的情况下还同时选用了漏电保护器,这就导致了只要我们启动变频器,那么就会发生跳闸,从而致使系统不能正常的工作运行。 我们知道漏电保护器的工作原理是零序电流为零,当变频器在工作的情况下,零序电流是不会为零的!变频器输出侧为PWM波,电机电缆与大地之间有长电缆的电容效应,当我们采用的电缆是带屏蔽层的时候,电容效应就会变得更加明显。 当变频器在运行的时候,电容会充放电,这就致使电流通过它而流向大地,然后再经过进线侧的接地线流回变频器,形成电流回路。若我们在进线侧装设了漏电保护器,那么它会跳闸,将系统运行切断。因此别再为变频器抓好干涉漏电保护,要想保证安全的哈,那将设备做好接地就行了。
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伺服电机是如何实现精准定位?如何理解它的闭环特性?
伺服系统(servo mechanism)是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。 那么伺服电机是如何实现精准定位,如何理解它的闭环特性,今天我们就来说说。首先我们看下交流伺服系统的组成,由伺服驱动器和伺服电机组成。这里我们主要讲述伺服驱动的工作原理,电机只是一个执行机构。驱动器的结构简图如下,和变频器的主电路类似,电源经过整流,逆变,实现从AC→DC→AC的转换。 伺服驱动器结构简图 输入信号/命令可以是位置、速度、扭矩等控制信号,对应伺服电机的三种控制模式,每种控制模式都对应着环的控制,扭矩控制是电流闭环控制,速度模式是速度闭环控制,位置模式则是三闭环控制模式(扭矩、速度、位置)。下面我们对位置模式的三闭环进行分析: 位置模式的三闭环控制 上图中M表示伺服电机,PG代表编码器,最外面的蓝色的代表位置环,因为我们最终控制的是位置(定位),内环分别是速度环和电流环(扭矩环),位置模式下速度环和电流环作为保护环防止失速控制和过载以确保电机恒速运转和电机电流恒定。我们重点看下位置环是如何确保电机能够准确旋转给定的角度。 假如我们给定脉冲为1个,此时反馈脉冲为0,脉冲偏差△p=1,输入到控制器中,这时候驱动电路控制IPM逆变器产生SPWM波驱动伺服电机旋转,注意这个SPWM波和我们plc发脉冲的方波是不一样的,时电机带动编码器旋转发出反馈脉冲,这个时候△p=0,电机停止输出,1个脉冲定位完成。整个从发出脉冲到接受反馈脉冲的过程就是一个闭环过程,从而确保电机能够准确定位,脉冲的数量决定定位的距离,脉冲的频率决定电机的转速。
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通用变频器接线图诀窍及原理解析(下)
变频器控制电路的接线 变频器的控制电路大体可分为模拟和数字两种。 1、控制电路端子的接线应使用屏蔽线或双绞线,而且必须与主回路,强电回路(含200V继电器程序回路)分开布线。 2、由于控制电路的频率输入信号是微小电流,所以在接点输入的场合,为了防止接触不良,微小信号接点应使用两个并联的节点或使用双生接点。 3、控制回路的接线一般选用0.3~0.75平方米的电缆。 地线的接线 1、由于在变频器内有漏电流,为了防止触电,变频器和电机必须接地。 2、变频器接地用专用接地端子。接地线的连接,要使用镀锡处理的压接端子。拧紧螺丝时,注意不要将螺丝扣弄坏。 3、镀锡中不含铅。 4、接地电缆尽量用粗的线径,必须等于或大于规定标准,接地点尽量靠近变频器,接地线越短越好。 变频器的作用 1.变频器可以调整电机的功率,实现电机的变速运行,以此来达到省电的目的。例子体现在离心风机和水泵上,当离心风机和水泵使用了变频器后,操作人员变频调速,可根据需要轻松控制流量,从而节省了能源。 2.变频器可以降低电力线路中电压的波动,避免了一旦电压发生异常而导致设备的跳闸或者出现异常运行的现象。 3.变频器可以减少对电网的冲击,从而有效地减少了无功损耗,增加了电网的有效功率。 4.变频器还可以减少机械中传动部件之间的磨损,在一定程度上也降低了成本,提高了系统的稳定性。 5.此外变压器的控制功能非常齐全,可以很好的配合其他的控制设备或者一起,从而实现集中监视和实时控制,为用户解决了很多系统兼容性的麻烦等问题。
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通用变频器接线图诀窍及原理解析(上)
变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。 变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。 变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的。 变频器工作原理 变频器可分为电压型和电流行两种变频器。 电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容。 电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。是整流器,整流器,逆变器。 而变频器的主电路由整流器、平波回路和逆变器三部分构成,将工频电源变换为直流功率的“整流器”,吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路。 变频器接线图 上图是一副变频器接线图。在变频器的安装中,有一些问题是需要注意的。例如变频器本身有较强的电磁干扰,会干扰一些设备的工作,因此我们可以在变频器的输出电缆上加上电缆套。又或变频器或控制柜内的控制线距离动力电缆至少100mm等等。 变频器接线方法 主电路的接线 1、电源应接到变频器输入端R、S、T接线端子上,一定不能接到变频器输出端(U、V、W)上,否则将损坏变频器。 接线后,零碎线头必须清除干净,零碎线头可能造成异常,失灵和故障,必须始终保持变频器清洁。在控制台上打孔时,要注意不要使碎片粉末等进入变频器中。 2、在端子+,PR间,不要连接除建议的制动电阻器选件以外的东西,或绝对不要短路。 3、电磁波干扰,变频器输入/输出(主回路)包含有谐波成分,可能干扰变频器附近的通讯设备。因此,安装选件无线电噪音滤波器FR-BIF或FRBSF01或FR-BLF线路噪音滤波器,使干扰降到最小。 4、长距离布线时,由于受到布线的寄生电容充电电流的影响,会使快速响应电流限制功能降低,接于二次侧的仪器误动作而产生故障。因此,最大布线长度要小于规定值。 不得已布线长度超过时,要把Pr.156设为1。 5、在变频器输出侧不要安装电力电容器,浪涌抑制器和无线电噪音滤波器。否则将导致变频器故障或电容和浪涌抑制器的损坏。 6、为使电压降在2%以内,应使用适当型号的导线接线。变频器和电动机间的接线距离较长时,特别是低频率输出情况下,会由于主电路电缆的电压下降而导致电机的转矩下降。 7、运行后,改变接线的操作,必须在电源切断10min以上,用万用表检查电压后进行。断电后一段时间内,电容上仍然有危险的高压电。
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