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高壓變頻器為了節(jié)能、檢修或?qū)⒁慌_(tái)變頻器用于控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí),常使用切換線路。切換要求有三種:(1)?“冷”切換:?在變頻器停機(jī)時(shí)進(jìn)行切換;(2)?單向切換:電動(dòng)機(jī)只從變頻器切換到電網(wǎng),
不從電網(wǎng)切換到變頻器。此方式多用于一臺(tái)變頻器對多臺(tái)電機(jī)的“軟”起動(dòng)系統(tǒng)中;(3)?同步切換:在電動(dòng)機(jī)不停止的情況下,變頻器可與電網(wǎng)相互切換,又稱“熱”切換。 熱切換須要使變頻器輸出電壓調(diào)整到與電網(wǎng)電壓同步,這對于熱切換是必須的,否則切換會(huì)造成對電動(dòng)機(jī)和變頻器的沖擊,
當(dāng)電機(jī)由電網(wǎng)供電切換到由變頻器供電時(shí),會(huì)使變頻器因過大的電流而損壞。尤其是當(dāng)變頻器的輸出電壓與電動(dòng)機(jī)的反電勢成180°相位差時(shí),過電流甚至?xí)_(dá)到起動(dòng)電流的7-8倍以上。
變頻器常見的故障為過壓,過載,過流和過熱,一般也是因?yàn)殡娫措妷焊吡?,溫度高了,?fù)載重了,粉塵和潮濕等原因造成的損壞。變頻器屬于電子產(chǎn)品,電子產(chǎn)品由非常多的元件組成,任何一個(gè)元件出了差錯(cuò),變頻器都會(huì)工作不正常,而電子產(chǎn)品是有一定壽命的,使用一段時(shí)間后也會(huì)老化,和人的生老病死一個(gè)道理。變頻器使用壽命和使用環(huán)境根據(jù)固定資產(chǎn)折舊的稅務(wù)方面的計(jì)算規(guī)定,電子設(shè)備的年限也就是3年而已,很多人買手機(jī),也就是用個(gè)2-3年,即使不壞,往往也換新的了。
而電視電腦冰箱和空調(diào)這些家電的淘汰頻率相對低一點(diǎn),設(shè)計(jì)理論壽命可以達(dá)到15年,但是不會(huì)有人用這么長時(shí)間的。而變頻器屬于工業(yè)電子設(shè)備,耐用程度會(huì)高一點(diǎn),有些工廠一些變頻器使用了10多年并不算少見,一些日系或者德國的變頻器甚至使用時(shí)間超過了20年,當(dāng)然這期間一般都換過母線電容的。國產(chǎn)的變頻器,一般使用5-8年也沒有問題的,只要車間的環(huán)境比較好,保養(yǎng)比較到位,變頻器整體壽命比家用電器要長很多。有些化工和塑料廠,有腐蝕性氣體以及粉塵靜電,變頻器并沒有做任何防護(hù),也沒有購買的變頻器使用,變頻器直接裝在車間里邊,沒有單獨(dú)隔開,
往往一年半載就壞了。粉塵和腐蝕,直接會(huì)傷害到電路板和焊接接頭本身,而帶來的靜電或者絕緣不良,直接會(huì)讓電子元件擊穿而損壞。有些設(shè)備震動(dòng)非常大,比如沖床,這種場合使用變頻器,如果變頻器和設(shè)備隨機(jī)安裝,也會(huì)跟著一起顛簸震動(dòng),時(shí)間長了,變頻器線路接頭出會(huì)松動(dòng),而電路板的焊錫時(shí)間長了也會(huì)震松造成類似虛焊之類的問題而損壞。
隨著輸出頻率的上升,流入濾波器的基波電流幅值按照頻率的平方關(guān)系上升,直到額定值。因此,這種變頻器運(yùn)行的頻率一般不會(huì)超過額定頻率的1.1倍,否則,當(dāng)頻率過高時(shí),變頻器無法提供濾波電容所需的無功電流。 圖2輸出濾波器換向式電流源型變頻器 在起動(dòng)和低速時(shí),由于輸出電壓較低,濾波電容基本上起不到換相作用,一般采取電流斷續(xù)換相法。每當(dāng)逆變側(cè)晶閘管要換相時(shí),設(shè)法使流入到逆變器的直流電流下降到零,使逆變側(cè)晶閘管暫時(shí)關(guān)斷,
然后給換向后應(yīng)該導(dǎo)通的晶閘管加上觸發(fā)脈沖。重新恢復(fù)直流電流時(shí),電流將根據(jù)觸發(fā)順序流入新導(dǎo)通的晶閘管,從而實(shí)現(xiàn)從一相到另一相的換相。斷流的辦法很多,其中一種方法是在直流環(huán)節(jié)設(shè)置一直流電流旁路電路,當(dāng)要關(guān)斷逆變側(cè)晶閘管時(shí),直流環(huán)節(jié)電流被此電路所旁路,而不會(huì)流過逆變側(cè)晶閘管,晶閘管自然關(guān)斷。當(dāng)下一對晶閘管需要導(dǎo)通時(shí),再切斷旁路電路,恢復(fù)直流電流繼續(xù)流向逆變器(圖2)。此輔助斷流電路要能承受全部直流環(huán)節(jié)電壓,并能通過全部直流電流,時(shí)間大約幾百微秒,以保證晶閘管恢復(fù)阻斷。高壓晶閘管要求較高的阻斷電壓,帶來的影響是需要較長的關(guān)斷時(shí)間,因此,輔助斷流電路需要相當(dāng)?shù)娜萘?。?dāng)然,輔助斷流電路不是設(shè)計(jì)成為連續(xù)運(yùn)行的,只是在起動(dòng)和低速時(shí)工作,
使速度達(dá)到一定值,讓濾波電容能正常工作,變頻器要求能在兩種模式之間自動(dòng)切換。另一種方法是電源,或讓電源側(cè)整流入逆變狀態(tài),直流環(huán)節(jié)電流迅速衰減,以達(dá)到短時(shí)間內(nèi)斷流的目的。觸發(fā)新的晶閘管時(shí)再讓電源恢復(fù)。直流回路的平波電抗器對電流斷續(xù)換相是十分不利的,因此必須在電抗器兩端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流晶閘管,當(dāng)電流衰減時(shí),觸發(fā)此晶閘管使之導(dǎo)通,使電抗器的能量得以釋放,以便不影響逆變器的斷流。