第1章-变频器应用概论.ppt

第1章 变频器应用概论 1.4 变频器控制中的电流和电压 变频器在运行中，是和电动机捆绑在一起的。电动机在工作中有什么要求，变频器必须满足，否则，电动机变频器都不能正常工作。 例如： ①电动机启动时电流是额定电流的4~8倍，变频器不能直接启动； ②负载重时电动机的电流上升，变频器的输出电流也必须上升； ③电动机出现发电效应，变频器即电能倒灌，怎样处理等。 第1章 变频器应用概论 1.4.1 旋转磁场和磁场转速 1.旋转磁场 第1章 变频器应用概论 2. 旋转磁场的转速 旋转磁场的转速和磁极的对数有关，异步电动机有2极、4极、6极、8极、10极等，每2极为一对，4极=2对、6极=3对、8极=4对、10极 =5对等。磁场转速表达式为 式中， f1——电源频率，单位Hz； P—— 磁极对数，P=1,2,3…. ；n1——旋转磁场的转速 ，单位r/min。 2极， n1=3000 r/min；4极， n1=1500 r/min； 6极， n1=1000 r/min；10极， n1=600 r/min；。。。 第1章 变频器应用概论 1.4.2 异步电动机的工作原理 变频器拖动的是电动机，电动机流过什么电流，变频器就输出什么电流，所以必须分析电动机的电流情况。 1. 旋转磁场与转速差 转速差为：Δn= n1 – n Δn↑↓—I 2↑↓—T↑↓ I2—转子电流 T—转子转矩 由于I2是来自定子电流I1 故有： Δn ∝I2 ∝I1 ∝TN TN—电动机的负载转矩 第1章 变频器应用概论 2. 将转速差Δn换算为转差频率Δf 根据转速差公式 有 上述4极电动机的额定Δf为： Δf=50×2/60=1.33Hz 在分析电动机时，一般用转速差；在分析变频器时，一般用转差频率。 第1章 变频器应用概论 例题： 有一四极电动机，额定转速为n=1450r/min，计算额定的Δf；当变频器的输出频率为Δf 时，电动机的转子还没有转动，转子的转矩为多少？ 解：将转速差Δn 换算为转差频率Δf。根据公式 上述4极电动机的额定Δn 为：1500-1450=50r/min，额定Δf 为 Δf=50×2/60=1.33Hz 根据电动机原理，当转速差为额定值时，定子有额定电流，转子有额 定转矩。即变频器输出频率为1.33Hz时，转子就有额定转矩。 第1章 变频器应用概论 1.4.3 Δn（Δf ）概念在分析变频器运行中的应用 1. 电动机起动过程分析 因为电动机突然加上较高频率，会使Δn很大造成过流，所以变频器是从0速起动。 1） 当电动机从0速起动时，n1上升到额定Δn时，电动机具有额定转矩，转子在额定转矩的作用下随着变频器的输出频率逐渐上升，直到电动机达到正常转速。 2） 如果频率上升到Δn时电动机转子还没有转动，此时电动机达到了额定转矩，同时达到额定电流。如果因为负载重转子转不起来， n1继续上升， Δn进一步增大，I1进一步增大，当I1达到过流值，变频器过流跳闸。 第1章 变频器应用概论 2. 负载短路过流分析 当电动机短路，负载变为电阻性，一是阻值很小，二是没有了电动机起动的电磁感应过程，也就是没有了Δn 的上升过程，变频器一给电就过流，这种过流会造成变频器的开关模块损坏。变频器起动时有Δn 的上升过程和没有Δn 的上升过程，是分析电动机起动过流或短路过流的依据。 第1章 变频器应用概论 3. Δn 用于抱闸频率计算 当变频器有抱闸系统，在启动时，变频器的输出频率上升到了额定的Δn ，电动机具有了额定电流，同时具有了额定转矩。此时抱闸系统应该松闸； 当停机时，变频器的输出频率下降到Δn时，再下降电动机的转矩就小于了额定转矩，抱闸系统就要抱闸。所以Δn就是松闸、抱闸频率。 在实际应用中，因为启动电流（转矩）较小，松闸抱闸频率要比计算值稍高一些。 第1章 变频器应用概论 3. Δn 应用案例 有一矿井绞车，用罗克韦尔（AB）PowerFlex 7000 B中压变频器驱动，变频器输入电压2400V，容量200kW，额定电流46A。电动机4极，容量160kW，额定电流37A，转速1470r/min。绞车在启动时，因为抱闸系统动作严重滞后，抱闸电流高达64A，曾经造成变频器因过流损坏。 第1章 变频器应用概论 抱闸频率换算： 将Δn换算为变频器的输出频率Δf 该电动机为4极：n1=1500r/min，n=1470r/min， Δn=1500r/min - 1470r/min=30r/min Δf=30×2/60=1Hz