(1)噪聲問題及對策。
用變頻器傳動電動機時,由于輸出電壓電流中含有高次諧波分量,氣隙的高次諧波磁通增加,故噪聲增大。電磁噪聲由以下特征:由于變頻器輸出中的低次諧波分量與轉(zhuǎn)子固有機械頻率諧振,則轉(zhuǎn)子固有頻率附近的噪聲增大。變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵心機殼軸承架等諧振,在這些部件的各自固有頻率附近處的噪聲增大。變頻器傳動電動機產(chǎn)生的噪聲特別是刺耳的噪聲與PWM控制的開關(guān)頻率有關(guān),尤其在低頻區(qū)更為顯著。
一般采用以下措施平抑和減小噪聲:在變頻器輸出側(cè)連接交流電抗器。如果電磁轉(zhuǎn)矩有余量,可將U / f定小些。采用特殊電動機在較低頻的噪聲音量較嚴(yán)重時,要檢查與軸系統(tǒng)(含負載)固有頻率的諧振。
(2) 振動問題及對策。
變頻器工作時,輸出波形中的高次諧波引起的磁場對許多機械部件產(chǎn)生電磁策動力,策動力的頻率總能與這些機械部件的固有頻率相近或重合,造成電磁原因?qū)е碌恼駝?。對振動影響大的高次諧波主要是較低次的諧波分量,在PAM方式和方波PWM方式時有較大的影響。但采用正弦波PWM方式時,低次的諧波分量小,影響變小。
減弱或消除振動的方法,可以在變頻器輸出側(cè)接入交流電抗器以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分。使用PAM方式或方波PWM方式變頻器時,可改用正弦波PWM方式變頻器,以減小脈動轉(zhuǎn)矩。從電動機與負載相連而成的機械系統(tǒng),為防止振動,必須使整個系統(tǒng)不與電動機產(chǎn)生的電磁力諧波。 負載匹配及對策 生產(chǎn)機械的種類繁多,性能和工藝要求各異,其轉(zhuǎn)矩特性不同,因此應(yīng)用變頻器前首先要搞清電動機所帶負載的性質(zhì),即負載特性,然后再選擇變頻器和電動機。負載有三種類型:恒轉(zhuǎn)矩負載、風(fēng)機泵類負載和恒功率負載。不同的負載類型,應(yīng)選不同類型的變頻器。
(3) 恒轉(zhuǎn)矩負載
恒轉(zhuǎn)矩負載又分為摩擦類負載和位能式負載。 摩擦類負載的起動轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的150%左右,制動轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的100%左右,所以變頻器應(yīng)選擇具有恒定轉(zhuǎn)矩特性,而且起動和制動轉(zhuǎn)矩都比較大,過載時間和過載能力大的變頻器,如FR-A540系列。 位能負載一般要求大的起動轉(zhuǎn)矩和能量回饋功能,能夠快速實現(xiàn)正反轉(zhuǎn),變頻器應(yīng)選擇具有四象限運行能力的變頻器,如FR-A241系列。
(4) 風(fēng)機泵類負載
風(fēng)機泵類負載是典型的平方轉(zhuǎn)矩負載,低速下負載非常小,并與轉(zhuǎn)速平方成正比,通用變頻器與標(biāo)準(zhǔn)電動機的組合最合適。這類負載對變頻器的性能要求不高,只要求經(jīng)濟性和可靠性,所以選擇具有U/f=const控制模式的變頻器即可,如FR-A540(L)。如果將變頻器輸出頻率提高到工頻以上時,功率急劇增加,有時超過電動機變頻器的容量,導(dǎo)致電動機過熱或不能運轉(zhuǎn),故對這類負載轉(zhuǎn)矩,不要輕易將頻率提高到工頻以上。
(5) 恒功率負載
恒功率負載指轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比,但功率保持恒定的負載,如卷取機、機床等。對恒功率特性的負載配用變頻器時,應(yīng)注意的問題:在工頻以上頻率范圍內(nèi)變頻器輸出電壓為定值控制,,所以電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為恒功率特性,使用標(biāo)準(zhǔn)電動機與通用變頻器的組合沒有問題。而在工頻以下頻率范圍內(nèi)為U/f定值控制,電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩又相反傾向,標(biāo)準(zhǔn)電動機與通用變頻器的組合難以適應(yīng),因此要專門設(shè)計。
(6)發(fā)熱問題及對策
變頻器發(fā)熱是由于內(nèi)部的損耗而產(chǎn)生的,以主電路為主,約占98%,控制電路占2%。為保證變頻器正??煽窟\行,必須對變頻器進行散熱。主要方法有:
(1) 采用風(fēng)扇散熱:變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇可將變頻器箱體內(nèi)部散熱帶走。
(2) 環(huán)境溫度:變頻器是電子裝置,內(nèi)含電子元件機電解電容等,所以溫度對其壽命影響較大。通用變頻器的環(huán)境運行溫度一般要求-10℃~+50℃,如果能降低變頻器運行溫度,就延長了變頻器的使用壽命,性能也穩(wěn)定。