随着变频技术的日臻完善,变频器应用越来越广泛,特别是近几年在煤矿生产中得到了广泛应用,根据调查,变频技术在煤矿技术改造项目中占55%以上。目前,在矿井提升机、带式运输、采煤机、风机、水泵、压缩机等都有应用,而且发展势头良好。
然而,由于目前现场技术人员对变频器技术的相关知识掌握得较少,对变频器电气特性的测定方法掌握得不够全面,如果测量仪器的选择和使用不当,一旦设备出现故障,给诊断与维修带来很大困难。由于多年从事变频器研究、应用与开发工作,对变频器电气特性的测定方法与测量仪器的选用积累了一定经验,供现场技术人员进行检修、故障诊断和参数测量时参考。
对于设备检查或节能测试来说,与其测定变频器内部不如以测定变频器输入、输出功率为主体,电压、电流、功率因数、效率等数据为辅进行比较、分析和判断。
通常电气仪表以测定工频波形(50Hz、60Hz的正弦波)为目的而制造,因此,如果测定的波形为矩形波或近似正弦波,则使仪表的指示值与工频电源时不同。特别是在测量频率比工频低或***高的场合,指示差变大(根据测量仪表的种类而不同)。目前尚没有作为变频器使用的规格化测量仪器,使用快速傅里叶级数分析仪(FFT)测得的数据比较准确,但工厂企业应用很少,因此正确选择与用途相适应的测量仪表尤为重要。
一、测定部位与测量仪器
变频器的输入侧为整流回路,它具有非线性特性,因此产生高次谐波。此高次谐波将使输入电源的电压波形和电流波形发生畸变。变频器的输出侧采用PWM控制,均有高次谐波产生,其输出电压、电流波形也并非标准正弦波,波形如图1所示。因此,根据测定部位的不同,选择的测量仪器也不同。测量电路如图2所示。
1、脉冲突跳起动方式
对于静阻力矩较大的负载,必须施加一个短时的大起动力矩,以克服静摩擦力,这就要求起动器可以短时输出90%的额定电压。
2、接触器旁路工作模式
当电动机全速运行后,用旁路接触器来取代已完成任务的软起动器,以降低晶闸管的热耗,提高系统效率。在这种模式下用一台软起动器起动多台电动机。
3、节能运行模式
电动机负荷较轻时,软起动器可自动降压,以此提高电动机功率因数。
f:电源频率
从公式中可以看出,提供给电机的频率的精度就是永磁同步电动机的速度精度,而目前变频器的精度可以达到0.01%,因此采用永磁同步电动机可以不要速度反馈(组成速度闭环)就可以达到比有速度闭环的异步电动机还要高的精度。而同步电动机的接线方式与异步电动机的接线方式完全一样,系统简单、可靠性高。
同样,用一台变频器控制多台电动机,可以做到多台电动机的速度保持一致,
输出
输出一路无源常开触点。以后可增CAN总线,485接口支持MODBUS协议。
检测论证:
经河南电力试验研究院检测:该高压电力设备非接触智能预警系统的动作,特性测试结果表明,预警系统能够可靠报警,符合测试标准。
经济效果:
若发生一次碰高压线的事故,按照国家规定大约需要损失40万元左右和不可估量的停电损失。通过使用本系统,避免了因野蛮施工和违章作业而造成的碰触高压带电设备,发生恶性事故,是一种***预控手段,***了操作者能够在安全范围内从事作业,维护了电网的安全稳定运行。同时,通过高压电力设备非接触智能预警系统的工作平台,规范了安全措施,提升了工作效率,创造了经济价值和社会效益。
1、脉冲突跳起动方式
对于静阻力矩较大的负载,必须施加一个短时的大起动力矩,以克服静摩擦力,这就要求起动器可以短时输出90%的额定电压。
2、接触器旁路工作模式
当电动机全速运行后,用旁路接触器来取代已完成任务的软起动器,以降低晶闸管的热耗,提高系统效率。在这种模式下用一台软起动器起动多台电动机。
3、节能运行模式
电动机负荷较轻时,软起动器可自动降压,以此提高电动机功率因数。
4、软停车
在不希望电动机突然停车的场合,可以通过软停车方式来逐步降低电动机端电压。
5、泵停车
对惯性力矩较小的泵,软起动器在起动和停机过程中,实时检测电动机的负载电流,根据泵的负载和速度特性调节输出电压,消除“水锤效应”。
6、动力制动
在惯性力矩大的负载或需要快速停机的场合,可以向电动机输入直流电,以实现快速制动。