電源過電壓是指因電源電壓過高而使直流母線電壓超過額定值。而現在大部分變頻器的輸入電壓高可達460V,因此,電源引起的過電壓極為少見。本文主要討論的問題是再生過電壓。再生過電壓產生的原因主要有以下幾點:
1. 當大GD2(飛輪力矩)負載減速時變頻器減速時間設定過短。 2. 電機受外力影響(如風機、牽伸機)或位能負載(如電梯、起重機)下放。
由于這些原因,使電機實際轉速高于變頻器的指令轉速,也就是說,電機轉子轉速超過了同步轉速。這時電機的轉差率為負,轉子繞組切割旋轉磁場的方向與電動機狀態時相反,其產生的電磁轉矩為阻礙旋轉方向的制動轉矩。因此,電機實際上處于發電狀態,負載的動能被“再生”成為電能。再生能量經逆變部續流二極管對變頻器直流儲能電容器充電,使直流母線電壓上升,這就是再生過電壓。
再生過電壓的過程中產生的轉矩與原轉矩相反,為制動轉矩,因此再生過電壓的過程也就是再生制動的過程。換句話說,消除了再生能量,也就提高了制動轉矩。如果再生能量不大,因變頻器與電機本身具有20%的再生制動能力,這部分電能將被變頻器及電機消耗掉。若這部分能量超過了變頻器與電機的消耗能力,直流回路的電容將被過充電,變頻器的過電壓保護功能動作,使運行停止。為避免這種情況的發生,必須將這部分能量及時的處理掉,同時也提高了制動轉矩,這就是再生制動的目的。
變頻器對微機控制板的干擾
在注塑機、電梯等控制系統中,多采用微機或者PLC進行控制。在系統設計或者改造過程中,一定要注意變頻器對微機控制板的干擾問題。
由于用戶自己設計的微機控制板一般工藝水平差,不符合EMC。在采用變頻器后,產生的傳導和輻擾,往往導致控制系統工作異常,因此需要采取必要措施。
給微機控制板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環等,成本低??梢杂行б种苽鲗Ц蓴_。另外在輻擾嚴重的場合,如周圍存在GSM、或者小靈通機站時,可以對微機控制板添加金屬網狀屏蔽罩進行屏蔽處理。
微機控制板的電源抗干擾措施:
給變頻器輸入加裝EMI濾波器,可以有效抑制變頻器對電網的傳導干擾。加裝輸入交流和直流電抗器L1、L2,可以提高功率因數,減小諧波污染,綜合效果好。在某些電機與變頻器之間距離超過100m的場合,需要在變頻器側添加交流輸出電抗器L3,解決因為輸出導線對地分布參數造成的漏電流保護和減少對外部的輻擾。一個行之有效的方法就是采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法,并將鋼管外殼或者電纜屏蔽層與大地可靠連接。請注意,在不添加交流輸出電抗器L3時,如果采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法,增大了輸出對地的分布電容,容易出現過流。當然在實際中一般只采取其中的一種或者幾種方法。
變頻器加減速模式選擇
又叫加減速曲線選擇。一般變頻器有線性、非線性和S三種曲線,通常大多選擇線性曲線。非線性曲線適用于變轉矩負載,如風機等;S曲線適用于恒轉矩負載,其加減速變化較為緩慢。設定時可根據負載轉矩特性,選擇相應曲線,但也有例外,筆者在調試一臺鍋爐引風機的變頻器時,先將加減速曲線選擇非線性曲線,一起動運轉變頻器就跳閘,調整改變許多參數無效果,后改為S曲線后就正常了。究其原因是:起動前引風機由于煙道煙氣流動而自行轉動,且反轉而成為負向負載,這樣選取了S曲線,使剛起動時的頻率上升速度較慢,從而避免了變頻器跳閘的發生,當然這是針對沒有起動直流制動功能的變頻器所采用的方法。