毕业设计-变频器应用中的干扰及其抑制.doc

毕业设计-变频器应用中的干扰及其抑制 1 绪论它以很好的调速节能性能在各行各业中获得了广泛的应用由于其采用软启动可以减少设备和电机的机械冲击延长设备和电机的使用寿命随着科学技术的高速发展变频器以其具有节电节能可靠高效的特性应用到了工业控制的各个领域中如变频调速在供水空调设备过程控制电梯机床等方面的应用保证了调节精度减轻了工人的劳动强度提高了经济效益但随之也带来了一些干扰问题 现场的供电和用电设备会对变频器产生影响变频器运行时产生的高次谐波也会干扰周围设备的运行变频器产生的干扰主要有三种对电子设备的干扰对通信设备的干扰及对无线电等产生的干扰对计算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰主要是感应干扰对通信设备和无线电等产生的干扰为放射干扰如果变频器的干扰问题解决不好不但系统无法可靠运行还会影响其他电子电气设备的正常工作因此有必要对变频器应用系统中的干扰问题进行探讨以促进其进一步的推广应用变频器简介21变频器的原理com控制电路组成如下图所示控制电路由以下电路组成频率电压的运算电路主电路的电压电流检测电路电动机的速度检测电路将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路以及逆变器和电动机的保护电路图2-1变频器控制电路在图1点画线内无速度检测电路为开环控制在控制电路增加了速度检测电路即增加速度指令可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制 主回路主要由整流电路限流电路滤波电路制动电路逆变电路和检测取样电路部分组成图2-2是它的结构图图2-2变频器主回路结构图1运算电路将外部的速度转矩等指令同检测电路的电流电压信号进行比较运算决定逆变器的输出电压频率2电压电流检测电路与主回路电位隔离检测电压电流等3驱动电路驱动电路是将主控电路中CPU产生的六个PWM信号经光电隔离和放大后作为逆变电路的换流器件逆变模块提供驱动信号对驱动电路的各种要求因换流器件的不同而异图2-3是较常见的驱动电路驱动电路电源见图2-4图2-3驱动电路图图2-4驱动电路电源图4I0输入输出电路为了变频器更好人机交互变频器具有多种输入信号的输入 比如运行多段速度运行等 信号还有各种内部参数的输出比如电流频率保护动作驱动等 信号5速度检测电路 以装在异步电动轴机上的速度检测器 TGPLG等 的信号为速度信号送入运算回路根据指令和运算可使电动机按指令速度运转6保护电路 检测主电路的电压电流等当发生过载或过电压等异常时为了防止逆变器和异步电动机损坏使逆变器停止工作或抑制电压电流值图2-5所示的电路是较典型的过流检测保护电路由电流取样信号隔离放大信号放大输出三部分组成图2-5电流检测保护电路com改变电机的旋转速度图2-6变频器控制电机转速接线图 1 rmin电机转速单位每分钟旋转次数也可表示为rpm如4极电机 60Hz 1800rmin4极电机 50Hz 1500rmin电机的转速同频率成比例 交流电动机的同步转速表达式位 n60 f 1s p 1 式中 n异步电动机的转速 f异步电动机的频率 s电动机转差率 p电动机极对数 由式 1 可知转速n与频率f成正比只要改变频率f即可改变电动机的转速当频率f在050Hz的范围内变化时电动机转速调节范围非常宽变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的电机极数是固定不变的极数是一个不连续的数值为2的倍数另外频率是电机供电电源的电信号所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机这样电机的转速就可以被自由的控制n 60fp其中n为同步速度f为电源频率p为电机极数改变频率和电压是最优的电机控制方法仅改变频率电机将被烧坏特别是当频率降低时该问题更突出为防止电机烧毁变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压例如为使电机转速减半变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz变频器的输出电压就必须从200V改变到100Vcom念 1VVVF变压变频Variable Voltage and Variable Frequency 2CVCF 恒压恒率Constant Voltage and Constant Frequency 各国使用的交流供电电源其电压和频率通常均为200V60Hz50Hz或100V60Hz50Hz变频器是把工频电源变换成各种频率的交流电源以实现电机的变速运行的设备该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电DC然后再把直流电DC变换为三相或单相交流电AC其中控制电路完成对主电路的控制整流电路将交流电变换成直流电直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波逆变电路将直流电再逆变成交流电对于如矢量控制变频器这种需大量运算的变频器有时还需一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路com的分类按主电路工作方式可以分为电压型变频器和电流型变频器按开关方式分为PAM控制型PWM控制型和高载频PWM控制型按工作原理分为Vf控制型转差频率控制型和矢量控制型等按用途分为通用型高性能专用型高频型单相变频器和三相变频器等com中常用的控制方式低压通用变频输出电压为380650V输出功率为075400kW工作频率为0400Hz它的主电路都采用交直交电路其控制方式经历了以下四代 1Uf C的正弦脉宽调制SPWM控制方式 其特点是控制电路结构简单成本较低机械特性硬度也较好能够满足一般传动的平滑调速要求已在产业的各个领域得到广泛应用但是这种控制方式在低频时由于输出电压较低转矩受定子电阻压降的影响比较显著使输出最大转矩减小另外其机械特性终究没有直流电动机硬动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意且系统性能不高控制曲线会随负载的变化而变化转矩响应慢电机转矩利用率不高低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降稳定性变差等因此人们又研究出矢量控制变频调速 电压空间矢量SVPWM控制方式 它是以三相波形整体生成效果为前提以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的一次生成三相调制波形以内切多边形逼近圆的方式进行控制的经实践使用后又有所改进即引入频率补偿能消除速度控制的误差通过反馈估算磁链幅值消除低速时定子电阻的影响将输出电压电流闭环以提高动态的精度和稳定度但控制电路环节较多且没有引入转矩的调节所以系统性能没有得到根本改善 矢量控制VC方式 矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流IaIbIc通过三相二相变换等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1再通过按转子磁场定向旋转变换等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1It1Im1相当于直流电动机的励磁电流It1相当于与转矩成正比的电枢电流然后模仿直流电动机的控制方法求得直流电动机的控制量经过相应的坐标反变换实现对异步电动机的控制其实质是将交流电动机等效为直流电动机分别对速度磁场两个分量进行独立控制通过控制转子磁链然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量经坐标变换实现正交或解耦控制矢量控制方法的提出具有划时代的意义然而在实际应用中由于转子磁链难以准确观测系统特性受电动机参数的影响较大且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果 直接转矩控制DTC方式 1985年德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制变频技术该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足并以新颖的控制思想简洁明了的系统结构优良的动静态性能得到了迅速发展目前该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上 直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型控制电动机的磁链和转矩它不需要将交流电动机等效为直流电动机因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算它不需要模仿直流电动机的控制也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型 矩阵式交交控制方式 VVVF变频矢量控制变频直接转矩控制变频都是交直交变频中的一种其共同缺点是输入功率因数低谐波电流大直流电路需要大的储能电容再生能量又不能反馈回电网即不能进行四象限运行为此矩阵式交交变频应运而生由于矩阵式交交变频省去了中间直流环节从而省去了体积大价格贵的电解电容它能实现功率因数为l输入电流为正弦且能四象限运行系统的功率密度大该技术目前虽尚未成熟但仍吸引着众多的学者深入研究其实质不是间接的控制电流磁链等量而是把转矩直接作为被控制量来实现的具体方法是 控制定子磁链引入定子磁链观测器实现无速度传感器方式 自动识别ID依靠精确的电机数学模型对电机参数自动识别 算出实际值对应定子阻抗互感磁饱和因素惯量等算出实际的转矩定子磁链转子速度进行实时控制 实现BandBand控制按磁链和转矩的BandBand控制产生PWM信号对逆变器开关状态进行控制 矩阵式交交变频具有快速的转矩响应 2ms很高的速度精度2无PG反馈高转矩精度 3同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度尤其在低速时包括0速度时可输出150200转矩关于散热的问题 变频器的故障率随温度升高而成指数的上升使用寿命随温度升高而成指数的下降环境温度升高10度变频器使用寿命将减半若变频器带有直流或交流电抗器 并且也在柜子里面 发热量会更大电抗器安装在变频器侧面或测上方比较好如果有制动电阻的话制动电阻的散热量很大安装位置最好和变频器隔离开如装在柜子上面或旁边等降低控制柜内的发热量的方法有以下几种 1 适当地增加机柜的尺寸要使控制柜尺寸减小就必须使机柜中产生的热量尽可能地减少如把变频器的散热器部分放到控制柜的外面将会使70的发热量释放到机柜的外面对大容量变频器更加有效 2 可以用隔离板把本体和散热器隔开 使散热器散热不影响变频器本体 3 变频器散热设计中都是以垂直安装为基础的横放散热会变差 4 功率稍大的变频器都有冷却风扇建议在控制柜出风口安装冷却风扇进风口加滤网防灰尘进入控制柜控制柜和变频器风扇都是要的不能相互替代 5 在海拔高于1000m的地方因为空气密度降低因此应加大柜子的冷却风量以改善冷却效果理论上变频器也应考虑降容每1000m降低5实际上因为设计时变频器的负载和散热能力一般比实际使用时要大所以也要看具体应用 比方说在1500m的地方但是周期性负载如电梯就不必要降容 6 开关频率变频器的发热主要来自IGBTIGBT的发热又集中在开关的瞬间开关频率高时发热就大22变频器的应用1注塑机调速控制注塑过程一般分为以下步骤锁模注射保压熔胶加料冷却定型开模顶针每个步骤的负荷是不同的采用变频器对油泵进行控制可以对应每个步骤输出相应功率从而显著节约电能节电率30602-7注塑机专用变频图2全自动变频恒压供水系统通过一台变频器同时控制多台水泵实现自动恒压供水并可附设夜间小泵运行及消防功能无需水塔高位水箱无二次污染投资小占地面积少无需人工维护运行经济高效节能变频恒压供水系统2-8变频恒压供水系统行车电机变频调速控制行车一般有多台电机分别控制大车小车及吊钩上下这几台电机都可用加以改造改造后具有以下明显优点电机启动电流小转矩大避免了大电流冲击节电显著节约备件无需更换接触器等低压电器无需人工维护可靠性极高风机变频调速改造传统的风机水泵是通过风门档板或阀门来调节流量由于流量与转速成正比功率与转速的3次方成正比因此采用变频器通过调节转速来调节流量其功率耗电量会呈3次方下降节能效果非常明显节电率可达3070在绕线机应用有启动平稳启动力矩大无级调速的特点能提高产量降低故障率锅炉风机变频调速锅炉风机包括引风机及鼓风机一般是通过调节风门档板改变送风量采用器后可将风门档板调节至最大通过变频器进行调速一般节电率都在40以上空压机变频调速通过一台变频器能同时控制多台空压机避免电机空转耗能无需专人值守自动实现恒压供气高效节能采用对中央空调系统中的冷冻水泵组冷却水泵组进行调速可实现一台同时控制多台水泵高效节能避免了大马拉小车现象节电率3060同时能实现多点温湿度检测及集中监控达到最佳舒适度控制变频调速器广泛应用领域石化行业印刷行业造纸行业塑料行业制药行业水泥行业冶金行业纺织印染行业食品饮料行业卷烟设备电梯行业输送设备2333变频器干扰的危害变频器干扰主要有一是变频器中普遍使用了晶闸管或者整流二极管等非线性整流器件其产生的谐波对电网将产生传导干扰引起电网电压畸变电压畸变率用THDv表示变频器产生谐波引起的THDv在1040左右影响电网的供电质量二是变频器的输出部分一般采用的是IGBT等开关器件在输出能量的同时将在输出线上产生较强的电磁辐射干扰影响周边电器的正常工作com电磁辐射对电网及其它系统的危害1谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗降低了输变电及用电设备的效率2谐波可以通过电网传导到其它的用电器影响了许多电气设备的正常运行比如谐波会使变压器产生机械振动使其局部过热绝缘老化寿命缩短以至于损坏还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转3谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振从而使谐波放大4谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作使电气仪表计量不准确甚至无法正常工作5电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号检测信号等弱电信号受到干扰严重时使系统无法得到正确的检测信号或使控制系统紊乱一般来讲变频器对电网容量大的系统影响不十分明显这也就是谐波不被大多数用户重视的原因但对系统容量小的系统谐波产生的干扰就不能忽视com波的国际及国家标准现行的有关标准主要有国际标准IEC61000-2-2IEC61000-2-4欧洲标准EN61000-3-2EN61000-3-12国际电工学会的建议标准IEEE519-1992中国国家标准GBT14549-93电能质量共用电网谐波下面分别做简要介绍1国际标准IEC61000-2-2标准适用于公用电网IEC61000-2-4标准适用于厂级电网这两个标准规定了不给电网造成损害所允许的谐波程度它们规定了最大允许的电压畸变率THDvIEC61000-2-2标准规定了电网公共接入点处的各次谐波电压含有的THDv约为8IEC61000-2-4标准分三级第一类对谐波敏感场合如计算机实验室等THDv为5第二类针对电网公共接入点和一部分厂内接入点THDv为8第三类主要针对厂内接入点THDv为10以上两个标准还规定了电器设备所允许产生谐波电流的幅值前者主要针对16A以下后者主要针对16A到64AIEEE519-1992标准是个建议标准目标是将单次THDv限制在3以下总THDv限制在5以下2国内标准GBT14549-93中规定公用电网谐波电压相电压限值为380V220V电网电压总THDv为5各次谐波电压含有率奇次为4偶次为2由以上标准看来一般单次电压畸变率在36总电压畸变率在58的范围内是可以接受的41 在工程上采用抗干扰的措施1隔离所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来使它们不发生电的联系在变频调速传动系统中通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器2滤波设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机为减少电磁噪声和损耗在变频器输出侧可设置输出滤波器为减少对电源的干扰可在变频器输入侧设置输入滤波器若线路中有敏感电子设备可在电源线上设置电源噪声滤波器以免传导干扰下图为抗干扰滤波器的接线图图4-1抗干扰滤波器的接线图3屏蔽屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法通常变频器本身用铁壳屏蔽不让其电磁干扰泄漏输出线最好用钢管屏蔽特别是以外部信号控制变频器时要求信号线尽可能短一般为20m以内且信号线采用双芯屏蔽并与主电路及控制回路完全分离不能放于同一配管或线槽内周围电子敏感设备线路也要求屏蔽为使屏蔽有效屏蔽罩必须可靠接地4接地实践证明接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合防止外部干扰的侵入提高系统的抗干扰能力变频器的接地方式有多点接地一点接地及经母线接地等几种形式要根据具体情况采用要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰单点接地指在一个电路或装置中只有一个物理点定义为接地点在低频下的性能好多点接地是指装置中的各个接地点都直接接到距它最近的接地点在高频下的性能好混合接地是根据信号频率和接地线长度系统采用单点接地和多点接地共用的方式变频器本身有专用接地端子PE端从安全和降低噪声的需要出发必须接地既不能将地线接在电器设备的外壳上也不能接在零线上可用较粗的短线一端接到接地端子PE端另一端与接地极相连接地电阻取值 100接地线长度在20m以内并注意合理选择接地极的位置当系统的抗干扰能力要求较高时为减少对电源的干扰在电源输入端可加装电源滤波器为抑制变频器输入侧的谐波电流改善功率因数可在变频器输入端加装交流电抗器选用与否可视电源变压器与变频器容量的匹配情况及电网允许的畸变程度而定一般情况下采用为好为改善变频器输出电流减少电动机噪声可在变频器输出端加装交流电抗器下图为变频器的接地示意图图4-2变频器的接地示意图42正确安装由于变频器属于精密的功率电力电子产品其现场安装工艺的好坏也影响着变频器的正常工作正确的安装可以确保变频器安全和无故障运行变频器对安装环境要求较高一般变频器使用手册规定温度范围为最低温度-10最高温度不超过50变频器的安装海拔高度应小于1000m超过此规定应降容使用变频器不能安装在经常发生振动的地方对振动冲击较大的场合应采用加橡胶垫等防振措施不能安装在电磁干扰源附近不能安装在有灰尘腐蚀性气体等空气污染的环境不能安装在潮湿环境中如潮湿管道下面应尽量采用密封柜式结构并且要确保变频器通风畅通确保控制柜有足够的冷却风量其典型的损耗数一般按变频器功率的3来计算柜中允许的温升值安装工艺要求如下1确保控制柜中的所有设备接地良好应该使用短粗的接地线最好采用扁平导体或金属网因其在高频时阻抗较低连接到公共地线上按国家标准规定其接地电阻应小于4欧姆另外与变频器相连的控制设备如PLC或PID控制仪要与其共地2安装布线时将电源线和控制电缆分开例如使用独立的线槽等如果控制电路连接线必须和电源电缆交叉应成90交叉布线3使用屏蔽导线或双绞线连接控制电路时确保未屏蔽之处尽可能短条件允许时应采用电缆套管4确保控制柜中的接触器有灭弧功能交流接触器采用R-C抑制器也可采用压敏电阻抑制器如果接触器是通过变频器的继电器控制的这一点特别重要 5用屏蔽和铠装电缆作为电机接线时要将屏蔽层双端接地6如果变频器运行在对噪声敏感的环境中可以采用RFI滤波器减小来自变频器的传导和辐射干扰为达到最优效果滤波器与安装金属板之间应有良好的导电性43采用电抗器变频器的输入电流中频率较低的谐波分量5次谐波7次谐波11次谐波13次谐波等所所占的比重是很高的它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外还因为它们消耗了大量的无功功率使线路的功率因数大为下降在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法根据接线位置的不同主要有以下两种1电抗器 串联在电源与变频器的输入侧之间其主要功能有a 通过抑制谐波电流将功率因数提高至075-085b 削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击c 削弱电源电压不平衡的影响2直流电抗器 串联在整流桥和滤波电容器之间它的功能比较单一就是削弱输入电流中的高次谐波成分但在提高功率因数方面比交流电抗器有效可达095并具有结构简单体积小等优点图4-3电抗器接线图44减少变频器谐波及电磁辐射对设备干扰的方法上面介绍的方法是减少变频器工作时对外设备的影响但并不是消除了变频器的对外干扰如果想进一步提高其它设备对变频器谐波和电磁辐射的免疫能力尤其是在变频器品牌不同产生的干扰程度可能不一样干扰较严重的场合中常用的方法通常有以下几种41使用隔离变压器使用隔离变压器主要是应对来自于电源的传导干扰使用具有隔离层的隔离变压器可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前同时还可以兼有电源电压变换的作用隔离变压器常用于控制系统中的仪表PLC以及其它低压小功率用电设备的抗传导干扰42使用滤波模块或组件目前市场中有很多专门用于抗传导干扰的滤波器模块或组件这些滤波器具有较强的抗干扰能力同时还具有防止用电器本身的干扰传导给电源有些还兼有尖峰电压吸收功能对各类用电设备有很多好处常用的为双孔磁芯滤波器的结构还有单孔磁芯的滤波器其滤波能力较双孔的弱些但成本较低43选用具有开关电源的仪表等低压设备一般开关电源的抗电源传导干扰的能力都比较强因为在开关电源的内部也都采用了有关的滤波器因此在选用控制系统的电源设备或者选用控制用电器的时候尽量采用具有开关电源类型的44作好信号线的抗干扰信号线承担着检测信号和控制信号的传输任务毋庸置疑信号传输的质量直接影响到整个控制系统的准确性稳定性和可靠性因此做好信号线的抗干扰是十分必要的对于信号线上的干扰主要是来自空间的电磁辐射有常态干扰和共模干扰两种1常态干扰的抑制常态干扰是指叠加在测量信号线上的干扰信号这种干扰大多是频率较高的交变信号其来源一般是耦合干扰抑制常态干扰的方法有1在输入回路接RC滤波器或双T滤波器2尽量采用双积分式AD转换器由于这种积分器工作的特点具有一定的消除高频干扰的作用3将电压信号转换成电流信号再传输的方式对于常态的干扰有非常强的抑制作用2共模干扰的抑制共模干扰是指信号线上共有的干扰信号一般是由于被测信号的接地端与控制系统的接地端存在一定的电位差所制这种干扰在两条信号线上的周期幅值基本相等所以采用上面的方法无法消除或抑制对共模干扰的抑制方法如下1采用双差分输入的差动放大器这种放大器具有很高的共模抑制比2把输入线绞合绞合的双绞线能降低共模干扰由于改变了导线电磁感应e的方向从而使其感应互相抵消3采用光电隔离的方法可以消除共模干扰4使用屏蔽线时屏蔽层只一端接地因为若两端接地由于接地电位差在屏蔽层内会流过电流而产生干扰因此只要一端接地即可防止干扰无论是为了抑制常态干扰还是抑制共模干扰都还应该做到以下几点1输入线路要尽量短2配线时避免和动力线接近信号线与动力线分开配线把信号线放在有屏蔽的金属管内或者动力线和信号线分开距离要在40cm以上3为了避免信号失真对于较长距离传输的信号要注意阻抗匹配51变频控制系统设计中应注意的问题除了前面讨论的几点以外在变频器控制系统设计与应用中还要注意以下几个方面的问题1在设备排列布置时应该注意将变频器单独布置尽量减少可能产生的电磁辐射干扰在实际工程中由于受到房屋面积的限制往往不可能有单独布置的位置应尽量将容易受干扰的弱电控制设备与变频器分开比如将动力配电柜放在变频器与控制设备之间2变频器电源输入侧可采用容量适宜的空气开关作为短路保护但切记不可频繁操作由于变频器内部有大电容其放电过程较为缓慢频繁操作将造成过电压而损坏内部元件3控制变频调速电机启停通常由变频器自带的控制功能来实现不要通过接触器实现启停否则频繁的操作可能损坏内部元件 4尽量减少变频器与控制系统不必要的连线以避免传导干扰除了控制系统与变频器之间必须的控制线外其它如控制电源等应分开由于控制系统及变频器均需要24直流电源而生产厂家为了节省一个直流电源往往用一个直流电源分两路分别对两个系统供电有时变频器会通过直流电源对控制系统产生传导干扰所以在设计中或订货时要特别加以说明要求用两个直流电源分别对两个系统供电5注意变频器对电网的干扰变频器在运行时产生的高次谐波会对电网产生影响使电网波型严重畸变可能造成电网电压降很大电网功率因数很低大功率变频器应特别注意解决的方法主要有采用无功自动补偿装置以调节功率因数同时可以根据具体情况在变频器电源进线侧加电抗器以减少对电网产生的影响而进线电抗器可以由变频器供应商配套提供但在订货时要加以说明6变频器柜内除本机专用的空气开关外不宜安置其它操作性开关电器以免开关噪声入侵变频器造成误动作7应注意限制最低转速在低转速时电机噪声增大电机冷却能力下降若负载转矩较大或满载可能烧毁电机确需低速运转的高负荷变频电机应考虑加大额定功率或增加辅助的强风冷却8注意防止发生共振现象由于定子电流中含有高次谐波成分电机转矩中含有脉动分量有可能造成电机的振动与机械振动产生共振使设备出现故障应在预先找到负载固有的共振频率后利用变频器频率跳跃功能设置躲开共振频率点52变频器的控制方式今后几个发展方面变频器是运动控制系统中的功率变换器当今的运动控制系统是包含多种学科的技术领域总的发展趋势是驱动的交流化功率变换器的高频化控制的数字化智能化和网络化因此变频器作为系统的重要功率变换部件提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展 经历大约30年的研发与应用实践随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展变频器的性能价格比越来越高体积越来越小而厂家仍然在不断地提高可靠性实现变频器的进一步小型轻量化高性能化和多功能化以及无公害化而做着新的努力变频器性能的优劣一要看其输出交流电压的谐波对电机的影响二要看对电网的谐波污染和输入功率因数三要看本身的能量损耗即效率如何这里仅以量大面广的交直交变频器为例阐述它的发展趋势 主电路功率开关元件的自关断化模块化集成化智能化开关频率不断提高开关损耗进一步降低 变频器主电路的拓扑结构方面变频器的网侧变流器对低压小容量的装置常采用6脉冲变流器而对中压大容量的装置采用多重化12脉冲以上的变流器负载侧变流器对低压小容量装置常采用两电平的桥式逆变器而对中压大容量的装置采用多电平逆变器对于四象限运行的传动为实现变频器再生能量向电网回馈和节省能量网侧变流器应为可逆变流器同时出现了功率可双向流动的双PWM变频器对网侧变流器加以适当控制可使输入电流接近正弦波减少对电网的公害目前低中压变频器都有这类产品 脉宽调制变压变频器的控制方法可以采用正弦波脉宽调制SPWM控制消除指定次数谐波的PWM控制电流跟踪控制电压空间矢量控制磁链跟踪控制 交流电动机变频调整控制方法的进展主要体现在由标量控制向高动态性能的矢量控制与直接转矩控制发展和开发无速度传感器的矢量控制和直接转矩控制系统方面 微处理器的进步使数字控制成为现代控制器的发展方向运动控制系统是快速系统特别是交流电动机高性能的控制需要存储多种