翻车机采用变频器控制的几个问题及对策

工 业 技 术
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翻 车 机采 用 变频 器 控 制 的 几个 问题 及对 策
杨 红 梅 （ 秦皇 岛港务 集团公司教育培 训中心 秦皇 岛
０６０ ） ６ ０ ０
摘 要： 翻车机 自动卸车 幕统可 翻卸 ５ ｔ ｔ ～６ 铁路教 丰所蓑羲 的散 拉物料 ， ０ ０ 广泛 应 用于发电厂 ．港 口、冶金 ．煤 炭焦化 等大型现代 化企 业。本文就我公 司翻 车机 采用变烦控制遇 到的几个 问题 和其 相应的解决方法作 了详尽 的阐述 。 关键词 ： 翻车机 变频 器 自动控制 问题对策 中图分类号 ： ４ ９ ６ Ｕ６． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ６ ２ ３ ９ （ ｏ ８ ｌ （） ０ ７ — １ １ ７ — ７ １ ２ ｏ ）Ｏ ｃ一 ０ ５ ０ 随着 变频技 术 的提高 ， 交流 电动 机的应 用 越来 越广泛 ， 采用变 频调速 可 以提高 生产 机 械 的控制精 度 、生 产效率 和产 品 质量 ， 有 利 于 实现生 产过 程的 自动 化 ， 车机 卸车 系 翻 统 利 用变 频器 拖动 电动 机 ， 动 电流小 ， 起 可 以实现 软起动 和 无级调速 ， 方便 地进 行加 减 速 控 制 ， 电动机 获得 高性 能 ， 使 并大 幅 度地 节约 电能 。采 用变频 器控 制 ， 小起 、制动 减 冲击 ， 、制动 比较 平稳 ， 设备冲 击小 ， 起 对 调 车速 度可 根据 现场 轨 道情 况 做适 当 的调 整 。 最 大限 度 满 足 翻车 机 的 工 艺要 求 。相 对 于 直 流 调速 ， 护起 来 又很 简单 。 维 随 着 变 频 器 应 用 范 围 的 扩 大 ，运 行 中 也 会 出现 一 些 问题 ，主 要 表 现 为 ：高 次 谐 波 、噪声 与振 动 、负 载 匹配 、发 热等 问题 。 本 文针 对 以上 问 题 ， 据 笔者 对 变 频 器的 根 研 究和 在 职 工 培训 中积 累的 体会 以及 现 场 的一 些 实 际 经验 ， 一些 简 析 。 做
１谐波 问题及对策
通 用 变 频 器 的 主 电 路 形 式 一 般 由 整 流 、逆 变和 滤 波 三部 分 组 成 整 流部 分为 三 相 桥 式 不 可控 整 流 器 ，中 间 滤波 部 分 采 用大 电容作 为滤波 器 ， 逆变部 分为 Ｉ ＧＢＴ三 项桥 式逆 变器 ， 且输 入为 Ｐ Ｍ 波形 。输 出 Ｗ 电压 中 含 有 除 基 波 以 外的 其 它 谐 波 ，较 低 次 谐 波 通 常 对 电 动 机 负载 影 响 较 大 ，引起 转 矩脉 动 ；而 较 高 的 谐波 又 使 变 频 器 输 出 电缆 的 漏 电流增加 ， 电动机 出 力不足 ， 使 因 此变频器输出的高低次谐波都必须抑制 ， 可 以 采 用 以 下方 法抑 制 谐 波 。 １． １增 加变频 器供 电 电源 内阻抗 通 常 电源 设 备 的 内 阻 抗 可 以起 到 缓 冲 变 频 器 直 流 滤 波 电容 的 无 功 功 率 的 作 用 ， 内 阻抗越 大 ，谐波 含量 越 小 ， 种 内阻 抗就 这 是 变压 器 的短 路 阻 抗 。 因 此选 择 变 频 器供 电 电源 时 ， 好选 择短 路 阻抗 大 的变 压 器 。 最 １． ２安装 电抗 器 在 变额 器的 输 入 端 与输 出端 串接 合适 的 电抗 器 ， 安装谐 波 滤波 器 ， 波器 的组 或 滤 成 为 ＬＣ 型 ， 吸收谐 波 和增大 电源 或负载 阻 抗， 达到 抑 制 目的 。 １ ３采用 变压器 多项运 行 ． 通 用 变频 器为 六 脉 波 整 流 器 ，因此 产 生 的 谐 波 较 大 。 如 果 采 用 变 压 器 多 相 运 行， 使相位 角互差 ３ 。 如 Ｙ一△ 、△ 一△组 Ｏ ， 合的 变压 器构 成 ｌ ２脉波 的效 果 ， 可减 小 低 次 谐 波 电流 ， 好 的抑 制 了谐 波 。 很 １ ４设置 专用谐 波 ． 设置 专 用 滤 波 器 用 来 检 测 变 频 器 和相 位 ，并 产 生一 个与 谐 波 电流 的 幅 值 相 同 且 相 位 正好 相反 的 电流 ， 到 变频 器 中 ， 而 通 从 可 以 有效 的吸 收 谐 波 电流 。
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２噪声与振动及其对策
采 用 变频 器 调 速 ， 产生 噪 声和 振 动 ， 将 这 是 变频 器 输 出 波 形 中含 有 高 次 谐 波 分量 所 产 生 的 影 响 。随 着运 转频 率的 变 化 ，基 波 分 量 、 高 次 谐 波 分 量 都 在 大 范 围 内 变 化 ，很 可 能 引起 与 电动 机 的 各 个 部 分 产 生 谐振等 。 ２ １噪声 问题 及对策 用变 频 器 传 动 电动 机 时 ，由 于 输 出 电 压 电流 中 含 有 高 次 谐 波 分量 ，气 隙 的 高 次 谐 波 磁 通 增加 ，故 噪 声 增 大 。 电磁 噪 声 由 以 下 特征 ：由于 变 频 器 输 出 中的 低 次 谐 波 分 量 与 转 子 固 有 机 械 频 率 谐振 ，则 转 子 固 有 频 率附 近 的 噪 声 增 大 。 变 频 器输 出 中 的 高次谐波分量 与铁心机壳轴承架等谐振 ， 在 这 些 部件 的 各 自固 有 频率 附 近 处 的 噪 声 增大 。 变频 器传 动 电动 机 产 生 的 噪 声 特 别 是 刺 耳的噪 声与 ＰＷ 控 制的开 关频率 有关 ， Ｍ 尤 其 在 低 频 区更 为 显 著 。 一 般采 用 以 下 措 施 平 抑 和 减 小 噪 声 ： 变 频 器 输 出侧 连 接 在 交 流 电抗 器 。 如 果 电磁 转矩 有 余量 ，可 将 Ｕ ／ｆ 小 些 。采用 特殊 电动 机 在较 低频 的 定 噪 声音 量 较严 重 时 ， 检查 与 轴 系统 （ 负 要 含 载） 固有 频率 的 谐 振 。 ２． ２振 动 问题 及对策 变频 器工作 时 ， 出波形 中的高次 谐波 输 引起 的 磁 场对 许 多机 械 部件 产 生 电磁 策 动 力 ， 动力 的频率 总能 与这些 机械 部件 的 固 策 有 频率相 近或 重合 ， 成 电磁原 因导 致的 振 造 动 。对 振 动影 响大 的 高 次谐 波 主 要 是 较 低 次的谐 波分 量 ， Ｐ Ｍ 方式和方波 Ｐ 在 Ａ ｗＭ 方 式时有 较大的影响 。但采 用正弦波 ＰＷ Ｍ 方 式 时 ，低次 的谐 波分量 小 ， 响变 小 。 影 减弱 或消 除 振 动 的 方法 ，可 以 在 变 频 器输 出 侧接 入 交 流 电抗 器以 吸 收 变 频 器输 出电流 中的 高次谐波 电流成 分。 使用 ＰＡＭ 方式 或方波 ＰＷ Ｍ 方式 变频器 时 ， 可改 用正 弦波 ＰＷ Ｍ 方 式变 频器 ， 以减 小脉 动转矩 。 从 电动 机 与 负 载 相连 而 成 的机 械 系统 ，为 防 止 振 动 ， 须 使 整 个 系统 不 与 电 动 机 产 必 生 电磁 力 谐 波 。