凝结泵电机变频器的若干说明1

关于凝结泵电机变频器的若干说明

我厂6号机＃1凝结泵电机变频器是北京利德华福A06/130型产品，变频器容量1350KV A，额定输出电流130A，变频器负荷大于20%额定负荷时输入功率因数0.95，输出频率范围0－50Hz，加减速时间0.1S－3000S。由移相变压器、功率单元和控制器组成。有21个功率单元，每7个功率单元串联构成一相，每个功率单元结构和电气性能都完全一致，可以互换。功率单元电路结构见图2，为基本的交－直－交单相整流逆变电路，整流侧为二极管三相全控，通过对绝缘栅双极型晶体三极管(IGBT)逆变桥进行正弦PWM控制。

1、频率闭环速度开环控制带来计算转速与实际转速偏差CRT显示电机的“实际”转速，是根据运行频率与电机的负载情况运算而得，电机的同步转速正比于电机的运行频率，滑差率s基本上正比于电机的负载电流，电机的转速值按如下公式算出：n＝(60f/p)*(1-s)

＝n0(1-s)，式中：极对数p=2，滑差率 s，电机同步转速 n0，电机实际转速 n，电机当前运行频率f。公式中的频率是变频器的实际输出频率，由变频器测量得到，而滑差率s是由s=f(i)函数修正得到，式中电流i是变频器输出电流，函数s=f(i)是一条横坐标为变频器输出电流 I,纵坐标为滑差率的向下倾斜的直线，如图1所示。这样得出的“实际”转速在电机正常负载运行时，与实际转速接近，基本能代替实际转速满足运行监视需要，可是在特殊情况下就不能，如变频器变频器投入运行、电机还未起动时，因为变频器设定时将偏置频率设定为0HZ、变频器在接到运行指令给出调频信号、受控电机将接收低频运行指令，启动转矩不足无法起动而堵转，虽然变频器起动初期输出电压受恒压频比限制不高，但是电机的堵转电流一般都不小，此时用堵转电流推算出的滑差率应远小于1，代入转速公式计算得出的转速应远大于0rpm，而且随变频器加速过程输出电压和频率升高，堵转电流会更大，计算滑差率会更低，计算转速就更高，给运行远方监视造成一种假象，即电机已经起动。所以，变频器变速电机起动时加速时间要短，不能在低频区停留过长，远方判断电机是否起转时结合热工参数综合判断，如出口压力、流量、水位的变化都能间接反映电机起转。

2、关于变频器输出频率的偏置值

变频器输出频率太高不利于平稳起动，规程要求：“检查变频凝结泵开度为0%(防止推力瓦温高开度也可在20%)”。#6机＃1凝结泵偏置频率设定为0.5Hz，变频器在接到运行指令但操作人员未给出调频信号之前，受控电机将一直接收0.5Hz的低频运行指令而无法起动,电机的堵转电流不能持续时间过长，否则极有可能使变频器过载保护动作，所以操作人员给出调频信号的加速过程要快，不要在低频区停留时间过长，最好起动变频器前把变频器凝结泵开度指令置于20%。

3、关于变频器闭环控制恒压频比（U/f=常数）输出

根据电机的感应电势计算公式：E＝4.44fNΦm,当电机定子线圈匝数N为常数时，磁通幅值Φm∝E/f,忽略定子阻抗压降时，定子电压U ≈E，电势E不变即电压U不变，频率f降低，则磁通幅值Φm增大，电机定子铁芯将过饱和，励磁电流激增成为尖顶波，铁损大幅上升，电机功率因数下降，机械和电磁振动、噪声增大。因此，变频器调频同时调电压电流，维持相对恒定的压频比和磁通饱和程度。将输出电压、电流、频率进行闭环控制，以提高动态负载下的电压控制精度和

稳定度，一定程度上求得电流波形的改善，也基本上解决了异步电机平滑调速的问题。这种控制方法的另一个好处是对再生引起的过电压、过电流抑制较为明显，从而可以实现快速的加减速。

4、关于加速过程中过电流

变频器设计出力能满足电机正常起动、满出力运行，当变频器起动加速或正常运行时发生变频器过电流，不能简单的认为是变频器故障，应考虑检查电机故障，可将变频器与电机连接线断开检查电机。

5、变频器的输入功率因数和节电效果

变频器输入侧功率因数是输入侧有功功率与视在功率之比。功率因数λ降低的原因有电流波形畸变和输入电流的相位滞后，功率因数λ＝ξCOSΦ，ξ是畸变因数，COSΦ是位移因数。波形畸变是高次谐波引起的，高次谐波电流几乎都是无功电流，大变频器设计制造中对此做了相应的处理，如借助移相变压器的星形和三角形接法形成相位移，7个功率单元串联控制法增加整流电路的脉波数而降低无功功率，电流波形愈接近正弦波，畸变因数ξ愈接近于1，功率因数λ≈COS Φ，Φ为一次相电压与一次相电流基波之间的相位差角，位移因数COSΦ为一次相电压与一次相电流基波之间的相位差角的余弦。低谷时段变频器降额运行，绝缘栅双极型晶体三极管(IGBT)导通角度减小、控制角度α增大，输入电流波形与电压波形的相位差角Φ增大，位移因数COSΦ即功率因数λ下降，变频器负荷大于20%额定负荷时输入功率因数0.95以上，可以忽略为常数1，而低谷时段变频器降额运行时，输入电流I下降明显，所以有功功率P∝UICOSΦ基本与

电流I成正比，有功功率随电流成正比下降，节电效果显著。

6、PWM控制技术一直是变频技术的核心技术之一，由于PWM可以同时实现变频变压反抑制谐波的特点，由此在交流传动乃至其它能量变换系统中得到广泛应用。PWM控制技术大致可以分为三类，正弦PWM（包括电压，电流或磁通的正弦为目标的各种PWM方案，多重PWM也应归于此类），优化PWM及随机PWM。