最新变压器变频器学习知识.docx

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最新变压器变频器学习知识

变压器,变频器学习知识

变压器行业

试验对象

1.电力部门各种电网的电力变压器、其他行业用的特种变压器

2.电力变压器主要电压有220kV、110kV、63kV、35kV、10kV、400V，每种变压器的功率不同，用途也不同。

最大容量有500MVA，每种电压等级所对应的容量不同，电压越高的变压器容量可以做的越大。

3.试验项目为出厂试验及型式试验。

4.相对来说，变压器对于安全的性能检测要高于电机，电压越高对绝缘的要求更高。

变压器的试验项目有哪些

答：

主要有1.环境温度测量；2.绝缘特性试验；3.变压器油试验；4.绕组电阻测量；5.变比组别试验；6.外施耐压试验；7.感应耐压试验；8.局部放电测量；9.空载试验；10.短路试验；11.有载分接开关试验；12.温升试验等

变压器使用注意事项

使用变压器首先要分清它的初级初次级。

例如25型酸度计，它的电源变压器中接220V的是初级，接灯丝和整流管屏极的是次级。

　　变压器是一种磁感应元件，它对周围的电感元件也有影响。

因此，在安装变压器时，一定要注意变压器之间的相互位置和变压器对围困元件的影响。

有时还须采取必要的屏蔽措施。

在电路里，电源变压器有发热现象，还须考虑到安放的位置要有利于散热。

变压器线圈要通过变化的电流才产生感应作用，所以如果把变压器的初级接在宜流电源上时，就没有感应作用，次级就没有感应电压。

线圈对直流电来说是一个低电阻电路，如果电源变压器接在直流电源上，就会因发高热而饶坏，这一点一定要注意。

变压器的构造和分类

变压器的种类很多。

按用途分亿输入变压器、福合变压器、输出变压器、电源变压器.调压变压器等。

按铁芯结构可分为壳式和芯式两种。

芯式变压署采用“口”形铁芯，变压器的初、次级分开绕在两边。

壳式变压器采用“E”形铁芯，变压器的初、次级绕在中心柱上。

按交流电频率范围来分，又可分为低频、中频和高频三类。

低频变压器都有铁芯，中频和高频变压器一般是空气芯或用特制的铁粉芯。

　　低频变压器又可分为音频变压器和电源变压器，这是变换电压或作匹配阻抗的元件。

电源变压器是供变换电压用的，而音频变压器则是供收吉机或广播设备中用的。

　　中频变压器习惯上称为中周，它有调容式和调感式两种。

目前新式的中频变压器都是调感式的，可通过调线圈中的铁粉芯来改变线圈的电感量，它一船用在超外差式收音机的中频放大器里。

　　高频变压器多为空气芯的，也有加铁粉芯的。

这种变压器又叫做稻合线圈或调谐线圈。

收吉机里所用的振荡线圈、高频放大器的负载回路和天线线团部是高频变压器。

因为这些线圈是用在高频电路中，所以电感量可以很小。

低压电机行业

试验对象

1.面向低压电机制造行业

2.额定电压380V、660V、1140V的电机，最大功率一般为1000kW以下。

3.试验项目为出厂试验及型式试验。

4.低压电机在日常运用中比较多，一般为生产流水线生产模式，公司针对流水线有流水线式的批量试验设备，试验节拍满足流水线的节拍。

电机的型式试验项目有哪些

答：

主要有1.负载试验；2.温升试验；3.空载特性试验；4.堵转特性试验；5.最大转矩测量；6.最小转矩测量；7.效率特性检测

变频器行业

试验对象

1.面向变频器制造行业

2.额定电压380V、690V、1140V、3kV、6kV、10kV的变频器，最大功率为5MW-10MW。

2.试验项目为出厂试验及型式试验。

变频器的试验项目有哪些？

答：

1、速度（频率）稳定精度试验；2、转速变化率试验；3、恒转矩、恒功率调速性能试验；4、能耗减速试验；5、双象限运行试验；6、四象限运行试验；7、温升试验；8、过载能力试验；9、供电电压适应能力试验；10、过电压、欠电压保护试验；11、过电流保护试验；12、缺相保护试验；13、漏电闭锁试验

1、什么是变频器？

　　变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。

国内技术较领先的品牌有英威腾、汇川、三晶、紫日电气科技有限公司、雷诺尔、欧瑞（原烟台惠丰）、蓝海华腾。

　　2、PWM和PAM的不同点是什么？

　　PWM是英文PulseWidthModulation（脉冲宽度调制）缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。

变频器

PAM是英文PulseAmplitudeModulation（脉冲幅度调制）缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。

　　3、电压型与电流型有什么不同？

　　　变频器的主电路大体上可分为两类：

电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。

　　4、为什么变频器的电压与频率成比例的改变？

　　任何电动机的电磁转矩都是电流和磁通相互作用的结果，电流是不允许超过额定值的，否则将引起电动机的发热。

因此，如果磁通减小，电磁转矩也必减小，导致带载能力降低。

　　由公式E=4.44*K*F*N*Φ可以看出，在变频调速时，电动机的磁路随着运行频率fX是在相当大的范围内变化，它极容易使电动机的磁路严重饱和，导致励磁电流的波形严重畸变，产生峰值很高的尖峰电流。

　　因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。

这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。

　　5、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加；对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那么电流是否增加？

　　频率下降（低速）时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。

　　6、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？

　　　采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下（根据机种不同，为125%~200%）。

用工频电源直接起动时，起动电流为额定电流6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。

采用变频器传动可以平滑地起动（起动时间变长）。

起动电流为额定电流的1.2~1.5倍，起动转矩为70%~120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。

　　7、V/f模式是什么意思？

　　　频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答4说明。

V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置（ROM）中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择。

　　8、按比例地改V和f时，电机的转矩如何变化？

　　　频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变，将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。

因此，在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。

可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。

　　9、在说明书上写着变速范围60~6Hz，即10：

1，那么在6Hz以下就没有输出功率吗？

　　　在6Hz以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频率取6Hz左右，此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。

变频器实际输出频率（起动频率）根据机种为0.5~3Hz。

.

　　10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定，是否可以？

　　通常情况下时不可以的。

在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）电压不变，大体为恒功率特性，在高速下要求相同转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择。

　　11、所谓开环是什么意思？

　　　给所使用的电机装置设速度检出器（PG），将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为“闭环”，不用PG运转的就叫作“开环”。

通用变频器多为开环方式，也有的机种利用选件可进行PG反馈.无速度传感器闭环控制方式是根据建立的数学模型根据磁通推算电机的实际速度，相当于用一个虚拟的速度传感器形成闭环控制。

　　12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办？

　　　开环时，变频器即使输出给定频率，电机在带负载运行时，电机的转速在额定转差率的范围内（1%~5%）变动。

对于要求调速精度比较高，即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合，可采用具有PG反馈功能的变频器（选用件）。

　　13、如果用带有PG的电机，进行反馈后速度精度能提高吗？

　　　具有PG反馈功能的变频器，精度有提高。

但速度精度的值取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分辨率。

　　14、失速防止功能是什么意思？

　　　如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速（电角频率）的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。

为了防止失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控制。

当加速电流过大时适当放慢加速速率。

减速时也是如此。

两者结合起来就是失速功能。

　　15、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种，和加减速时间共同给定的机种，这有什么意义？

　　加减速可以分别给定的机种，对于短时间加速、缓慢减速场合，或者对于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适宜的，但对于风机传动等场合，加减速时间都较长，加速时间和减速时间可以共同给定。

　　16、什么是再生制动？

　　　电动机在运转中如果降低指令频率，则电动机变为异步发电机状态运行，作为制动器而工作，这就叫作再生（电气）制动。

　　17、是否能得到更大的制动力？

　　从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中，由于电容器的容量和耐压的关系，通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%。

如采用选用件制动单元，可以达到50%~100%。

繁用电表交流电压的测量

测量交流电压的方法与测旦直流电压相似，下面只将其不同点加以说明。

一股来说，交流电源的内阻较小，所以对整用电表的交流电压灵敏度要求不高。

表盘上的标度尺是交流电压的有效值，而经过整流器整流后得到的脉动直流电则反映它的平均值。

　　在繁用电表设计和计算时，标度只是按照正弦波的平均值与有效值的比值、整流的型式（半波或全波）和整流器的整流效率三考的乘积来调整的。

如果被测电源的波形失真或不是正弦波时，误差就要增大。

　　繁用表的表盘上都标有使用频率范围（45—1000H2）。

如果交流电频率超过此范围，误差也会交大。

其原因是倍压电阻有分布电容存在，当频率升高时倍压电阻的总阻降低，使读数不准。

所以高级繁用表都接有补偿电容。

为了防止谐振，表头上往往并联一只电解电容。

四象限变频器技术

1、 引言

在上个世纪80年代末，交流变频调速逐渐登上了工业传动调速方式的历史舞台。

变频调速在调速范围、调速精度、控制灵活、工作效率、使用方便等方面都有很大的优点，这使变频调速成为最有发展前途的一种交流调速方式。

普通的变频器大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流，然后采用IGBT逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电动机。

这种变频器只能工作在电动状态，所以称之为两象限变频器。

由于两象限变频器采用二极管整流桥，无法实现能量的双向流动，所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。

在一些电动机要回馈能量的应用中，比如电梯，提升，离心机系统，只能在两象限变频器上增加电阻制动单元。

将电动机回馈的能量消耗掉。

另外，在一些大功率的应用中，二极管整流桥对电网产生严重的谐波污染。

IGBT功率模块可以实现能量的双向流动，如果采用IGBT做整流桥，用高速度、高运算能力的DSP产生PWM控制脉冲。

一方面可以调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染，让变频器真正成为“绿色产品”。

另一方面可以将电动机回馈产生的能量反送到电网，达到彻底的节能效果。

吉纳电机自2001年开始进行四象限变频器开发和研制工作。

到目前已经形成380V、660V两个系列功率等级的成熟的产品和技术，并广泛应用于煤矿和油田领域。

2、 四象限变频器的工作原理

四象限变频器的电路原理图如图1所示。

2.1工作原理

当电机工作在电动状态的时候，整流控制单元的DSP产生6路高频的PWM脉冲控制整流侧的6个IGBT的开通和关断。

IGBT的开通和关断与输入电抗器共同作用产生了与输入电压相位一致的正弦电流波形，这样就消除了二极管整流桥产生的6K±1谐波。

功率因数高达99%。

消除了对电网的谐波污染。

此时能量从电网经由整流回路和逆变回路流向电机，变频器工作在第一、第三象限。

输入电压和输入电流的波形如图2所示。

当电动机工作在发电状态的时候，电机产生的能量通过逆变侧的二极管回馈到直流母线，当直流母线电压超过一定的值，整流侧能量回馈控制部分启动，将直流逆变成交流，通过控制逆变电压相位和幅值将能量回馈到电网，达到节能的效果。

此时能量由电机通过逆变侧、整流侧流向电网。

变频器工作在二、四象限。

输入电抗器的主要功能是电流滤波。

回馈电流和电网电压波形如图3所示：

2.2四象限变频器的系统构成

（1）主回路的构成：

预充电电路，输入电抗、智能功率模块，电解电容和输出电抗。

各部分的功能列举如下：

·预充电电路：

由交流接触器、功率电阻组成及相应的控制回路。

主要功能是系统上电时，完成对直流母线电容的预充电。

避免上电时强大的冲击电流烧坏功率模块。

·输入电抗器：

电动状态下起储能作用，形成正弦电流波形。

回馈状态下，起滤波作用，滤掉电流波形的高频成分。

·智能功率模块（SkiiP）:

整流侧和逆变侧IGBT、隔离驱动、电流检测以及各种保护监测功能。

·电解电容：

储能，滤波。

·输出电抗：

降低输出dv/dt，对电机起到一定的保护作用。

（2）控制部分组成：

系统辅助电源模块，预充电控制，功率接口板，DSP控制板及人机接口板。

·系统辅助电源产生系统控制所需的5V、15V和24V电源；

·预充电控制用于控制预充电交流接触器的动作；

·功率接口板反馈系统控制所需的电流信号，电压信号及温度信号，并且传递PWM控制波形到驱动板。

接口板要对信号进行滤波处理；

·DSP控制板完成整流，逆变PWM控制算法，系统的大脑。

·人机接口板显示变频器运行的各种状况以及用户参数输入。

3、 整流部分

整流部分系统控制方框图如图4所示。

如图4所示，系统的给定是直流母线电压指令，这个指令与直流母线电压反馈的误差送到电压环的PI调节器。

电压环的PI调节与三相输入正弦波的乘积成为三相电流的指令，三相电流指令与各自电流所馈作比较，误差送到电流环的PI调节器。

电流环PI调节器的输出可以通过载波调制产生各相IGBT的PWM控制信号，也可以通过空间矢量的方式产生PWM信号控制IGBT。

上述的运算都是通过DSP完成的。

4、 典型应用

四象限变频器的典型应用是具有位势负载特性的场合，倒如掉升机，机车牵引，油田磕头机，离心机等。

有一些大功率的应用中，也需要四象限变频器以减小对电网的谐波污染。

以提升机的应用为倒，当提升重物时，四象限变频器拖动电机克服重力做工，电动机处于电动状态。

当下放重物时，逆变侧产生励磁电流，重力牵引电机发电，电动机处于发电状态。

势能转化为电能通过整流侧回馈的电网。

5、 结束语

采用带有PWM控制整流器变频器具有四象限运行的功能，能满足各种位势负载的调速要求，可就电机的再生能量转化为电能送回电网，达到最大限度的节能的目的。

不仅如此，它还可减少电源的谐波污染，功率因数可接近于1，是一种真正的“绿色”变频器。