當(dāng)今變頻器產(chǎn)業(yè)得到飛速發(fā)展,變頻器產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模日趨壯大。交流變頻器自20世紀(jì)60年代問世后,80年代就在工業(yè)化國(guó)家廣泛使用,進(jìn)入90年代,隨著人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),變頻器的應(yīng)用越來越普及。
變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性,各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí),都留有一定的富余量。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí),除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成電能的浪費(fèi)。
同時(shí),風(fēng)機(jī)、泵在使用變頻調(diào)速后,可以控制電機(jī)的啟動(dòng)電流,降低電力線路電壓波動(dòng),啟動(dòng)時(shí)需要的功率更低,具有可控的加速功能、運(yùn)行速度和轉(zhuǎn)矩極限,具備減速停車、自由停車、減速停車+直流制動(dòng)等受控的停止方式,能大幅降低能耗,節(jié)約了齒輪箱等機(jī)械傳動(dòng)部件。
而隨著出口產(chǎn)品的增長(zhǎng),世界各地電壓等級(jí)、頻率各異,其它國(guó)家和地區(qū)的工頻以60hz居多,電壓又有400v、415v的區(qū)別,由于對(duì)變頻器技術(shù)的相關(guān)知識(shí)掌握得較少,對(duì)變頻器電氣特性的測(cè)定方法掌握得不夠全面,開始采用變頻器提供所需的60hz電源,東莞九洲風(fēng)機(jī)在測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)了諸多問題:
1、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和電壓變化。輸出60hz電源時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)速并不是50hz時(shí)的1.2倍,將輸入側(cè)的電壓調(diào)整為380v時(shí),輸出側(cè)的電壓和輸入測(cè)的電壓不同,差異較大。這是因?yàn)樽冾l器是采用逆變技術(shù)的,通用的變頻器都是變頻變壓(vvvf),頻率發(fā)生變化,電壓也會(huì)成正比發(fā)生變化,如變頻器輸出電壓和輸出頻率的變換圖所示。
2、電機(jī)運(yùn)行電磁噪音增加。變頻器輸出的是矩形波電壓,存在高頻分量,因此電機(jī)會(huì)產(chǎn)生刺耳的高頻噪音,該噪音明顯大于風(fēng)機(jī)的噪音,給噪音測(cè)量帶來了難題。
3、電機(jī)溫升升高。變頻器輸出電壓波形不是正弦波,而是畸形波,在額定扭矩下的電機(jī)電流比工頻時(shí)要多出約10%左右,所以溫升比工頻時(shí)略有提高(低次電流諧波使銅損增大,高次諧波使鐵損增大),給電機(jī)溫升試驗(yàn)帶來不便,使得溫升試驗(yàn)結(jié)果偏差較大。
4、普通電磁、數(shù)字測(cè)試儀表失靈。變頻器的輸入電流和輸出電流中都有頻率較高的高次諧波成分,高次諧波電流所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)具有輻射能力,使其他設(shè)備(尤其是通信設(shè)備)因接收到電磁波信號(hào)而受到干擾,使得電磁式儀表、數(shù)字式儀表都不能用來直接測(cè)量交流電壓和電流,必須采用整流式儀表才能進(jìn)行較為準(zhǔn)確的測(cè)量。
針對(duì)出現(xiàn)的問題,經(jīng)和變頻器廠家的工程師進(jìn)行了多次討論和分析,對(duì)變頻器的參數(shù)進(jìn)行了合理地調(diào)整,通過調(diào)整載波頻率來減小電磁噪音、降低電機(jī)溫升,然而,九洲風(fēng)機(jī)發(fā)現(xiàn)電磁噪音和電機(jī)溫升在載波頻率面前是一對(duì)矛盾體,無法達(dá)到全部減小甚至消失的效果。