变频器应用与研究论文

变频器的应用与研究【摘要】随着经济和科学技术的发展，电力电子技术的发展速度也得到快速提高。目前，变频器在工农业生产中的应用越来越广泛，也引起了更多的关注及研究。本文主要介绍了变频器的应用条件以及在工程应用中应该注意的问题，同时对于变频器的发展提出了展望。【关键词】变频器；应用；发展；展望1.变频器正确应用的条件1.1变频器的选用原则变频器的选择应遵循以下几个原则：（1）变频器的输出功率和电流必须等于或大于被驱动异步电机的功率和电流。（2）在工业机械的应用中，要根据机械的具体用途或型号选择正确的变频器的类型。目前市场上的变频器，大致可分为三类：a.通用型变频器：这类变频器也被称为简易变频器，因为它不具备矢量控制的功能。b.高性能变频器：通常情况下，这类变频器配有矢量控制功能。c.专用变频器：通常指专门为某种用途或类型型号的机械而设计的变频器，如水泵、风机、电梯、起重机械、注塑机等都有专用的变频器。（3）一般情况下，一台变频器是能够控制多台电动机的；但是此时，必须要根据最大电流原则进行选择，然后还要明确多台电动机是否是同时工作，这样才能够确保变频器的工作效率。1.2变频器配套设备的选用在变频器的工作中，有很多因素能够起到决定性的作用。其中变频器的配套设备便有着十分重要的作用。在配套设备中，通常都是空气断路器、交流接触器、交流电抗器、无线电噪声滤波器、制动电阻、输出交流电抗器等。在工业的使用中，使用者可以根据机械的类别以及实际需要情况加以选择。1.3变频器的使用维护任何机器在使用中都需要对其进行维护和保养，这样才能延长其使用寿命，对于变频器来说也是同样如此。变频器的使用维护要做到以下方面：1.3.1日常检查变频器在工作的过程中，通常从设备外部条件的变化情况检查其运营状况。检查的项目通常有以下几部分:a.电源电压是否适用于变频器的工作电压。b.冷却系统运行情况是否正常。c.变频器、电动机的工作时间是否过长，是否有过热、变色或有异味的现象。d.变频器、电动机工作时是否有噪音和异常振动。e.安装地点的环境是否有异常现象。1.3.2定期维护变频器在使用过程中会有元器件老化或异常故障发生，为了防止这些现象发生，必须要对变频器定期进行保养维护，适时的更换老化的元器件和进行故障维护。但是定期维护的前提是要在工业生产暂时停产期间，在变频器停机后进行。主要定期维护项目有以下几种：a.对紧固件进行必要的紧固。b.对冷却系统进行积尘清扫。c.检查绝缘电阻是否能保证变频器正常运作。d.检查导体、绝缘物是否有腐蚀、变色或破损。e.检查冷却风扇、滤波电容器，接触器等的工作情况。1.3.3维护时的注意事项a.为了确保变频器操作者的安全，在维护工作开始之前必须切断电源，要等到主电路滤波电容器放电完成以及电源指示灯完全熄灭后才可以进行作业。b.变频器在出厂前，其生产厂家已经对其做好了初始设定，这些设定值通常情况下是不能随意改变的。一旦被改变后，又想要恢复原设定值，那么通常采用初始化操作完成恢复工作。c.新型变频器的控制电路中，已经使用了许多cmos芯片，这些芯片具有脆弱性，在维护时不要用手指直接触摸电路板，否则将会导致这些芯片因静电作用而受到损坏。d.维护变频器时，不要在通电状态下改变接线或拔插连接件，否则会产生无法预料的后果e.在变频器工作过程中不允许对电路信号进行检查。变频器会受到电路信号的影响，如果导致连接测量仪表时出现噪声以及误操作，那么都会导致变频器出现故障。f.如果变频器发生故障但是却无故障显示，那么此时不要再轻易通电，避免造成更大的故障。应该切断电源，做电阻特性参数测试，进一步查找故障原因。2.变频器在工程应用中应注意的问题2.1工作环境问题在变频器工业生产的实际应用中，大部分国内的用户没有专用机房，他们为了降低成本不建造专用机房，直接变频器安装于工作现场。然而工业生产的工作现场都具有是灰尘大、温度高的特点，而且南方还有湿度大的特点。另外，线缆行业的工作现场还有金属粉尘、陶瓷等，印染等行业还有腐蚀性气体和粉尘。针对不同的工作环境，变频器安装时一定要做出相应的调整。2.2干扰问题在注塑机、电梯等的控制系统中，多采用微机或者plc进行控制，然而变频器会对这些危机或plc产生干扰，因此在系统设计中，一定要注意其干扰问题，采取有效的措施避免。在国内，大部分的用户采用自己设计的微机控制板，但是这样的微机控制板的工艺水平较差，基本不符合emc国际标准，变频器在使用中会产生严重的传导和辐射干扰，进而致使控制系统无法正常工作，所以必须要采取有效的措施避免干扰问题的出现。2.3电网质量问题在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合，电压经常出现闪变。一个工作车间内，有几百台变频器等容性整流负载同时工作，那么会使电网的谐波非常大，电网的质量也会受到很严重的污染，对变频器本身也有很大的破坏力，轻则不能够连续正常运行，重则造成设备输入回路的损坏。3.变频器的研究展望变频器在国内外的工业领域中具有举足轻重的地位，同样也是世界经济高速发展的产物。那么对于它的发展研究可以有以下趋势:3.1主控一体化日本三菱公司在主控一体化方面具有成功的案例。他们将功率芯片和控制电路集成在一块芯片上的dipipm(即双列直插式封装)，并且已经将其推向市场中。实质上，他们采用了hvicsoc概念，它具有能够是逆变功率和控制电路达到一体化、智能化和高性能化的的特点。这一概念的推广满足了家电生产厂家低成本的要求，而且还满足的市场上使用人的高可靠性和易使用的心理需求。电器中功率的增大，使得该产品在市场上极具竞争力。3.2小型化日本富士(fuji)电机在变频器小型化发展的方面也所有涉猎。三添胜先生曾经说过：变频器的小型化就是向发热挑战。说明变频器的小型化不仅要具有支撑部件的实装技术和系统设计的大规模集成化，还有拥有成熟的功率器件发热的改善和冷却技术，具备这些才能使得变频器逐渐小型化。abb公司将小型变频器定型为comp-actm，它的全新概念是小功率变频器要具有简单、安装方便、安全的特点，像接触器、软起动器等电器元件一样。3.3低电磁噪音话变频器的改进要具有抗干扰和抑制高次谐波方面的功能，并且制定的标准必须要符合emc国际标准，主要做法是在变频器输入端加交流电抗器或有源功率因数校正电路，改善输入电流波形，降低电网谐波以及逆变桥采取电流过零的开关技术。而控制电源用的开关电源将推祟半谐振方式。3.4专用化经过发展，变频器近年来已经出现专用型家族，为一些特定的机械提供专用的变频器，具有更强的功能。如用于起重负载的arbacc系列、用广交流电梯的siemensmico340系列和fujifrn5000gnud系列，另外还有应用于供水系统、能源再生、纺织等领域的专用变频器。3.5系统化随着变频器的不断发展，通用变频器已经从模拟式、数字式、智能化、多功能向集中型发展，这已经成为一种发展趋势。最近，日本安川由机提出了一个新的概念—“d&m&c”，它以变频器、伺服装置、控制器及通讯装置为中心。目的是为用户提供最佳的系统。因此变频器的发展逐渐系统化，能够提供高速响应件和高性能的变频器。【参考文献】［１］夏学民.变频器的选择及日常维护.国土资源高等职业教育研究,2005.10.［２］谢德宇.变频器的应用及发展展望.汕头科技，2005.4.［３］黄建龙.变频器及其正确使用.科技广场，2006,2.