
解决电网过电压对变频器的影响,主要思路是对变频器中间直流回路多余能量进行有效及时处理,同时预防或降低多余能量馈送到变频器的中间直流回路,让电网产生的过电压处于一定允许值内。
1)装设浪涌吸收装置或者串联电抗器作为吸收装置。电网冲击过电压、雷电导致过电压以及补偿电容合闸或断开时是造成变频器输入端过电压的主要原因。可以在变频器装设浪涌吸收装置或串联电抗器预防。浪涌吸收装置就是在连接逆变器和电动机的U、V、W相动力线间,以及这些动力线和地之间,分别连接半导体浪涌吸收元件,这些半导体元件在两端子间达到规定电压以上就流过电流并箝位电压。串联电抗器能够降低电容器组的涌流倍数和频率,提高短路阻抗,减小短路容量,降低操作电容器组引起的过电压幅值。
2)调整变频器已设定的参数。在设置变频器减速时间参数时,以不引起中间回路过电压为限为条件设定,避免负载动能释放太快。如果工艺流程对负载减速时间有一定的要求,可以设定变频器失速自整定功能,也可设定变频器的频率值,通过减缓频率降低所控制设备的转速。
3)增加泄放电阻。泄放电阻就是在储能元件两端并联的电阻,提供一个消耗能量的通路,使电路安全。可以是二极管,如电感(继电器线包)并联的二极管。当前功率较小变频器一般在制造时内部中间直流回路都设计了控制单元与泄放电阻,而大功率的变频器为给其中间直流回路能够很好的释放多余的能量提供通道,应该根据工艺需要增加泄放电阻。
4)增加逆变电路。在变频器输入侧增加逆变电路可以使变频器中间直流回路多余的能量回馈给电网。但造价较高,技术要求复杂。
5)在中间直流回路上加合适电容。根据变频器容量及中间直流回路电流电压估算,可以在中间直流回路上增加合适的电容,此电容能够稳定回路电压,提升回路承受过电压的能力。也可以在设计阶段选用较大容量的变频器来有效防治过电压。
6)降低工频电源电压。常用变频器电源侧均是采不可控整流桥,电源电压较高,中间直流回路产生的电压也跟着升高。例如电源电压为380V时,变频器直流回路电压达到537V。因此,在条件容许下,可利用变压器的分接开关,通过低压档的放置降低电源电压来提升变频器过电压能力。
7)多台变频器共用直流母线。可根据实际需要将多台变频器的直流母线回路并联在一起,任何一台变频器从直流母线上取用的电流通常情况下都是大于同时间从外部馈入的多余电流,可以保持共用直流母线电压。至少两台同时运行的变频器具有共用直流母线能够平衡变频器的直流母线电压。
8)通过控制系统功能优势解决变频器过电压问题。变频器的减速和负载的突降一般受控制系统控制。可以在变频器减速和负载突降前,通过控制系统对变频器进行控制,降低过多的能量馈入变频器的中间直流回路。如果生产工艺流程使变频器规律性负载突降,在负载突降前,可以通过控制系统适当提升变频器的频率,减少中间直流回路被负载侧过多的能量馈入。
过电压对变频器的影响:通用变频器的基本组成电路是整流电路和逆变电路两部分。整流电路将工频交流电整流成直流电。逆变电路再将直流电逆变成频率和电压可调的交流电。变频调速装置一般是均采用交一直一交电压模式。变频器过电压一般是指中间直流回路过电压,其危害主要有电网电压升高增加电机铁芯磁通,造成磁路饱和,加大励磁电流,导致电机温升过大;电网电压升高使中间直流回路电压升高后,变频器输出电压的脉冲幅度过大,对电机绝缘寿命有很大影响;对中间直流回路滤波电容器寿命影响很大,甚至会引起电容器爆裂。