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变频器的控制电路组成及抗干扰问题解决

发布时间:2022-03-24 16:14:58 人气:209

变频器控制电路

给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的网络称为控制回路。

控制电路由频率电压的运算电路,主电路的电压电流检测电路,电动机的速度检测电路,将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路,以及逆变器和电动机的保护电路等组成。

无速度检测电路为开环控,在控制电路增加了速度检测电路及增加速度指令,可以对异步电动机的速度进行更精确的闭环控制。

①、运算电路将外部的速度、转矩等指令,同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。

②、电压、电流检测电路为与主回路电位隔离,检测电压、电流等。

③、驱动电路为驱动电路器件的电路,它与控制电路隔离,控制主电路器件的导通与关断。

④、I/O电路使变频器更好的人机交互,其具有多信号(比如运行多段速度运行等)的输入,还有各种内部参数,比如电流,频率保护动作,驱动等的输入。

⑤、速度检测电路将装在异步电动机轴上的速度检测器(TG,PLG)等的信号设为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。

⑥、保护电路检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。

控制电路中的保护电路,可分为逆变保护和异步电动机保护两种保护,功能如下。

一、逆变器保护

1、瞬时过电流保护,用于逆变电流负载侧短路等,流过逆变器回路的电流达到异常值(超过容许值时),瞬时停止逆变器运转,切断电流,变流器的输出电流达到异常值,也得同样停止逆变器运转。

2、过载保护,逆变器输出电流超过额定值,且持续流通超过规定时间,为防止逆变器器件、电线等损坏,要停止运转,适当的保护需要反时限特性,采用热继电器或电子热保护,

或者是由于负载的GD2惯性过大或因负载过大使电动机堵转而产生。

3,再生过电压保护,应用逆变器使电动机快速减速时,由于再生功率使直流电路电压升高,有时超过容许值,可以采取停止逆变器运转或快速停止的方法,防止过电压。

4、瞬时停电保护,对于毫秒级内的瞬时断电,控制电路工作正常,但瞬时停电如果达到10毫秒以上时,通常不仅要控制电路误动作,主电路也不供电,所以检测出后使逆变器停止运转。

5、接地过电流保护,逆变器负载接地时,为了保护逆变器,要有接地过电流保护功能,但为了保证人身安全,需要装设漏电保护断路器。

6、冷却风机异常,有冷却风机的装置,当风机异常时,装置内温度将上升,因此采用风机热继电器或器件散热片,温度传感器检测出异常后,停止逆变器工作。

二、异步电动机的保护

1,过载保护,过载检测装置与逆变器保护共用,但考虑低速运转时的过热,在异步电动机内埋入温度检测器,或者利用装在逆变器内的电子热保护来检测过热,动作过频时应考虑减轻电动机负荷增加电动机及逆变器的容量等。

2,超速保护,逆变器的输出频率或者异步电动机的速度超过规定值时,停止逆变器运转。

三、其他保护

1,防止失速过电流,加速时,如果异步电动机跟踪迟缓,则过电流保护电路动作运转就不能继续进行,(失速),所以在负载电流减小之前要进行控制,抑制频率上升或使频率下降,对于恒速运转中的过电流,有时也进行同样的控制。

2,防止失速再生过电压,减速时产生的再生能量会使主电路直流电压上升,为防止再生过电压电路保护动作,在直流电压下降之前要进行控制,抑制频率下降,防止不能运转(失速)。

变频器控制回路的抗干扰措施

由于主回路的非线性(进行开关动作),变频器本身就是谐波干扰源,而其周边控制回路却是小能量,弱信号回路,极易遭受其他装置产生的干扰,造成变频器自身和周边设备无法正常启动,

因此在变频器安装使用时,必须对控制回路采取抗干扰措施。

1,变频器的基本控制回路

一般而言,同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种。

①、4~20mA电流信号回路(模拟),1~5V/0~5伏电压信号回路(模拟)。

②、开关信号回路,变频器的开停指令,正反转指令等(数字)。外部控制,指令信号通过上述基本回路导入变频器,同时干扰源也在其回路上产生干扰电势,以控制电缆为媒介侵入变频器。

2,干扰的基本类型及抗干扰措施

①、静电耦合干扰,指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合在电缆中产生的电势,当加大与干扰源电缆的距离达到导体直径40倍以上时,干扰程度就会不太明显,也可在两电缆间设置屏蔽导体,再将屏蔽导体接地。

②、静电感应干扰,指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势,其强度取决于干扰源电缆产生的磁通大小,控制电缆形成的闭环面积和干扰源电缆与控制电缆间的相对角度,

可将控制电缆与主回路电缆或其他动力电缆分离,铺设分离距离通常应在30毫米以上(最少不低于10毫米),分离困难时将控制电缆,穿过铁管铺设,也可将控制导体绞合,绞合间距越小,铺设的路线越短,抗干扰效果越好。

③、电波干扰,指控制电缆成为天线,由外来电波在电缆中产生电势,抗干扰措施同(1)、(2),必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽,屏蔽用的铁箱务必接地。

④、接触不良干扰,指变频器控制电缆的电接点及继电器触点接触不良,电阻发生变化在电缆中产生的干扰,对此,采用并联触点或提高电器件等级来解决,对于电缆连接点,应定期做拧紧加固处理。

⑤、接地干扰,指机体接地或信号接地,对于弱电压、电流回路,任何不合理的接地均可诱发各种意想不到的干扰,比如设置两个以上接地点,接地处会产生电位差,产生干扰,可将速度给定的控制电缆,

取一点接地,接地线不作为信号的通路,使用电缆的接地在变频器侧进行,使用专设的接地端子,不与其他接地端子共用。

3、其他注意事项

①、装有变频器的控制柜,应尽量远离大容量变压器和电动机,其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设备。

②、弱电压、电流控制电缆,不要接近易产生电弧的电器件。

③、控制电缆建议采用1.25mm2或2mm2屏蔽绞合绝缘电缆。

④、屏蔽电缆的屏蔽要连接到电缆导体同样长,电缆在端子箱中连接时屏蔽端子要互相连接。


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