高压变频器技术在社会应用中的发热噪声谐波问题及应对措施
在现代工业控制中,采用变频器控制电动机的电力拖动系统,有着显著节能效果、调节控制方便和维护简单等优点。这些优点使得变频器在工业自动控制领域中的应用日益广泛。本文对变频器应用中的故障问题进行了分析,并介绍了处理方法。
变频器应用中的一些问题
1.1 谐波问题
变频器的主电路中起开关作用的器件,在通断电路的过程中,都要产生谐波。较低次谐波通常对电动机负载影响较大,引起转矩脉动;而较高的谐波则使变频器输出电缆的漏电流增加,使电动机出力不足。谐波干扰还会导致继電保護装置误動作,使電氣儀表計量不準確,甚至無法正常工作。
1.2 噪声与振动问题
采用變頻器調速,将產生噪聲和振動,這是因為變頻器輸出波形中含有高次諧波分量。隨著運轉頻率的變化,基波分量、高次諧波分量都在大範圍內變化,而這種諧振是噪聲與振動的來源。
1.3 發熱問題
變頻器在運行中,由於内部損耗而產生熱量,這種熱量主要由主電路占98%,控制電路占2%左右。此外,在夏季環境溫度過高,使變頻器溫度上升,可達80~90℃,由于變頻器是電子裝置,內含電子元件和電解容等,因溫度過高易造成元件失效,使液晶屏幕數據無法顯示,又經常會發生變頻器保護動作現象。
因此,必須將變頻器輸出的諧波抑制在允許範圍內,同时消除或減弱噪聲與振動,对変頻器進行散熱,以延長其使用壽命。
變頻器應用中一些問題之分析與處理
2.1 對於諧波問題之處理
- 切斷干擾傳播途徑:
- 分開接地線:將動力系統的地線端子連接到地線上,而非共用地線。
- 信號線遠離干擾源:將各類信號線(如交流電缆、供給直流、計算機等)分開走线以避免互相影響。
- 抑制干擾源上的高次諦坡:
- 選擇具有較大短路阻抗的大功率供給設備,如選用短路阻抗大的調壓箱。
- 安裝滤wave: 前置LC型無源滤wave可以有效抑制5kV及7kV之間的人工發射諦坡,並且通過設置適當大小的小口部份以降低整體成本。
- 使用有源滤wave: 有源滤wave技術通過自動生成一個正弦信號,其幅值相同且相位正好相反,用以抵消原有的諦坡從而實現其去除功能。
2.2 對於噪聲與振動問題之處理
鼓勵改善設計對策:
a) 在輸出側安裝交流電抗: 可以吸收或減少帶入儲存磁場能量並轉換為机械能,因此可降低預期結果中的誤差並提升性能;
b) 改進PAM方式或SPWM方式: SPWM比PAM更具優勢,因為它提供更穩定的操作性能;
c) 增加絕緣材料密封性質: 透過提高絕緣材料密封性質,可以增強對于負載能力;
鼓勵實施維護對策:
a) 定期檢查與清潔;
b) 保持良好的空氣循環;
c) 保持適當距離;
3結語
加強對於應用的研究非常必要,這對於提高效率和節省能源都是十分重要的事情。在未來,我們需要繼續研究如何更有效地應用這些技術,以滿足我們日益增加需求的地方。我們也需要考慮如何創建新的技術來幫助我們管理這些系統,更好地支持我們日益複雜化生活方式。我們相信,如果我們可以找到合適方法,那麼我們就會更加準確地理解世界周圍的一切,並且可能會推翻目前存在的一切知識界限。