目前,变频器在化工、电力、冶金以及民用等各个领域的应用已经日益广泛,变频器的使用不仅仅局限于电气技术人员的应用范畴。
作为一名服务生产现场的仪表自控人员,了解变频器控制工程网版权所有,掌握变频器的基本原理以及常见故障的处理,在实际生产中尤为重要。同时,它又是提升自身自控系统能力的一种工具。
一、变频器的简单介绍
变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机变速运行的设备。
1. 变频器的基本结构
2. 其中各个电路的作用
a. 控制电路
控制电路完成对主电路的控制。它将信号传给整流器、中间电路和逆变器,同时接受来自这些部分的信号。变频器都是由控制电路利用信号来开关逆变器的半导体器件www.cechina.cn,这是所有变频器的共同点。
b. 整流器
c. 中间电路
直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波。将整流电压变换成支流电流;使脉动的支流电压变得稳定平滑,供逆变器使用;将整流后固定的支流电压变换成可变的交流电压。
d. 逆变器
逆变器产生电动机电压的频率,逆变电路将直流电再逆变成交流电(直—交变换)。
二、变频器在生产中的应用(以富士G7变频器为例)
1. 变频器的控制原理(见图2)
变频调速装置电路由空气开关QF2,交流接触器KM1和变频器U1组成,由安装在电气控制柜面板上的转换开关按钮S1,启动开关按钮S2;或安装在现场防爆操作柱上启动按钮和停止按钮;以及DCS控制系统的启动、停止按钮来控制U1的运行。 启动U1时必须先闭合QF1和QF2www.cechina.cn,以及控制回路上的QF12(见图3): (1)电动机上PTC1处于得电状态,用于电动超温保护; (2)电气控制柜面板上的启动开关按钮S2置于启动位置,空气开关QF2得电时,其联动常开触点闭合,使得交流接触器KM1得电;则KM1常开触点闭合控制工程网版权所有,变频器处于受电状态; (3)此时按下DCS系统画面上的启动按钮或现场防爆操作柱上的启动按钮,则K1得电,同样,K1的常开触点闭合;这样,变频器处于运行状态,同时K1的常开触点闭合将DCS启动按钮或现场的启动按钮进行自保。 2. 变频器频率调节回路(见图2、图4) (1)QF11闭合,通过交—直流电源转换,提供24V电源分别供给“电压U/电流I”和“电流I/电流I”转换器。DCS系统画面上以0~100%的信号,控制系统通过模拟输出卡FM151输出4~20mA电流信号,以及“电流I/电流I”转换器的转换为变频器提供适当的电流信号,作为变频器的模拟输入端(AM、AC)的输入。 (2)变频器经过内部转换,其模拟量输出端(FM、AC)的输出信号通过“电压U/电流I”转换器变换成相应的4~20mA电流信号;通过DCS控制系统模拟输入卡FM148A在DCS系统画面上显示变频器的运行频率百分数(%),可对应计算频率值。目前DCS系统的组态软件功能已经十分强大,通过DCS程序组态,可直接在画面上显示变频器的运行频率。 3. 变频器应用扩展 通常为了生产安全控制工程网版权所有,在变频器回路上均加一旁路接触器KM2;如果KM1或变频器本身发生故障时保证电动机仍能正常运行。也可通过变频器的外接频率给定端提供10V电源(A1,A3)和4~20mA电流信号(A1,A2),通过电压或电流信号