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变频器晶闸管电路(晶闸管变频装置)

来源:www.xrdq.net   时间:2023-01-22 12:20   点击:187  编辑:admin   手机版

1. 晶闸管变频装置

晶闸管交交变频电路,也称周波变流器(Cycloconvertor),把电网频率的交流电变成可调频率的交流电的变流电路,属于直接变频电路。广泛用于大功率交流电动机调速传动系统,实际使用的主要是三相输出交交变频电路。

在共阴极双半波整流电路中,通过改变晶闸管的控制角可得到负载端上正下负大小可变的输出电压。在共阳极双半波整流电路中,通过改变晶闸管的控制角可在负载上得到极性相反的电压。

2. 变频调速是应用晶闸管技术

对异步电动机的调速有三个途径,即:①改变定子绕组极对数;②改变转差率;③改变电源频率。对于,其转差率,它只具有两种调速方式。实际应用的交流调速方式有多种,以下对几种常用的方法简单介绍:

1、变极调速

这种调速方式只使用于专门生产的多级多速异步电动机。通过绕组的不同组合连接方式,可以获得二、三、四极3种速度,这种调速方式速度变化是有级的,只适用于一些特殊应用的场合,只能达到大范围粗调的目的。

2、转子串电阻调速

这种调速方式只适用于绕线式转子异步电动机,它是通过改变串联于转子电路中的电阻阻值的方式,来改变电动机的转差率,进而达到调速的目的。由于外部串联电阻的阻值可以多级改变,故可实现多种速度的调速(原理上,也可实现无级调速)。但由于串联电阻消耗功率,效率较低,同时这种调速方式机械特性较软,只适用于调速性能要求不高的场合。

3、串级调速

这种调速方式只适用于绕线式异步电动机,它是通过一定的设备将转差功率反馈到电网中加以利用的方法。

4、调压调速

是将晶闸管反并联连接,构成交流调速电路,通过调整晶闸管的触发角,改变异步电动机的端电压进行调速。这种方式也改变转差率,转差功率消耗在转子回路中,效率较低,较适用于特殊转子电动机(例如深槽电动机等高转差率电动机)中。通常,这种调速方法应构成转速或电压闭环,才能实际应用。

5、电磁调速异步电动机

这种系统是在异步电动机与负载之间通过电磁耦合传递机械功率,调节电磁耦合器的励磁,可调整转差率的大小,从而达到调速的目的。该调速系统结构简单,价格便宜,适用于简单的调整系统中。但它的转差功率消耗在耦合器上,效率低。

6、变频调速

改变供电频率,可使异步电动机获得不同的同步转速。采用变频机对异步电动机供电的调速方法已很少使用。目前大量使用的是采用半导体器件构成的静止电源。目前这类调速方法已成为交流调速发展的主流

3. 晶闸管变频装置图片

交流电的变频一般要通过变频器来实现。变频器(VFD(Variable-frequencydevice)就是将一定频率和电压的交流电转换为电压及频率不同的交流电的电子装置。在实际应用中通过调节供电的频率来调节电机的转速。

一般而言,变频器输出的交流电和普通的民用交流电在电压和频率上是有区别的。比如,我国居民用电为50Hz/220V的单相交流电,工业用电为50Hz/380V的三相交流电。而变频器的输出在大部分情形时频率都不会是50Hz,电压也会不同。

4. 晶闸管变频装置电流大功率小怎么回事

答:大功率晶闸管是高导无氧铜材料。

传统电力电子器件主要是指晶闸管,近年来随着IGBT、MOSFET等新型电力电子器件的发展,晶闸管的市场空间被逐渐压缩,但其在高压和特高压直流输电工程、电解电源、冶金等大功率领域应用的稳定性和可靠性仍是新型电力电子器件无法取代的,而大功率晶闸管电极目前均采用高导无氧铜材料,其优点是具有良好的钎焊性,优良的电热性能,高真空下低的挥发分。

5. 晶闸管变频装置接线图

方法/步骤分步阅读

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一、变频器过电压、欠电压故障保护(F0002、F0003)

大家使用变频器最常见的可能就是过电压问题了,过电压问题最常见的原因是电机处在发电状态,产生的能量无法及时的消耗造成的。欠电压问题最常见的就是电源缺相了。当然,西家变频器都有相应的保护功能,其缺省反应为OFF2停车。

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二、变频器过压、欠压保护的必要性

电压检测电路,是变频器故障检测电路中的一个重要组成部分;在变频器主回路中,由于整流桥、IGBT滤波电容等器件本身的耐压所限,不能超过器件本身的工作范围,如果超出,可能导致整机性能下降、器件老化加快、甚至出现炸机情况,所以电压检测环节必不可少。

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三、电压检测原理

1、针对变频器的过压、欠压保护回路,一般设计在主回路的直流侧,按照六脉动整流,直流母线电压为交流进线电压的1.35倍,通过检测直流母线电压能反映交流供电情况。

2、主回路中,经串联电阻分压,采样给CU进行处理,进而计算直流母线电压情况,做出相应的反应。。

3、通过电压检测模块(VSM10),可以实现对交流电参量的监测。

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四、引发变频器过电压故障的几个因素(情况较多,要认真看喔!!)

1、设计选型不当引发的过电压问题:

①位能性负载下放,没有配置制动单元、制动电阻,或者没有配置能量回馈单元 ,导致直流母线电压升高,直至故障保护。

②机械负载本身就是一个“偏心”机构,设备运行中,导致电机出现被反拖情况,导致变频器过电压。

③变频器输出侧电缆超出变频器允许长度,由于电缆分布电容的影响,电压反射造成变频器过电压。

④变频器输出侧选配了不合适的滤波器件, 导致变频器过电压。

⑤变频器输出侧装有开关器件,变频器运行过程中,开关有动作情况。

2、调试不当引发的过电压问题:

①电机减速时间设定过短,导致过电压;由于某些负载机械惯性大,如果减速时间过短, 变频器输出的频率下降很快,造成电机转子的实际转速大于电机旋转磁场的转速,电机工作于发电状态,通过变频器主回路的IGBT反并联二极管回馈到直流母线,导致直流母线电压升高,如果没有配备制动单元,或者无法回馈电网,将导致直流母线电压升高,最终发生过电压故障。

②位能性负载下放,抱闸逻辑打开、关闭时机不合适, 导致过电压。

③收放卷控制工艺,放卷电机由于被反拖出现过电压情况。

④大功率通风机运行中,管道阀门突然变化情况,导致变频器过电压。

⑤皮带机控制,速度给定不合适,出现的被拖电机变频器过压现象。

⑥多变频器、多电机同时驱动一台车, 速度给定不合适、加减速时间不一致,导致变频器过电压。

⑦禁止了最大直流电压控制器功能,比如在变频器降速过程中, 如果变频器出现过电压趋势,此时如果最大直流电压控制器是激活状态,变频器会自动延长降速时间,等直流母线电压恢复正常后继续降速。

⑧硬件安装了制动单元、制动电阻,但是没有输入制动电阻功率P219, 相当于制动电阻没有开通。

⑨电机名牌数据设置不正确,也可能导致过电压。

3、外围器件故障引发的过电压问题:

①电网波动、或者电网侧其他设备引起的操作过电压。

②电机绝缘损坏,出现绕组接地情况,也可能导致过电压。

③变频器输出侧电缆、接线端子松动,导致变频器过电压。

④变频器输出侧的滤波器工作异常,导致变频器过电压。

⑤电机拖动大惯性负载,在启动前,电机轴自由旋转,电机在升速过程中,实际转速高于同步转速,电机处于回馈状态,导致过电压。

4、变频器硬件问题引发的过电压:

①电压检测回路异常,导致过电压。

②制动单元损坏、制动电阻烧断、制动电阻阻值选配不合适。

③变频器CU单元出现故障引发的过电压故障。

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五、欠电压故障保护

通常变频器报欠电压故障,由网侧电压波动引发居多。

1、交流电网电压偏低。

2、同一电网下,有大容量设备启动。

3、交流进线缺相、比如某一相快熔熔断。

4、整流侧可控硅触发不好,整流桥桥臂有损坏情况。

5、主回路直流电解电容老化,容值下降。

6、电压检测回路故障,引发的欠电压。

7、速度环动态特性调整过硬,或者加速时间过短,将直流母线瞬间拉底。

参数设置错误 ,禁止了最小直流电压控制器。

6. 晶闸管变频装置的作用

  铁路干线电力机车、工矿电力机车、电力传动内燃机车和各种电动车辆(如蓄电池车、城市电车、地下铁道电动车辆)上用于牵引的电机   。

牵引电机包括牵引电动机、牵引发电机、辅助电机等。  牵引电动机 在机车或动车上用于驱动一根或几根动轮轴的电动机。牵引电动机有多种类型,如直流牵引电动机、交流异步牵引电动机和交流同步牵引电动机等。直流牵引电动机,尤其是直流串励电动机有较好调速性能和工作特性,适应机车牵引特性的需要,获得广泛应用。  牵引电动机的工作原理与一般直流电动机相同,但有特殊的工作条件:空间尺寸受到轨距和动轮直径的限制;在机车运行通过轨缝和道岔   时要承受相当大的冲击振动;大、小齿轮啮合不良时电枢上会产生强烈的扭转振动;在恶劣环境中运用,雨、雪、灰沙容易侵入等。因此牵引电   动机在设计和结构上也有许多要求,如要充分利用机体内部空间使结构紧凑,要采用较高级的绝缘材料和导磁材料,零部件需有较高的机械强   度和刚度,整台电机需有良好的通风散热条件和防尘防潮能力,要采取特殊的措施以应付比较困难的“换向”条件以减少炭刷下的火花等。  牵引电动机有两种悬挂方式。一种是牵引电动机和动轮轴连接的悬挂方式,称为抱轴式悬挂或半悬挂。采用这种悬挂方式时,动轮通过轨   缝和道岔所产生的冲击振动会直接传给牵引电动机。抱轴式悬挂适用于结构速度低于120公里/小时的机车车辆。另一种是架承式悬挂(或称全悬   挂)。采用这种悬挂方式时牵引电动机固定悬挂在转向架构架上,在牵引电动机轴端和小、大齿轮之间加入各种弹性连接元件,以减小冲击振动   的影响。架承式悬挂适用于结构速度高于120公里/小时的机车车辆。  在用牵引变压器降压经硅整流器或大功率晶闸管整流后供电给直流串励牵引电动机时,加在牵引电动机上的电压为脉动电压,因此这种牵   引电动机称为脉流牵引电动机。大功率脉流牵引电动机的“换向”条件更加困难。此外,电动机内部还有一些附加损耗,从而引起电动机温升   ,因此,脉流牵引电动机在设计和结构上还要采取一定的特殊措施,以解决“换向”和温升两个突出的问题。  牵引发电机 专用于电力传动内燃机车,以供给牵引电动机电力的发电机,又称主发电机。牵引发电机有直流和交流两种。直流牵引发电   机直接向直流牵引电动机供电。交流牵引发电机发出的三相交流电经硅整流器整流后再向直流牵引电动机供电。交流整流电路是三相的,整流   电压虽然有脉动,但脉动量比较小,因此牵引电动机还被认为是一般的直流电动机。  辅助电机 电力机车上的辅助电机可用直流电动机,也可用三相交流异步电动机。用直流电动机作为辅助电机时,须由专用的硅整流器供   电。用三相交流异步辅助电动机时,须由静止变相、变频装置或专用的旋转电机供给三相电源。这种专用的旋转电机称为劈相机,可以把单相   交流电变为三相交流电。  发展趋向 为了解决直流和脉流牵引电动机的“转向”问题,有些国家已在使用晶闸管无换向器式牵引电动机和三相交流异步变频牵引电   动机,并在试验以直线异步电动机为动力的磁悬浮高速车辆。晶闸管无换向器式牵引电动机是由一台同步电动机和一组晶闸管逆变器组成,用   晶闸管和转子位置检测器来代替直流牵引电动机的换向器和炭刷结构。这种电动机具有直流电机的优点而没有困难的“换向”问题。但晶闸管   及其控制系统相当复杂,所以电子元件直接影响电动机的运行可靠性。三相交流异步变频牵引电动机结构简单,工作可靠,成本低廉,是比较   理想的牵引电动机。但由于需用变频调速,它的发展和应用一度受到限制。60年代,大功率晶闸管变频装置的发展使异步电动机能够实现变频   调速。现在各国已有较多机车和动车采用三相交流异步变频牵引电动机。联邦德国和日本在试验的磁悬浮高速车辆上采用直线异步电动机。它的初级绕组敷设在地面导轨上,由地面的变频电源供电以产生行波磁场,调节供电电源频率就可改变磁悬浮高速车辆的速度。次级绕组就是反应板,装在车辆的构架上。初级行波磁场和次级感应电流的相互作用,不仅产生使车辆前进的推力,而且还产生磁拉力以悬浮车辆,并在制动工况时起着动力制动的作用。

7. 晶闸管相控直接变频的基本原理

水泵控制器的工作原理

  水泵控制器是根据所检测到的水源状态,管道用水量和管道压力变化等数据去启动与停止水泵。可以由压力罐,压力开关,缺水保护装置,止回阀,四通等所构成的传统系统。带电部分与管道的完全隔离和高密封性的控制箱使该控制器拥有了传统系统所无法比似的安全性。

  水泵控制器置利用先进的微处理控制大功率晶闸管组件,实现交流感应电动机的软件起动、潜污泵控制柜软停止和节电等功能。水泵控制器软起动指装置输出电压按一规律上升,使被控制电动机电压由零升到全电压,转速相应的由零平滑加速到额定转速的过程。

  潜污泵控制柜软停止指装置输出电压按一定要求下降,水泵控制器使被控制电动机电压由全电压降到委,转速相应地由额定转速平滑减速到零的过程。水泵控制器节电运行指电动机轻裁运行时,水泵控制器依据负载情况自动调整装置的输出电压提高电动机的功率因数,以达支节电的目的。水泵控制器软起动可使水泵起动、停止力矩曲线逼近泵力矩特性曲线,大限度的消除了泵及系统的电气机械的起动冲击,使起动极为可靠。

  水泵控制器烧坏的原因

  水泵是生活生产中常用的液体输送设备,用户在选择适用中,在安装时会使用控制器来控制,如果控制器在使用中经常坏那是什么原因呢?接触器老坏,要看是烧触点还是烧线圈了,烧触点当然可能是主回路电流过大,如果烧线圈,往往是控制回路这边电压过高。

  控制电源电压过高,交流接触器的线圈电压一般都是220伏的,耐压往往都有250伏,一般单相电压很少会超过这个值得,但是也不排除有三相不平衡或者变压器接地不良,引起某相电压某个时间段偏高引起,如果老是烧控制回路线圈,当然要考虑这个问题了,可以安装一些过压保护或者恒压装置来避免。

  如果水泵房里边还有一些粉尘或者油污,杂质颗粒之类,加上水汽,可能会进入到接触器的磁路里边,引起接触器闭合不好,使用一段时间后会发出嗡嗡声响,引起震动磨损触点,也很容易缩短使用寿命。

  水泵电机如果三相不平衡,某相电流偏大,而接触器选型又没有考虑到多余的裕量,使用一段时间后同样会过热烧坏。机械方面,比如泵本身是否有卡滞等问题,或者电机轴承磨损了,或者电机转子碰地了,阻力变大而引起电机电流超过额定电流。电流大的问题,都可以通过钳表测量出来的。接线上也要留意,比如线头松了,或者线耳腐蚀氧化,没有接触好,或者空气开关有一相触头老化,都会引起接触的地方发热,而且三相不平衡,不排除这些因素引起接触器寿命短。

  水泵工作场所比较潮湿,虽然一般接触器抗潮湿的能力都算不错,但是也有个度的,如果是水汽都满天飞那种,的确是容易引起腐蚀甚至短路击穿绝缘等等。这时候可以检查接触器安装的电箱是否密封性能不好了,或者改装一下控制柜的位置,毕竟潮湿的地方,需要考虑漏电和安全问题的,而不光是接触器老烧的问题。

  控制回路的电压如果不稳定,或者是控制接触器线圈还有另外的小继电器,继电器触点接触不好,这样都会引起控制回路电压波动厉害,造成接触器触点处于结合不良的状态,引起触点间的阻值过大,造成接触器发热而烧坏。

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