變壓器,變頻器學(xué)習(xí)知識(shí)

變壓器行業(yè)試驗(yàn)對(duì)象電力部門(mén)各種電網(wǎng)的電力變壓器、其他行業(yè)用的特種變壓器電力變壓器主要電壓有220kV、110kV、63kV、35kV、10kV、400V，每種變壓器的功率不同，用途也不同。最大容量有500MVA，每種電壓等級(jí)所對(duì)應(yīng)的容量不同，電壓越高的變壓器容量可以做的越大。試驗(yàn)項(xiàng)目為出廠試驗(yàn)及型式試驗(yàn)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，變壓器對(duì)于安全的性能檢測(cè)要高于電機(jī)，電壓越高對(duì)絕緣的要求更高。變壓器的試驗(yàn)項(xiàng)目有哪些答：主要有1.環(huán)境溫度測(cè)量；2.絕緣特性試驗(yàn)；3.變壓器油試驗(yàn)；4.繞組電阻測(cè)量；5.變比組別試驗(yàn)；6.外施耐壓試驗(yàn)；7.感應(yīng)耐壓試驗(yàn)；8.局部放電測(cè)量；9.空載試驗(yàn)；10.短路試驗(yàn)；11.有載分接開(kāi)關(guān)試驗(yàn)；12.溫升試驗(yàn)等變壓器使用注意事項(xiàng)使用變壓器首先要分清它的初級(jí)初次級(jí)。例如25型酸度計(jì)，它的電源變壓器中接220V的是初級(jí)，接燈絲和整流管屏極的是次級(jí)。變壓器是一種磁感應(yīng)元件，它對(duì)周?chē)碾姼性灿杏绊?。因此，在安裝變壓器時(shí)，一定要注意變壓器之間的相互位置和變壓器對(duì)圍困元件的影響。有時(shí)還須采取必要的屏蔽措施。在電路里，電源變壓器有發(fā)熱現(xiàn)象，還須考慮到安放的位置要有利于散熱。變壓器線(xiàn)圈要通過(guò)變化的電流才產(chǎn)生感應(yīng)作用，所以如果把變壓器的初級(jí)接在宜流電源上時(shí)，就沒(méi)有感應(yīng)作用，次級(jí)就沒(méi)有感應(yīng)電壓。線(xiàn)圈對(duì)直流電來(lái)說(shuō)是一個(gè)低電阻電路，如果電源變壓器接在直流電源上，就會(huì)因發(fā)高熱而饒壞，這一點(diǎn)一定要注意。變壓器的構(gòu)造和分類(lèi)變壓器的種類(lèi)很多。按用途分億輸入變壓器、福合變壓器、輸出變壓器、電源變壓器調(diào)壓變壓器等。按鐵芯結(jié)構(gòu)可分為殼式和芯式兩種。芯式變壓署采用'口”形鐵芯，變壓器的初、次級(jí)分開(kāi)繞在兩邊。殼式變壓器采用“E”形鐵芯，變壓器的初、次級(jí)繞在中心柱上。按交流電頻率范圍來(lái)分，又可分為低頻、中頻和高頻三類(lèi)。低頻變壓器都有鐵芯，中頻和高頻變壓器一般是空氣芯或用特制的鐵粉芯。低頻變壓器又可分為音頻變壓器和電源變壓器，這是變換電壓或作匹配阻抗的元件。電源變壓器是供變換電壓用的，而音頻變壓器則是供收吉機(jī)或廣播設(shè)備中用的。中頻變壓器習(xí)慣上稱(chēng)為中周，它有調(diào)容式和調(diào)感式兩種。目前新式的中頻變壓器都是調(diào)感式的，可通過(guò)調(diào)線(xiàn)圈中的鐵粉芯來(lái)改變線(xiàn)圈的電感量，它一船用在超外差式收音機(jī)的中頻放大器里。高頻變壓器多為空氣芯的，也有加鐵粉芯的。這種變壓器又叫做稻合線(xiàn)圈或調(diào)諧線(xiàn)圈。收吉機(jī)里所用的振蕩線(xiàn)圈、高頻放大器的負(fù)載回路和天線(xiàn)線(xiàn)團(tuán)部是高頻變壓器。因?yàn)檫@些線(xiàn)圈是用在高頻電路中，所以電感量可以很小。低壓電機(jī)行業(yè)試驗(yàn)對(duì)象面向低壓電機(jī)制造行業(yè)額定電壓380V、660V、1140V的電機(jī)，最大功率一般為1000kW以下。試驗(yàn)項(xiàng)目為出廠試驗(yàn)及型式試驗(yàn)。低壓電機(jī)在日常運(yùn)用中比較多，一般為生產(chǎn)流水線(xiàn)生產(chǎn)模式，公司針對(duì)流水線(xiàn)有流水線(xiàn)式的批量試驗(yàn)設(shè)備，試驗(yàn)節(jié)拍滿(mǎn)足流水線(xiàn)的節(jié)拍。電機(jī)的型式試驗(yàn)項(xiàng)目有哪些答：主要有1.負(fù)載試驗(yàn)；2.溫升試驗(yàn)；3.空載特性試驗(yàn)；4.堵轉(zhuǎn)特性試驗(yàn)；5.最大轉(zhuǎn)矩測(cè)量；6.最小轉(zhuǎn)矩測(cè)量；7.效率特性檢測(cè)變頻器行業(yè)試驗(yàn)對(duì)象面向變頻器制造行業(yè)額定電壓380V、690V、1140V、3kV、6kV、10kV的變頻器，最大功率為5MW-10MW。2.試驗(yàn)項(xiàng)目為出廠試驗(yàn)及型式試驗(yàn)。變頻器的試驗(yàn)項(xiàng)目有哪些？答：1、速度（頻率）穩(wěn)定精度試驗(yàn)；2、轉(zhuǎn)速變化率試驗(yàn)；3、恒轉(zhuǎn)矩、恒功率調(diào)速性能試驗(yàn)；4、能耗減速試驗(yàn)；5、雙象限運(yùn)行試驗(yàn)；6、四象限運(yùn)行試驗(yàn)；7、溫升試驗(yàn)；8、過(guò)載能力試驗(yàn)；9、供電電壓適應(yīng)能力試驗(yàn)；10、過(guò)電壓、欠電壓保護(hù)試驗(yàn)；11、過(guò)電流保護(hù)試驗(yàn)；12、缺相保護(hù)試驗(yàn)；13、漏電閉鎖試驗(yàn)1、什么是變頻器？變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過(guò)流/過(guò)壓/過(guò)載保護(hù)等功能。國(guó)內(nèi)技術(shù)較領(lǐng)先的品牌有英威騰、匯川、三晶、紫日電氣科技有限公司、雷諾爾、歐瑞（原煙臺(tái)惠豐）、藍(lán)海華騰。2、PWM和PAM的不同點(diǎn)是什么？PWM是英文PulseWidthModulation脈沖寬度調(diào)制）縮寫(xiě)，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。變頻器PAM是英文PulseAmplitudeModulation脈沖幅度調(diào)制）縮寫(xiě)，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。3、 電壓型與電流型有什么不同？變頻器的主電路大體上可分為兩類(lèi)：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容；電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。4、 為什么變頻器的電壓與頻率成比例的改變？任何電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩都是電流和磁通相互作用的結(jié)果，電流是不允許超過(guò)額定值的，否則將引起電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱。因此，如果磁通減小，電磁轉(zhuǎn)矩也必減小，導(dǎo)致帶載能力降低。由公式E=4.44*K*F*N*由可以看出，在變頻調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的磁路隨著運(yùn)行頻率fX是在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，它極容易使電動(dòng)機(jī)的磁路嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致勵(lì)磁電流的波形嚴(yán)重畸變，產(chǎn)生峰值很高的尖峰電流。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時(shí)控制變頻器輸出電壓，使電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用于風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)節(jié)能型變頻器。5、 電動(dòng)機(jī)使用工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí)，電壓下降則電流增加；對(duì)于變頻器驅(qū)動(dòng)，如果頻率下降時(shí)電壓也下降，那么電流是否增加？頻率下降（低速）時(shí)如果輸出相同的功率，則電流增加，但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下，電流幾乎不變。6、 采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩怎樣？采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓，起動(dòng)電流被限制在150%額定電流以下（根據(jù)機(jī)種不同，為125%~200%）。用工頻電源直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為額定電流6~7倍，因此，將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)（起動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)）。起動(dòng)電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩；對(duì)于帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負(fù)載起動(dòng)。7、 V/f模式是什么意思？頻率下降時(shí)電壓V也成比例下降，這個(gè)問(wèn)題已在回答4說(shuō)明。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機(jī)特性而預(yù)先決定的，通常在控制器的存儲(chǔ)裝置（ROM）中存有幾種特性，可以用開(kāi)關(guān)或標(biāo)度盤(pán)進(jìn)行選擇。8、 按比例地改V和f時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩如何變化？頻率下降時(shí)完全成比例地降低電壓，那么由于交流阻抗變小而直流電阻不變，將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。因此，在低頻時(shí)給定V/f，要使輸出電壓提高一些，以便獲得一定地起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,這種補(bǔ)償稱(chēng)增強(qiáng)起動(dòng)?？梢圆捎酶鞣N方法實(shí)現(xiàn)，有自動(dòng)進(jìn)行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法。9、 在說(shuō)明書(shū)上寫(xiě)著變速范圍60~6Hz，即10：1，那么在6Hz以下就沒(méi)有輸出功率嗎？在6Hz以下仍可輸出功率，但根據(jù)電機(jī)溫升和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小等條件，最低使用頻率取6Hz左右，此時(shí)電動(dòng)機(jī)可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會(huì)引起嚴(yán)重的發(fā)熱問(wèn)題。變頻器實(shí)際輸出頻率（起動(dòng)頻率）根據(jù)機(jī)種為0.5~3Hz。.10、 對(duì)于一般電機(jī)的組合是在60Hz以上也要求轉(zhuǎn)矩一定，是否可以？通常情況下時(shí)不可以的。在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）電壓不變，大體為恒功率特性，在高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，必須注意電機(jī)與變頻器容量的選擇。11、 所謂開(kāi)環(huán)是什么意思？給所使用的電機(jī)裝置設(shè)速度檢出器（PG），將實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進(jìn)行控制的，稱(chēng)為“閉環(huán)”，不用PG運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開(kāi)環(huán)”。通用變頻器多為開(kāi)環(huán)方式，也有的機(jī)種利用選件可進(jìn)行PG反饋.無(wú)速度傳感器閉環(huán)控制方式是根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型根據(jù)磁通推算電機(jī)的實(shí)際速度，相當(dāng)于用一個(gè)虛擬的速度傳感器形成閉環(huán)控制。12、實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)于給定速度有偏差時(shí)如何辦?開(kāi)環(huán)時(shí)，變頻器即使輸出給定頻率，電機(jī)在帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)（1%~5%）變動(dòng)。對(duì)于要求調(diào)速精度比較高，即使負(fù)載變動(dòng)也要求在近于給定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，可采用具有PG反饋功能的變頻器（選用件）。13、 如果用帶有PG的電機(jī)，進(jìn)行反饋后速度精度能提高嗎？具有PG反饋功能的變頻器，精度有提高。但速度精度的值取決于PG本身的精度和變頻器輸出頻率的分辨率。14、 失速防止功能是什么意思？如果給定的加速時(shí)間過(guò)短，變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)轉(zhuǎn)速（電角頻率）的變化，變頻器將因流過(guò)過(guò)電流而跳閘，運(yùn)轉(zhuǎn)停止，這就叫作失速。為了防止失速使電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，就要檢出電流的大小進(jìn)行頻率控制。當(dāng)加速電流過(guò)大時(shí)適當(dāng)放慢加速速率。減速時(shí)也是如此。兩者結(jié)合起來(lái)就是失速功能。15、 有加速時(shí)間與減速時(shí)間可以分別給定的機(jī)種，和加減速時(shí)間共同給定的機(jī)種，這有什么意義？加減速可以分別給定的機(jī)種，對(duì)于短時(shí)間加速、緩慢減速場(chǎng)合，或者對(duì)于小型機(jī)床需要嚴(yán)格給定生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的場(chǎng)合是適宜的，但對(duì)于風(fēng)機(jī)傳動(dòng)等場(chǎng)合，加減速時(shí)間都較長(zhǎng)，加速時(shí)間和減速時(shí)間可以共同給定。16、 什么是再生制動(dòng)？電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中如果降低指令頻率，則電動(dòng)機(jī)變?yōu)楫惒桨l(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行，作為制動(dòng)器而工作，這就叫作再生（電氣）制動(dòng)。17、 是否能得到更大的制動(dòng)力？從電機(jī)再生出來(lái)的能量貯積在變頻器的濾波電容器中，由于電容器的容量和耐壓的關(guān)系，通用變頻器的再生制動(dòng)力約為額定轉(zhuǎn)矩的10%~20%。如采用選用件制動(dòng)單元，可以達(dá)到50%~100%。繁用電表交流電壓的測(cè)量測(cè)量交流電壓的方法與測(cè)旦直流電壓相似，下面只將其不同點(diǎn)加以說(shuō)明。一股來(lái)說(shuō)，交流電源的內(nèi)阻較小，所以對(duì)整用電表的交流電壓靈敏度要求不高。表盤(pán)上的標(biāo)度尺是交流電壓的有效值，而經(jīng)過(guò)整流器整流后得到的脈動(dòng)直流電則反映它的平均值。在繁用電表設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)，標(biāo)度只是按照正弦波的平均值與有效值的比值、整流的型式（半波或全波）和整流器的整流效率三考的乘積來(lái)調(diào)整的。如果被測(cè)電源的波形失真或不是正弦波時(shí)，誤差就要增大。繁用表的表盤(pán)上都標(biāo)有使用頻率范圍(45—1000H2)。如果交流電頻率超過(guò)此范圍，誤差也會(huì)交大。其原因是倍壓電阻有分布電容存在，當(dāng)頻率升高時(shí)倍壓電阻的總阻降低，使讀數(shù)不準(zhǔn)。所以高級(jí)繁用表都接有補(bǔ)償電容。為了防止諧振，表頭上往往并聯(lián)一只電解電容。四象限變頻器技術(shù)1、引言在上個(gè)世紀(jì)80年代末，交流變頻調(diào)速逐漸登上了工業(yè)傳動(dòng)調(diào)速方式的歷史舞臺(tái)。變頻調(diào)速在調(diào)速范圍、調(diào)速精度、控制靈活、工作效率、使用方便等方面都有很大的優(yōu)點(diǎn)，這使變頻調(diào)速成為最有發(fā)展前途的一種交流調(diào)速方式。普通的變頻器大都采用二極管整流橋?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)化成直流，然后采用igbt逆變技術(shù)將直流轉(zhuǎn)化成電壓頻率皆可調(diào)整的交流電動(dòng)機(jī)。這種變頻器只能工作在電動(dòng)狀態(tài)，所以稱(chēng)之為兩象限變頻器。由于兩象限變頻器采用二極管整流橋，無(wú)法實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，所以沒(méi)有辦法將電機(jī)回饋系統(tǒng)的能量送回電網(wǎng)。在一些電動(dòng)機(jī)要回饋能量的應(yīng)用中，比如電梯，提升，離心機(jī)系統(tǒng)，只能在兩象限變頻器上增加電阻制動(dòng)單元。將電動(dòng)機(jī)回饋的能量消耗掉。另外，在一些大功率的應(yīng)用中，二極管整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波污染。IGBT功率模塊可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，如果采用IGBT做整流橋，用高速度、高運(yùn)算能力的dsp產(chǎn)生PWM控制脈沖。一方面可以調(diào)整輸入的功率因數(shù)，消除對(duì)電網(wǎng)的諧波污染，讓變頻器真正成為“綠色產(chǎn)品”。另一方面可以將電動(dòng)機(jī)回饋產(chǎn)生的能量反送到電網(wǎng)，達(dá)到徹底的節(jié)能效果。吉納電機(jī)自2001年開(kāi)始進(jìn)行四象限變頻器開(kāi)發(fā)和研制工作。到目前已經(jīng)形成380V、660V兩個(gè)系列功率等級(jí)的成熟的產(chǎn)品和技術(shù)，并廣泛應(yīng)用于煤礦和油田領(lǐng)域。2、四象限變頻器的工作原理四象限變頻器的電路原理圖如圖1所示。mi囚堆用買(mǎi)兢耳的電許咤院圖當(dāng)電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)的時(shí)候，整流控制單元的DSP產(chǎn)生6路高頻的PWM脈沖控制整流側(cè)的6個(gè)IGBT的開(kāi)通和關(guān)斷。IGBT的開(kāi)通和關(guān)斷與輸入電抗器共同作用產(chǎn)生了與輸入電壓相位一致的正弦電流波形，這樣就消除了二極管整流橋產(chǎn)生的6K±1諧波。功率因數(shù)高達(dá)99%。消除了對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。此時(shí)能量從電網(wǎng)經(jīng)由整流回路和逆變回路流向電機(jī)，變頻器工作在第一、第三象限。輸入電壓和輸入電流的波形如圖2所示。圖2輸入電壓和輸入電流的波形當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)的時(shí)候，電機(jī)產(chǎn)生的能量通過(guò)逆變側(cè)的二極管回饋到直流母線(xiàn)，當(dāng)直流母線(xiàn)電壓超過(guò)一定的值，整流側(cè)能量回饋控制部分啟動(dòng)，將直流逆變成交流，通過(guò)控制逆變電壓相位和幅值將能量回饋到電網(wǎng)，達(dá)到節(jié)能的效果。此時(shí)能量由電機(jī)通過(guò)逆變側(cè)、整流側(cè)流向電網(wǎng)。變頻器工作在二、四象限。輸入電抗器的主要功能是電流濾波。回饋電流和電網(wǎng)電壓波形如圖3所示：(1)主回路的構(gòu)成：預(yù)充電電路，輸入電抗、智能功率模塊，電解電容和輸出電抗。各部分的功能列舉如下：?預(yù)充電電路：由交流接觸器、功率電阻組成及相應(yīng)的控制回路。主要功能是系統(tǒng)上電時(shí)，完成對(duì)直流母線(xiàn)電容的預(yù)充電。避免上電時(shí)強(qiáng)大的沖擊電流燒壞功率模塊。?輸入電抗器：電動(dòng)狀態(tài)下起儲(chǔ)能作用，形成正弦電流波形?；仞仩顟B(tài)下，起濾波作用，濾掉電流波形的高頻成分。?智能功率模塊(SkiiP):整流側(cè)和逆變側(cè)IGBT、隔離驅(qū)動(dòng)、電流檢測(cè)以及各種保護(hù)監(jiān)測(cè)功能。?電解電容：儲(chǔ)能，濾波。?輸出電抗：降低輸出dv/dt，對(duì)電機(jī)起到一定的保護(hù)作用。(2)控制部分組成：系統(tǒng)輔助電源模塊，預(yù)充電控制，功率接口板，DSP控制板及人機(jī)接口板。?系統(tǒng)輔助電源產(chǎn)生系統(tǒng)控制所需的5V、15V和24V電源；?預(yù)充電控制用于控制預(yù)充電交流接觸器的動(dòng)作；?功率接口板反饋系統(tǒng)控制所需的電流信號(hào)，電壓信號(hào)及溫度信號(hào)，并且傳遞PWM控制波形到驅(qū)動(dòng)板。接口板要對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理；?DSP控制板完成整流，逆變PWM控制算法，系統(tǒng)的大腦。?人機(jī)接口板顯示變頻