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如何进行变频器试验:负载、电流、转速与转矩脉动相关等级

【摘要】:增大负载,就要使变频器达到其预设的电流限值点。必须检查幅值和位移,该试验应在线性或准线性区域内进行。③对电流设定的阶跃响应。2)转速环正确选择转速给定的阶跃响应以适应下列试验。3)转矩脉动若轴上耦合有相当灵敏的转速测量器件,通过在空载条件下转速的变化,可测量出气隙转矩脉动的相关等级。图2-58 变频器作为噪声接受器等效电路图低压变频器兼容等级低压变频器兼容等级典型值见表2-21。

(1)稳态性能

试验变频器转动变量,如输出转速、转矩等的稳态性能。用选取的偏差带(稳态)来说明反馈控制系统的稳态性能。应满足规定的工作和使用偏差带的变量范围。

(2)动态试验

1)电流限值和电流环

这些试验用来表征变频器的动态性能,与被传动设备无关。

可以试验如下3项,应在接近0、50%基本转速、100%基本转速和弱磁最大转速(NM)下进行。

①电流限值。增大负载,就要使变频器达到其预设的电流限值点。另一种方法是:增大转速阶跃量至足够大的转动惯量,产生一个瞬态负载,使变频器达到设定的电流限值点。这时就可对电流上升时间、超调量和持续时间以及阻尼特性进行分析。

②电流环带宽通过对电流设定和电流测量(反馈)之间响应的谐波分析,可以确定电流环的带宽。必须检查幅值和位移,该试验应在线性或准线性区域内进行。

③对电流设定的阶跃响应。

2)转速环

正确选择转速给定的阶跃响应以适应下列试验。该测试可在空载或轻载条件下进行。

①达到电流限值并进行检查;

②在未达到任何限值情况下,测量传动输出转速响应(通常在50%基本转速、100%基本转速和弱磁最大转速NM下进行)。

3)转矩脉动

若轴上耦合有相当灵敏的转速测量器件,通过在空载条件下转速的变化,可测量出气隙转矩脉动的相关等级。

4)自动再起动

若设有自动再起动功能,则应在规定的断电期间对其进行检验。这种功能应与紧急停车相协调,若需要可停止。

(3)能耗制动和能耗减速

能耗制动和能耗减速是两个操作功能,其特性应由用户和制造厂/供货者来商定。其他性能要求由买方或制造厂和买方一起确定。

(4)变频器的电磁兼容性

电磁兼容是指在电磁环境中的装置,要具有良好的工作能力,而不对在此环境中工作的其他装置产生不能接受的电磁干扰。电气设备或系统总是受外部电磁干扰所困扰,另一方面,电气设备本身就是强电、弱电不等的干扰源。干扰以不同的途径产生,但主要是由于电压、电流的突变引起的。如高能量的切换动力电源、短路、大电动机起动引起的电压降、高频的分断短路电流、控制设备切换、雷电引起的过电压等。表2-20给出了电气设备的各类电磁兼容现象。

表2-20 EMC现象

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注:在本部分中,低频和高频之间的界限为9kHz,这个术语指的不是广播波段。

①RF=发射

电磁兼容性更多地取决于环境而不都是与产品本身相关,民用环境中发射限值与工厂里轧机所用的限值完全不同。抗扰度是描述装置在遭受电磁噪声/干扰时抵抗能力。

(1)变频器作为噪声源

一台变频器(电压源)供电的系统见图2-57,这里变频器作为噪声源,它含有快速半导体开关,通过寄生电容Cp(每个开关翼部和电动机电缆之间)对地流过脉冲型噪声电流。

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图2-57 变频器作为噪声源

(2)变频器作为噪声接受器

这里变频器作为噪声接受器见图2-58。把一个在装置中由于电容Ck耦合作用而产生的噪声电流Is看做噪声源,Is在阻抗Zi上产生压降。如噪声电流流经敏感电子元件板(如微处理器),甚至ms级的小脉冲(刚刚几V),都能导致噪声。

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图2-58 变频器作为噪声接受器等效电路图

(3)低压变频器兼容等级

低压变频器兼容等级典型值见表2-21。

表2-21 兼容等级典型值

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电磁兼容性试验请参阅机械工业出版社出版,白玉岷编著的《电气工程安装及调试技术手册》相关内容,因内容太多、不便列出,请见谅。