“晃電”對變頻器調速的影響與對策
電源“晃電”通常是指電網由于雷擊、對地短路、發電廠故障以及其他外部、內部原因造成電網短時故障,引起電網電壓短時大幅度波動、甚至短時斷電數秒鐘的現象。一般的變頻器都具有過壓、失壓和瞬間停電的保護功能。電源過電壓,對于電源電壓的上限,一般規定不能超過額定的10%,當電源線電壓為380V時,其上限值為420V。某些國外進口的變頻器的最高工作電壓可達460V,這對于國內用戶來說是十分有利的。
變頻器的逆變器件為GTR時,一旦失壓(指電壓下降到額定電壓的70%,西門子變頻器MDV系列為76%)或停電,控制電路將停止向驅動電路輸出信號,使驅動電路和GTR全部停止工作,電動機將處于自由制動狀態。逆變器件為IGBT時,在失壓或停電后,將允許變頻器繼續工作一個短時間td(對于td有兩種規定方法,一種具體的規定時間,如15ms;另一種規定為主電路的直流電壓下降到原值的85%所需的時間),若失壓或停電時間totd ,變頻器自我保護停止運行。只要電源“晃電”較為強烈,都有可能使變頻器調速的電動機停止運行。
解決電源“晃電”對變頻調速電動機的影響,可從以下兩種途徑著手。
(1) 采用功率與之匹配的UPS(不間斷電源)供電。由于UPS具有“失壓”或零切換時間的功能,即電源一旦“失壓”或瞬間停電,變頻器的進線電源改為UPS供電,電動機繼續平穩運行,不足地方是投資費用昂貴。
(2) 充分利用變頻器本身的參數功能。一般通用變頻器都具有斷電后自動起動功能、捕捉再起動功能、故障后自動再起動功能,也有些變頻器稱為故障重合閘功能。設定上述參數,要結合整個工藝流程調節變頻器調速電動機的“崗位職能”,分別按慣性大小進行分類,如攪拌器、泵類和風機類等,工藝要求上是否需要設置再起動功能,再進行選擇參數設置(這些參數只適宜于變頻器外接起、停控制方式,對在本機面板起、停方式無效)。下面就設置這些參數時應考慮的問題加以說明。
對慣性較小的電動機(如攪拌器、泵類),且物料粘度高,應設置斷電自起動參數或故障后再起動參數(也稱故障重合閘參數)。當電源“失壓”或瞬間停電使變頻器停止運行,電源恢復正常后,自動起動變頻器運行。對于慣性小且運行在物料粘度高環境下的電動機,在變頻器停止輸出時,電動機的轉速應很快停下來,即再自起動變頻器是從0Hz開始的。再起動前,如電動機的轉速未降為零,電動機先剎車,這種情況會產生泵生電壓,可能造成過壓保護。
對慣性較大的電動機(如風機類),應設置捕捉再起動參數,同時必須設置故障再起動次數,該參數特別適合起動1臺正在旋轉的電動機。
對設置故障再起動參數時,必須設定兩個數據(西門子MDV系列是固定的):①重合閘次數,多數變頻器最多可設定10次。②每兩次重合閘之間的時間間隔,設定范圍一般是0~10s,也有的變頻器可設定至20s。
變頻器自動再起動時的給定頻率。若是由外加的輸入信號控制的,是按當前的給定值控制,給定值分為固定(如電位器調節)與動態變化值(如信號經PID調節);若它是由面板調節控制轉速的,是按原先設定的最低頻率。
若變頻器的起、停是由中間繼電器KA來控制的。在這種情況下,應考慮改裝帶有延時時間的中間繼電器,或控制電源串接UPS供電。
要計算多臺變頻器同時起動時的總電流,與總開關的長延時保護電流、動作時間和短延時保護電流、動作時間相匹配,以不引起跳閘為準則;另外,對連續性生產工藝的開關柜,不配置失壓線圈,避免“晃電失壓”時開關跳閘,使生產中斷,若需加失壓線圈時,應具有延時功能。
總之,利用好變頻器的功能特點,可減少投資量等對安全、穩定生產具有重大意義。
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