交流变频驱动
当你需要驱动电源到交流电(AC)电机,你有几个选择。一些技术人员和设计师可能会选择简单的交流驱动器。这是目前最不复杂的驱动器之一,但它们对电机速度的控制能力较差,可能会使系统的能效低于本应达到的水平。
工程师和技术人员还可以使用更先进的驱动器,如交流逆变器驱动器,以调节电机在启动和运行时的功率量。
本指南将涵盖交流逆变器驱动器的基础知识——它们是什么,它们不是什么,它们提供什么好处,以及采用哪些常见的故障排除策略。
什么是交流变频器驱动器?
交流逆变器驱动器——也被称为变频驱动器(vfd),逆变器,交流驱动器和微驱动器,在其他名称中——是驱动系统中用于控制转速和转矩的电机驱动器交流电动机通过改变传递给电机的频率和电压。
在具有逆变驱动的交流电机系统中,交流电流被输送到驱动器。然后驱动调节电流,将交流电转换为直流电,从而控制输出电流的电压和频率。
交流变频驱动有三个主要组成部分-一个输入转换器,一个滤波器和一个输出逆变器:
- 转换器:转换器或整流器将接收到的交流电流转换为直流电。将其转换为直流电使驱动器可以调整传递到发动机的电压。
- 过滤器:直流滤波器提供电压平滑和过滤噪音和潜在的破坏性高频电流。
- 逆变器:逆变器采用绝缘栅双极晶体管(igbt)的形式,将通过母线滤波器的直流电流变回交流电流。这里的转换使驱动器可以调整送到发动机的电流频率。
一起,这三个组件允许驱动器采取交流电流,并将其转换成一个可变频率的交流输出。这一过程有效地使驱动器能够根据所需的电机输出提供功率——具有可变频率和电压,降低涌流和整体能耗。
通常情况下,交流驱动驱动的交流电机是三相感应电机,因此逆变驱动被配置为驱动三相电机。在某些驱动系统中,电机可能是单相感应或同步模式。然而,三相电机的优点——结构简单,没有电刷和自启动扭矩——使其成为更受欢迎的选择。因此,大多数逆变器驱动器也与三相电机兼容。
ECM驱动器,vfd和逆变器之间的区别
电子换向电机(ECM)驱动器、vfd和逆变器有时可以互换使用来描述向电机提供可变功率的驱动器。由于命名约定和功能上的重叠,这些术语彼此合并。然而,这三种完全不同的组件只能在特定的系统和环境中工作。
ECM驱动器为三相感应电机提供可变电压和频率,就像VFD一样。与vfd不同,该电机是直流模型。ECM驱动器的输出电流是直流匹配和在电子上也是不同的与交流驱动器(如VFD)相比。
另一方面,单独的逆变器只能将直流电流转换为交流电流。然而,根据上下文的不同,术语“逆变器”也可以指VFD或交流逆变器驱动器。如果一个“逆变器”向作为驱动系统一部分的电机提供不同的功率,那么它很可能是一个交流逆变器驱动。
交流逆变器驱动器的用途和好处
交流逆变器驱动提供的最显著的优点是延长驱动系统组件的寿命和减少能源使用。
当交流电机采用直连驱动启动时,它可能会收到启动电机所需全部功率的八倍之多。交流逆变器驱动器也可以在零电压下启动交流电机,并逐渐使电机达到转速。限制涌流有助于提供一个温和的启动。这种较低的启动电压可以延长电机的使用寿命,减少对配电系统的压力,并减少总功耗,从而节省设备维修和总能耗。
由于VFD可以调节输出电压和频率,它也可以控制电机的工作速度和转矩。控制扭矩有助于防止电机烧坏的情况下,堵塞或过载发生。可变的操作速度使操作技术人员可以更好地控制驱动器传递给电机的能量——再次,允许他们减少总功耗。
交流逆变器驱动常见问题
当交流逆变器脱机或无法向电机输送电力时,并不一定意味着驱动器已经坏了。通常情况下,不需要更换驱动器就可以解决问题。如果有的话,一个好的开始是你的交流变频器驱动器的控制器显示。电子控制器收集电压、电流、工作温度和潜在内部故障的数据。控制器显示的信息可以在诊断驱动器的问题时起到重要的帮助作用,比如过热或电线故障。
如果这些信息不能帮助您诊断问题,那么检查常见的问题区域——比如驱动器布线和连接——是一个很好的下一步。
交流驱动器有时也会对电机造成一种损坏电动开槽-电机轴承上由电气加工引起的均匀间距凹坑。当轴电流通过电机轴承到达地面时,就会发生这种情况。根据损坏的严重程度,轴承可能出现磨砂纹理或可见点蚀。更极端的凹槽,均匀间距的凹槽可能可见。
这种凹槽有时是由交流驱动器的电流从电机轴传递到轴承引起的。将轴与轴承绝缘可以减轻这种损害。轴接地也有助于防止凹槽。
这个问题也可能是由于连接电机轴与地面路径的焊接不当造成的。然而,如果你注意到这种损坏的电机与交流逆变驱动是值得检查驱动系统。
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