变频器原理范文第1篇
采用微机旁路变频控制技术, 具有自动运行、故障记录、故障显示、故障报警、自动润滑, 扶手带速度监控等功能, 原理图如图1所示。室外型控制系统具有防水、防尘、防雷击功能, 控制柜防护等级为IP55, 安全开关防护等级为IP65。
2 节能控制原理
扶梯入口两侧、梳齿线前方约600mm左右安装光电式感应装置, 可以准确检查有无乘客经过。无人乘坐时, 扶梯自动转入低速节能运行模式;当乘客触发传感器后, 只需2秒钟就由节能状态加速到额定速度, 同时也可以使扶梯变频器软启动;乘客离开扶梯后5s, 扶梯再次进入节能状态。用户还可以进行进一步设置, 使处于节能状态下仍无乘客使用的扶梯运行一段时间后自动停止。而且用户可通过变频器事先设定电机在不同时段的运行速度及功耗, 根据用户的设定情况电机在不同时段以不同速度运行, 即实现了分时段控制。全变频调速状态下驱动主机始终和变频器相连, 由变频器控制。
在自动运行模式下, 空载及加速时由变频器供电, 以提供柔和的加速度。在感应到乘客时, 由变频器加速到高速。达到高速后, 自动切换到市网供电。但没有乘客时, 由市网供电切换至变频器供电, 并减速到低速。
检修模式下, 由变频器供电, 使扶梯低速运行。扶梯通过上下部接线箱检测安全开关状态, 并传回控制柜, 以方便进行故障判断及故障检测。
3 全变频调速状态下的速度分析 (图2)
1~2感应器检测出到达的乘客。变频器稳定地加速至正常速度。2~3电机由变频器控制在满载状态下运行。3~4当到达用户设定的时刻时电机由变频器控制稳定地减速至预定的速度。4~5在用户设定时间段内电机由变频器控制在预定的速度下运行。5~6超过了用户设定的预定时间, 变频器再次控制电机稳定地加速至额定状态。6~7在额定状态下变频器控制电机稳定地运行。7~8在用户设定的节能时间段内, 当光电感应装置没有检测至乘客时, 变频器控制电机稳定减速至节能状态。8~9变频器控制电机在节能状态下运行。9~10在节能状态下, 若光电感应装置在预定的时间段内仍没有检测到乘客, 变频器控制电机稳定地减速至停止。10~11电机停止。11~1开始下一次循环。
4 变频器在扶梯系统控制中的作用
自动扶梯的能量消耗与速度成正比。当扶梯空载以0.6m/s的速度运行时, 消耗的能量是其以0.3m/s运行的两倍。在地铁站中, 扶梯每天运行20小时, 大部份扶梯满载运行时间都不会超过5小时, 因此, 使用变频器节约能量非常重要。利用变频器调节系统速度有两种方式, 即:全变频调速方式和旁路变频调速方式。其优缺点如下。
(1) 优点:当扶梯空载运行时可以节约能量;启动电流较低;向乘客发出信号说明扶梯处于服务状态;减少运动部件磨损;实现软件启动;获得维修速度;功率因数接近于1;当扶梯下行处于发电状态时将能量直接反馈到电网。
(2) 缺点:由于增加了变频器使整个系统更复杂;需要增加触点垫和光电感应装置。
5 节能效果分析
某城市地铁工程自动扶梯电机功率的配用:P=H×L×V×0.2 4 5 3×1.5 H-0.0672。
(P:电机功率, KW;L:制动载荷, 120Kg;H:提升高度, m;V:额定速度, 0.65m/s) 。全线241台扶梯, 总功率5506kw。变频扶梯与非变频扶梯年耗能费用比较如下。
(1) 不采用变频时241部电扶梯每年消耗的电能为: (2374.2kW+3132kW) ×20小时×365天=40195260kWh;若每度电价0.71元, 则电费:40195260kWh×0.71≈2854万元;
(2) 采用变频时241部电扶梯每年消耗的电能为 (按每天满载运行0.65m/s5小时、节能运行0.3m/s8小时、待客运行0.13m/s7小时) :[ (2374.2kW+3132kW) ×5小时+ (2 3 7 4.2 k W+3 1 3 2 k W) ×0.5×8小时+ (2374.2kW+3132kW) ×0.2×7小时]×365天=2 0 9 0 1 5 3 5.2 k W h。电费:2 09 015 35.2KWh×0.71≈1484万元。
年节约电费约1370万元。
根据以上分析, 只要在扶梯入口两侧设置光电式感应装置或在扶梯平梯级下安装压电传感器, 就可以准确检测有无乘客经过及客流量的大小, 同时配置变频器就可以实现客流量大时电扶梯高速运行、客流量小时低速运行、没有客流时转至节能模式或停梯从而达到节约能源、减少机械磨损、降低运营成本和维护成本、延长电扶梯使用寿命的效果。
摘要：地铁运营条件和环境的特殊性, 要求其配置的自动扶梯是技术水平先进的成熟产品, 性能安全可靠, 整机质量经久耐用, 结构及零部件设计、配置合理, 具有足够的强度和刚度及一定的规范性和互换性, 易于调整和维修。特别应采用先进的节能技术, 以达到在运营中节省运营费用的目的。本文重点分析地铁站变频自动扶梯的节能原理及效果。
变频器原理范文第2篇
摘要：随着我国工业水平的逐渐提升，变频器在工业设备上的应用越来越广，变频器在机械设备的应用中呈现出良好的控制性特征，可以有效实现工业设备软启动和无级调速作用，并且使得工业设备的加减速得到有效控制，在极大程度上提高工业设备的使用性能和自动化。近几年来，变频器在工业生产中得到广泛应用，变频器在使用的过程中存在一些问题，会严重影响工业设备的性能，相关人员要重视变频器的维护，采取有效措施解决变频器在工业设备应用中存在的问题，才能确保工业设备的性能良好，使用寿命更长。本文简要叙述了变频器在工业设备上的应用，分析了变频器在工业设备上的应用现状，并总结出完善变频器在工业设备上应用的有效措施。
关键词：变频器；工业设备；调速；功率
一、变频器在工业设备上的应用
随着我国工业水平的不断提高和工业技术的快速发展，大量工业设备应运而生，但是我国的工业设备在使用的过程中会产生大量的能耗，这对我国能源节约活动的开展时极为不利的，例如我国电动机的发电量仅占全国发电量的70%，风机和水泵的耗电量就占到了全国用电量的33%，出现这一现象的主要原因是风机和水泵设备是通过调节入口和出口挡板进行设备调速的，在使用的过程中，由于输入功率过大，在挡板和阀门截流的过程中会产生大量的能源消耗，采用变频器对风机、水泵设备进行流量调节，能够在极大程度上降低风机、水泵设备消耗的功率，变频器的投入使用使得风机、水泵设备的节电率高达20%～50%，因此，变频器在工业设备中应用广泛，能在一定程度上降低工业设备的使用功率。
在工业设备变频器的选择上，应该按照工业设备的类型、调速范围、启动转矩对变频器进行科学合理的选择，使得变频器符合工业设备使用要求和标准。通常情况下，工业设备的负载可以划分为三种类型，即风机泵类型、恒功率类型和恒转矩类型，在进行工业设备变频器选择的过程中，首先要对工业设备负载的性质进行细致分析，根据工业设备负载类型的不同，选择符合工业设备使用标准的变频器，确保工业设备和变频器的功率相互协调和使用，确保变频器类型选择准确，使得变频器在工业设备应用中能够安全运行，延长工业设备的使用寿命。
由于工业设备在使用的过程中调速十分困难，对于调速性能要求高的工业设备应该采用直流进行调速，但是工业设备中使用直流电进行调速，会导致维修难度增大，随着我国工业设备变频调速技术的不断提升，工业设备在使用变频器进行调压的过程中用交流调速来取代直流调速，因此，需要格外注意的是对直接转矩的有效控制，从而充分满足工业设备使用要求。利用变频器进行工业设备调速，起动电流较小，可以有效实现软启动和无级调速的目的，这就使得工业设备减速控制更便捷，能在极大程度上节约电能，因此變频器在工业设备中应用广泛。变频器属于精密电子装置，因此在工业设备中使用变频器要格外注意防尘防湿，确保工业设备中变频器的运行环境良好，温度适宜，这样能在极大程度上降低变频器的故障率，使得变频器的使用寿命更长。在工业设备中进行变频器安装接线时，要在变频器输入端加装空气开关，以免变频器发生短路。
二、变频器在工业设备上的应用现状
1.次谐波较低严重影响工业设备负载。目前工业设备上应用的变频器主电路形式一般可以分为三部分，即整流、逆变和滤波。变频器主电路的整流部分是三项桥式不可控整流器，变频器的中间滤波部分通常再用较大的电容作为滤波器。变频器的逆变部分采用的是IGBT三项桥式逆变器，并且变频器逆变部分的波形是以PWM波形输入的。工业设备上常用的变频器输出电压中除了含有基波以外，还含有其他形式的谐波，如果存在较低次谐波，就会对工业设备负载造成极大的不利影响，如果存在较高的谐波，就会使工业设备中变频器的漏油量大大增加，就会导致工业设备运行受阻，当工业设备的变频器输出高低次谐波时，相关人员没有采取有效措施对其进行抑制，就会影响工业设备变频器的正常使用。
2.噪声和振动引起工业设备各部位谐振。在工业设备使用过程中，采用变频器进行调速，会产生噪声和振动，这主要是由变频器在工作的过程中输出的波形中含有高低次谐波，这会使得变频器在工作的过程中产生噪声和振动。随着变频器运转频率的变化，变频器的高次谐波发生了较大范围的变化，产生的噪声和振动将会使得工业设备各部位谐振。在使用变频器进行工业设备调速时，变频器的输出电压和电流中含有高次谐波，随着高次谐波磁通量的逐渐增大，产生的噪音也会逐渐增大。工业设备中的变频器在工作时，输出波形中的高次谐波会使得磁场对工业设备各部位产生一定的电磁策动力，当工业设备各部位产生的电磁策动力和工业设备部件的固有频率重合或者相近时，就会产生谐振，长期下去会使得工业设备发生故障和损坏，严重影响了工业设备的正常使用，不利于工业设备的正常运行，降低了工业设备的使用寿命。
3.变频器过热会损坏变频器。变频器在进行工业设备调速的过程中，变频器的内部会产生一定的损耗，就会使得变频器发热，变频器内部以电路为主，约占98%，变频器的控制电路约占2%，为使得变频器在工业设备调速中正常运行，必须采取有效措施对变频器进行散热处理，以免变频器在工作的过程中热量过高发生故障。当工业设备中的变频器内部部件发生故障时，变频器的整流模块部分和逆变模块部分很容易发生损坏，判断变频器整流模块部分是否发生损坏很容易，当变频器没有出现短路情况时，只需及时更整流桥即可。当变频器的逆变模块部分发生损坏时，判断其是否发生损坏比较苦难，发生损坏的主要原因是由变频器外部和变频器的质量引起的，通常情况下在修复变频器的驱动电路后，如果驱动波形良好，才能进行逆变模块的更换。但是通常情况下相关工作人员没有及时发现变频器部件和部分模块出现故障，没有意识到变频器过热对变频器自身造成的损坏。
三、完善变频器在工业设备上应用的有效措施
1.抑制谐波的措施。为有效抑制工业设备变频器高次谐波，可以采用适当增加变频器供电电源内阻抗、安装电抗器、实现变频器多相运行和设置专用谐波等方式，采用这些方式能有效抑制变频器工作中产生的谐波。通常情况下，变频器电源设备的内阻抗可以起到缓冲直流滤波电容无功功率的作用，变频器电源设备内阻抗越大，产生的高次谐波越小，这就属于变频器的短路阻抗，因此，在进行变频器供电电源选择的过程中，应该选择短路阻抗较大的变频器。还可以在工业设备变频器的输入端和输出端接入合适的电抗器，或者在输入端和输出端安装高次谐波滤波器，从而有效吸收变频器工作时产生的高次谐波，增大电源或者负载的阻抗，从而有效实现抑制变频器高次谐波的目的。为有效抑制变频器工作中产生的高次谐波，还可以采用变频器多相运行的形式。由于工业设备中常用的变频器为六脉整流器，变频器在工作中产生的谐波较大，此时采用变频器多相运行的形式，使得变频器达到12脉波的效果，有效降低变频器工作时产生的高次谐波。此外，还可以设置专用滤波器对变频器和相位进行检测，使其产生一个与谐波电流幅值相同但相位相反的电流，将其应用到变频器中，从而有效实现吸收高次谐波电流的目的。
2.降噪、降振的有效措施。工业设备中变频器在工作的过程中，电动机会产生很大的噪声，这与PWM控制开关的频率具有十分密切的聯系。通常情况下，可以再变频器输出端连接一个交流电抗器，从而达到抑制和减小噪声的目的，当较低频率的变频器噪声音量较大时，要对变频器轴系统的固有频率谐振进行细致的检查。为有效减弱或者消除变频器工作时工业设备的谐振，可以再变频器输出端接入交流电抗器，有效吸收变频器输出电流中的高次谐波。但是用PAM形式或者方波PWM形式的变频器进行工业设备调速时，可以将其改为正弦波形式的PWM变频器，从而有效减小脉动转矩，方式工业设备在谐波的作用下发生振动。
3.解决变频器发热问题的有效措施。工业设备中使用的变频在很容易出现发热现象，变频器过热会严重影响变频器的质量、性能和使用寿命，因此，要对工业设备变频器发热问题采取有效措施，降低变频器的热量，可以再变频器的内部安装风扇，驱散变频器机箱内部的热量。此外还要注意的是变频器运行环境温度的控制，变频器属于电子装置，内部含有很多电子元件和电解电容等，因此变频器对运行环境温度要求较高，要确保变频器的运行环境温度处于—10℃到50℃之间，并且尽可能的降低变频器运行时的温度，使得变频器能够正常运转，减少变频器的故障发生率，演唱变频器的使用寿命，使其稳定性良好。
总结：工业设备是我国工业生产的基础，变频器在工业设备上的投入使用有效改善了工业设备的性能，使得工业设备的使用寿命更长，但是变频器在工业设备的投入使用中仍然存在一定的问题，相关人员要做好机械设备变频器的保养和维护工作，对工业设备变频器进行细致的检查，对于出现故障的变频器应该及时维修或者更换。
参考文献：
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[2]姜德生.智能材料器件结构与应用[M].武汉：武汉工业大学出版社，2000。
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[4]王缉慈.低压变频器的发展[M].北京：北京大学出版社，2001。
变频器原理范文第3篇
【关键词】变频器;故障分析;故障诊断
1、引言
变频器与电动机构成的调速传动系统进入实用化阶段已经有近20年的历史。近年来，随着电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，作为交流电动机主要调速方式的变频调速技术取得了日新月异的进步。变频器以其优异的控制性能和显著的节能效果在多个领域得到广泛的应用。调速系统中的核心变频器是一个复杂的电子系统，易受到电磁环境的影响而发生损坏。因此它与其它设备一样，不可避免地会经常出现各种各样的故障。然而工业系统运行过程中，生产工艺的连续性不允许系统停机，否则将意味着巨大的经济损失。特别是在一些特殊的应用场合，如自动化系统、核能和危险的化学工厂中，更不允许变频器因故障停机。
2、频器故障分析及诊断方法
变频器的主电路基本结构主要由整流电路、中间直流电路、逆变电路组成。据统计，80%的控制系统失效主要是源于元器件的故障[1]，它是变频器最易发生故障的部位。变频器一部分故障是在运行中，频繁出现自动停机现象，伴随一定的故障代码，此时查找相关说明书，按说明书指示查找原因，主要是由于变频器的运行参数不合适，外部工况不满足变频器的使用要求，控制线接线错误促使变频器产生一种保护现象。严格的说这不是真正意义上的故障。
2.1 故障分析方法
当遇到变频器发生故障时，我们要头脑清楚分清故障的类型。通过实践经验我总结了四点原则：先断后送、先外后内、先主后控、先轻后重。
所谓先断后送，就是当变频器发生故障停机时，要先切断变频器电源，仔细观察变频器内主控电路板、控制信号板以及CPU板是否有原件损坏。通过仔细检查无误后送电测试。此时重点检查直流环节和逆变环节，检测直流母线电压不得低于410V。逆变环节重点检查IGBT模块的好坏。检测IGBT模块的办法：将万用表拨在R×10KΩ挡，用黑表笔接IGBT的集电极(C)，红表笔接IGBT的发射极(E)，此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极(G)和集电极(C)，这时IGBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极(G)和发射极(E)，这时IGBT被阻断，万用表的指针回零。此时即可判断IGBT是好的。
先外后内，主要指先检查变频器的外部控制回路。例如，电机输入电源、变频器输入电源和控制信号以及停机时的现场的工艺状况最后检查变频器的控制电路。先主后控，主要指先检查变频器的主回路再检查控制回路。先轻后重，主要指在调试时可以先带小负载，比如选一台小型电机放在变频器边上进行调试。当调试完成后再在工艺负载下运行。
2.2 故障诊断方法
变频器一旦出现异常，发生故障，保护功能动作，变频器停止输出，变频器故障节点动作，并在变频器显示板上显示故障代码。用户可根据故障代码提示进行自查;查找故障时的记录，如故障时设定的频率，故障时的输出电流，故障时输出电压，故障时的直流母线电压，故障时的模块温度等等。分析故障原因，找出解决方法。我们重点介绍以下此类故障发生的原因及处理方法[2]。
①过电流故障：此类故障要分清加速过程、减速过程还是电机正常运行中发生过过电流故障。这类故障按下类顺序检查，变频器输出回路电机是否有接地或相间短路、负载状况如何、电网电压、加减速时间是否合适、V/F曲线及转矩提升是否合适、是否旋转中电机直接启动、是否加减速过程中突然加载、PG是否出现码盘出现故障或码盘断线、变频器运行后输出接触器后合上、电流传感器或控制板故障、变频器选型是否过小。另外，在减速过成中是否存在发电能量回馈，此时要加装至东单元和制动电阻。通常变频器的过流保护值等于变频器额定电流的(1.8～1.9)倍。
②电压故障：此类故障分为加速过电压、减速过电压、恒速过电压、欠压故障。这类故障按照下列顺序检查，电源电压、直流母线电压、加减速过程中是否有外力拖动电机运行、是否启动旋转电机、欠压故障要检查整流桥和短接充电电阻的接触器、检测板是否故障、电源板是否故障。此类故障还要注意调节加减速时间以及制动单元。变频器在运行过程中，直流母线电压应该≥537V，根据厂家出厂设置不同失速过电压值等于760～800V，持续时间在1～2分钟，就停机发生过电压报警信号。直流母线欠电压故障时一般小于400～410V，接触器断开显示欠电压故障。
③缺相故障：此类故障分为电源缺相和输出缺相。此时应重点检查电源侧输入端子R、S、T以及变频器输出端子U、V、W是否连接良好，三相电源是否平衡。对于输入缺相故障，变频器通过硬件电路检测三相输入电压，当在空载和轻载的情况下出现输入缺相，直流母线电压能保证513V以上。不影响变频器正常工作。如果在重载情况下，出现输入侧缺相，就会使直流母线电压下降到400V，并引起充电电阻短路接触器掉闸，烧坏充电电阻，所以在重载情况下，20ms内应获得缺相保护动作。对于输出缺相通常由变频器软件设定，只有输出电流大于变频器的额定电流的20%时，才进行输出侧缺相检测，并且经过一定时间延长后(大约1分钟)，才报警缺相保护故障。
④逆变单元故障：这类故障重点检查电机相线间是否短接或对地短路、电机和变频器连线是否太长、环境温度是否太高、模板及散热板是否过热、主控板及电源板是否异常。当组合模块IPM出现过流，过温，控制，控制电压欠压任何一种故障，或检测到输出对地短路，三相输出不平衡时，就报警IPM故障。变频器功率是中等等级的，采用热敏电阻直接检测散热器的温度，散热温度一般设定为85℃。变频器整流桥温度保护一般设定为80℃。
⑤过载故障：这类故障分为变频器过载和电机过载。重点检查负载情况，增大变频器容量。变频器在运行过程中，输出电流大于变频器额定电流，在运行一段时间后会发生过载保护报警。变频器过载保护一般按反时限曲线设定，反时限即变频器的过载电流越大，则持续运行时间越短。该曲线在出厂时由机型参数唯一确定，用户不能更改。变频器在运行过程中，输出电流大于电机的额定电流，在一定时间内产生电机过载保护。电机过载保护参数[3]，它起到电机热继电器保护的作用。
⑥其它故障：外部设备故障、通信故障、接触器未吸合故障、电流检测电路故障。变频器工作正常时，用万用表检测控制板上Iu、Iv或Iw信号，电压值应在2.2～2.7V之间。这类故障一般可根据厂家说明书指示，进行逐一排查。针对矢量型变频器要自整定读取电机的一些参数。可能出现下列故障报警：电机额定参数输入不正确、电机的定子，转子进行自整定时，变频器和电机之间的接线不正确，导致电机输出缺相，使自整定超时、电机带负载进行自整定，或者电机的电感和空载电流值超值。
3、结论
本文重点介绍探讨了变频器的常见故障诊断和维修问题。能够为技术人员提供理论依据在较短时间内使故障变频器得到修复。
参考文献
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[2]李云飞.变频器故障诊断系统[J].微电子学与计算机，2004，(7)：181-184
[3]孙峰涛.变频器故障诊断技术研究与分析[J].电机与控制学报，2005，(9)：271-279
变频器原理范文第4篇
【摘 要】随着我国各大企业节能、减排、降耗的发展趋势，高、低压变频器明显的节能效果被越来越多的用户所接受。电力系统也越来越多的在风机、水泵上加装变频器，变频器的可靠运行与否，直接影响到发电厂机组的安全运行，变频器的运行环境又直接关系到变频器的运行可靠性，本文对变频器的房间温度的控制提出了一些自己的想法，供大家参考。
【关键词】高压变频器;房间;温度;方案
1、高、低压变频器介绍
八十年代初发展起来的变频调速技术，正是顺应了工业自动化的发展需求，开创了一个全新的智能电机时代，一改普通电动機只能以定速方式运行的陈旧模式，使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下，即可以按照生产工艺要求调整转速输出，又能降低电机功耗达到系统高效运行的目的。八十年代末，该技术引入我国并得到推广，现已在电力、冶金、石油、钢铁、化工等多种行业的电机传动设备中得到实际应用。目前，变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向，卓越的调速性能、显著的节电效果，不但改善现有设备的运行工况，还提高了系统的安全可靠性和设备利用率，延长设备使用寿命等优点，随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现。
2、高压变频器运行环境要求及设计方案
高、低压变频器为高发热元件，根据容量不同，发热量不同，变频器整流、逆变元件运行温度不能过高，产生的热量必须及时排走，变频器控制元件、控制板又要求变频器运行环境清洁，这就对变频器房间设计要求很高，既要温度控制在0—40度之间，又要保持清洁。变频器运行环境的好坏直接影响到变频器的可靠运行，变频器的安全运行与否又直接影响机组的可靠运行，所以变频器间温度的控制至关重要，下面介绍几种变频器房间设计方案供用户参考：
高压变频器分为电压型和电流行两种变频原理，常规布置电压型高压变频器隔离变与变频器同房间布置;电流型变频器，隔离变压器与变频器分房间布置，隔离变压器多为F级绝缘采用风机冷却方式即可满足要求。
方案一、变频器房间设计采用补充风方式，即变频器产生的热量通过风机、风道排到室外，在变频器房间墙壁上加装补充风口，安装风篦子，房间内安装相对小容量空调做调节用。
优点：变频器补充风直接取自室外，热风全部排到室外，变频器室不需配备大容量空调。除夏季外，靠补充风基本能满足变频器冷却要求，对空调要求不十分严格，满足变频器运行环境温度0-40度的需要;所需资金少，安装方便。
缺点：此方案对保持变频器室清洁不利，可以说很难保证，考虑到我国国情，环境脏，补充风篦子加厚则补充风量不足，变频器室产生负压，选薄篦子则尘土很容易进入变频器室，造成环境污染，随变频器本身也有篦子，但实践证明很难阻挡尘土的进入，如变频器控制板上积尘过厚，造成电路板短路，将大大降低变频器运行的可靠性。
应用：此方案适用于环境污染小的地区。
方案二、变频器房间采用密闭循环方式，变频器靠风扇将内部热量排到变频器房间内，整个房间温度再靠空调冷却降温。
优点：房间内清洁度大大提高。
缺点：空调的选择较困难，需安装多个大容量空调，耗电量加大，空调的安全运行与否直接关系到变频器能否可靠运行。
应用：适合于环境污染较严重的地区。
方案三、变频器房间采用密闭循环方式，变频器靠风扇将内部热量通过专用排风筒排到水冷却器处，热风经过冷却降温后再在回到室内，室内安装一空调用于室内除湿。
优点：一次投资少，运行可靠性高，维护量小。
缺点：1、需一较大的空间，用于安装水冷却器。
2、需专门的冷却水，最好是深井凉水，这样即加强冷却效果又减少对冷却器的腐蚀。
3、高压变频器运行情况
3.1 B5、6乙凝结泵高压变频器布置在一个房间，变频器冷却方式为闭式循环，变频器室配备4台10匹空调。
3.2 B7、8乙凝结泵高压变频器布置在一个房间，变频器冷却方式为闭式循环，变频器室配备4台10匹空调。
从运行经验看，闭式循环方式明显优于开式循环方式，变频器室内环境干净;而开式循环方式变频器内部非常脏，不利于变频器散热和电气元件的绝缘，大大降低了变频器的运行可靠性和使用寿命，故而改善变频器运行环境和有效的温度控制，是提高变频器安全、稳定运行的关键性制约条件。
（作者单位：大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂）
变频器原理范文第5篇
发展概况 【top】 最早造出第一台标准轨距电力机车的是苏格兰人R·戴维森，时间是1842年，由40组蓄电池供电，但没有实用价值。1879年5月，德国人W·VON西门子设计制造了一台能拉乘坐18人的三辆敞开式“客车”的电力机车，它由外部150V直流发电机通过第三轨供电，这是电力机车首次成功的试验。1881年,法国在巴黎展出了第一条由架空导线供电的电车线路，这就为提高电压，采用大功率牵引电动机创造条件。 1895年，美国在巴尔的摩—俄亥俄间5. 6 km长的遂道区段修建了直流电气化铁路，在该区段上运行的干线电力机车自重97 t，采用675 V直流电，功率为1 070 kW。1903年德国的三相交流电力机车创造了每小时210km 的高速记录。
中国最早使用电力机车在1914年，是抚顺煤矿使用的1 500 V直流电力机车。1958年中国成功地生产出第一台电力机车，从采用引燃管整流器到硅整流器，机车性能不断改进和提高，到1976年制成韶山型(SS1型)131号时已基本定型。截止到1989年停止生产，SS1型电力机车总共制造出厂926台，成为中国电气铁路干线的首批主型机车。1966年SS2型机车制成。1978年研制成功的SS3型机车，不仅改善了牵引性能，还把机车的小时功率从4 200kW提高到4 800kW，载止到1997年底，共生产了987台，成为中国第二种主型电力机车。1985年又研制成功了SS4型8轴货运电力机车，它是国产电力机车中功率最大的一种(6 400kW)，已成为中国重载货运的主型机车。以后又陆续研制成功了SS
5、SS6和SS7 型电力机车。1994研制成功了时速为160 km的准高速四轴电力机车等。至此，中国干线电力机车已基本形成了
4、
6、8 轴和3 200、4 800和6 400kW功率系列。1999年5月26日，中国株洲电力机车厂生产出第一台时速超过200km的DDJ1001号“子弹头”电力机车，标志着中国铁路电力牵引已跻身于国际高速列车的行列。为追踪世界新型“交—直—交”电力机车新技术，从20世纪70年代末开始，中国铁路一直在进行中小功率变流机组的地面试验研究和大功率的交—直—交电力机车的研制，也已取得了阶段性成果。
类型 【top】 电力机车是从接触网上获取电能的，接触网供给电力机车的电流有直流和交流两种。由于电流制不同，所用的电力机车也不一样，基本上可以分为三类：
直—直流电力机车 采用直流制供电时，牵引变电所内设有整流装置，它将三相交流电变成直流电后，再送到接触网上。因此，电力机车可直接从接触网上取得直流电供给直流串励牵引电动机使用，简化了机车上的设备。直流制的缺点是接触网的电压低，一般为1 500V或3 000V，接触导线要求很粗，要消耗大量的有色金属，加大了建设投资。
交—直流电力机车 在交流制中，目前世界上大多数国家都采用工频(50Hz)交流制，或25Hz低频交流制。在这种供电制下，牵引变电所将三相交流电改变成25 kV工业频率单相交流串励电动机，把交流电变成直流电的任务在机车上完成。由于接触网电压比直流制时提高了很多，接触导线的直径可以相对减小，减少了有色金属的消耗和建设投资。因此，工频交流制得到了广泛采用，世界上绝大多数电力机车也是交—直流电力机车。
交—直—交电力机车 采用直流串励电动机的最大优点是调速简单，只要改变电动机的端电压，就能很方便地在较大范围内实现对机车的调速。但是这种电机由于带有整流子，使制造和维修很复杂，体积也较大。而交流无整流子牵引电动机(即三相异步电动机)在制造、性能、功能、体积、重量、成本、及可靠性等方面远比整流子电机优越得多。它之所以迟迟不能在电力机车上应用，主要原因是调速比较困难。改变端电压不能使这种电机在较大范围内改变速度，而只有改变电流的频率才能达到目的。因此，只有当电子技术和大功率晶闸管变流装置得到迅速发展的今天，才能生产出采用三相交流电机的先进电力机车。交—直—交电力机车从接触网上引入的仍然是单相交流电，它首先把单相交流电整流成直流电，然后再把直流电逆变成可以使频率变化的三相交流电供三相异步电动机使用。这种机车具有优良的牵引能力，很有发展前途。德国制造的“E120”型电力机车就是这种机车。
基本构造 【top】 交—直流电力机车由机械和电气两大部分设备组成。机械部分包括车体、车钩缓冲装置、走行部和制动装置等。
车体内分成9 个室，中部是变压器室，室内装有牵引变压器、转换硅机组、调压开关和电池箱等设备。电抗器室，装有平波电抗器、离心式通风机组及劈相机;高压室，装有整流硅机组、主电路电器柜和辅助电路电器柜;机械室内装有空气压缩机组和通风机组，机械室的顶部各装一套制动电阻;机车的两端为司机室，室内的正、副司机操纵台及各种开关、仪表和指示灯等。车体侧墙上开有百叶窗，空气可以从这里进入车内对机件进行冷却。车体底架中梁的两端安装着车钩缓冲装置。车体顶部安装着两套受电弓。 走行部为2～3 台转向架，用来承受机车的上部重量，传递牵引力和制动力，缓冲来自线路的冲击。转向架由构架、旁承、轮对、轴箱、弹簧减振装置、电机悬挂装置、牵引装置、基础制动装置及撤砂装置等部分组成。每根车轴上都装有一台牵引电动机，产生的转矩通过齿轮的传递使车轮转动。
电力机车除了使用空气制动以外，还可以利用直流电机的可逆性原理，把列车的功能为电能，再把电能变为热能消耗掉(叫电阻制动)或把电能反馈到电网上去(叫再生制动)，以达到控制励磁电流大小，就能很方便地控制制动功率的大小。
电力机车上的全部电气设备，分别安装在它的主电路、辅助电路和控制电路之中，如图2所示。
图2 电力机车电气回路示意图
1-受电弓;2-主断路器;3-主变压器;4-转换硅机组;5-调压开关;6-硅机组;7-主回路柜;8-平波电抗器;9-牵引电动机;10-劈相机;11-通风机;12-牵引通风机;13-油泵;14-空气压缩机;15-制动电阻柜。
将产生机车牵引力和制动力的各种电气设备连接而成的电系经叫主电路(如图2中粗实线所示)，用来实现机车的功率传输。在主电路中的电气设备有受电弓、主断路器、牵引变压器、转换硅机组、调压开关、整流硅机组、平波电抗器、牵引电动机和制动电阻等。受电弓安装在车体顶部，每车两套，用来从接触网上取得电能，接触导线送来的25 kV工频单相交流电由此引入机车。主断路器是机车上的主要保护装置，当主电路发生短路、接地或其他电气设备发生故障时，它能自动切断机车电源。牵引变压器共有四个绕组：原边绕组接25kV高电压，经轮对、钢轨、回流线回到牵引变电所;三个副边绕组中，牵引装组用来向牵引电动机供电;励磁绕组用在电阻制动时给电动机提供励磁电流;辅助绕组用来给机车的辅助机组供电。转换硅机组和调压开关是保证机车平稳调压，达到机车的调速目的。牵引绕组输出的交流电通过整流硅机组整成直流电后供牵引电动机使用。由于牵引电动机本身的电感较小，不足以将整流后的电流滤平到所需要的范围，必须在电动机的电路里串接一个增大电感量的平波电抗器，以减小整流电流的脉动，改善电动机的工作条件。当机车需要进行电阻制动时，把牵引电动机从串励电动机改成他励发电机，把电枢绕组与制动电阻相连接，把电能变成热能逸散掉，达到消耗机车动能的目的。 为主电路中有关设备服务的所有辅助电器连接而成的电系统叫辅助电路(如图2 中虚线所示)。辅助电器主要有劈相机、辅助电动机等。劈相机的作用是把单相交流电变成三相交流电使用。
控制电路是将控制主电路和辅助电路中各种电器设备的开关、接触器、继电器和电空阀等，同电源、照明、信号等的控制装置连接而成的电系统。
三条线路在电器方面是相互隔离的，通过电磁、电空或机械传动等方式相互联系，配合动作，用低压电控制高压电，以保证操作安全和实现机车的运行。
工作原理 【top】 接触导线上的电流，经受电弓进入机车后经过主断路器再进入主变压器，交流电从主变压器的牵引绕组经过硅机组整流后，向六台分两组并联的牵引电动机集中供应直流电，使牵引动电动机产生转矩，将电能转变为机械能，经过齿轮的传递驱动机车动轮转动。
电力机车的牵引性能主要取决于牵引电动机。直流串励电动机的外特性很接近机车理想牵引特性，而且其转速与外加电压成正比，只要改变牵引电动机的端电压，就能对机车进行调速。
主要技术参数 【top】 中国国产和引进干线电力机车的机型和主要技术参数如下表1 和表2 所列。
>表1国产干线电力机车型号及主要技术参数
注：1.6Y1 中4号车1966年改为硅整流器，型号为6Y1 -004G;1967年生产的6Y1 -007的功率3 6725 kW，电机型号为ZQ650-1， 最高速度为100 km/h,电动机额定功率为612kW;
2. SS1 -008~130于1968~1975年由田心厂造，SS1 -131~826于1976~1988年由株洲厂造，传动比为88/19。
表2 引进干线电力机车型号及主要技术参数表
型号 6Y2 6G1
6GF
8K 1987引进年代 1961 1971
1972
~1988
6K 1987~198
8G
1988~1990 引进台数
制造厂
轴式
用途 功率(kW) 最高速度 (km/h)
整流器器形式
调整方式
电制动方式型号 牵额定功
引 率/电压电(kW/机 V) 悬挂方式 25(已2 报废) 法国
阿尔罗马斯通尼亚
公司
C0—C0—C0 C0 货 客、货 4 5 500 100 100 120 引燃硅整管 流桥
高压高压侧 侧有 32级级调调速 速
再生 电阻
TA06LJE149B2 08-2 750/850/750 770 抱轴电机瓦 空心轴
40
150
法国 欧洲阿尔50赫 斯通兹集公司
团 2
C0—(B0C0
—B0)
货 货 5 400
6 400 115 100
一段
两段全控 半控一段桥
半控桥
恒流准恒相控 速 调压 相控调压
电阻
(2台再生
再生)
TA04TA069 C1
49D 910/1 820
000/865
抱轴抱轴瓦
瓦
85
日本三菱电
机 和川崎重工
B0—B0—
B0
货 4 800
100 三段半控桥
恒压限流或准恒 速相控调压 电阻
MB-530-A
VR
800/925
抱轴瓦 100
苏联诺沃切尔 卡斯克
2(B0—B0)
货 6 400
100
硅整流桥
低压侧 有级调压
电阻
HB-515
800/1 020
抱轴瓦 单边传动比 75/17 单边73/20
单边67/17
单边67/17
单边74/17