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电力电子新技术在大庆炼化公司的应用
宋晓昱
大庆炼化公司 613019
摘要:本文讲述了电力电子技术的发展及在大庆炼化公司的应用,并介绍了在实际应用过程中的经验和电力电子技术装置
的电磁干扰及消除措施
关键词:电力电子技术
变频器 节能
谐波 抑制
一、电力电子技术的概念
电力电子技术是由“电力”(电机、变换器)、“电子”(元件和电路)以及控制(连续、离散)这三部分组成。是新的元器件层出不穷、电路拓扑结构多样化、系统技术、信息和通讯技术与时俱进的产物。
电力电子技术早在20世纪中就已出现,在50年代末60年代初,电力电子才真正成为一门学科,其催化剂是晶体管的发明,接着是大功率晶闸管和GTO(门极可关断晶体管)的出现。70年代,随着集成电路(IC)与微处理器(Microprocessor)为代表的微电子技术的突飞猛进,人们将功率器件与微处理器进行有机地结合,产生了自动化工业的革命。80年代末,MOSFET和IGBT的问世和发展,使传统电力电子技术进入现代电力电子技术时代。
电力电子技术不是只指某一个具体的产品,作为一种技术,它孕育在一大批产品之中,电力电子的优势就是大功率的频率变换,频率的提高会使电工产品特别是电磁产品体积缩小,其工作频率调整到一个最佳值,能源消耗就最低,实际上电力电子技术提供的技术就是功率变频技术。
电力电子技术的发展史实际上是一部围绕提高效率、提高性能、小型轻量化、消除电力公害、减少电磁干扰和电噪声进行不懈研究的奋斗史。这也正是21世纪电力电子产业的发展趋势。
如果把信息技术比作人的大脑,那么,电力电子技术就是实现大脑指令的骨骼肌肉。随着计算机技术的广泛应用,电力电子装置的重要作用日益凸现,从远距离输电到各类电气应用领域,电力电子技术在节能和安全上不可或缺的重要作用,使其成为了新世纪应用最广泛的技术之一。
二、电力电子技术在炼化公司的应用
大庆炼化公司在电力电子技术方面的应用起步比较早,特别是变频技术,早在1990年炼化公司就开始大批量使用低压变频器,1993年开始使用高压大功率变频器(2000kw,6000v西技来克、1600kw,6000v西门子),1996年开始使用低压大功率变频器(280kw东芝变频、400kw西门子变频),迄今为止炼化公司在用高压变频器7台、待用2台;在用低压变频器325台套(不包括动力二厂、热电分厂所用变频)。可以说炼化公司是炼化企业变频技术应用的先驱。
在大量应用变频技术的同时,炼化公司对电力电子技术的应用还有UPS、软启动器、同步机静态励磁装置、直流电源、自动电容补偿装置等。由于变频技术及其发展水平代表着电力电子技术的发展水平加之篇幅的关系,本文结合大庆炼化公司对电力电子技术的应用着重讨论变频技术的应用。
(一)、低压变频器在大庆炼化公司的应用
应用变频器可以实现电机的无极调速,调速范围大;最高转速不受电源频率影响;实现软启动,电机启动电流小,电网不受冲击;可以达到节能、提高产量、提高产品质量、提高设备效率、延长设备使用寿命、实现自动化控制的目的。
大庆炼化公司应用变频技术的目的有两个:1、节能:2、工艺需要。
1、变频器的工作原理
交流异步电动机的变频调速的原理,可从异步电动机的转速方程得出。转速方程如下所示:

式中:n——电动机的实际转速
f1——电动机定子绕组的供电频率
p——旋转磁场的极对数
S——转差率,表示定子旋转磁场的同步转速n1与n的关系:n=n1(1-S)
从式中可见,改变异步电动机的供电频率f1,就可改变电动机的转速n1和n,达到调速目的。而变频器正是通过改变异步电动机的输入频率和电压来改变异步电动机的转速,达到调速的目的,也称为调压调频变频器(VVVF)。典型的变频器基本构成如1图所示,它由整流、滤波、逆变及控制回路等部分组成。交流电源经整流、滤波后变成直流电源,控制回路有规则地控制逆变器的导通与截止,使之向异步电动机输出电压、频率可变的电源,驱动电动机的运行。

2、变频器节能的机理
炼化企业传统的调节风机、泵类的方法是对风量和液体流量的调节,也就是说在保持风机、泵类的电机工频转速不变的条件下,通过改变管路阻抗特性进行工况调节,其中管路节流是通过调节风门或阀门的开度来实现的,需要泵提供更多的压头来克服这个附加的阻力损失,结果使得电动机的效率降低。对于具有陡降扬程性能曲线的泵类更不经济;而旁路调节使得泵得到能量消耗到调节阀上,效率降低。这样,大量的能量都消耗在克服风门、阀门的阻力或旁路调节上了,引入变频调速控制方案,我们就可以将风门或阀门全开,旁路调节关断。而通过变频器的转速来调节风机或泵类的转速来控制风量或液体流量,从而避免了将大量的能量消耗在风门或阀门上,也就起到了节能的效果。
3、变频器的分类
交流调速系统中的变频器一般可以分为交—交变频器与交—直---交变频器两种。交—交变频器亦称直接变频器或周波变换器,它直接将电网的交流电变成电压和频率都可调的交流电输出。交—直---交变频器亦称间接变频器,它是将交流电经整流器整流变成直流电,然后再将直流电经逆变器逆变成幅值可变、频率可调的交流电输出。
交—交变频器与交—直---交变频器相比较,尽管交—交变频器是一次换能,效率较高,但因其装置元件数量较多、元件利用率较低、电网功率因数较低并且调频范围在正常换流条件下其输出最高频率为为电网频率的1/3—1/2,虽然在采用用强迫换流条件下其调频范围可以扩大、电网侧功率因数可以提高,但换流装置复杂,所以目前研究和使用的多数都是交—直---交变频器。
上述两种变频器根据其对负载无功能量的处理方式不同,又都可以分为电流源型和电压源型两类。
在变频调速系统中,变频器负载通常是异步电动机,其功率因数是滞后的。因此在直流环节和负载之间将有无功功率的流动,所以必须在直流环节和负载之间设置储能元件以缓冲无功能量。
电压源型交---直---交变频器在直流侧并联大电容以缓冲无功功率,从直流输出端来看,电源具有低阻抗,因此输出电压波形接近于矩形波,属于电压强制方式。
电流源型交---直---交变频器在直流侧串联大电感以吸收无功功率,故直流电源呈高阻抗,因此输出电流波形接近于矩形波,属于电流强制方式。
4、变频器的控制方式
低压通用变频器输出电压在380~650V,输出功率在0.75~400kW,工作频率在0~400Hz,它的主电路都采用交一直一交电路。其控制方式经历以下四代。
(1)第一代以u/f=C,正弦脉宽调制(SPWM)控制方式。其特点是:控制电路结构简单、成本较低,但系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。
(2)第二代以电压空间矢量(磁通轨迹法),又称SVPWM控制方式。它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形。以内切多边形逼近圆的方式而进行控制的。经实践使用后又有所改进:引入频率补偿,能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流成闭环,以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到根本改善。
(3)第三代以矢量控制(磁场定向法)又称VC控制。其实质是将交流电动机等效直流电动机,分别对速度、磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链,以转子磁通定向,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。然而转子磁链难以准确观测,以及矢量变换的复杂性,实际效果不如理想的好。

(4)第四代以直接转矩控制,又称DTC控制。其实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是:
①控制定子磁链——引入定子磁链观测器,实现无速度传感器方式;
②自动识别(ID)——依靠精确的电机数学模型,对电机参数自动识别;
③算出实际值——对定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制;
④实现Band—Band控制——按磁链和转矩的Band—
Band控制产生PWM信号,对逆变器开关状态进行控制;
直接转矩控制的特点是具有快速的转矩响应(<2ms),很高的速度精度(±2%,无
PG反馈),高转矩精度(<±3%);具有较高的起动转矩及高转矩精度,尤其在低速时(包括0速度时),可输出
150%~200%转矩。
正在开发研究的控制方式还有非线性控制、自适应控制、滑模变结构控制、智能控制等。这些控制方式一旦取得成功,将给电力电子技术带来又一场革命。
目前市场上低压通用变频器品牌很多,包括欧、美、日及国产的共约50多种。大庆炼化公司应用的品牌主要有:西门子、东芝、三菱、富士、ABB、丹弗斯等,近两年,为了便于维护管理,根据性能和质量,西门子、东芝变频器应用的比较多。
大庆炼化公司所用低压变频器主要应用在风机、泵类负荷上以达到节能的目的,只有少数变频器应用在腈纶生产线上以满足工艺装置的需要。由于没有高速纺丝的需要,所以变频器的工作频率都在50HZ以下调节。因而变频器的控制方式、控制精度以及所驱动的电机的性能都没有特殊要求,只是在可靠性、稳定性和长周期上,特别是在抗系统波动能力上有严格的要求,在低频特性上要有严格的要求。
大庆炼化公司所用低压变频器多数使用的是第一代以u/f=C,正弦脉宽调制(SPWM)控制方式。腈纶所用西门子MM440,因为所用电机不是变频调速电机,其频率特性不好,转矩响应慢,抗波动能力弱,低频易出现过流跳闸、特性疲软现象。
变频电机正常的频率范围为5---400HZ,而我们所使用的是50HZ的工频电机,其频率响应范围很小。所以F12电机在实际运行时,当水挤出辊压力稍大,或丝束负荷稍有变化时,显现出特性疲软、辊子滞转现象,影响正常生产。

5、应用变频器应注意的几点问题
①高次谐波引起电机的效率和功率因数变差,电机损耗增加。
变频器输出的电压、电流波形均有高次谐波。由于普通电机是按正弦波电源制造的,当有高次谐波流过电动机绕组时,铜损增大,并引起附加损耗,从而引起绕组发热。有资料表明,变频器传动与工频电源传动相比,电流约增加10%,温升约增加20%。所以要合理选用变频控制电机,原电机如果工作频率达不到30Hz,在峰值电流不致引起过电流保护动作的情况下,可用极数更高的电机替代,尤其对于恒转矩负载要适当加大电机的功率等级与电机极数,以提高其带载能力;有条件的话,
应采用变频专用电机。
②电机低速运转,散热能力变差。
使用变频调速后电机往往处于低于额定转速的运行状态,标准电机的冷却风扇装在转子轴上,这样在低频下运转的电机,因电机转速降低而使冷却效果大幅度下降。所以要加强电机的计划检修,要定期对定、转子风道进行清扫,改善电机的散热条件。
③电压变化率du/dt增高,电机故障率增加。
目前市场上的变频器大部分是交一直一交变频器,其逆变部分是采用改变变频器输出电压的
PWM方式实现三相交流电压的输出,它虽与正弦波电压幅值等效,但实际上是由一系列矩形波组成,由于电机绕组匝间电压变化率du/dt很高,电机绕组的电压分布变得很不均匀,使绕组匝间短路的故障增加。所以要提高电机的绝缘材料等级,以提高匝间绝缘性能及绕组的耐热能力,这样可以解决变频控制电机使用寿命短的问题。
(二)、高压变频器在大庆炼化公司的应用
目前高压大容量的变频器主要有两种结构:一种是采用升、降压变压器的“高-低-高”式变频器,亦称间接高压变频器,另一种是无输出变压器的“高-高”式变频器,亦称直接高压变频器。
“高-低-高”式高压变频器,即间接高压变频器装置由输入、输出变压器及低压变频器组成。输入变压器为降压变压器,它将高压电源电压降至变频器允许的电压,经低压变频器后,再经输出变压器即升压变压器升压,供给高压电动机。此方案由于两次电压变换增加了损耗,影响了节能效果,并且占地面积稍大,还产生大量的高次谐波,有较明显的缺陷。但由于这种系统技术难度相对小,投资相对低。
“高-高”式高压变频器,即直接高压变频器调速装置,一般由输入侧隔离变压器和多个功率单元串联组成,由于省掉了输出变压器,因而减少了损耗,提高了效率,减少了占地面积,容量越大直接高压变频器的优势越明显,直接高压变频器是大容量电动机调速驱动发展方向。
大庆炼化公司在用高压变频有四台罗宾康完美无谐波变频器,两台西门子三电平SIMOVERT
MV变频器,一台西门子高--低—高变频器。
罗宾康完美无谐波高压变频器和西门子三电平SIMOVERT
MV高压变频器代表了当今世界高压变频器发展的两个方向。
1、
罗宾康完美无谐波变频器
美国罗宾康公司利用单元串联多重化技术,生产出功率为315kW~10MW的完美无谐波(PERFECTHARMONY)高压变频器,无须输出变压器实现了直接3.3kV或6kV高压输出;首家在高压变频器中采用了先进的IGBT功率开关器件,达到了完美无谐波的输出波形,无须外加滤波器即可满足各国供电部门对谐波的严格要求;输入功率因数可达0.95以上,THD<1%,总体效率(包括输入隔离变压器在内)高达97%。达到这么高指标的原因是采用了三项新的高压变频技术:
一是在输出逆变部分采用了具有独立电源的单相桥式SPWM逆变器的直接串联叠加;
二是在输入整流部分采用了多相多重叠加整流技术;
三是在结构上采用了功率单元模块化技术。
所谓多重化技术就是每相由几个低压PWM功率单元串联组成,各功率单元由一个多绕组的隔离变压器供电,用高速微处理器实现控制和以光导纤维隔离驱动。多重化技术从根本上解决了一般6脉冲和12脉冲变频器所产生的谐波问题,可实现完美无谐波变频。

图4为6kV变频器的主电路拓扑图,每组由5个额定电压为690V的功率单元串联,因此相电压为690V×5=3450V,所对应的线电压为6000V。每个功率单元由输入隔离变压器的
15个二次绕组分别供电,15个二次绕组分成5组,每组之间存在一个12°的相位差。

图5中以中间△接法为参考(0°),上下方各有两套分别超前(+12°、+24°)和滞后(-12°、-24°)的4组绕组。所需相差角度可通过变压器的不同联接组别来实现。
图5中的每个功率单元都是由低压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)构成的三相输入,单相输出的低压PWM电压型逆变器。功率单元电路见图4。每个功率单元输出电压为1、0、-1三种状态电平,每相5个单元叠加,就可产生11种不同的电平等级,分别为±5、±4、±3、±2、±1和0。
用这种多重化技术构成的高压变频器,也称为单元串联多电平PWM电压型变频器,采用功率单元串联,而不是用传统的器件串联来实现高压输出,所以不存在器件均压的问题。每个功率单元承受全部的输出电流,但仅承受1/5的输出相电压和1/15的输出功率。
变频器由于采用多重化PWM技术,由5对依次相移12°的三角载波对基波电压进行调制。对A相基波调制所得的5个信号,分别控制A1~A5五个功率单元,经叠加可得具有11级阶梯电平的相电压波形,线电压波型具有21阶梯电平,它相当于30脉波变频,理论上19次以下的谐波都可以抵消,总的电压和电流失真率可分别低于1.2%和0.8%,堪称完美无谐波变频器。它的输入功率因数可达0.95以上,不必设置输入滤波器和功率因数补偿装置。变频器同一相的功率单元输出相同的基波电压,串联各单元之间的载波错开一定的相位,每个功率单元的IGBT开关频率若为600Hz,则当5个功率单元串联时,等效的输出相电压开关频率为6kHz。功率单元采用低的开关频率可以降低开关损耗,而高的等效输出开关频率和多电平可以大大改善输出波形。波形的改善除减小输出谐波外,还可以降低噪声、dv/dt值和电机的转矩脉动。所以这种变频器对电机无特殊要求,可用于普遍笼型电机,且不必降额使用,对输出电缆长度也无特殊限制。由于功率单元有足够的滤波电容,变频器可承受-30%电源电压下降和5个周期的电源丧失。这种主电路拓扑结构虽然使器件数量增加,但由于IGBT驱动功率很低,且不必采用均压电路、吸收电路和输出滤波器,可使变频器的效率高达96%以上。
图6和图7是二零零三年二月十九日大庆炼化公司动力站5#炉引风机罗宾康PH-6-6-2355完美无谐波高压变频器调试过程中用示波器观察带风机时,给定为97%和60%时的输出电压、电流波形。从图中可以
看到电压、电流波形非常平滑,几近完美。



2、西门子三电平SIMOVERT
MV变频器
SIMOVERT MV变频器采用具有优秀性能的矢量转换磁场定向控制原理,其具有极高的动态性能、极佳的转矩质量和完美的控制特性,采用高压IGBT具有可靠性高、驱动简单、触发功率低、不需要缓冲电路的特点,采用三电平技术降低对电机的冲击。下图为MV系统原理图。MV系列中压变频器保持了西门子低压变频器模块化结构的特点,其输入变压器为三绕组,采用AFE有源前端的MV变频器可用于弱电网,具有动能储备电源、飞车再起动电源和自动再起动功能。额定电机电压为2.3kV,3.3kV,4.16kV及6kV等规格。
变频器的逆变部分采用传统的三电平方式,所以输出波形中会不可避免地产生比较大的谐波分量(THD达12.8%),这是三电平逆变方式所固有的。因此在变频器的输出侧必须配置输出LC滤波器才能用于普通的鼠笼型电机。经过LC滤波器后,可使其THD<1%。同样由于谐波的原因,电动机的功率因数和效率都会受到一定的影响,只有在额定工况点才能达到最佳的工作状态,随着转速的下降,功率因数和效率都会相应降低。
三电平逆变器的结构简单,体积小,成本低,使用功率器件数量最少(12只),避免了器件的串联,提高了装置的可靠性
指标。根据目前IGCT及高压IGBT的耐压水平,三电平逆变器的最高输出电压等级为4.16kV,当输出电压要求6kV时,采用12个功率器件已不能满足要求,如果采用器件串联,除了增加成本外,必然会带来均压问题,失去了三电平结构的优势,并且会大大影响系统的可靠性。
于是西门子公司在传动变频器中结合了一个IHV滤波器,实际上就是一个输出自感应变压器,产生一个6.0KV和6.6KV的输出电压。使用Transvektor
eq \o\ac(○,R)R闭路控制,伴随从0到过渡频率(可被参数化)的恒定磁通量,可以对电机进行操作控制,电压以接近线性地方大。可以从5HZ到66HZ自由地选择过渡频率。恒定电压的磁场削弱和磁通量的减少,在过渡频率以上发生。
通过利用所有这些可能性,可以获得低损失传动变压器,并且其输出为正弦电压,还具有低谐波和高动态性能。

三、应用电力电子装置带来的危害及对策
电力电子装置中的相控整流和不可控二极管整流使输入电流波形发生严重畸变,不但大大降低了系统的功率因数,还引起了严重的谐波污染。另外,硬件电路中电压和电流的急剧变化,使得电力电子器件承受很大的电应力,并给周围的电气设备及电波造成严重的电磁干扰(EMI),而且情况日趋严重。许多国家都已制定了限制谐波的国家标准,国际电气电子工程师协会(IEEE)、国际电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。我国政府也分别于1984年和1993年制定了限制谐波的有关规定。
电力电子设备产生的干扰主要有三种:对电子设备的干扰、对通信设备的干扰及对无线电等产生的干扰。对计算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰主要是感应干扰;对通信设备和无线电等产生的干扰为放射干扰。如果干扰问题解决不好,不但系统无法可靠运行,还会影响其他电子、电气设备的正常工作。
1、主要电磁干扰源及干扰的途径
电磁干扰也称电磁骚扰(EMI),是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰,通常是通过电路传导和以场的形式传播的。电力电子装置中的相控整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外,由于PWM技术的大量使用,当其工作于开关模式并作高速切换时,产生大量耦合性噪声。因此,电力电子设备对系统内其他的电子电气设备来说是一个电磁干扰源。另一方面,电网中的谐波干扰主要通过电力电子设备的供电电源干扰电力电子设备。电网中存在大量谐波源,如其他各种电力电子设备、非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,从而对电网中其他设备产生危害的干扰。受到来自被污染的交流电网的干扰后,若不加以处理,电网噪声就会通过电网电源电路干扰电力电子设备。供电电源对电力电子设备的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电;浪涌、跌落;尖峰电压脉冲;射频干扰。其次,共模干扰通过电力电子设备的控制信号线也会干扰电力电子设备的正常工作。
电力电子设备能产生功率较大的谐波,对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分电磁辐射、传导、感应耦合。具体为:①对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;②对直接驱动的电动机产生电磁噪声,使得电动机铁耗和铜耗增加,并传导干扰到电源,通过配电网络传导给系统其他设备;③电力电子设备对相邻的其他线路产生感应耦合,感应出干扰电压或电流。同样,系统内的干扰信号通过相同的途径干扰电力电子设备的正常工作。
2、抗电磁干扰的措施
根据电磁性的基本原理,形成电磁干扰(EMI)须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。为防止干扰,可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中,硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施,一般从抗和防两方面来抑制干扰,其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。
(1)隔离
所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中,通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰,电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。
(2)滤波
设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机。为减少电磁噪声和损耗,在电力电子设备输出侧可设置输出滤波器。为减少对电源的干扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备,可在电源线上设置电源噪声滤波器,以免传导干扰。
(3)屏蔽
屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常电力电子设备本身用铁壳屏蔽,不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽,特别是以外部信号控制电力电子设备时,要求信号线尽可能短(一般为20m以内),且信号线采用双芯屏蔽,并与主电路及控制回路完全分离,不能放于同一配管或线槽内,周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效,屏蔽罩必须可靠接地。
(4)接地
实践证明,接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合,防止外部干扰的侵入,提高系统的抗干扰能力。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式,要根据具体情况采用,要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。
以上抗干扰措施可根据系统的抗干扰要求来合理选择使用。若系统中含控制单元如微机等,还须在软件上采取抗干扰措施。
(5)正确安装
现场安装工艺的好坏也影响着电力电子设备的正常工作。正确的安装可以确保电力电子设备安全和无故障运行。电力电子设备对安装环境要求较高。温度范围为最低温度一1
0℃,最高温度不超过5 0℃;海拔高度应小于l
000m;不能安装在经常发生振动的地方;不能安装在电磁干扰源附近;不能安装在有灰尘、腐蚀性气体等空气污染的环境;不能安装在潮湿环境中,并且要确保通风畅通。
安装工艺要求如下:
①确保控制柜中的所有设备接地良好,应该使用短、粗的接地线(最好采用扁平导体或金属网,因其在高频时阻抗较低)连接到公共地线上。按国家标准规定,其接地电阻应小于4欧姆。另外与电力电子设备相连的控制设备(如PLc或
PID控制仪)要与其共地。
②安装布线时将电源线和控制电缆分开。如果控制电路连接线必须和电源电缆交叉,应成90。交叉布线。
③使用屏蔽导线或双绞线连接控制电路时,确保未屏蔽之处尽可能短,条件允许时应采用电缆套管。
④确保控制柜中的接触器有灭弧功能,交流接触器采用R-C抑制器,也可采用压敏电阻抑制器。
⑤用屏蔽和铠装电缆作为电机接线时,要将屏蔽层双端接地。
⑥如果电力电子设备运行在对噪声敏感的环境中,可以采用
RFI滤波器减小来自电力电子设备的传导和辐射干扰。为达到最优效果,滤波器与安装金属板之间应有良好的导电性。
四、结束语
现代生产过程中,各类生产设备的传动装置主要是电动机,并且电动机的传动在许多场合要求能够调速。电动机的调速方式很多,在众多调速方式中,交流变频调速的运行效果与节能效果最佳。除腈纶变频调速应用于工艺需要外,交流变频调速目前在大庆炼化公司的应用还只局限于节能的需要。随着电力电子技术和计算机控制技术的发展,特别是大功率变频器的投入使用及信息通讯技术的进步,变频器的应用将从手动控制方式逐渐向计算机集中控制方向发展。届时,操作工将坐在操作室内,用计算机控制全部工艺操作,设备将处于最佳运行状态,经济高效,产品质量最佳。
参考文献:
- 国外电力电子技术教育的现状和改革趋势 冯垛生
- 中高压变频器主电路拓扑结构的分析比较 徐甫荣
- 变频器应用中的干扰和抑制 孔晓红 李国厚
- 交流调速系统 刘竞成 主编
- 变频器的控制方式及合理选用 张选正
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