直流电动机历史上具有优势,因为它们可以通过调节或切换电源电压来容易地控制它们的速度和旋转方向。这使得它们适合电梯,滑雪缆车驱动器和类似的应用,需要平稳可靠的操作。
与等效直流电机相比,三相感应电机相对轻便,制造和维护成本低廉。最大的问题是,直到最近几十年,速度都不容易控制。你可以降低供电电压来减慢电机的速度,但这相当于替换一个功率较小的电机并使其超载。结果提高了电耗、温升和寿命。类似地,不像直流电机的旋转可以逆转仅仅通过开关电线,一个单相交流电机将需要一个额外的反向绕组或类似的便利。
在20世纪60年代初,优雅的新技术焕发来使交流电机能够轻松调节速度。变频驱动器(VFDS) - 也正确称为变速驱动器,可调速度驱动器,可调频率驱动器,微探测和电机驱动逆变器 - 可配备操作员界面来监控和控制感应(异步)或同步交流电机。
VFD也可以单独或给电机和驱动设备来指代控制装置。考虑到其巨大的功能和高功率能力,VFD简单且坚固。故障模式最有可能涉及电源,布线或驱动机械。
故障排除是简单的,尽管警告是建议的,由于工业级电压和电弧闪光危险的环境典型。注意,断开电源后,储存的电压会在电容器中停留很长时间。必须非常小心,确保电源被锁住,没有反馈的可能性,因此电机和驱动设备不能意外启动。
VFDS涉及相当简单的电路。供电功率应提供故障安全断开连接。它还应该通过导体进入,这些导体具有较好的空间和接地故障保护,以及电动机的单独过载保护。
大多数此类系统是三相,480V AC供电,但单相是可以的。三个分支电路导体(加上设备接地导体)进入机箱并终止于整流器部分的输入。二极管网络提供全波整流。过滤的临界功能是通过具有或不添加电感的大型电解电容器。
输出通过直流母线移动到逆变器部分,在那里合成合适的交流输出为电机提供动力。逆变器通过脉宽调制(PWM)来调节电机的电压和频率。控制,无论是自动的还是手动的,都来自外部。在操作界面上,一个人可以命令电机反转、加速或减速、启动或停止。此外,扭矩参数可以监测或更改。适当的信号被发送到VFD逆变器部分,它由缓冲直流电压供电,实际上是交流线路峰值电压的1.414倍。开关在逆变器部分由绝缘栅双极晶体管(igbt)完成,根据VFD的容量,igbt可能能够驱动500马力的电机。
系统故障可以表现出过热,通常是电机故障的前奏。在大电机中,电机故障昂贵,并且也必须在进行中断。这些因素可以通过采取周期性温度读数来减轻,因此有害趋势早期发现。
从VFD到电机的电缆可能存在问题。看的是症状是否逐渐发展或出现在启动时。增加的阻抗或有害信号反射可降低整体系统效率。在苛刻的工厂环境中,终端或电缆可能会受到损害。或者,在设计安装过程中,电缆可能过长或靠近非线性负载。
在VFD中的设计,维护和安装,在工业电子中一般深刻地影响性能。但是一旦到位并运行,vfds通常会以无故障的方式工作。
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