電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過程的分析

劉　淼(新疆工業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)校,烏魯木齊　830013　)

電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過程的分析

劉淼
(新疆工業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)校,烏魯木齊830013)

摘要：電力拖動(dòng)系統(tǒng)是由電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來(lái)源，拖動(dòng)相關(guān)的機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到完成生產(chǎn)任務(wù)的目的。隨著電子元器件制備技術(shù)和制備工藝的飛速發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了變頻變壓調(diào)速系統(tǒng)，而且最近幾年市場(chǎng)上出現(xiàn)了具有大功率和高反壓場(chǎng)效應(yīng)三極管，這些電子技術(shù)的進(jìn)步使電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)由理論變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，其在運(yùn)行過程中主要存在的問題包括諧波問題、噪聲與振動(dòng)問題和發(fā)熱問題，解決的主要原則就是采取針對(duì)性的處理措施，根據(jù)實(shí)際情況制定適當(dāng)?shù)慕鉀Q計(jì)劃。

關(guān)鍵詞：電力拖動(dòng)系統(tǒng)；運(yùn)行；過程；分析

由電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來(lái)源，拖動(dòng)相關(guān)的機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到完成生產(chǎn)任務(wù)的目的，具有這種特點(diǎn)的系統(tǒng)均可以稱為電力拖動(dòng)系統(tǒng)，在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，由于存在眾多電子元器件，隨著這些電子元器件制備技術(shù)和制備工藝的飛速發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了變頻變壓調(diào)速系統(tǒng)，而且最近幾年市場(chǎng)上出現(xiàn)了具有大功率和高反壓場(chǎng)效應(yīng)三極管，這些電子技術(shù)的進(jìn)步使電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)由理論變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，在電梯拖動(dòng)系統(tǒng)中的核心技術(shù)就是變頻電壓的調(diào)速系統(tǒng)，它不但體積小，而且具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，在升降電梯的電力拖動(dòng)方面，電梯的調(diào)速性能往往是影響電梯質(zhì)量和性能重要指標(biāo)之一，因此在電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)方面，擁有變頻變壓調(diào)速功能的電梯，其速度可在0m/s-6m/s之間變化，與傳統(tǒng)的直流傳動(dòng)系統(tǒng)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)，而且在現(xiàn)代化的工業(yè)控制中，采用變頻器控制電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)，能夠起到顯著性的節(jié)能效果，在日常維護(hù)中也相對(duì)簡(jiǎn)單，可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。為了進(jìn)一步探討與分析電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過程，筆者結(jié)合相關(guān)理論知識(shí)和文獻(xiàn)，現(xiàn)總結(jié)如下：

1　變頻器應(yīng)用中的一些問題

1.1諧波問題

在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，變頻器應(yīng)用的主電路中能夠起到開胃作用的元器件都可能會(huì)產(chǎn)生諧波。相對(duì)較低頻率的諧波對(duì)于電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的負(fù)載影響很大，甚至可能會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，而如果電力拖動(dòng)系統(tǒng)的諧波頻率過高，可能會(huì)使電纜的漏電，使電動(dòng)機(jī)的負(fù)載大大增大，進(jìn)而導(dǎo)致電力拖動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的功率相對(duì)不足。

1.2噪聲與振動(dòng)問題

電力拖動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的噪聲與振動(dòng)問題是影響電梯性能與指標(biāo)的關(guān)鍵性因素，如果采用變頻器進(jìn)行調(diào)速，其產(chǎn)生的噪音和震動(dòng)會(huì)隨著變頻器輸出能量大小而變化，隨著變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的變化，其諧波的分量都在很大的大量發(fā)生變化，這種諧波很有可能與電動(dòng)機(jī)的機(jī)械振動(dòng)發(fā)生共振，進(jìn)而大大增大電力拖動(dòng)系統(tǒng)的噪音。

1.3 發(fā)熱問題

電力拖動(dòng)系統(tǒng)由于存在很多的機(jī)械咬合部件，在其快速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，容易因?yàn)槟Σ炼a(chǎn)生熱量，另外，電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的變頻器在運(yùn)行過程中，由于內(nèi)部損耗而產(chǎn)生熱量，這種熱量在出電路中積累可占到90%以上，如果變頻器在夏季環(huán)境中持續(xù)運(yùn)行，其發(fā)熱現(xiàn)象會(huì)更為明顯，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)研究報(bào)道，變頻器在30攝氏度環(huán)境下連續(xù)運(yùn)作后發(fā)熱后的溫度可以達(dá)到90度以上，如果在變頻器附近設(shè)置大量的電子器件，例如電容器等電子器件，可能就會(huì)因?yàn)樽冾l器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中溫度過高而造成元器件失效，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致電梯的保護(hù)作用。

2　變頻器應(yīng)用中一些問題的分析與處理

2.1對(duì)諧波問題的處理

在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中處理好諧波的問題，其根本就是要切斷危險(xiǎn)的傳播途徑，從危險(xiǎn)的傳播途徑方面切除干擾源的諧波發(fā)射，就目前情況來(lái)說，諧波傳播途徑的主要方式包括以下幾點(diǎn)：一是切斷共用接地線，詳細(xì)點(diǎn)說就是將電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力裝置的接地的接地一端接到地上，而電力拖動(dòng)系統(tǒng)控制裝置的接地端子接到該裝置盤的金屬殼上。二是將電力拖動(dòng)系統(tǒng)的信號(hào)線與能夠干擾電子電線得電流導(dǎo)線分布分別分布。舉個(gè)例子來(lái)說，把高壓電纜、動(dòng)力電纜、控制電纜與儀表電纜、計(jì)算機(jī)電纜分開走線。

2.2對(duì)噪聲與振動(dòng)問題的處理

對(duì)于電力拖動(dòng)系統(tǒng)普遍存在的噪聲與振動(dòng)問題，其解決的方法應(yīng)該從以下角度考慮，當(dāng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的變頻器輸出低頻率的諧波分量時(shí)，其可能與機(jī)械振動(dòng)的頻率發(fā)生共振，會(huì)使噪音大大增大，要想徹底解決這種難題，需要通過變頻系統(tǒng)與交流電抗裝置相連接，使噪音的降低程度達(dá)到最高限度。

降低噪音震動(dòng)的實(shí)際方法是在變頻器的輸出端子部位鏈接上交流電抗器材，最大程度吸收變頻器流出的高諧波電流部分，改變傳統(tǒng)的采用方波的PWM形式為SPWM形式，可最大限度降低脈動(dòng)的轉(zhuǎn)矩作用，削弱振動(dòng)幅度，從而達(dá)到降低噪音的目的。

2.3對(duì)發(fā)熱問題的處理

傳統(tǒng)的變頻器一般是通用型號(hào)，這類變頻器對(duì)運(yùn)作環(huán)境所需要的溫度為-10℃-50℃，因此，為了能夠確保傳統(tǒng)變頻器的正常運(yùn)作，同時(shí)使變頻器的壽命得到延長(zhǎng)，需要根據(jù)不同的季節(jié)特點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)變頻器的散熱處理，例如在冬季寒冷的時(shí)候，可以利用變頻器的自身散熱風(fēng)扇吹走大部分熱量，而在夏季炎熱的時(shí)候，變頻器周圍的環(huán)境溫度可高達(dá)40℃以上，僅僅通過變頻器自身的風(fēng)扇并不能達(dá)到很好的降溫效果，因?yàn)樽冾l器自身的熱量會(huì)通過風(fēng)扇想四周環(huán)境擴(kuò)散，變頻器將其內(nèi)部的熱量帶走就會(huì)讓變頻器的箱體以及室內(nèi)的溫度大大升高，在這種情況下對(duì)變頻器進(jìn)行降溫最好的方法就是運(yùn)用窗戶或者是把機(jī)配電室與變頻器箱體緊緊相連的墻壁上方和下方都均勻的、適當(dāng)?shù)拇蛏蠋讉€(gè)500mm的洞。當(dāng)然，如果變頻器安裝條件不允許的話，可以考慮運(yùn)用運(yùn)用空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的方法來(lái)對(duì)裝有變頻器的空間進(jìn)行強(qiáng)制性的降溫。

3　結(jié)語(yǔ)

對(duì)變頻器工作過程中可能出現(xiàn)的故障問題進(jìn)行系統(tǒng)化的研究是十分重要的，這對(duì)于預(yù)防和提高變頻器使用效果具有重要的實(shí)踐意義。

作者簡(jiǎn)介：劉淼，陜西人，研究方向：機(jī)電一體化。