電氣傳動中變頻器應用技術研究

張志杰

摘 要： 在經濟建設速度不斷提升的當今社會，作為電子技術的關鍵，電氣傳動中，針對變頻器應用技術展開的研究被提上日程。文章首先簡明扼要的概括了變頻器的構成，接下來又分析了變頻器能夠變頻調速的原因，最后運用理論與實際相結合的方式，以電氣傳動為切入點，圍繞著應用變頻器的注意事項展開了系統、深入的討論，具體內容涵蓋接地保護與工作保護等諸多方面，以期能夠給從事相關工作的人員以幫助，提高變頻器在電氣傳動中的應用效率。

關鍵詞： 電氣傳動；變頻器；應用技術

引言：隨著電子科技技術的逐漸完善，無論是在理論知識方面，還是在實際應用的過程中，電子科技技術出現的頻率都越來越高。近幾年，兼具良好調速性、高效低耗等諸多優點的變頻技術，開始被廣泛應用在以工業生產為代表的各個領域，變頻調速性能的優化成為大勢所趨。實踐結果表明，將變頻器應用在電氣傳動中，無論是在工藝控制還是在節能方面，存在的優勢都是十分明顯的，以此為立足點展開相關研究，所具有的現實意義自然不言而喻。

1變頻器的構成

較為常見的變頻器工作結構，主要分為兩種：其一，交流—交流；其二，交流—直流—交流。不同變頻器在構成過程中，往往會形成相應的電力轉化頻率，交流—交流結構對應的變頻器，通常被稱作直接變頻器，交流—直流—交流結構對應的變頻器，則被稱作間接變頻器。變頻器所擔負的任務，主要是交流電與直流電間的轉化，傳送控制型號以及進行直流儲備。

整流器往往采用的是三相與單相交流電源相結合的連接方式，在此基礎上所產生直流電壓脈動，分為可控/不可控兩種。逆變器所擔負的任務，主要涵蓋整流器和逆變電流兩方面，將經過整流器處理的直流電向交流電進行轉化，以此來滿足電動機在頻率和電壓方面具有的需求。控制電路的目的，是提供電動機所需的信號回路，其功能則包括電壓運算、監測電流電壓和保護逆變器。控制電路可以通過保護并控制整流器、逆變器的方式，以線路回饋信息為依托，保證頻率和電壓始終處于正常狀態，電動機自然能夠在運轉的過程中發揮應有的作用。濾波電路所流經電流主要是整流器處理完畢的直流電，通過處理六倍于電源頻率的脈沖電壓的方式，形成能夠給直流電壓帶來極大影響的電壓，以此來保證對電壓波動進行控制、吸收和處理效率的提高[1]。在對電感以及電容實現容量加以利用時，如果器件中有余量存在，則可以選擇不對電感進行使用，轉而將濾波電路作為保證電路暢通的主要手段。

2變頻器能夠變頻調速的原因

變頻調速是指通過改變頻率、電壓的方式，達到調整速度的目的。以電機學理論為立足點，圍繞著變頻器展開討論，能夠發現：電動機轉速表達式為n=60（1-s）·f/p，其中，n代表的是電動機轉速，s代表的是電動機轉差率，f代表的是電動機運行頻率，p代表的是電動機極對數。其中，電動及轉差率通常在0～0.05這一范圍內。通過對上述表達式進行分析不難看出，電動機轉速與電動機運行頻率間呈現出明顯的正相關關系，也就是說，運動頻率會隨著電動機轉速的增加而增加，轉速減少，則會導致運行頻率減少的情況出現。對電動機而言，轉速與運行頻率間的變化規律往往存在高度統一性，運行頻率通常在0～50Hz的范圍內，因此，變頻調速是指通過對電動機運行頻率進行改變的方式，實現轉速更改的目標。

變頻器的構成，主要包括逆變器，整流器，控制電路和中間電路這四個部分。逆變器的作用是將直流電向交流電進行轉化；整流器的作用是將交流電向直流電進行轉化；控制電路的作用是將信號向其他部分進行傳送；中間電路的作用與儲備直流裝備相似。由此可以看出，處于運行狀態下的變頻器的轉換過程，是由交流向直流進行轉化，再由直流向交流進行轉化。首先經由整流器，完成交流電向直流電轉化的工作，接下來經由逆變器，將中間電路所得直流電向交流電轉化，最后將適當的電壓進行輸出。

3電氣傳動中應用變頻器的注意事項

3.1計算變頻器溫度時，應監控運行環境溫度

調整變頻器運行頻率時，較易有大量熱能產生，這個問題需要有關人員引起重視，一旦溫度高于特定范圍，就需要結合實際情況選用能夠應對該現行的措施。在完成計算變頻器柜溫度的有關工作后，根據變化確定需要安裝并運行的變頻柜，例如，較為常見的風冷變頻柜、自然冷卻變頻柜等。選擇符合實際需求的溫度計算法，完成對變頻柜內部所消耗功率的總量、空氣流量以及其他參數進行計算的工作，為后續以溫度控制為目的所開展各項工作提供幫助。

3.2接地保護與工作接地

保護性接地的作用，是避免電擊給人或設備帶來傷害，或是損壞接地情況的出現。保護性接地的適用對象為帶電設備。一方面，有關人員應當保證變頻器與保護地相接，另一方面，所選用保護線導線應≥10mm/m2，其橫截面積應與電源部分所應用導線的橫街面積相同[2]。如果同時存在多臺需要與保護地相接的變頻器，則應當單獨完成每臺變頻器的接地保護工作。

工作接地的特點是以大地為導體，并且有電流通過。作為多器件控制設備的代表，變頻器的構成，通常包括主電路和控制電路兩部分，因此，想要提高控制回路運行的可靠性，提高測量精度和控制精度就顯得很有必要。一般來說，工作接地同樣由兩部分構成，即模擬地和信號地。

3.3提高變頻器接地安全性的關鍵，是干擾抑制工作

針對高泄露制定有關規定，選用具有良好保護性的導線，給予交流電源相應的保護，正常情況下，每一臺變頻器都有接地保護的必要。對工作接地而言，想要在最大程度上滿足處于運行狀態下的變頻器系統具有的需求，關鍵是控制回路，提高跳頻準確性。在電氣傳動中較為常見的抗干擾對策，主要包括外部信號控制、屏蔽干擾源兩種。外部信號控制需要滿足以下幾點要求：首先，信號線長度<20m；其次，信號線所采用屏蔽方法為雙芯屏蔽；接下來，將主電路線和信號線相分離，避免二者出現在相同的配管內；最后，屏蔽附近的電子敏感線路，并保證屏蔽罩接地具有可靠性。選擇電抗器作為抗干擾的主要工具，一旦變頻器輸入電流與較低諧波分量持平，電抗器能夠發揮其在抵抗無功功率方面具有的作用。除此之外，定期檢查和變頻器處于相同柜內的有關裝置具有的質量屬性，能夠在很大程度上減少噪音產生，電抗器裝置通常是以串聯的方式接入電路，并發揮自身作用的。

結論：綜上所述，在電氣傳動中對變頻器加以應用，需要引起重視的部分，包括當頻柜溫度發生變化時的計算，基于此，有關人員需要針對變頻器開展涉及接地保護與工作保護的環節，結合實際情況選用能夠對控制回路干擾進行有效抑制的措施。除此之外，以環境條件和工作需求為依據，確定具有較強針對性的措施，使變頻器始終處于正常的工作狀態下，并提高變頻器自身的性能，同樣具有十分重要的現實意義。

參考文獻

[1]李君，杜紅勇，劉維功，時振堂.石化企業變頻器性能評價方法研究[J].當代化工，2016，45（06）：1185-1187.

[2]向軍.試述電氣傳動中變頻器應用技術[J].電子技術與軟件工程，2015（09）：117.