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變頻器在玻璃鋼化爐中選型配置方法

作者: 時間:2010-04-02 來源:網絡 收藏

制動電阻的選擇設計最關鍵的2個因素就是阻值與功率。
對于阻值的選擇實踐證明,當放電電流等于電動機額定電流的一半時,就可以得到與電動機的額定轉矩相同的制動轉矩,因此制動電阻[3]的粗略計算是:

UD為制動電壓準值,IMN為電動機額定電流。
為了保證不受損壞,強制限定制動電阻的最小阻值即流過制動電阻的電流為額定電流時的電阻數值。選擇制動電阻的阻值時,不能小于該阻值[3]。

綜上所述,制動電阻阻值R的選擇范圍為:

鋼化爐中制動電阻的功率主要取決于剎車使用率ED%,由于系統制動時間較短,使得制動電阻的溫升不足以達到穩定溫升。因此,決定制動電阻功率的原則是在其溫升不超過允許數值(即額定溫升)的前提下,應盡量減小容量,粗略算法如下:

鋼化爐中常用功率適配制動電阻值如表2所示。

本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/188287.htm

(3)輸出濾波器
與電動機之間的連線很長時,電線間的分布電容會產生較大的高頻電流,可能造成變頻器過電流跳閘、漏電流增加、電流顯示精度變差等。輸出濾波器的作用就是為了抑制以上問題的出現。
在鋼化爐中使用變頻器需要注意的問題就是將變頻器與電機的連線控制在50 m以內,超出50 m需要選配輸出濾波器。而風機系列變頻器應把長度控制在100 m以內,否則也需要選配輸出濾波器。
6 變頻器諧波的治理
鋼化控制系統中,干擾是困擾人們最大的問題。由于控制系統大量采用變頻器驅動,使得非線性負載顯著增加,即當電流流經負載時,與所加的電壓不呈線性關系,形成了非正弦電流,從而產生諧波,如圖3所示。

諧波的危害在于它可以使電網中的電氣元件產生附加的諧波損耗,使輸變電及用電設備的效率顯著降低,另外還會引起電網中局部的串聯或并聯諧振,從而使諧波放大化。諧波通過電網傳導可影響電氣設備的正常工作,如使變壓器產生機械震動、局部過熱、絕緣老化、減少使用壽命、繼電器保護裝置誤動作、儀表顯示出現偏差等一系列問題。
鋼化爐主要靠雙向晶閘管或固態繼電器2種電力電子元件進行調功,而這2種元件的觸發信號均為弱電信號。諧波對弱電信號的干擾尤為嚴重,它會通過電網傳導到觸發源進行干擾,使其部分非正常觸發,導致加熱系統紊亂,不受系統控制。所以針對鋼化爐的電源環境從以下方面對諧波進行了治理。
(1)調節變頻器載波比
增加交流/直流電抗器可以增加供電電源的內阻抗,減小諧波分量。另外還可以對變頻器的載波比進行調節,提高變頻器的載波比,可以有效地抑制低次諧波。特別是參考波幅值與載波幅值<1時,13次以下的奇數諧波將不再出現。但由于載波比的提高會加大電機噪聲的產生,所以要適當對載波比進行調節。
(2)使用隔離變壓器
使用隔離變壓器是降低電源傳導干擾的有效措施。隔離變壓器的隔離層可以將絕大部分的傳導干擾隔離在一側。在鋼化控制系統中常用于PLC、繼電器、電磁閥等低壓小功率電氣設備的抗傳導干擾。
(3)選用開關電源
在鋼化系統中的典型表現是采用普通電源對編碼器、傳感器等進行供電,可能由于電源內存在諧波電流,導致傳感器出現微導通現象,使得PLC接收到錯誤的輸入信號,產生誤動作。
為了解決此種干擾,采用開關電源對元件進行供電,利用其內部的濾波組件設計所產生的強抗干擾能力進行干擾抑制,同時還具有防止因電器本身的干擾傳導給電源的功能。
(4)增加鐵氧體磁環
檢測信號和控制信號的傳輸均由信號線做為載體,做好信號線上的抗干擾工作能確保整個控制系統的準確性、穩定性和可靠性。
一般信號線上的干擾主要來自空間的電磁輻射,可以采用雙絞線傳輸改變導線電磁感應e的方向,從而使其感應互相抵消,降低共模干擾。使用鐵氧體磁環抑制信號線上的干擾是非常實用的選擇,鐵氧體磁環又稱“吸收磁環”,尤其對于高頻噪聲有很好的抑制作用,并且在不同的頻率下呈現不同的阻抗特性。
鐵氧體磁環的選擇及使用應遵循以下幾點:
①電路阻抗:電路的阻抗越低,則鐵氧體磁環(磁珠)的濾波效果越好;鐵氧體材料的阻抗越大,濾波效果也越好。
②電流的影響:在電源線上使用時,可以將電源線與電源回流線同時同向穿過磁環,匝數越多對頻率較低的干擾抑制效果越好,而對頻率較高的噪聲抑制作用較弱。以盲目增加匝數達到增加衰減量是常見的錯誤,由于寄生電容增加,高頻的阻抗會減小。
③鐵氧體材料:根據抑制干擾的頻率不同,選擇不同磁導率的鐵氧體材料。鐵氧體材料的磁導率越高,低頻的阻抗越大,高頻的阻抗越小。一般鐵氧體磁環均為(Mn-Zn)材料制成。
④鐵氧體磁環尺寸:磁環的內外徑差越大,軸向越長,阻抗越大。因此,要獲得大的衰減,內徑必須包緊導線,盡量使用體積較大的磁環。
⑤鐵氧體磁環的安裝位置:盡量靠近干擾源。對于鋼化設備電控柜上的電纜,磁環應盡量靠近柜體電纜的進出口處。
⑥鐵氧體磁環在鋼化爐中的應用:在鋼化爐系統應用中,根據干擾信號頻帶較寬的特點,在PLC與觸摸屏的通訊電纜上分別套2個磁環,并且線纜穿過每個磁環同向繞2匝和3匝,這樣分別抑制了高頻干擾和低頻干擾。
另外,在風機變頻器三相電源輸入側,每2相分別套1個磁環,以增加低頻阻抗,抑制部分干擾信號。
(5)良好的接地系統
接地是抑制噪聲和防止干擾的重要手段。良好的接地系統可在很大程度上抑制內部噪聲的耦合,防止外部干擾的侵入,所以必須確保鋼化系統電控柜中的所有設備接地良好。要求使用短、粗的接地線(建議采用金屬網,因其在高頻時阻抗較低)連接到公共地線上,與變頻器相連的控制設備要與其共地。且要求接地電阻小于4 Ω,否則需要增加接地極進行改善。
通過以上措施的實施,基本改善了鋼化爐控制系統的電源環境,保證了設備的正常運行。


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