電源和電源問題
文章21
變頻器需要電源。不僅要轉(zhuǎn)動幾瓦,還要轉(zhuǎn)動幾千瓦的電機,再加上一些自轉(zhuǎn)。幾乎所有變頻器都通過“主電源”供電,但我們將看到的不僅僅是連接電源還有其它的用電回路,請小心使用其他可能用電的回路。
變頻器通常不會升壓或降壓,因此變頻器輸入的電壓通常與輸出電壓有關(guān)。有一個例外。一些變頻器將接受110V輸入,并將電壓加倍以產(chǎn)生230V輸出,現(xiàn)在請讓我們回到主流產(chǎn)品的討論中來。
因此,額定230V AC的變頻器將產(chǎn)生大約230V三相輸出(頻率和電壓可變),適用于230V三相電動機。許多電動機可以配置為230V(星形連接)或400V(三角形連接),請確保正確連接電動機。較大的電動機可以配置為400V和690V,或者僅配置一個電壓,因此在連接之前,請檢查額定值標(biāo)簽和連接設(shè)置。
回到變頻器。單相和三相輸入變頻器的電壓均為230V,因此請再次確保使用正確的變頻器。在變頻器內(nèi)部,交流電通過感應(yīng)峰值電壓的整流二極管立即轉(zhuǎn)換為直流電,如圖1所示。
圖1 通過輸入整流器檢測峰值電壓
因此,無論輸入是單相還是三相,結(jié)果都是相同的–在DC電路電容上的DC電壓約為320V左右。當(dāng)然,如果輸入電壓低于或高于標(biāo)稱230V,則DC電壓也會相應(yīng)的發(fā)生變化。
大多數(shù)變頻器設(shè)計為可以在很寬的電壓范圍內(nèi)達到完整規(guī)格。例如,一個230V的Invertek變頻器將在200V至240V之間完美工作,并具有+/- 10%的額外壓差。但是,建議您的標(biāo)稱電壓在200到240V之間,另外允許10%的電源電壓變化。如果電壓下降到約180V以下,則變頻器無法向電動機提供足夠的功率(請記住,輸出電壓將限制在輸入電壓之內(nèi)),并且如果電壓進一步下降,變頻器的電源會關(guān)閉。但是,變頻器將在發(fā)生欠壓之前跳閘。
如果電壓升的過高,變頻器將因過電壓跳閘。即使跳閘,很高的電源電壓也可能損壞變頻器。如果將230V變頻器連接到400V,肯定會損壞變頻器,這經(jīng)常會發(fā)生,因此在連接前請檢查變頻器的電壓。
400V變頻器設(shè)計用于三相操作。該工作范圍通常為380V至480V,同樣具有+/- 10%的容差以允許電源變化。三相平衡的電源很重要;也就是說,每個相上的電壓和其他相的差別都在3%以內(nèi)。
請記住,變頻器僅在電源波形的峰值處汲取電流,因此峰值電壓的微小差異將導(dǎo)致相電流的較大差異。
不要嘗試在500V上運行400V變頻器;因為在周末,電源電壓可能漂升,然后下周一早上您可能就發(fā)現(xiàn)變頻器已經(jīng)跳閘或損壞了。
電源電壓并不穩(wěn)定,通常包括尖峰,跌落和波動。變頻器具有防止電涌(和突降)的保護,并且可以吸收一定量的能量而不會造成損壞。但是,如果能量過高–例如,由于附近的雷擊,變頻器將被破壞。如果您預(yù)計存在這些“尖峰”或電源激增,建議安裝額外的保護措施,例如輸入電抗器,以限制進入變頻器中的能量。
專為三相操作而設(shè)計的許多(但不是全部)變頻器通常會在降額的單相電源上運行。購買變頻器之前,請與工廠聯(lián)系以進行檢查。
變頻器制造商通常會提供其他范圍的變頻器,以覆蓋其他電壓。例如,英泰 P2和Eco變頻器的工作電壓均為500 – 600V。
請記住-所有變頻器都將接受50或60Hz的輸入,輸入電源會立即轉(zhuǎn)換為DC,因此實際上任何合理接近50或60Hz的頻率都是可以接受的。
但是,我們什么時候會期望電源上出現(xiàn)奇數(shù)的電壓和頻率呢?在歐洲和許多其他國家/地區(qū),電源電壓和頻率都有很好的定義。他們講380、400、415伏的電壓,調(diào)節(jié)得很好。其他國家則變化多一些。在美國,您會遇到460、480或500V,以及家用和輕工業(yè)安裝中的208單相或三相。南非在許多地方使用525V,加拿大使用575V。回到歐洲,開始使用690V。在更遠的地方,電源不能得到很好的調(diào)節(jié),標(biāo)稱380V可能會降至350V甚至更低。因此,請檢查并關(guān)注您要安裝或運送的產(chǎn)品,我們的網(wǎng)站上有更多的信息。
為了安全和電磁兼容性,所有變頻器都必須接地。特殊情況是使用IT電源驅(qū)動變頻器(請參閱IEC 60364)。這些電源仍在某些大型工廠中使用,并且具有隔離的接地,因此它們可以承受接地故障但不允許跳閘。圖2顯示了IT電源配置。請查閱工廠或操作手冊,以了解如何在此類電源上安裝變頻器。
圖2 IT電源顯示隔離的接地系統(tǒng)
電壓難以預(yù)測的另一種應(yīng)用是使用發(fā)電機電源工作。有時,發(fā)電機可能會變幻無常。它們旨在提供線性負載,而不是僅在波形峰值處獲取電流的整流器和電容器。因此它們需要一些過高的額定值,并且在啟動時也要小心,因為電源電壓和頻率緩慢上升–對電子產(chǎn)品不利。 Invertek已制作了一份應(yīng)用筆記,并提供了有關(guān)將變頻器與發(fā)電機一起使用的詳細信息(AN-ODP-2-060);在網(wǎng)站www.366c.com.cn上找到它。
變頻器也可以通過直流電源進行操作。在我們能接受的電壓范圍內(nèi),DC并不多(例如230V變頻器為320V,400V變頻器為550V),但是可以小心地將多個變頻器的DC端子連接在一起。例如,當(dāng)一個變頻器正在驅(qū)動(向電動機提供能量)而另一個變頻器正在發(fā)電(從電動機汲取能量)時,此功能很有用。如果將這些變頻器的直流電連接在一起,如圖3所示,那么來自發(fā)電變頻器的能量將饋送到電動變頻器,因此從電源汲取的凈功率將大大降低。這樣做之前,請務(wù)必先咨詢工廠。
圖3 變頻器之間連接直流共享能量