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电抗器在变频改造中的妙用

已有 205 次阅读2014-6-30 11:22

一、滑差调速电机在进行变频节能改造时,由于考虑到在变频器出现故障后,还能应急调速运行,故保留了原励磁盒(简称调速盒)及原滑差机构。在运行中将调速盒上的调速旋钮调至全速位置,负载侧所需转速改由变频器给定,以达到调速和节能运行之目的。但如此改造后,出现了调速盒或滑差机构中的励磁线圈屡次烧毁的事故。为什么原工频调速时不易损坏,改造为变频拖动后屡次损坏呢?

分析如下:

1、原工频励磁调速时,在一定的调速范围内,反馈电压的建立,使励磁线圈内的励磁电流,维持在一个较小的幅度内,基本上不会达到最大值,除非是全速运行状态下才能达到最大值。在变频运行中,电机实际转速为变频器所控制,也许只达到额定转速的一半,速度反馈电压只达到一半的幅度,此时调速盒给定的转速却是全速。调速盒“以为”电机转速小于给定值,因而一直输出最大的励磁电流(电压),施加于励磁线圈上,励磁线圈的温升加大,是造成励磁线圈易于损坏的一种因素。

2、调速盒的励磁线圈的电源与变频器进线电源在同一供电支路上,实质上是接于一处的。变频器内部的三相整流器为非线性元件,较大幅度整流电流的吸入,导致了电源侧电压(电流)波型的严重畸变,形成了不可忽视的尖峰电压和谐波电流,这就有可能造成励磁线圈的匝间击穿,或调速盒内的续流二极管击穿、调压可控硅击穿也同时导致了励磁线圈的烧毁!这应是调速盒和励磁线圈屡次烧毁的主要因素。

二、在某地安装了一台小功率变频器,先后出现了烧毁三相整流桥的故障。变频器为2.2kW,所配电机为1.1kW,且负载较轻,运行电流不到2A,电源电压在380V左右,很稳定。因而现场看不出什么异常。但先后更换了三台变频器,运行时间均不足二个月,检查都是三相整流桥烧毁,原因何在呢?赴现场全面检查,发现在同一车间、同一供电线路上还安装了另两台大功率变频器,三台变频器既有同时运行、也有不同时起/停的可能。大功率变频器的运行与起停,也许就是小功率变频器损坏的元凶!

原因同上,流入两台大功率变频器的非线性电流,使得电源侧电压(电流)波型的畸变分量大大增加(相当于在现场安装了两台电容补偿柜,因而形成了波荡的电容投切电流),但对于大功率变频器而言,由于其内部空间较大,输入电路的绝缘处理易于加强,所以不易造成过压击穿,但小功率变频器,因内部空间较小,绝缘耐压是个薄弱环节,电源侧的浪涌电压冲击,便使其在劫难逃了。

另外,相对于电源容量而言,小功率变频器的功率显然太不匹配。当变频器的功率容量数倍小于电源容量时,变频器输入侧的谐波分量则大为增强,这种能量,也是危及变频器内三相整流桥的一个不容忽视的因素。

三、某化工厂安装了数台进口变频器,工作电流和运行状态都正常,但也屡次出现炸毁整流桥的故障,往往在运行中毫无征兆地就爆裂了。现场勘测和分析:该厂为补偿无功功耗,在电控室安装了数台电容补偿柜。大容量电容器的投、切在电网中形成了幅值极高的浪涌电压和浪涌电流。观察电容补偿柜中的电容进线,并未按常规要求加装浪涌抑制电抗器,此电抗器的作用实质上不但抑制了进入电容器的浪涌电流,也同时改善了整个电网内的浪涌冲击。

当生产线进行了变频改造后,补偿电容的投、切(充、放电)电流与变频器整流造成的谐波电流互相放大,在电网系统中形成了瞬时的动荡的电压尖峰,该电压尖峰远远超过了电源电压,击穿变频器中的整流模块也就顺理成章了。

如何解决以上问题呢?综合起来看,以上三个问题其实只是一个问题,即电网电压波形的畸变形成了电压尖峰,使电器设备不堪其冲击而损坏,因而处理的措施也很简单。

在调速电机励磁线圈的电源输入侧,就地取材,串入了由BK型控制变压器二次测12V或24V绕组的“电抗器”;在小功率变频器的电源输入侧,也串入了价廉物美的由XD1电容浪涌抑制线圈改做的“三相电抗器”;为无功功率补偿柜中的电容器加装了XD1电容浪涌电流抑制器。经上述处理后,此三个问题未再出现过。使用效果是优良的,改造成本是低廉的。且免去了外地加工购料的麻烦,缩短了改造工期。举一反三,临机应变,好多繁琐的问题其实是可以“简易”为之的。


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