SchneiderElectric施耐德减少施耐德变频器谐波的解决方案PARVEX伺服电机.HER
SchneiderElectric施耐德减少或***谐波的方法的基本思路有三,其一是装设谐波补偿装置来补偿谐波,其二是对电力电子装置本身进行改造。使其不产生谐波,且功率因数可控制为1,其三是在市电网络中采用适当的措施来***谐波,具体方法有以下几种:1)在施耐德变频器直流母线中串联电抗器(加于直流母线):ATV61/71″N4系列18.5kW和ATV61/71″M3系列11kW以上规格的变频器内置直流电抗器,这种方式在ATV71采用闭环方式后可实现高的速度精度和低速下的大转矩输出。变频器/电动机A为主机,工作在速度控制模式,开环矢量控制和闭环矢量控制都可以;施耐德变频器/电动机B为从机,工作在转矩控制模式,建议采用闭环控制。主机和从机都使用同样的速度给定,这个速度给定可以是模拟模式,通讯或通过端子的预置速度。通过将主站的模拟输出AO1接到从站的模拟输入A12,将主机的转矩给定给到从机。参数设置的方法:主站和从站都使用施耐德变频器ATV71的主从宏,这样可快速地设置转矩控制功能。主站的模拟输出AO1设为【Torque4Q】tqns。设定AI2量程与主机的AO1量程相同,例如都是0–20mA。同时将【AI2的取值范围】设为+/-100%。当从机的功率与主机功率不同时,可调节转矩给定系数。实现主机和从机输出转矩的比例大致相同。可将总的谐波降低(平均THD=80%).对于ATV61/71″N4系列90kW以上变频器标配直流电抗器。对于所有规格,还提供可选直流电抗器供客户选择。使用可选直流电抗或标配的直流电抗器后,可将总的谐波水平(THD)限制在48%,5次谐波限制在40%以内(Rsce大于等于120),这将满足未来的IEC61000-3-12标准的要求。2)线路电抗器(加于变频器的电源侧):进线电抗器可减少传输过程中的电磁辐射,并且对整流回路有一定的保护作用。从减小谐波的角度讲,线路电抗器与直流电抗器是等效的,但直流电抗的电感略小,压降也小一些。谐波含量比较表主机和从机使用同样的速度给定,例如,同一个电压信号。从机实际是工作在转矩给定的功能下,实际速度在速度给定正静带和速度给定减负静带之间是转矩控制,如果超出此范围,从机将退出转矩控制,切换到速度控制,因此正、负静带的设置也很重要。如果主机和从机转矩平衡的效果不好,可以整定主机速度环的比例增益和时间常数。为了既能防止从机转矩的大幅变化又能使从机转矩的变化跟得上主机转矩的变化,需要将从机的转矩斜坡时间调整到***佳数值。如果采用矢量闭环控制,推荐采用主从控制方案。优点是可采用闭环电流矢量控制,获得***佳电动机特性。缺点是需要编码器和编码卡,增加了成本,使用了模拟量控制信号,对现场的抗干扰措施有一定的附加要求。5)ATV61/71变频器除ATV61/71…M3X外,都会内置一个无线电干扰输入滤波器,用于削弱传导千扰和射频于扰,同时使变频器满足EMC标准IEC/EN61800-3(第二版),在环境1或2下的C2类或C3(EN55011***)类的要求。通过添加可选滤波器可满足IEC/EN61800-3中更严格的C1级(EN55011B级)的要求,或增加符合类别C2或C3要求时的允许电缆长度。变频器和电动机之间的电缆使用屏蔽电缆,并将屏蔽电缆架设在金属槽内,可显著地降低辐***扰。对于变频器和电动机之间的使用非屏蔽长电缆的应用场合,可使用正弦滤波器来降低辐***扰。PARVEX伺服电机.HERION变频器.ESR接触器.断路器.开关.调压器6)装设有源电力滤波器:除传统的LC滤波器目前还在应用外,目前谐波***的一个重要趋势是采用有源电力滤波器。它串联或是并联于主电路中,实时从补偿对象中检测出谐波电流,由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流,从而使电网电流只含基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,其特性不受系统的影响,无谐波放大的***,因而倍受关往,在日本等国已获得广泛应用。3)采用多相脉波整流:如果条件允许或是谐波波分量要求很严格的情况下,可采用12相整流的方法,可以采用12脉波的ATV71系列变颇器有ATV71H***0N4、ATV7IHC5ON4、ATV71H***0Y-HC63Y。可以采用12脉波的ATV61系列变频器有ATV61HC50N4-ATV61HC63N4、ATV61HC50Y-HC80Y。12脉波整流谐波THD大约为10%-15%。施耐德电气美国公司开发了POWERGARD系列18相脉冲整流+变频器的配套产品,ATV71恒转矩40-460hp,460V,ATV61变转矩50-500hp,460V。18相脉冲整流的THD约为3%-8%,可满足国际标准的要求,但价格较高。“‘负载平衡”功能图ATV71施耐德变频器使用一个参数用来设置修正值:【负载修正】LBC(Hz)是对频率给定值的修正,即电动机达到额定转矩时的频率修正值。变频器的访问等级只有设定为***等级时,可以访问LBC1,LBC2和LBC3三个参数,它们用于优化电动机间的转矩平衡。校正因数的公式:K=K1K2,校正因数取决于速度和转矩。其中,K1是与频率有关的系数,K2是与电动机转矩有关的系数。速度修正值=Kx【负载修正】LBC。LBC1(Hz)=校正动作的***小速度,LBC2(Hz),校正动作的***大速度;LBC3(%)=在校正动作的范围内转矩偏移。校正值可由LBF参数进行滤波。这种负载修正的方法不但可以在变频器控制类型设置为开环矢量下使用,也可以在闭环矢量控制模式使用。这种方法的优点是,电动机之间不用任何连线,因而使用起来简单可靠。缺点是只有通过现场调试才能确定变频器的LBC参数的值,并且电动机的台数越多,转矩平衡的时间越长,若更换电动机后,还需要重新调整这些参数。4)使用无源滤波器:施耐德电气公司提供两种无源滤波器,无源滤波器额定电压400(-50Hz)-460V(-60Hz),运行温度范围:5-40℃无降容,55℃降容;CE标识;防护等级IP20。施耐德变频加装防摇卡后,主要调节以下参数:小车:加速时间【T_ACC1-T】(O13),减速时间【T_DEC1-T】(O15),斜坡修正系数【T_ASW1-T】(018);大车:加速时间【T_ACC1-C】(O3),减速时间【T_DEC1-C】(O5),斜坡修正系数【T_ASW1-C】(08)。防摇卡现场试验举例:1)按大车速度为40m/min、小车速度20m/min,起升速度7m/min、起升吊索***大距离12m。2)减速时间3s,大车无防摇功能时,大车的减速距离1m。斜坡修正系数使用出厂设置的60%。3)采用防摇功能时,大车的减速距离冉为1.6m,降低斜坡修正系数为40%,减速距离为1.2m,增大斜坡修正系数为80%,减速距离为2m。现场试验的防摇效果,基本***索的摇摆角度可控制到不进行防摇处理的10%以内。实测吊索长度为10m时,摆动控制在正负5cm左右。在试验中发现,通过三开关获得吊索长度的情况下,在吊索实际长度误差较大时,系统仍有明显的防摇作用。)
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