逆变变频电源输出交流电压超限问题分析与解决探讨_艾志春.pdf

2023.04.DQGY 77CHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRY逆变变频器通过利用变频技术和微电子技术等，转变电极工作电源频率，这样可以对交流电动机进行良好的控制，减少异常的产生。同时，逆变变频器是由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元等方面组成，并且在运行的时候，逆变变频器依靠IGBT对输出电源的电压和频率进行调整，并且根据实际需求，提供所需要的电源电压，这样不仅可以实现调速的目的，也降低了对能源的消耗，缩减成本。需要根据逆变变频器的运行需求，对电动机转速进行调整，并且在运转期间，耦合机使用电动机的实际转速就会下降，并且缩小设备体系，以此降低了维修频率。另外，由于逆变变频器上面有高频切换讯号，会产生一定的电磁干扰，所以这时就需要做好相应的调整，避免产生电源端的谐波，给输出交流电压造成影响。逆变变频器在很多领域都有普遍的应用，例如工业领域方面。1.2 特点逆变变频器在运行的时候，采用多重化的PWM方式进行控制，这时逆变变频电源输出交流电压波形与正弦相似，减少问题的产生。同时，逆变变频在运行期间，不需要波滤器，所以其结构相对较为简单，便于后期的检修和维护。逆变变频还具有整流电路的多重化，并且在运行0 引言一般情况下，逆变变频器以直流幅压供电方案为主，但是在长期运行的时候，由于电机功率相对较高，直接启动电流相对较大，无法满足直接启动电容量需求，这样很容易引发电源输出交流电压超限问题，逆变变频器运行的稳定性就会下降。对此，为了解决逆变变频电源输出交流电压超限问题，以水泵电机为例，设置水泵电机专用的变频电源设备，将直流进行转换，形成三相交流电源，这样可以很好解决电源输出交流电压超限，并且也满足逆变变频器稳定、安全运行需求。1 逆变变频器在逆变变频电源输出交流电压超限问题解决之前，需要对逆变变频器的相关内容，例如概述、特点等方面，有着充分的了解，这样才能了解问题产生的原因，提升问题解决的效果。1.1 概述逆变变频器也可以叫做变频驱动或者驱动控制器，属于可调速驱动系统范畴，并且在应用的时候，利用变频驱动技术，将交流电极工作的电压频率和幅度进行转变，以此对交流电动机速度和转矩进行平滑控制，确保逆变变频器运行的稳定性和安全性1。艾志春 彭美霞（拜城县众泰煤焦化有限公司）逆变变频电源输出交流电压超限问题分析与解决探讨摘 要：电源输出交流电压超限问题的产生，严重影响了逆变变频器运行的稳定性和安全性，对此需要根据电源输出交流电压超限问题产生的原因加以解决。本文立足于逆变变频器，对电源输出交流电压超限问题的相关内容，展开了分析和阐述，以供参考。关键词：电源；输出交流电压超限；逆变变频器；稳定性PRODVCT AND TECHNIC产品与技术电器工业202304设计排版.indd 852023.4.25 11:40:05 AM2023.04.DQGY 78CHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRY期间，其脉冲数可以达到36RPM，并且由于功率因数相对较小，所以输入的谐波也相对较小。同时，逆变变频呈现模块化的系统模式，其结构相对较为紧凑，后期维护也相对较为便捷。另外，可以直接高压输出，不需要输变压器。逆变变频器通过利用光纤通信技术，可以有效提升自身的抗干扰能力，以及运行的可靠性。同时，逆变变频器功率单元自动通电路，这样可以实现故障不停机的功能，避免产生较大的负面影响。另外，逆变变频器在运行的时候，可以结合情况，对电压和电流进行调节，避免产生大量的能源消耗。2 逆变变频电源输出交流电压超限技术问题为了更好地解决逆变变频电源输出交流电压超限问题，需要对技术问题的相关内容有一定的了解，这样才能更好地解决问题。从技术要求、额定电压、存在问题等方面，对逆变变频电源输出交流电压超限问题展开分析和阐述。2.1 技术要求逆变变频在稳定运行的时候，具有较高的技术要求，只有掌握该方面，才能做好以下分析。其具体的技术要求如下。逆变变频直流幅压进行转换，形成水泵电机运行所需要的三相交流电力，以此满足逆变变频器稳定地运行。同时，需要注重交流电源容量，应当做好检测工作，以此满足电机额定用电容量要求，确保逆变变频器运行的稳定性。需要考虑交流电源电压范围是否处于合理的状态，通常需要满足水泵电机额定供电范围，以此减少异常的产生。2.2 额定电压初始阶段都会根据逆变变频的运行要求，设定初定额定电压，并且根据相关的计算公式，计算出水泵电机额定电流参数，但是这样对于逆变变频器的要求相对较大，例如设备体系较大。但是，就目前情况来说，未能有效实现电流等级下的大尺寸的逆变变频设备的安装，另外，在逆变变频器运行的时候，可以结合实际情况，适当提升直流电压的利用效率，并且合理确定水泵电机额定电压，这样不仅降低能耗，也可以满足逆变变频器正常、稳定运行的需求。2.3 问题分析依据电压空间矢量脉冲宽度调制技术，将直流范围控制在合理的范围内，并且在不采取交流电压控制措施的情况下，逆变变频电源输出交流电压已经超出了水泵电机额定供电电压合理范围，直流电压和交流电压就会呈现对应的关系，如图1所示。同时，从图中可以知道，交流电压范围已经超出合理的范围内，并且与水泵电机的额定供电进行对比，可以知道已经超过额定供电范围，这样严重影响逆变变频器的绝缘性，进而导致电源输出交流电压超限问题的产生，引发一系列的负面影响。图1 直流电压和交流电压对比3 逆变变频电源输出交流电压超限问题解决措施在了解技术要求、额定电压、问题原因等方面以后，就需要采取合理的解决措施，避免出现逆变变频电源输出交流电压超限问题。从技术分析的角度来看，以逆变变频电源输出交流电压所反馈的控制方案，并且利用相应试验方式，如果分析出交流电压采样存在较大的偏差，以此增加输出电流电压控制的难度。但是，如果输出直流电压采样精准度相对较高的话，可以将输入直流电压应用到其中，作为交流电压的控制参量控制技术。同时，在解决逆变变频电源输出交流电压超限问题的时候，如果所输入的直流电压相对较低，这时可以适当提升PRODVCT AND TECHNIC产品与技术水位电机要求供电电压范围884V700V600V530V750V1250V输入直流电压输入交流电压开环控制电器工业202304设计排版.indd 862023.4.25 11:40:05 AM2023.04.DQGY 79CHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRY输出交流低压，以此保证交流电压的品质。另外，需要结合实际情况，将输入直流分段控制技术应用到其中，这样可以对输出交流电压进行控制，如图2所示。图2 分段控制下直流电压和交流电压的关系根据逆变变频器运行技术需求，需要将输入直流电压进行调节，确保其处于合理的范围内。同时，分段控制的时候，可以利用前馈控制技术提升输出交流低压，以此满足逆变变频器的运行需求。另外，在解决逆变变频电源输出交流电压超限问题的时候，可以利用开环控制确保交流电压处于合理的单位内，并且如果利用前馈控制技术降低交流电压的话，可以对输出交流电压适当进行调整，以此避免逆变变频电源输出交流电压超限问题的产生，确保逆变变频器运行的稳定性和可靠性。4 试验验证为了验证逆变变频电源输出交流电压超限问题解决的效果，是否在最大程度上保证逆变变频器稳定性运行，进行如下试验。4.1 试验说明可以利用水泵试验台对逆变变频器进行试验，并且需要验证水泵电机功能性，得出控制技术分析效果。首先，利用功率分析设备，对逆变变频电源输出交流电压值、品质参数值进行测试，并且通过数字万能表，对直流电压参数值进行测试；其次，在测试完成以后，需要利用示波器设备，对逆变变频电源输出交流电压的波形进行分析，利用水泵试验台架，对水泵设备的转速、流量等参数进行测试；最后，在逆变变频电源输出交流电压超限试验分析的时候，利用水泵试验台对直流电源进行测试，如果直流电源一直处于合理的范围内，并且直流电压可以根据情况进行调节，这样可以在一定程度上满足逆变变频器运行所需要的电容量。4.2 试验结果通过试验的分析，得出以下几点结论。1）如果逆变变频电源输入交流电压处于合理的范围内，电源输出交流电压就会处于稳定的状态，并且满足逆变变频器电机额定供电范围，减少问题的产生。另外，逆变变频器的直流电压和交流电压之间呈现紧密联系的状态，所以在控制的时候，一定要保证两者都处于合理的单位内，并且根据使用需求，进行适当的调整，增加电压和电流数值，这样才能避免逆变变频电源输出交流电压超限问题的产生。2）在直流电压的状态下，逆变变频器启动运行的时候，如果交流电压波产生无形突变，或者超出水泵电机额定供电范围的话，这时可以呈现线性稳定平滑的模式增加，并且一直到电机额定电压合理单位内，以此对逆变变频器进行严格的控制，也有效证明了交流电压控制技术应用的效果，更好地解决逆变变频电源输出交流电压超限问题。5 结束语综上所述，本文针对逆变变频电源输出交流电压超限问题产生的原因，提出了电源输出交流电压控制方式，并且通过试验分析其具有较强的可靠性。同时，还有效避免逆变变频电源输出交流电压超限问题的产生，确保逆变变频器稳定、安全地运行，满足对逆变变频器的使用需求。参考文献1田志宾，魏赞庆，陈然，等.井壁取心变频电源转差频率控制算法及适应性测试J.钻采工艺，2022，45（4）：129-133.（收稿日期：2023-01-16）PRODVCT AND TECHNIC产品与技术700VU2U1600V750V 900V1250V1000V输入直流电压输入交流电压前馈控制前馈控制开环控制电器工业202304设计排版.indd 872023.4.25 11:40:06 AM