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安装变频器(VFD)后电工看到的一种常见现象是在轻载条件下操作时VFD输入端的可测量电流不平衡。在整个线路(ACL)启动器中,三相感应电动机以全速和高压运行,这可能表明需要进一步诊断的严重问题。然而,随着VFD的应用为响应可变负载提供可变速度,这两个系统实际上与苹果和橙子相似。实际上,在轻负载条件下逆变器输入端的不平衡是电路的正常现象。这个问题是由于电源连接到VFD,而不是电机本身。问题是VFD的全桥整流器。常见的VFD整流器部分由六个二极管组成,这些二极管是设计用于在一个方向上传导电流的半导体,其作用类似于供水系统中的止回阀。当供应侧的压力大于排出侧的压力时,止回阀将仅允许流体流动。二极管的工作方式类似,但压力由电动势或电压表示。二极管在各种类型的电子电路中具有许多用途,并且在桥式整流器的情况下,目的是将AC电流转换为DC电流。然后将DC电流连接到称为绝缘栅双极晶体管(IGBT)的专用晶体管电路,其中电动机线圈连接在它们之间。晶体管只是一个半导体开关,可以高速开启和关闭,通常为2至15千赫兹。IGBT直接控制发送到电机线圈的电压和频率。一开始二极管电桥有效地切断了电动机的电源连接。(见图A)正是桥式整流器从线路到电机的断开使得与VFD操作相比,ACL操作的比较无关紧要。ACL电动机的电流不平衡通常由线路电源的相位电压不平衡引起,并应保持在1%的NEMA限值(NEMAMG1,12.45)。否则,电动机性能将受损并且可能发生电动机线圈的损坏。由于VFD切断了电源与电机的直接连接,因此它可以作为缓冲器,实际上保护电机免受相间电压不平衡的影响。VFD甚至可以在单相线上操作三相电动机。这种(相位转换)是VFD在单相电流全部可用的区域中的常见应用。应根据VFD制造商的指导原则确定VFD的实际单相输入,以确保VFD可以为电机提供额定功率,而不会过度加载到VFD组件。我们在这里讨论的是轻载VFD的三相电源,电压不平衡很小(1%到3%)。电网中的电压不平衡在大多数区域是常见的,如果超出NEMA规范,则应对其进行校正。一个小型变频器。如果在线路电抗器,隔离变压器或相移变压器形式的VFD前面有额外的阻抗,这将非常有用。如果需要,可以将该过程移动到每个设备的线路侧以隔离不平衡。由于改变遵循亲和力定律的风扇和泵的速度是调节流量和降低功耗的有效方法,因此轻载成为可能的操作条件。在这种情况下,即使是NEMA规范内的电压不平衡也会导致不平衡的电流相位与最高线电压同相,从而提供大部分电流。这是由于整流器的设计,其像止回阀那样通过电流,并且供电功率从正负(AC)电压交替。由于电压是电动势的量度,二极管仅在线路电源电压大于二极管另一侧的DC总线电压时才导通。变频器的底盘(盖板已拆除)。当我们用固定值的普通万用表测量交流线路电源电压时,仪表上实际显示的是以均方根(RMS)电压为单位表示的电压。由于测量的电压从正到负交替,因此平均值将为零。RMS值是零和峰值之间的正弦波中包含的区域。这是用于表示AC线路提供的电动势的量的量度。这意味着电压波形的峰值将是RMS值乘以2的平方根(1.41),因此伏RMSx1.41=.6伏峰值。如果您测量提供伏交流电的VFD的直流母线电压,您将测量伏直流电。随着电机负载下降,直流母线电压将自然下降。任何电源电压大于降低的直流母线电压的二极管都将打开并补充直流母线。由于线路电源的三相偏移电角度,因此六个中只有一对二极管(一个正极,一个负极)将随时导通。一旦线路电压降至DC总线电压以下,二极管将关闭,导致电流脉冲通过DC总线电路。这就是为什么这种类型的桥也被称为6脉冲桥以及为什么它被表征为非线性方式的绘制功率的原因,这意味着电流波形与电压波形不匹配。(见图B)一个负面的)六个中的任何一个将随时进行。一旦线路电压降至DC总线电压以下,二极管将关闭,导致电流脉冲通过DC总线电路。这就是为什么这种类型的桥也被称为6脉冲桥以及为什么它被表征为非线性方式的绘制功率的原因,这意味着电流波形与电压波形不匹配。(见图B)一个负面的)六个中的任何一个将随时进行。一旦线路电压降至DC总线电压以下,二极管将关闭,导致电流脉冲通过DC总线电路。这就是为什么这种类型的桥也被称为6脉冲桥以及为什么它被表征为非线性方式的绘制功率的原因,这意味着电流波形与电压波形不匹配。故障排除提示为了验证电流不平衡是由电源还是上游元件引起,可以旋转VFD的三个输入相位,并比较电流前后的测量值。如果当前不平衡跟踪旋转的相位,则供应或上游组件可能负责。如果不平衡与驱动器输入阶段保持一致,则VFD可能负责。当DC总线和电源之间存在电压差时,电流仅传导到DC总线。因此,当VFD负载较轻且其中一条电源线具有较高的线电压时,它将首先重新供应DC总线并且比其他相导通更长的时间。一旦直流母线被电机负载进一步拉低,其他二极管将开始导通。但是电流的不平衡将保持不变,这取决于相电压不平衡的水平。VFD输入的电流不平衡在任何电压不平衡水平下都是正常的,并且在轻负载条件下最大。这不应表示三相电源上VFD输入组件的过载。综上所述:在存在任何电压不平衡相位的情况下,在轻负载VFD上观察到的电流不平衡是正常的。VFD的直流母线电压是不受调节的,并且会根据电源电压电平和电机负载而变化。只要所有输入支路上的电流消耗等于或低于驱动器输入电流额定值并且三相电源的电压不平衡在NEMA建议范围内,VFD输入组件就不应有过度磨损。鉴于VFD切断了电机的电源连接,VFD可以保护电机免受不平衡线电压的影响。输入线路电抗器或直流总线扼流圈具有成本效益和简单的设备,可为VFD输入增加阻抗并减轻电压不平衡。在减少由非线性电流消耗引起的反射谐波方面,这种增加还有一个额外的好处。

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