摘要：随着我国经济技术的不断发展，促进我国电子技术的发展，同时一些新的理论被不断的完善，使变频技术得到了快速的发展。在最近几年，变频技术已经广泛应用于电气传动中。基于此，本文对电气传动中变频器应用技术进行研究。
关键词：电气传动；变频器技术；应用；研究
1 变频器的发展历程
应交流电机无级调速的需要诞生了变频技术。美国通用电气公司二十世纪五十年代末推出了作为基础硬件的电力半导体组件晶闸管也称可控硅SCR，为变频技术提供了划时代意义。进入七十年代后，市场需求的增长带动了电机技术的发展，交流电机越来越受到人们的青睐，直流电机由于受到调速的局限性逐步被社会所淘汰。美国、德国在一九七一年提出了矢量控制技术，使得变频器的交流调速性能得到了迅速提升，甚至达到了可以与直流调速相媲美的境地。而后美国在一九七三年，提出了电力电子技术，应用到调速传动领域，而开始实用于这一新的技术是日本在一九七九年采用矢量控制的变频调速系统。到了二十世纪八十年代，变频器引入到我国，在以后的发展中鉴于其良好的速度工艺控制及节能效果，已经成为工业企业中越来越重要的自动化设备。
2 变频器的基本构成
2.1 变频器基本构成根据其工作方式可分为两种，即：交―交、交―直―交两种变频器。交―交变频器是将工频交流电转化为频率、电压都能够控制的交流电，所以，这种变频器亦被称为直接式变频器；交―直―交变频器是将工频交流电通过整流器转化为直流电，然后再把直流电转化为频率、电压都能够控制的交流电，所以，这种变频器亦被称为间接式变频器。就目前来看，我国生产中普遍用的是间接式变频器。
变频器主要由四个部分组成,包括整流器、中间电路、逆变器、控制电路。其中,整流器可以将交流电转化为直流电,中间电路相当于一个储备直流的装备,逆变器可以将直流电转化为交流电,控制电路主要用于向前三个环节传送信号。
2.1.1 整流器
它与单相或三相交流电源相连接，产生脉动的直流电压。整流器有两种基本类型---可控和不可控的。
2.1.2 逆变器
逆变流器与整流器两者是相反的功能。逆变器的功能是将整流器处理后的直流电进行转化，并且转化的交流电可以满足异步电动机运行时的电压和频率要求。
2.1.3 控制电路
控制电路主要功能是为电动机电路提供信号回路，具体包含电压监测、电流监测、电压运算、频率运算以及逆变器保护电路等。控制电路对逆变器和整流器的控制主要依靠线路回馈信息为主要根据，从而保证正常的频率及电压以确保电动机正常运行。
2.1.4 滤波电路
经过整流器处理后得到的直流电，其电压中的脉冲电压相当于电源频率的至少六倍，经过逆变器处理后得到的电流也会对直流电压有较大影响。因此，为了更好的控制电压的波动情况，可以对脉动电压做吸收处理，主要利用电容和电感来实现，如果装置容量很小，电源和主电路构成器件有余量则可不使用电感，直接通过滤波电路来实现。
3 关于变频柜的温度计算以及解决方案
对于变频器来说,其工作运行时最适宜的温度为25℃,工作环境的温度为-10℃ ~ 50℃,而在变频器调整运行频率以控制电动机转速的工作中,所使用的装置会散发大量的热能,那么变频器的温度就是一个需要注意的问题,一旦温度超出其所能承受的范围,必须采取有效的相关措施以保障变频器的正常工作运行。因此,需要对变频器柜的温度实现监控与计算,针对变频器柜内温度变化,可以采用电机学中相关的理论公式进行计算,而对于柜外的温度,不仅需要考虑到天气气候的变化影响,而且还需要考虑到其他与之相关的影响因素,然后结合两者进行分析计算。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆下面分析以下两种因素的影响下变频器的温度计算方法:
3.1 关于自然冷却的变频柜
在变频器进行工作的过程中，如果没有外部空气进行供给，没有办法保证变频器内部的空气交流，在温度升高的情况下，变频柜内部的总体消耗功率将会和电柜的外露面积有着直接的关系，通过对下述的公式进行参考对其进行计算: t=p/(5.5s),其中参数t表示温度,参数p表示变频柜的总体消耗功率,参数S表示变频柜的表面积。
3.2 关于风冷的变频柜
要是变频柜是采取风冷的，那么就需要在变频柜的顶部位置安装冷风机，进而保持其温度，同时温度的升高可以根据下述公式内容来进行计算: t=0.053p/q,其中,参数t表示升高的温度,参数p表示变频柜的总体消耗功率,参数q表示变频柜的空气流量。
基于上述事例,如果在变频柜中安装一个较小的风扇,其风流为3.28m3/min,研究分析结果显示此情况下升高的温度计算公式为t=0.053*300/3.28=4.8℃。
4 变频器接地过程中需要注意的几点
针对变频器而言，正确的接地不仅可以保护人的安全，同时还能保护设备的安全，让系统对外来的干扰进行有效的抑制，设备本身的外界干扰进行有效的降低。
4.1 针对接地保护
保护性接地能够防止人、设备等由于电击所导致的伤害以及损坏接地。任何的带电设备都要进行接保护接地。
变频器一定要接至保护地，为了对高泄露电流的相关规定进行遵守，至少要使用一根不小于十毫米每平方的保护性导线，和电源部分交流电源导线横截面相同的保护性导线。如果几台变频器在一定程度上需要连接至保护地，需要把每台的变频器进行单独的接至保护地。
4.2 针对工作接地
针对变频器的工作接地是指为满足变频器装置和系统的需要以保证调频的精确性而进行的接地。对于变频器,除了主电路,还需要保证控制回路也能满足系统工作的需要,以保障电频器的正常工作运行。
5 关于变频器控制回路的抗干扰对策
5.1 屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法
通常变频器本身用铁壳屏蔽，不让其电磁干扰泄漏;输出线最好用钢管屏蔽，特别是以外部信号控制变频器时，要求信号线尽可能短(一般为20m以内)，且信号线采用双芯屏蔽，并与主电路线(AC380V)及控制线(AC220V)完全分离，决不能放于同一配管或线槽内，周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效，屏蔽罩必须可靠接地。
5.2 采用电抗器
在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量（5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等）所占的比重是很高的，它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外，还因为它们消耗了大量的无功功率，使线路的功率因数大为下降。在输入电路中串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。
5.3关于采取的抗干扰措施
在抑制外界因素对系统的干扰时,一定要严格检查与变频器安装在同一个柜内的装置的质量属性,剔除任何容易对变频器的正常工作运行产生不利影响的因素,并做好减少噪音的有效措施;同时,必须要找出干扰源并实施有效的屏蔽措施;另外,可以采用电抗器装置,串联接入电路中以抑制低小电流的干扰影响。
结束语：
在电气传动的过程中，需要对上述的内容进行重视之外，要根据变频器的工作环境不同以及接线的不同，满足不同的需求，使其能够发挥出最大的效能，使变频器的每个功能都能够在正常的情况下不断的运行，让变频器能够正常的发挥，最终保证系统内的变频器能够安全以及可靠的运行。
参考文献：
[1]电气传动中变频器应用技术研究[J]. 梁世益. 低碳世界. 2014(07)
[2]电气传动技术的发展现状与趋势研究[J]. 刘金龙.科技传播. 2014(06)
[3]变频器控制电路及常见故障分析[J]. 焦云波. 中国高新技术企业. 2013(21)
论文作者:谭顺彪
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/16
标签：变频器论文; 温度论文; 整流器论文; 电压论文; 交流电论文; 电路论文; 逆变器论文; 《电力设备》2017年第20期论文;