变频器充电电阻,电容容量的计算
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变频器容量怎么计算,变频器容量计算方法
变频器容量的计算可以分为两大类:
一、周期性变化负载连续运行时变频器容量的计算
很多情况下电动机的负载具有周期性变化的特点。
显然,在此情况下,按最小负载选择变频器的容量,将出现过载,而按最大负载选择,将是不经济的。
由此推知,变频器的容量可在最大负载与最小负载之间适当选择,以便变频器得到充分利用而又不到过载。
首先作出电动机负载电流图n=Φt)及I=f(t),然后求出平均负载电流Iav再预选变频器的容量,关于Iav的计算采用如下公式:Iav=(I1t1+I2t2+…+Ijtj+…)÷(t1+t2+…+tj+…)
考虑到过渡过程中,电动机从变频器吸收的电流要比稳定运行时大,而上述Iav没有反映过渡过程中的情况。
因此,变频器的容量按IFN≥(1.1—1.2)Iav修正后预选(式中,Ij为第j段运行状态下的平均电流,tj为第j段运行状态下对应的时间,同时若过渡过程在整个工作过程中占较大比重,则系数(1.1—1.2)选偏大的值。
二、非周期性变化负载连续运行时变频器容量的计算
这种情形一般难以作出负载电流图,可按电动机在输出最大转矩时的电流计算变频器的额定电流,可用公式:
IFN≥IM(max)/KFg(式中IM(max)为电动机在输出最大转矩时的电流)。
KFSON/康富松电容专注变频器滤波电容关于电压型变频器直流环节滤波电容的计算方法日来源:电源技术应用作者:浙江大学王青松[摘要:电压型变频器直流环节并入电容对整流电路的输出进行滤波,理论上电容值越大,电压纹波越小,但是从空间和成本上考虑并不能如此。
详细论述了三相输入和单相输入变频器滤波电容的计算方法,为电压型变频器不同功率的负载所需滤波电容的选择提供了理论依据。
最后通过实验证明了该算法可行、可靠,不仅保证了产品的性能,更节约了成本。
关键词:整流电路;电压型变频器:纹波0 引言虽然利用整流电路可以将交流电变换成直流电,但是在三相电路中这种直流电压或电流含有频率为电源频率6倍的电压或电流纹波。
此外,变频器逆变电路也将因输出和载波频率等原因而产生纹波电压或电流,并反过来影响直流电压或电流的品质。
因此,为了保证逆变电路和控制电路能够得到高质量的直流电压或电流,必须对直流电压或电流进行滤波,以减少电压或电流的脉动。
直流环节是指插在直流电源和逆变电路之间的滤波电路,其结构的差异将对变换器的性能产生不同的影响:凡是采用电感式结构,其输入电流纹波较小,类似电流源性质;凡是采用电容式结构,其输入端电压纹波较小,类似电压源性质。
对电压型变频器米说,整流电路的输出为直流电压,直流中间电路则通过大电解电容对该电压进行滤波;而对于电流型变频器米说,整流电路的输出为直流电流,中间电路则通过大电感对该电流进行滤波。
l 三相变频器直流中间电路电解电容的计算1.1 变频器及直流中间电路结构框图变频器及直流中间电路结构图如图1所示。
1KFSON/康富松电容专注变频器滤波电容KFSON/康富松电容专注变频器滤波电容1.2 三相输入及整流后的电压波形三相输入线电压220V及整流后的电压波形如图2所示。
图2中,Ua、Ub、Uc是三相三线制的三相输入相电压;uc是电容电压,ur是整流之后未加电容时的电压。
1.3 分析过程1.3.l 整流后电压的计算对于三相三线制输入线电压为220V系列变频器(以下简称220V系列)来说U=220V;对于440V系列,U=440V。
变频器充电电阻的简易计算法变频器的充电电阻(或称限流电阻,电容充电限流电阻),损坏后的代换,一直未能引起我足够的重视,原因如下:1、坏掉后,依据原型号(主有电阻值和功率值两个参数)代换就是了,似乎用不着计算;2、如果烧毁严重,型号都看不清了,参考同类功率机型代换就行了;3、各厂家变频器的同功率机型,所选用的充电电阻,从电阻值和功率值上,取值相差悬殊,依据的似乎不是一个标准,计算依据哪家的标准才好呢?变频器维修论坛上,有关这方面的话题也不少的,最近有一位新疆的朋友,维修一台三肯变频器时,原充电阻已经烧毁,不好确定其参数,手头又无同功率机型可作参考。
就打电话询问我,这使这想到,掌握变频器充电电阻的简易计算法,也许是必要的,我们可以找出一个近似(或称“准标准”)标准来,以满足维修代换的需要。
下面是中华工控网《变频器维修论坛》上几位网友的发帖:1)变频器的限流电阻变频器的限流电阻,怎么计算啊??咸老师也进来最好嘿嘿~如题变频器的限流电阻怎么计算即电阻和功率如何取?取多少?限流电阻有些也怎么叫启动电阻,或者充电电阻2)额比如我这里有一台变频器380V的,7.5KW的变频器,则限流电阻要取多大啊???那个电容就按1000微法来算吧,3)我看到国产易能安普和施耐德的功率都是40W的,施耐德的电阻是两个100R/20W的并联,国产的是两个150R/20W的并联。
4)在此之前我也买了两本,看了咸庆信老师的变频器实用电路图集与原理图说还有那本维修,,可咸老师没说怎么计算啊?如果告诉我们怎么算就好了在他写的那本维修里,有这么一段37KW的要240W/2R的两个并联,那这样不是很大吗?480W去啊?5)我个人认为阻值是这样计算吧:537/变频器的额定电流=电阻阻值,,而不是380/变频器额定电路=电阻阻值吧?可功率呢?我就不知道怎么算了???我曾经拆机过普传的30KW380V的变频器,看到那个水泥电阻的阻值是20R/80W可这个阻值怎么计算的呢??所以求求各位大侠了6)启动电阻阻值应该没有太硬性的规定,只要功率够用就好。
电容电阻公式电容和电阻是电路中常见的两个元件,它们在电子技术中有着重要的应用。
电容和电阻可以通过一些公式来描述它们的特性和相互之间的关系。
我们来看一下电容的公式。
电容是指电路中储存电荷的能力,用C 表示,单位是法拉(F)。
电容的公式为:C = Q/V其中,C表示电容,Q表示电荷,V表示电压。
这个公式的意思是,电容等于电荷除以电压。
也就是说,电容越大,储存电荷的能力越强。
接下来,我们来看一下电阻的公式。
电阻是指电流通过时产生的阻碍作用,用R表示,单位是欧姆(Ω)。
电阻的公式为:R = V/I其中,R表示电阻,V表示电压,I表示电流。
这个公式的意思是,电阻等于电压除以电流。
也就是说,电阻越大,通过的电流越小。
电容和电阻之间有一个重要的关系,就是时间常数。
时间常数是指电路中电容或电阻对电流或电压变化的响应时间。
对于一个由电阻和电容组成的电路,时间常数的公式为:τ = R × C其中,τ表示时间常数,R表示电阻,C表示电容。
这个公式的意思是,时间常数等于电阻乘以电容。
时间常数越大,电路对电流或电压变化的响应时间越长。
电容和电阻在电子技术中有着广泛的应用。
例如,电容可以用于储存能量,常见的例子是电子产品中的电池。
而电阻可以用于限制电流,常见的例子是电子产品中的电阻器。
除了以上提到的公式,还有一些与电容和电阻有关的公式。
例如,电容的充放电过程可以用以下公式描述:Q = C × V其中,Q表示电荷,C表示电容,V表示电压。
这个公式的意思是,电荷等于电容乘以电压。
也就是说,电容充电时,电荷的大小与电容和电压成正比。
电阻的功率消耗可以用以下公式描述:P = I^2 × R其中,P表示功率,I表示电流,R表示电阻。
这个公式的意思是,功率等于电流的平方乘以电阻。
也就是说,电阻越大,功率消耗越大。
电容和电阻在电子技术中有着重要的应用。
它们可以通过一些公式来描述它们的特性和相互之间的关系。
这些公式包括电容的公式、电阻的公式、时间常数的公式等。
变频器充电电阻电容容量的计算
首先,我们来看一下变频器充电电阻的计算。
1.电容允许的最大充电电流:这是电容器能够承受的最大电流。
一般
来说,电容器的用户手册中会提供这个数值。
2.变频器允许的最大输出电流:这是变频器能够提供的最大电流。
如
同电容器,这个数值可以在变频器的用户手册中找到。
3.充电时间:这是指电容器完全充电所需的时间。
一般情况下,我们
希望充电时间尽可能短,但也不能太短,否则电容器将无法完全充电。
基于以上因素,变频器充电电阻可以通过如下公式计算:
充电电阻=(变频器允许的最大输出电流-电容允许的最大充电电流)/
电容允许的最大充电电流
接下来,我们来看一下电容容量的计算。
电容容量用于储存能量,以供变频器使用。
1.负载功率需求:这是变频器在运行中所需的功率。
一般来说,我们
需要根据实际应用需求来确定负载功率大小。
2.运行时间:这是指变频器需要保持运行的时间。
根据实际应用需求,我们可以确定运行时间。
3.电压容差:这是指电容器允许的电压波动范围。
一般来说,我们希
望电压波动尽可能小,以保证变频器的稳定性。
基于以上因素,电容容量可以通过如下公式计算:
电容容量=负载功率需求*运行时间/电压容差。
变频器维修之充电电阻替换技巧变频器是工业生产中常用的一种电气设备,用于控制电动机的转速和输出功率。
在使用过程中,变频器可能会出现一些故障,需要进行维修。
其中,充电电阻的替换是常见的变频器维修操作之一、下面将介绍充电电阻替换的技巧。
一、什么是充电电阻充电电阻是指变频器中用于保护电容电机的电阻,通常由几个陶瓷电阻组成,连接在直流回路上。
当电容电机停电时,电容上的电荷需要通过充电电阻慢慢地放电,以保证电压的平稳过渡。
因此,充电电阻在变频器中起到了平稳放电的作用。
二、充电电阻替换时的注意事项1.安全措施:在进行充电电阻的替换之前,必须先确保电源已切断并断开所有与变频器相关的电源线,避免发生电击事故。
2.选购合适的充电电阻:在进行充电电阻替换之前,需要选购与原电阻完全匹配的新电阻。
可以参考原电阻的型号、参数等进行选购。
3.拆卸原电阻:首先,用万用表测量原电阻的参数,确认原电阻是否正常运行。
然后,用螺丝刀将原电阻固定螺丝拆卸下来,将电缆连接器从端子上拔出,慢慢将原电阻拆卸下来。
在拆卸过程中,要小心避免对其他元件造成损害。
4.安装新电阻:在安装新电阻之前,要确保所有相关电源已经关闭。
首先,将新电阻与电缆连接器连接好,然后将新电阻放置在正确的位置上,并用螺丝刀进行固定。
确保电阻安装牢固,并检查连接器是否牢固。
5.连接其他元件:在安装完新电阻后,需要将其他元件重新连接。
首先,将电缆连接器插入到端子上,确保连接牢固。
然后,确认变频器的其他部分是否已经安装好,并检查各个连接是否稳固。
6.检查维修效果:在进行充电电阻替换之后,需要对整个变频器系统进行检查,确保新电阻的替换没有引起其他故障。
可以将电源重新接通,并对变频器进行测试,观察是否存在异常情况。
三、避免充电电阻替换的常见错误1.选购错误的电阻:在选购新电阻时,一定要确保与原电阻匹配,包括型号、参数等。
选购错误的电阻可能会导致变频器无法正常工作,甚至引起其他故障。
2.拆装不慎引起其他故障:在拆卸原电阻和安装新电阻时,要小心操作,避免对其他元件造成损害。
充电电阻和储能电容引发的变频器故障
1.充电电阻中小功率通用变频器一般为电压型变频器,采用交—直—交工作方式。
当变频器刚上电时,由于直流侧的滤波电容容量非常大,在刚充电的瞬间对电流相当于短路,电流会很大。
如果在整流桥与电解电容之间不加充电电阻,则相当于380V电源直接对地短路,瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。
加上充电电阻限流后,要是不并继电器或其他元件,充电电阻消耗功率也很大。
例如对于22kW的变频器,在PN端(直流母线)上至少有45A的电流。
如果“接控制电路”部分出问题(比如继电器或者晶闸管等等质量有问题)则在变频器运行一会儿充电电阻就将因发热太大而坏掉。
所以充电电阻串接在充电回路中,起通电瞬间限流充电,以保护整流器等一些输入回路器件的作用,有的书本上也叫缓冲电阻或启动电阻。
西门子6SE701G变频启动电路如附图所示。
充电完成后,控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路,完成变频器的上电过程。
如果变频器的交流输入电源频繁通断,或者旁路接触器的触点接触不良或晶闸管的导通阻值变大,反复充电或充电时间过长都会导致充电电阻烧坏。
因此在替换充电电阻前,必须找出原因,才能再将变频器投入使用。
但有的变频器在启动期间CPU是有一个电压检测和降频动作的,如果接触器线圈引线端子松动造成接触不良,接触器未能吸合,启动时的较大电流在充电电阻上形成较大的压降,主回路直流电压的急剧跌落为电压检测电路所侦测,CPU会做出降频指令,在空载或轻载时,检测电路将欠压故障“及时上报”,CPU马上停机保护。
电阻来不及烧掉,变频器已经停机保护。
那么,如何选择充电电阻的阻值呢?
380V交流电整流后经过充电电阻对电解电容充电,当充到一定值(比如DC200V)辅助电源启动给控制板供电,让控制板工作从而继电器或晶闸管接通,充电电阻就不再工作了。
在开
机的瞬间,充电电阻越小,则流过整流桥的电流就越大。
经常有初学变频器维修者打来电话咨询,更换了充电电阻,变频器一开机,整流桥马上就被炸掉了,是不是充电电阻选择太小了呢?答案是否定的。
其实,在开机瞬间,一般情况下一开机炸掉整流桥不是因为选择的充电电阻R小了,而是R太大导致整流桥的炸掉。
因为变频器开机后,电流经充电电阻去充电,当充的电足够辅助电源启动(比如200V),CPU工作,发出信号给继电器或晶闸管可控硅让其导通。
在继电器导通瞬间继电器b点处电压要是很低(比200V大),而a点电压是AC380V直接整流过来大概在DC540V左右,所以a、b二端压差很大。
在触发、导通瞬间电流很大,就好比a、b 之间是一个很小的电阻,瞬间几百伏电压加上去,这样整流桥流过的电流远远大于整流桥额定电流,所以把整流桥炸掉。
变频器功率越大,充电电阻越小。
因为变频器功率越大,需要电解电容的容量就越大,而电容器的容量越大,所需要充电的时间就越长。
RC决定充电时间,要想充电时间尽量短,只有把充电电阻R取小。
一般充电电阻选择:最大值最好不要超过300Ω,最小值最好大于等于10Ω,大功率变频器选择充电电阻小,小功率变频器充电电阻大。
2.储能电容储能电容容量的选择:一般选择经验值为≥60μF/A。
例如,一台15kW的变频器额定电流为30A,需要的电容容量为≥60μF/A×30 A即至少为1800μF,所以一般选择4个2200μF(二并二串)或者2个4700μF的电容(二串联)。
当然还要考虑所选电容器的品牌,品牌不同,质量相差会很大。
有的人维修变频器只对损坏的逆变模块一换了之,往往用不了多长时间模块再次损坏。
出现这种情况会抱怨模块质量不佳,用户使用环境太差等等。
其实,最重要的原因是他们没有找出逆变模块损坏的原因,没有彻底清除故障隐患。
逆变模块的损坏,除了负载长时间过载、散热不良和雷电冲击之外,究其内部原因,电容器的容量减小、失容和失效,是导致其损坏的致命杀手!其危害性不容忽视。
容量减小,轻者表现为带负载能力差,负载加重时往往引起直流回路欠压眺闸故障,电容进一步损坏时,则形成对逆变模块的致命打击,此时,电压检测电路来不及做出反应,报出故障,造成逆变模块损坏。
电容不良或失效以后(或容量变小),带小功率负载(大马拉小车)运行时表面上看不出什么异常,但接入较大功率负载后(满载运行)情形就不一样了。
此时变频器直流回路已完全(或者部分)丧失储能滤波能力。
直流回路是频率为300Hz的脉动直流,电机启动时的电流吸入,加大了脉动电流的脉动成分。
这是电阻选小了对高压电容不利,电阻选大了容易炸的原因之一。
此外,如果电机绕组的反电势或变频器的某一输出载波,恰好落在脉动直流的变化范围之内,二者相互叠加,整个系统内脉动电流的急剧变化,恰好落到某一频率点上,电路中的分布电感和分布电容不时的加入进来,各方面的不利因素的加入和互为作用,使回路中的动态能量急剧上升,瞬间危险的谐振过电压在此时出现!逆变模块中的IGBT管和电路中的尖峰电压吸收二极管,它们的耐压值在正常时有一定的甚至是较大的富裕量,但在此时高于耐压值数倍的高电压冲击下,并无招架之功,也显得非常脆弱,过电压炸裂和击穿短路也就不足为奇了。
虽然变频器有完善的电压或电流保护检测电路,但如果经常要面对此类瞬间电压畸变,显得无能无力,或有时根本无法做出适时的反应。
但储能电容不良故障往往又较为隐蔽,可以说是软故障,容易被人忽视。
有的电容测其容量似乎没有问题,也可以运行,但在运行中是一大隐患。
尤其是大功率变频器中的电容,如果环境恶劣运行年久,其引出电极常年累月经受数百赫兹的大电流充、放电冲击,出现不同程度的腐蚀氧化现象,用电容表测量,容量无异常,但接在电路中,则因充、放电内阻增大,
致使直流回路电压跌落,变频器不能正常工作,从而使检修人员作出误判,走弯路。
再次强调:储能电容失容后极易出现谐振过电压导致模块炸裂。
笔者特别强调,检修三年以上或运行年限更长的变频器,不能忽略对储能电容的检查;对逆变模块说不清道不明原因的损坏,则应彻底检查、更换直流回路中的储能电容!。