发布时间：2024-08-17 14:20:15 人气：
防爆电机的发展趋势
(1) 发展大功率电机：目前世界上采煤机的最大装机容量已超过1200kw，其驱动电机功率达600kW；相适应的采区工作面刮板输送机的最大装机容量已超过1500kW，其驱动电机功率已达725kW。国内目前的采煤机驱动电机最大功率是400kW，刮板输送机驱动电机最大功率是315kW。(2) 发展3.3kV、6kV和10kV级电压的矿用电机：这是因为普及综合机械化采煤机组后采区走向加长，导致电压降增大，同时大功率电机的使用也要求提高电压等级。
(3) 发展矿用双速电机：为了适应煤矿输送机低速起动和高速运行的工作需要，国外矿用刮板输送机都是采用双速电机驱动的。国产矿用双速电机功率范围、性能指标及配套控制开关的性能等与国外先进水平相比均有一定差距。
(4) 提高矿用电机的可靠性：矿用防爆电机的工况条件较差，电机频繁大负荷起动、负荷变化大、电压波动大、环境温度高且有一定的腐蚀性等，这些都影响电机的使用可靠性和寿命。
(5) 加快矿用防爆电机的更新换代。
(6) 统一矿用防爆电机的标准。 (1) 增安型和无火花型电机的需求将呈上升趋势。石化系统的用户在使用实践中；已认识到发展我国增安型和无火花型电机的必要性。
(2) 防爆电机的可靠性已越来越被石化系统用户关注。石化企业发展日趋装置大型化、运行连续化，要求系统运行实现长周期、免维修或少维修。因此，防爆电机就成为保证上述要求的关键设备。
(3) 防爆和高效变频调速电机已成为石化用户迫切要求开发的节能产品。防爆电机节能有两方面工作：一是研制高效率防爆电机产品，二是大量开发各种防爆调速电机的专用产品，尤其是将具有巨大节能潜力的风机、泵和压缩机配套的电机设计为调速电机。
(4) 沿海石化企业的发展带来的新要求。我国沿海一带将建一批炼油厂，原油均需进口，而进口原油含硫量高、腐蚀性严重，因而要求防爆电机提高防腐性能；另外进口原油均需海运，其储油罐就需要配套高扬程大流量油泵的防爆电机。
(5) 我国西部石油工业的大发展，要求开发适于沙漠干热环境的防爆电机产品。加氢装置配套用的中大容量的增安型无刷励磁同步电机的市场需要将逐年增长。
本安型 “i”（本质安全型电气设备及其关联设备）本质安全电路: 在规定的试验条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体或蒸汽的电路。 本质安全型电气设备：全部电路为本质安全的电气设备。
本安型设备和关联设备的本质安全部分分为ia和ib： ¨
ia：正常工作 + 一个故障 + 任意组合的两个故障均不能引起点燃的电气设备。 ¨
ib：正常工作 + 一个故障条件下不能引起点燃的本质安全型电气设备。
由此可见ia等级高于ib等级
1.装有本质安全电路和非本质安全电路，且结构是非本质安全电路不能对本质安全电路产生不利影响的电器设备。
2. 隔爆型 “d” 具有隔爆外壳的电气设备。它能承受已进入外壳内部的可燃性混合物内部爆炸而不受损坏，并且通过外壳上的任何接合面或孔不会引燃由一种或多种气体或蒸汽所形成的外部爆炸性环境的电气设备外壳。 3．增安型 e
4．充油型 o
5．充砂型 q
6．浇封型 m
7．复合型
在规定条件下不会引起周围爆炸性环境点 燃的电气设备。 分为两类：
Ⅰ类：煤矿井下电气设备
Ⅱ类：除煤矿、井下之外的所 有其他爆炸性气体境用电气设备 Ⅱ类又可分为ⅡA、ⅡB、ⅡC类,标志ⅡB的设备可适用于ⅡA设备的使用条件；ⅡC可适用于ⅡA、ⅡB的使用条件。 输出∶0.55至315kW
自通风（TEFC）
EFF2提高效率
铸铁框架∶905高达355M /升
安装∶B3T
保护等级∶等级IP55
鼠笼转子/铝压铸
不锈钢铭牌信息社会倡议316
温度类T4
连续的责任-中一
环境温度∶40℃，1000 m.a.s.l.
Regreasing乳头从帧225S /米以上
热敏电阻器150℃部分-每相1
在终端公制螺纹电缆入口箱
硬化定螺丝
内部DE和无损检测轴承盖，以防止火焰蔓延
加工金属与金属表面之间的框架和接线盒
逆变电源应用的理想选择*职务
环氧基漆计划∶拉尔5010 单电压（其他电压）
增加安全终端型EEx日马达箱（）
保护等级：IP56等级，等级IP65或等级IP66
其他的安装配置
热保护∶电阻铂100空间加热器
空间加热器 IEC标准∶1区;集团防爆
CENELEC的标准∶
集团防爆;类别2
注∶在区域分类1意味着汽车适合在第二区也曾经代表了一区的经营条件差超过2区。这同样适用于群体和类别∶型EEx d和型EEx德电动机适合在集团国际投资协议和第3类也。 环境含有易燃气体或蒸气不断，间歇性或定期足够的金额产生爆炸性，易燃混合物产生的修理或维修服务等。第1区和2组IIA级及第IIB最常见的地点是那些下面的气体被发现存在∶油，石脑油，苯，氨，丙烷，diethylic乙醚，丙酮，乙醇，工业沼气，天然气。
主要应用包括风机，鼓风机，破碎机，输送系统，工厂，起重机和其他应用领域需要设防爆电机
防爆变频器如何散热
散热是防爆变频器遇到最大的难题。在变频器内部：逆变模块是发热最多的器件，据专家诂计：它约占整个变频器所有散热量的一半；整流模块也是发热相当多的，它所发的热量约占整个变频器的45%；而剩下的5%则是电解电容、充电电阻、均压电阻以及印制板上的发热元件等所发生的热量。
热管是一种传热性极好的人工构件，它利用"相变"传热的原理与金属铜、铝等实体材料和天然传热方式完全不同。其有效导热性是铜、铝等有色金属的成百上千倍。常用的热管由三部分组成：主体为一根封闭的金属管，内部有少量工作介质和毛细结构，管内的空气及其他杂物必须排除在外。热管工作时利用了三种物理学原理；
（1）在真空状态下，液体的沸点降低；
（2）同种物质的汽化潜热比显热高得多；
（3）多孔毛细结构对液体的抽吸力可使液体流动。与热源靠近的一段(蒸发段)内的液体吸热而蒸发，蒸汽携带汽化潜热经空腔流向另一段(冷凝段)，汽体经管壁与外界冷媒体换热放出潜热而完成了传热任务，冷凝成液体，经毛细结构的抽吸或重力回流到蒸发段进入下一个工作循环。
热管散热器就是利用热管技术对散热器进行改进而制作出来的新品。对于双面散热的分立电力电子器件，风冷的全铜或全铝散热器的热阻只能达到0.04 ℃/W。而这种热管散热器的热阻达到0.01 ℃/W。在自然对流冷却条件下，热管散热器比实体散热器的性能可提高10倍以上。热管散热器可以采用自冷的方式，无需风扇，没有噪音，免维修，安全可靠。
防爆变频器的散热就采用这种热管散热器，将功率器件安装在散热器的蒸发段，同时密封在防爆壳内，热量就通过蒸发段传到冷凝段而散发出去。
有关 并励直流电动机起动方法与比较 的内容
定义输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。
[编辑本段]
直流电机的结构
由直流电动机和发电机工作原理示意图可以看到，直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产 生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转 换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。
1. 定子
（1）主磁极
主 磁极的作用是产生气隙磁场。主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成。铁心一般用0.5mm～1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成，分为极身和极靴两部 分，上面套励磁绕组的部分称为极身，下面扩宽的部分称为极靴，极靴宽于极身，既可以调整气隙中磁场的分布，又便于固定励磁绕组。励磁绕组用绝缘铜线绕制而 成，套在主磁极铁心上。整个主磁极用螺钉固定在机座上，
1—换向器 2—电刷装置 3—机座 4—主磁极 5—换向极
6—端盖 7—风扇 8—电枢绕组 9—电枢铁心
2）换向极
换向极的作用是改善换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花，一般装在两个相邻主磁极之间，由换向极铁心和换向极绕组组成，如8.6所示。换向极绕组用绝缘导线绕制而成，套在换向极铁心上，换向极的数目与主磁极相等。
（3）机座
电机定子的外壳称为机座，见图8.4中的3。机座的作用有两个：一是用来固定主磁极、换 图8.5 主磁极的结构
向极和端盖，并起整个电机的支撑和固定作用； 1—主磁极 2—励磁绕组 3—机座
二是机座本身也是磁路的一部分，借以构成磁极之间磁的通路，磁通通过的部分称为磁轭。为保证机座具有足够的机械强度和良好的导磁性能，一般为铸钢件或由钢板焊接而成。
4）电刷装置
电刷装置是用来引入或引出直流电压和直流电流的，如图8.7所示。电刷装置由电刷、刷握、刷杆 和刷杆座等组成。电刷放在刷握内，用弹簧压紧，使电刷与换向器之间有良好的滑动接触，刷握固定在刷杆上，刷杆装在圆环形的刷杆座上，相互之间必须绝缘。刷 杆座装在端盖或轴承内盖上，圆周位置可以调整，调好以后加以固定。
图1.6 换向极 图1.7 电刷装置
1—换向极铁心 1—刷握2—电刷
2—换向极绕组 3—压紧弹簧 4—刷辫
2. 转子(电枢)
（1）电枢铁心
电枢铁心是主磁路的主要部分，同时用以嵌放电枢绕组。一般电枢铁心采用由0.5mm厚的硅钢片 冲制而成的冲片叠压而成(冲片的形状如图8.8(a)所示)，以降低电机运行时电枢铁心中产生的涡流损耗和磁滞损耗。叠成的铁心固定在转轴或转子支架上。 铁心的外圆开有电枢槽，槽内嵌放电枢绕组。
（2）电枢绕组
电枢绕组的作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量变换的关键部件，所以叫电枢。 它是由许多线圈(以下称元件)按一定规律连接而成，线圈采用高强度漆包线或玻璃丝包扁铜线绕成，不同线圈的线圈边分上下两层嵌放在电枢槽中，线圈与铁心之 间以及上、下两层线圈边之间都必须妥善绝缘。为防止离心力将线圈边甩出槽外，槽口用槽楔固定，如图8.9所示。线圈伸出槽外的端接部分用热固性无纬玻璃带 进行绑扎。
（3）换向器
在直流电动机中，换向器配以电刷，能将外加直流电源转换为电枢线圈中的交变电流，使电磁转矩的方向恒定不变；在直流发电机中，换向器配以
电刷，能将电枢线圈中感应产生的交变电动势转换为正、负电刷上引出的直流电动势。换向器是由许多换向片组成的圆柱体，换向片之间用云母片绝缘，换向 图8.9 电枢槽的结构
片的紧固通常如图8.10所示，换向片的下部做成鸽 1—槽楔 2—线圈绝缘 3—电枢导体
尾形，两端用钢制V形套筒和V形云母环固定，再用4—层间绝缘 5—槽绝缘 6—槽底绝缘
螺母锁紧。
4）转轴
转轴起转子旋转的支撑作用，需有一定的机械强度和刚度，一般用圆钢加工而成。
图8.10 换向器结构 图8.11 单叠绕组元件
1—换向片 2—连接部分 1—首端 2—末端 3—元件边 4—端接部分 5—换向片
[编辑本段]
直流电机的可逆运行原理
一台直流电机原则上既可以作为电动机运行,也可以作为发电机运行,这种原理在电机理论中称为可逆原理。当原动机驱动电枢绕组在主磁极N、S之间旋转时， 电枢绕组上感生出电动势，经电刷、换向器装置整流为直流后，引向外部负载（或电网），对外供电，此时电机作直流发电机运行。如用外部直流电源，经电刷换向 器装置将直流电流引向电枢绕组，则此电流与主磁极N.S.产生的磁场互相作用，产生转矩，驱动转子与连接于其上的机械负载工作，此时电机作直流电动机运 行。
[编辑本段]
直流电机的分类
按结果主要分为直流电动机和直流发电机
按类型主要分为直流有刷电机和直流无刷电机
直流电机的励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励磁磁通势而建立主磁场的问题。根据励磁方式的不同，直流电机可分为下列几种类型。
直流电机的励磁方式
1．他励直流电机
励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机，接线如图（a）所示。图中M表示电动机，若为发电机，则用G表示。永磁直流电机也可看作他励直流电机。
2．并励直流电机
并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联，接线如图（b）所示。作为并励发电机来说，是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电；作为并励电动机来说，励磁绕组与电枢共用同一电源，从性能上讲与他励直流电动机相同。
3．串励直流电机
串励直流电机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再接于直流电源，接线如图（c）所示。这种直流电机的励磁电流就是电枢电流。
4．复励直流电机
复励直流电机有并励和串励两个励磁绕组，接线如图（d）所示。若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为积复励。若两个磁通势方向相反，则称为差复励。
不同励磁方式的直流电机有着不同的特性。一般情况直流电动机的主要励磁方式是并励式、串励式和复励式，直流发电机的主要励磁方式是他励式、并励式和和复励式。
直流发电机
直流发电机是把机械能转化为直流电能的机器。它主要作为直流电动机、电解、电镀、电冶炼、充电 及交流发电机的励磁等所需的直流电机。虽然在需要直流电的地方，也用电力整流元件，把交流电变成直流电，但从使用方便、运行的可靠性及某些工作性能方面来 看，交流电整流还不能和直流发电机相比。
[编辑本段]
直流电机铭牌
国产电机型号一般采用大写的英文的汉语拼音字母的阿拉伯数字表示，其格式为：第一部分用大写的拼音字母表示产品代号，第二部分用阿拉伯数字表示设计序号，第三部分用阿拉伯数字表示机座代号，第四部分用阿拉伯数字表示电枢铁心长度代号。
以Z2---92为例：Z表示一般用途直流电动机；2表示设计序号，第二次改型设计；9表示机座序号；2电枢铁心长度符号。
第一部分字符含义如下：
Z系列：一般用途直流电动机（如Z2 Z3 Z4等系列）
ZJ系列：精密机床用直流电机
ZT系列：广调速直流电动机
ZQ系列：直流牵引电动机
ZH系列：船用直流电动机
ZA系列：防爆安全型直流电动机
ZKJ系列：挖掘机用直流电动机
ZZJ系列：冶金起重机用直流电动机
[编辑本段]
直流电机的励磁方式
直流电机的励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励磁磁通势而建立主磁场的问题。根据励磁方式的不同，直流电机可分为下列几种类型。
直流电机的励磁方式
1．他励直流电机
励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机，接线如图（a）所示。图中M表示电动机，若为发电机，则用G表示。永磁直流电机也可看作他励直流电机。
2．并励直流电机
并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联，接线如图（b）所示。作为并励发电机来说，是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电；作为并励电动机来说，励磁绕组与电枢共用同一电源，从性能上讲与他励直流电动机相同。
3．串励直流电机
串励直流电机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再接于直流电源，接线如图（c）所示。这种直流电机的励磁电流就是电枢电流。
4．复励直流电机
复励直流电机有并励和串励两个励磁绕组，接线如图（d）所示。若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为积复励。若两个磁通势方向相反，则称为差复励。
不同励磁方式的直流电机有着不同的特性。一般情况直流电动机的主要励磁方式是并励式、串励式和复励式，直流发电机的主要励磁方式是他励式、并励式和和复励式。
[编辑本段]
直流电机的工作原理
一、直流发电机工作原理
直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。
感应电动势的方向按右手定则确定（磁感线指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向。）
在图1.1所示瞬间，导体a b 、c d 的感应电动势方向分别由 b指向 a和由d 指向 c 。这时电刷 A呈正极性,电刷B 呈负极性。
图1.1 直流发电机原理模型
当线圈逆时针方向旋转180°时，这时导体c d 位于N 极下，导体a b 位于S 极下，各导体中电动势都分别改变了方向。
图1.2 直流发电机原理模型
从图看出，和电刷 A接触的导体永远位于 N极下，同样，和电刷 B接触的导体永远位于S 极下。因此，电刷 A始终有正极性，电刷 B始终有负极性，所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如果电枢上线圈数增多，并按照一定的规律把它们连接起来，可使脉振程度减小，就可获 得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。
二、直流电动机的工作原理
导体受力的方向用左手定则确定。这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里 称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩）， 电枢就能按逆时针方向旋转起来。
图1.3 直流电动机的原理模型
当电枢转了180°后，导体 cd转到 N极下，导体ab转到S极下时，由于直流电源供给的电流方向不变，仍从电刷 A流入，经导体cd 、ab 后，从电刷B流出。这时导体cd 受力方向变为从右向左，导体ab 受力方向是从左向右，产生的电磁转矩的方向仍为逆时针方向。
图1.4 直流电动机原理模型
因此，电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由导体 ab和cd 流入，使线圈边只要处于N 极下，其中通过电流的方向总是由电刷A 流入的方向，而在S 极下时，总是从电刷 B流出的方向。这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是一个方向，从而形成一种方向不变的转矩，使电动机能连续地旋转。这就是直流电动机的工作原理。
永磁无刷直流电机控制器设计
1 引 言
随着人们生活水平的提高，产品质量、精度、性能、自动化程度、功能以及功耗、价格问题已经是选 择家用电器的主要因素。永磁无刷直流电机既具有交流伺服电机的结构简单、 运行可靠、维护方便等优点，又具备直流伺服电机那样良好的调速特性而无机械式换向器，现已广泛应用于各种调速驱动场合。MOTOROLA 第二代电机控制专用芯片的出现，给永磁无刷直流电机调速装置的设计带来了极大的便利。这些芯片控制功能强，保护功能完善，工作性能稳定，组成的系统所需外 围电路简单，抗干扰能力强，特别适用于工作环境恶劣，对控制器体积，价格性能比要求较高的场合。
2 控制器结构与原理
2.1 控制器结构
MC33035 是 MOTORLORA 公司研制的第二代无刷直流电机控制专用集成电路，加上1片 MC3309 电子测速器将无刷直流电动机的转子位置信号进行 F/V 转换，形成转速反馈信号，即可构成转速闭环调节系统。外接 6 个功率开关器件组成三相逆变器，就可驱动三相永磁无刷直流电机，控制器电路构成，如图 1 所示，图中 S1 控制电机转向，S2 控制系统起停，S3 选择系统开环或闭环运行，S4 控制系统制动，S5 选择转
子位置检测信号为 60°或 120°方式，S6 控制系统的复位。电位器 RP1 用以设定所需电机转速，发光二板管 L1 用作故障
指示，当出现不正常的位置检测信号、主电路过流、3种欠电压之一（芯片电压低于9.1V，驱动电路电压低于9.1V，基准电压低于4.5V）、芯片内部过热、起停端低电平时，L1发光报警，同时自动封锁系统。故障排除后，经系统复位才能恢复正常工作。
2.2 控制原理
从电机转子位置检测器送来的三相位置检测信号（SA,SB,SC）一方面送入 ) MC33035，经芯片内部译码电路结合正反转控制端、起停控制端、制动控制端、电流检测端等控制逻辑信号状态，经过运算后，产生逆变器三相上、下桥臂开 关器件的6路原始控制信号，其中，三相下桥开关信号还要按无刷直流电机调速机理进行脉宽调制处理。处理后的三相下桥 PWM 控制信号 （Ar ,Br, Cr）经过驱动电路整形、放大后，施加到逆变器的6个开关管上，使其产生出供电机正常运行所需的三相方波交流电流。
另一方面，转子位置检测信号还送入 MC33039 经 F/V转换，得到一个频率与电机转速成正比的脉冲信号 FB。FB 通过简单的 阻容网络滤波后形成转速反馈信号，利用 MC33035 中的误差放大器即可构成一个简单的P调节器，实现电机转速的闭环控制，以提高电机的机械特性硬度。实际应用中，还可外接各种 PI, PD，调节电路以实现更为复杂的闭环调节控制。
3 芯片功能
3.1 MC33035 结构组成及功能
其主要组成部分包括：
（ 1 ）转子位置传感器译码电路；
（ 2 ）带温度补偿的内部基准电源；
（ 3 ）频率可设定的锯齿波振荡器；
（ 4 ）误差放大器；
（ 5）脉宽调制（PWM）比较器；
（ 6 ）输出驱动电路；
（ 7 ）欠电压封锁保护芯片过热保护等故障输出；
（ 8 ）限流电路。
该集成电路的典型控制功能包括 PWM 开环速度控制，使能控制（起动或停止），正反转控制和能耗制动控制，适当加上一些外围元件，可实现软起动。
3.1.1 转子位置传感器译码电路
该译码电路将电动机的转子位置传感器信号转换成六路驱动输出信号，三路上侧驱动输出和三路下侧 驱动输出。它适合于集电极开路的霍尔集成电路或光耦合电路等传感器。输入端脚 4、5、6 都设有提升电阻，输入电路分 TTL 电路电平兼容，门槛电压为2.2V。该集成电路适用于传感器相位差为,60°、120°、240°、300° 四种情况的三相无刷电动机。由于 3 个输入逻辑信号，可有 8 种逻辑组合。其中 6 种正常状态决定了电动机 , 个不同位置状态。其余 2 种组合对应于位置传感不正常状态，即 3 个信号线开路或对地短路状态，此时脚 14 将输出故障信号（低电平）。
用脚 3 逻辑电平来确定电动机转向。当脚 3 逻辑状态改变时，传感器信号在译码器内将原来的逻辑状态改变成非，再经译码后，得到反相序的换向输出，使电动机反转。电动机的起停控制由脚 7 使能端来实现。当脚 7 悬空时，内部有电流源使驱动输出电路正常工作。若脚 7 接地，3 个上侧驱动输出开路（1 状态），3 个下侧驱动输出强制为低电平（ 0 状态），使电动机失去激励而停车，同时故障信号输出为零。
当加到脚 23 上的制动信号为高电平时，电动机进行制动操作。它使 3 个上侧驱动输出开路，下侧 3 个驱动输出为高电平，外接逆变桥下侧 3 个功率开关导通，使电动机 3 个绕组端对地短接，实现能耗制动。芯片内设一个四与门电路，其输入端是脚 23 的制动信号和上侧驱动输出 3 个信号，它的作用是等待 3 个上侧驱动输出确实已转变为高电平状态后，才允许 3 个下侧驱动输出变为高电平状态，从而避免逆变桥上下开关出现同时导通的危险，其控制真值表，如表1示。
3.1.2 误差放大器
大功率变频器的保养与维护？
在变频器应用中，国内客户除少数有专用机房外，大多为了降低成本，将变频器直接安装于工业现场。工作现场是灰尘大、温度高，在南方还有湿度大的问题。对于线缆行业还有金属粉尘，在陶瓷、印染等行业还有腐蚀性气体和粉尘，在煤矿等场合，还有防爆的要求等等。根据现场做出相应的对策。
2.1 变频器的安装设计基本要求
(1) 变频器应该安装在控制柜内部。
(2) 变频器最好安装在控制柜内的中部;变频器要垂直安装，正上方和正下方要避免安装阻挡排风、进风的大元件。
(3) 变频器上、下部边缘距离控制柜顶部、底部、隔板、安装的大元件等的最小间距，应该大于300mm。
柜内安装变频器的基本要求
(4) 特殊用户在使用中取掉键盘，则变频器面板的键盘孔，要用胶带严格密封采用假面板替换，防止粉尘大量进入变频器内部。
(5) 对变频器要进行定期维护，及时清理内部的粉尘等。
(6) 的基本安装、使用要求遵守用户手册上的有关说明;如有疑问请及时联系相应厂家技术支持人员。
2.2 防尘控制柜的设计要求
在多粉尘场所，特别是多金属粉尘、絮状物的场所使用变频器时，采取正确、合理的防护措施是十分必要的，防尘措施得当对保证变频器正常工作非常重要。总体要求控制柜整体应该密封，应该通过专门设计的进风口、出风口进行通风;控制柜顶部应该有防护网和防护顶盖出风口;控制柜底部应该有底板和进风口、进线孔，并且安装防尘网。
(1) 控制柜的风道要设计合理，排风通畅，避免在柜内形成涡流，在固定的位置形成灰尘堆积。
(2) 控制柜顶部出风口上面要安装防护顶盖，防止杂物直接落入；防护顶盖高度要合理，不影响排风。防护顶盖的侧面出风口要安装防护网，防止絮状杂物直接落入。
(3) 采用控制柜顶部侧面排风方式，出风口安装防护网。
(4) 要确保控制柜顶部的轴流风机旋转方向正确，向外抽风。风机安装在控制柜顶部的外部，确保防护顶盖与风机有足够的高度；风机安装在控制柜顶部的内部，安装所需螺钉采用止逆弹件，防止风机脱落造成柜内元件和设备的损坏。建议在风机和柜体加装塑料橡胶减振垫圈，可以大大减小风机震动造成的噪音。
(5) 控制柜的前、后门和其他接缝处，要采用密封垫片密封胶进行的密封，防止粉尘进入。
(6) 控制柜底部、侧板的所有进风口、进线孔，要安装防尘网。阻隔絮状杂物进入。防尘网应该设计为可拆卸式，以方便清理、维护。防尘网的网格要小，有效阻挡细小絮状物(与家用防蚊蝇纱窗的网格相仿);根据具体确定合适的网格尺寸。防尘网四周与控制柜的结合处要严密。
(7) 对控制柜要进行定期维护，及时清理内部、外部的粉尘、絮毛等杂物。维护周期可根据具体而定，但应该小于2～3个月;对于粉尘严重的场所，建议维护周期在1个月左右。
防尘控制柜的安装要求
2.3 防潮湿霉变的控制柜的设计要求
多数变频器厂家内部的印制板、金属结构件均未进行防潮湿霉变的特殊，变频器长期处于这种状态，金属结构件产生锈蚀，对于导电铜排在高温运行下，更加剧了锈蚀的过程。对于微机控制板和驱动电源板上的细小铜质导线，锈蚀将造成损坏，，对于应用于潮湿和和含有腐蚀性气体的场合，对于使用变频器的内部设计有基本要求，例如印刷电路板采用三防漆喷涂，对于结构件采用镀镍铬等工艺。除此之外，还采取积极、有效、合理的防潮湿、防腐蚀气体的措施。
(1) 控制柜可以安装在单独的、密闭的采用空调的机房，此方法适用控制设备较多，建立机房的成本低于柜体单独密闭的场合，此时控制柜可以采用如上防尘环境设计。
(2) 采用独立进风口。单独的进风口可以设在控制柜的底部，通过独立密闭地沟与外部干净环境连接，此方法在进风口处安装一个防尘网，地沟超过5m时，可以考虑加装鼓风机。
(3) 密闭控制柜内可以加装吸湿的干燥剂吸附毒性气体的活性材料，并近期更换。
3 干扰问题
3.1 变频器对微机控制板的干扰
在注塑机、电梯等的控制系统中，多采用微机PLC进行控制，在系统设计改造过程中，要注意变频器对微机控制板的干扰问题。用户自己设计的微机控制板工艺水平差，不符合EMC国际标准，在采用变频器后，产生的传导和辐射干扰，往往导致控制系统工作异常，采取必要措施。
(1) 的接地。电机等强电控制系统的接地线通过接地汇流排可靠接地，微机控制板的屏蔽地，最好单独接地。对于某些干扰严重的场合，建议将传感器、I/O接口屏蔽层与控制板的控制地相连[3]。
(2) 给微机控制板输入电源加装EMI滤波器、共模电感、高频磁环等，成本低。可以有效抑制传导干扰。在辐射干扰严重的场合，如周围存在GSM、小灵通机站时，可以对微机控制板添加金属网状屏蔽罩进行屏蔽。
微机控制板的电源抗干扰措施
(3) 给变频器输入加装EMI滤波器，可以有效抑制变频器对电网的传导干扰，加装输入交流和直流电抗器L1、L2，可以提高功率因数，减小谐波污染，综合效果好。在某些电机与变频器距离超过100m的场合，在变频器侧添加交流输出电抗器L3，输出导线对地分布参数造成的漏电流保护和减少对外部的辐射干扰。一个行之有效的方法采用钢管穿线屏蔽电缆的方法，并将钢管外壳电缆屏蔽层与大地可靠连接。请注意，在不添加交流输出电抗器L3时，采用钢管穿线屏蔽电缆的方法，增大了输出对地的分布电容，出现过流。当然在中只采取其中的一种几种方法。
减小变频器对外部控制设备的干扰措施
(4) 对模拟传感器检测输入和模拟控制信号进行电气屏蔽和隔离。在变频器组成的控制系统设计过程中，建议尽量不要采用模拟控制，特别是控制距离大于1M，跨控制柜安装的下。变频器都有多段速设定、开关频率量输入输出，可以满足要求。非要用模拟量控制时，建议采用屏蔽电缆，并在传感器侧变频器侧实现远端一点接地。干扰仍旧严重，实现DC/DC隔离措施。可以采用标准的DC/DC模块，采用V/F转换，光藕隔离再采用频率设定输入的方法。
3.2 变频器本身抗干扰问题
当变频器的供电系统附近，存在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源采用滑环供电的场合，变频器本身干扰而出现保护。建议用户采用如下措施：
(1) 在变频器输入侧添加电感和电容，构成LC滤波网络。
(2) 变频器的电源线直接从变压器侧供电。
(3) 在条件许可的下，可以采用单独的变压器。
(4) 在采用外部开关量控制端子控制时，连接线路较长时，建议采用屏蔽电缆。当控制线路与主回路电源均在地沟中埋设时，除控制线采用屏蔽电缆外，主电路线路采用钢管屏蔽穿线，减小彼此干扰，防止变频器的误动作。
(5) 在采用外部模拟量控制端子控制时，连接线路在1M以内，采用屏蔽电缆连接，并实施变频器侧一点接地;线路较长，现场干扰严重的场合，建议在变频器侧加装DC/DC隔离模块采用V/F转换，采用频率指令给定模式进行控制。
(6) 在采用外部通信控制端子控制时，建议采用屏蔽双绞线，并将变频器侧的屏蔽层接地(PE)，干扰非常严重，建议将屏蔽层接控制电源地(GND)。对于RS232通信方式，注意控制线路尽量不要超过15m，要加长，随之降低通信波特率，在100m左右时，正常通信的波特率小于600bps。对于RS485通信，还考虑终端匹配电阻等。对于采用现场总线的高速控制系统，通信电缆采用专用电缆，并采用多点接地的方式，才提高可靠性。
4 电网质量问题
在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合，电压经常出现闪变;在一个车间中，有几百台变频器等容性整流负载在工作时，电网的谐波非常大，对于电网质量有很严重的污染，对设备本身也有相当的破坏作用，轻则不连续正常运行，重则造成设备输入回路的损坏。可以采取以下的措施：
集中整流的直流共母线供电方式
(1) 在高频冲击负载如电焊机、电镀电源、电解电源等场合建议用户增加无功静补装置，提高电网功率因数和质量。
(2) 在变频器比较集中的车间，建议采用集中整流，直流共母线供电方式。建议用户采用12脉冲整流模式。优点是，谐波小、节能，特别适用于频繁起制动、电动运行与发电运行进行的场合。
(3) 变频器输入侧加装无源LC滤波器，减小输入谐波，提高功率因数，成本较低，可靠性高，效果好。
(4) 变频器输入侧加装有源PFC装置，效果最好，但成本较高。
5 电机的漏电、轴电压与轴承电流问题
变频器驱动感应电机的电机模型，Csf为定子与机壳的等效电容，Csr为定子与转子的等效电容，Crf为转子与机壳的等效电容，Rb为轴承对轴的电阻;Cb和Zb为轴承油膜的电容和非线性阻抗。
高频PWM脉冲输入下，电机内分布电容的电压耦合作用构成系统共模回路，从而引起对地漏电流、轴电压与轴承电流问题。
变频器驱动感应电机的电机模型
漏电流主要是PWM三相供电电压极其瞬时不平衡电压与大地通过Csf产生。其大小与PWM的dv/dt大小与开关频率大小有关，其直接结果将导致带有漏电保护装置动作。，对于旧式电机，其绝缘材料差，又长期运行老化，有些在变频改造后造成绝缘损坏。，建议在改造前，进行绝缘的测试。对于新的变频电机的绝缘，要求要比标准电机高出一个等级。
轴承电流主要以三种方式存在：dv/dt电流、EDM(Electric Discharge Machining)电流和环路电流。轴电压的大小不仅与电机内各部分耦合电容参数有关，且与脉冲电压上升时间和幅值有关。dv/dt电流主要与PWM的上升时间tr有关，tr越小，dv/dt电流的幅值越大;逆变器载波频率越高，轴承电流中的dv/dt电流成分越多。EDM电流出现存在的偶然性，只有当轴承润滑油层被击穿轴承内部发生接触时，存储在电子转子对地电容Crf上的电荷(1/2 Crf×Urf)通过轴承等效回路Rb、Cb和Zb对地进行火花式放电，造成轴承光洁度下降，降低使用寿命，严重地造成直接损坏。损坏程度主要取决于轴电压和存储在电子转子对地电容Crf的大小。
环路电流发生在电网变压器地线、变频器地线、电机地线及电机负载与大地地线的回路(如水泵类负载)中。环路电流主要造成传导干扰和地线干扰，对变频器和电机影响不大。避免减小环流的方法尽减小地线回路的阻抗。变频器接地线(PE变频器)与电机接地线(PE电机1)连接在一个点，，尽加粗电机接地电缆线径，减小两者的电阻，变频器与电源的地线采用地线铜母排专用接地电缆，保证接地。对于潜水深井泵这样的负载，接地阻抗ZE电机2小于ZE变压器与ZE变频器之和，形成地环流，建议断开ZE变频器，抗干扰效果好。
在变频器输出端串由电感、RC组成的正弦波滤波器是抑制轴电压与轴承电流的有效途径。目前有多家厂家可提供标准滤波器。
湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467
