电源和电源问题

文章21

不可预测的电力供应

变频器需要电源。不仅要转动几瓦，还要转动几千瓦的电机，再加上一些自转。几乎所有变频器都通过“主电源”供电，但我们将看到的不仅仅是连接电源还有其它的用电回路，请小心使用其他可能用电的回路。

变频器通常不会升压或降压，因此变频器输入的电压通常与输出电压有关。有一个例外。一些变频器将接受110V输入，并将电压加倍以产生230V输出，现在请让我们回到主流产品的讨论中来。

因此，额定230V AC的变频器将产生大约230V三相输出（频率和电压可变），适用于230V三相电动机。许多电动机可以配置为230V（星形连接）或400V（三角形连接），请确保正确连接电动机。较大的电动机可以配置为400V和690V，或者仅配置一个电压，因此在连接之前，请检查额定值标签和连接设置。

回到变频器。单相和三相输入变频器的电压均为230V，因此请再次确保使用正确的变频器。在变频器内部，交流电通过感应峰值电压的整流二极管立即转换为直流电，如图1所示。

图1 通过输入整流器检测峰值电压

因此，无论输入是单相还是三相，结果都是相同的–在DC电路电容上的DC电压约为320V左右。当然，如果输入电压低于或高于标称230V，则DC电压也会相应的发生变化。

大多数变频器设计为可以在很宽的电压范围内达到完整规格。例如，一个230V的Invertek变频器将在200V至240V之间完美工作，并具有+/- 10％的额外压差。但是，建议您的标称电压在200到240V之间，另外允许10％的电源电压变化。如果电压下降到约180V以下，则变频器无法向电动机提供足够的功率（请记住，输出电压将限制在输入电压之内），并且如果电压进一步下降，变频器的电源会关闭。但是，变频器将在发生欠压之前跳闸。

如果电压升的过高，变频器将因过电压跳闸。即使跳闸，很高的电源电压也可能损坏变频器。如果将230V变频器连接到400V，肯定会损坏变频器，这经常会发生，因此在连接前请检查变频器的电压。

400V变频器设计用于三相操作。该工作范围通常为380V至480V，同样具有+/- 10％的容差以允许电源变化。三相平衡的电源很重要；也就是说，每个相上的电压和其他相的差别都在3％以内。

请记住，变频器仅在电源波形的峰值处汲取电流，因此峰值电压的微小差异将导致相电流的较大差异。

不要尝试在500V上运行400V变频器；因为在周末，电源电压可能漂升，然后下周一早上您可能就发现变频器已经跳闸或损坏了。

电源电压并不稳定，通常包括尖峰，跌落和波动。变频器具有防止电涌（和突降）的保护，并且可以吸收一定量的能量而不会造成损坏。但是，如果能量过高–例如，由于附近的雷击，变频器将被破坏。如果您预计存在这些“尖峰”或电源激增，建议安装额外的保护措施，例如输入电抗器，以限制进入变频器中的能量。

专为三相操作而设计的许多（但不是全部）变频器通常会在降额的单相电源上运行。购买变频器之前，请与工厂联系以进行检查。

变频器制造商通常会提供其他范围的变频器，以覆盖其他电压。例如，英泰 P2和Eco变频器的工作电压均为500 – 600V。

请记住-所有变频器都将接受50或60Hz的输入，输入电源会立即转换为DC，因此实际上任何合理接近50或60Hz的频率都是可以接受的。

但是，我们什么时候会期望电源上出现奇数的电压和频率呢？在欧洲和许多其他国家/地区，电源电压和频率都有很好的定义。他们讲380、400、415伏的电压，调节得很好。其他国家则变化多一些。在美国，您会遇到460、480或500V，以及家用和轻工业安装中的208单相或三相。南非在许多地方使用525V，加拿大使用575V。回到欧洲，开始使用690V。在更远的地方，电源不能得到很好的调节，标称380V可能会降至350V甚至更低。因此，请检查并关注您要安装或运送的产品，我们的网站上有更多的信息。

为了安全和电磁兼容性，所有变频器都必须接地。特殊情况是使用IT电源驱动变频器（请参阅IEC 60364）。这些电源仍在某些大型工厂中使用，并且具有隔离的接地，因此它们可以承受接地故障但不允许跳闸。图2显示了IT电源配置。请查阅工厂或操作手册，以了解如何在此类电源上安装变频器。

图2 IT电源显示隔离的接地系统

电压难以预测的另一种应用是使用发电机电源工作。有时，发电机可能会变幻无常。它们旨在提供线性负载，而不是仅在波形峰值处获取电流的整流器和电容器。因此它们需要一些过高的额定值，并且在启动时也要小心，因为电源电压和频率缓慢上升–对电子产品不利。 Invertek已制作了一份应用笔记，并提供了有关将变频器与发电机一起使用的详细信息（AN-ODP-2-060）；在网站www.invertekdrives.cn上找到它。

变频器也可以通过直流电源进行操作。在我们能接受的电压范围内，DC并不多（例如230V变频器为320V，400V变频器为550V），但是可以小心地将多个变频器的DC端子连接在一起。例如，当一个变频器正在驱动（向电动机提供能量）而另一个变频器正在发电（从电动机汲取能量）时，此功能很有用。如果将这些变频器的直流电连接在一起，如图3所示，那么来自发电变频器的能量将馈送到电动变频器，因此从电源汲取的净功率将大大降低。这样做之前，请务必先咨询工厂。