變頻器應用中存在的問題及處理對策

摘要：  變頻器在交流拖動系統(tǒng)應用中呈現(xiàn)優(yōu)良的控制性，可以實現(xiàn)軟起動和無級調(diào)速，進行加減速控制，使電動機獲得高性能，而且具有顯著的節(jié)能效果。所以應用變頻調(diào)速可以提高生產(chǎn)機械的控制精度、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量，從而利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。因此變頻器近年來在工業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)得到了廣泛的應用。但變頻器在實際應用和維護檢修中也暴露出一些問題需要引起重視。
一. 變頻器推廣應用中的誤區(qū)
變頻器在交流電機拖動應用中，其優(yōu)勢有目共睹。但是一些企業(yè)在新上和改建項目過程中往往對變頻器的應用不予考慮，其中設備投資高是主要原因，主觀認為電動機控制采用傳統(tǒng)的控制方式能夠節(jié)省不小的投資，這種觀念實際上進入了一個誤區(qū)。傳統(tǒng)控制方式一般采用星-角轉換和自藕變壓器啟動，從控制端到電動機之間需要兩條電纜，在中等規(guī)模以上企業(yè)由于電動機的控制均是集中控制，那么電纜大都有一定的長度。所以變頻器與傳統(tǒng)控制方式相比，雖然設備投資高，但是節(jié)約了一條電纜，而且近年來電纜的價格一直在走高，因此55KW以上電機采用變頻器控制的投資和傳統(tǒng)控制方式相近，且技術產(chǎn)品質量都已成熟。另外其良好的節(jié)能性能，有很高投資回報率。在風機、水泵等負載上使用兩年就能收回投資，直接經(jīng)濟效益明顯。還有變頻器的軟啟動性能對泵類機械設備的沖擊磨損小，可延長機械設備的檢修周期及使用壽命，間接經(jīng)濟效益也是十分突出的。國外80%以上電動機都采用變頻器控制，而我國在這方面的普及率還是非常低，應用推廣緩慢，除了技術、人員素質外，觀念和意識保守，設計、技術改造理念上的延襲陳舊，是阻礙發(fā)展的主要原因。應該采取措施打破阻礙發(fā)展的瓶頸，使變頻器優(yōu)良性能得到普遍應用。
二. 變頻器的選型
選用變頻器要按照生產(chǎn)機械的類型、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度、起動轉矩的要求，決定選用那種控制方式的變頻器。通常負載有三種類型：恒轉矩負載、風機泵類負載和恒功率負載。因此選用變頻器首先要搞清電動機所帶負載的性質。不同負載類型，選不同類型的變頻器。并且兩者功率要相互匹配。良好的選型是保證變頻器長周期安全運行的前提。
三. 變頻器的運行環(huán)境即安裝要點
變頻器屬精密電子裝置，所以溫度、灰塵與潮濕也對其壽命影響較大。變頻器的環(huán)境運行溫度一般要求－10℃~+50℃，良好的運行工作環(huán)境，可降低變頻器的故障率，延長變頻器的壽命。安裝接線，變頻器輸入端加裝空氣開關，以防變頻器發(fā)生短路時起到保護作用。變頻器輸出端要加裝接觸器通過自身控制使其導通�？刂凭�盡量不要太長，否則易受干擾產(chǎn)生誤動作�？刂凭�要選用屏蔽線，一端接地。接地地線應保證良好以防止地線帶電而損壞變頻器�！　　�
  四. 諧波問題及對策
  諧波問題是變頻器應用中的薄弱環(huán)節(jié)且是不可避免的。變頻器輸出電壓中含有除基波以外的其它諧波，較低次諧波通常對電動機負載影響較大，引起轉矩脈動，而較高的諧波又使變頻器輸出電纜的漏電流增加，使電動機出力不足，另外諧波會對供電電源系統(tǒng)產(chǎn)生電力污染，會影響電網(wǎng)系統(tǒng)中其它設備的正常使用。因此變頻器輸出的高低次諧波都必須抑制，在現(xiàn)場通常采用安裝電抗器的方法抑制諧波。在變頻器的輸入端與輸出端必須串接合適的電抗器，或安裝諧波濾波器。另外要做好良好的接地。
五. 變頻器基本參數(shù)的設定
1，頻率限制
即設定變頻器輸出頻率的上、下限幅值。一般情況下電機散熱靠本身風扇進行冷卻，因此下限頻率不能低于15HZ。如果工藝要求經(jīng)常低速運行（小于15HZ），則電機要另加散熱風扇。上限頻率幅值不能超出50HZ,否則損壞電機。如果工藝要求頻率大于50HZ，需配置專用電機。
2，轉矩補償
又稱轉矩提升，即補償因電動機低速時轉矩降低。通過設定可使加速時電壓自動提升以補償起動轉矩，使電動機加速順利進行。補償時要根據(jù)負載起動特性進行整定，如變頻器的轉矩提升參數(shù)調(diào)的很高，這樣變頻器的啟動電流會很大，會出現(xiàn)經(jīng)常跳“過流”，也容易損壞模塊。因此轉矩提升應適當。目前矢量型變頻器，能自動調(diào)整輸出最大轉矩。
3，加減速時間
加減速時間就是輸出頻率從0上升到最大頻率和從最大頻率下降到0所需時間。設定時要滿足在電動機加速時防止過電流，減速時以防止過電壓。這需要根據(jù)負載特性定出最佳加減速時間。以使運轉中不發(fā)生過電流、過電壓報警為原則，將加減速時間縮短。
4，　頻率設定信號增益
此功能僅在用外部模擬信號設定頻率時才有效。在早期生產(chǎn)的產(chǎn)品中經(jīng)常使用，它是用來設定外部模擬信號電壓與變頻器輸出頻率關系的參數(shù)。當模擬輸入信號為最大時(如10v、或20mA)，變頻器輸出頻率為0～50Hz，增益信號設定為100%，如外部設定信號為0～5v時，若變頻器輸出頻率為0～50Hz，則將增益信號設定為200%
5，節(jié)能控制　
風機、水泵都屬于變轉矩負載，負載轉矩與轉速呈平方關系，具有節(jié)能控制功能的變頻器設有專用V/f模式，這種模式可改善變頻器的效率，可根據(jù)負載電流自動降低變頻器輸出電壓，以達到節(jié)能目的。對于風機、水泵類負載變化較大的設備，應選用此參數(shù)以此來實現(xiàn)最佳的節(jié)能效果。
六. 變頻器維修經(jīng)驗及處理辦法
在現(xiàn)場對變頻器行操作的人員，如果對常見的故障情況能作出判斷和處理，就能大大提高工作效率，并且避免一些不必要的損失。為此，總結了一些變頻器的常見基本故障的檢測和判斷，供參考。
1， 上電跳閘或變頻器主電源接線端子部分出現(xiàn)火花。
斷開電源線，檢查變頻器輸入端子是否短路，檢查變頻器中間電路直流側端子P、N是否短路。可能原因是整流器損壞或中間電路短路。
2， 上電無顯示斷開電源線，檢查電源是否有缺相或斷路情況，如果電源正常則再次上電后則檢檢查變頻器中間電路直流側端子P、N是否有電壓，如果上述檢查正常則判斷變頻器內(nèi)部開關電源損壞。
3， 開機運行無輸出（電動機不啟動）
斷開輸出電機線，再次開機后觀察變頻器面板顯示的輸入頻率，同時測量交流輸出端子�？赡茉�因是變頻器啟動參數(shù)設置或運行端子接線錯誤、也可能是逆變部分損壞或電動機沒有正確鏈接到變頻器。
4， 運行時“過電壓”保護，變頻器停止輸出
檢查電網(wǎng)電壓是否過高，或者是電機負載慣性太大并且加減速時間太短導致的制動問題，
5， 運行時“過電流”保護，變頻器停止輸出
電機堵轉或負載過大�？梢詸z查負載情況或適當調(diào)整變頻器參數(shù)。如無法奏效則說明逆變器部分出現(xiàn)老化或損壞。
6， 運行時“過熱”保護，變頻器停止輸出
視各品牌型號的變頻器配置不同，可能是環(huán)境溫度過高超過了變頻器允許限額，檢查散熱風扇是否運轉或是電動機過熱導致保護關閉。
7， 運行時“接地”保護，變頻器停止輸出
參考操作手冊，檢查變頻器及電機是否可靠接地，或者測量電機的絕緣度是否正常。
8， 制動問題（過電壓保護）
如果電機負載確實過大并需要在短時間內(nèi)停車，則需購買帶有制動單元的變頻器并配置相當功率的制動電阻。如果已經(jīng)配置了制動功能，則可能是制動電阻損壞或制動單元檢測失效。
9， 變頻器內(nèi)部發(fā)出腐臭般的異味
切勿開機，很可能是變頻器內(nèi)部主濾波電容有破損漏液現(xiàn)象。
10，控制端子功能失效
如果面板控制沒有問題，原因大多是控制線路長，導致控制板損壞，測量控制輸出電壓即可判斷，解決的最好辦法，是外加控制輸出電源。
10，變頻器部件損壞
變頻器內(nèi)部部件故障出現(xiàn)故障時，其整流模塊、逆變模塊損壞占有非常高的比率，整流模塊的判斷較容易，在排除內(nèi)部短路情況下，更換整流橋。逆變模塊損壞一般是由于外部和自身壽命及質量引起，在修復驅動電路之后，測驅動波形良好狀態(tài)下，更換模塊。怎樣判斷逆變模塊的好壞，對三個分立模塊的變頻器，一般情況下，對比測試很容易得出正確的判斷，這種方法對于初學者來說十分行之有效。如果是一體化模塊，則需要了解基本技術參數(shù)才能做出準確判斷，否則需請專業(yè)人士進行修理。

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