正反频繁且要可靠
发布时间:2019-05-10 14:05

  在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。如果是变频器出现故障,如何去判断是哪一部分问题,在这里略作介绍。

  找到变频器内部直流电源的P端和N端,将万用表调到电阻X10档,红表棒接到P,黑

  表棒分别依到R、S、T,应该有大约几十欧的阻值,且基本平衡。相反将黑表棒接到P

  端,红表棒依次接到R、S、T,有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端,重复

  以上步骤,都应得到相同结果。如果有以下结果,可以判定电路已出现异常,A.阻值

  三相不平衡,可以说明整流桥故障。B.红表棒接P端时,电阻无穷大,可以断定整流桥

  将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上,应该有几十欧的阻值,且各相阻值基

  本相同,反相应该为无穷大。将黑表棒接到N端,重复以上步骤应得到相同结果,否则

  在静态测试结果正常以后,才可进行动态测试,即上电试机。在上电前后必须注意

  1、上电之前,须确认输入电压是否有误,将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机

  2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动,连接异常有时可能导致变频器

  4、如未显示故障,首先检查参数是否有异常,并将参数复归后,进行空载(不接电机)情况下

  启动变频器,并测试U、V、W三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况,则模

  5、在输出电压正常(无缺相、三相平衡)的情况下,带载测试。测试时,最好是满负载

  一般是由于电网电压或内部短路引起。在排除内部短路情况下,更换整流桥。在现

  场处理故障时,应重点检查用户电网情况,如电网电压,有无电焊机等对电网有污染

  一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起。在修复驱动电路之后,测驱动波

  形良好状态下,更换模块。在现场服务中更换驱动板之后,还必须注意检查马达及连

  一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电路无直流电引起,如启动电阻

  一般由于输入缺相,电路老化及电路板受潮引起。找出其电压检测电路及检测点,

  由于变频调速在频率范围、动态响应、调速精度、低频转矩、转差补偿、通讯功能、智能控制、功率因数、工作效率、使用方便等方面是以往的调速方式无法比拟的,它以体积小、重量轻、通用性强、拖动领域宽、保护功能完善、可靠性高、操作简便等优点,深受钢铁、有色、矿山、石油、石化、化工、医药、纺织、机械、电力、轻工、建材、造纸、煤炭、卷烟、自来水等行业的欢迎,社会效益非常显著。它优于以往的任何调速方式,如变极调速、调压调速、滑差调速、串级调速、整流子电机调速、液力耦合调速,乃至直流调速而成为电机调速的佼佼者。

  本文站在新世纪之初,回顾19世纪80年代末的变频状况,详实地报告了我国这十多年变频技术、变频市场的变化及变频技术的重要应用。

  正确地说,我国变频器的市场化始于80年代后期,第一家商品化的变频器当属日本三垦变频器,香港力达公司作为三垦的总代理,在国内巡回讲座变频技术(当时是SVF型)。紧接着,日本富士变频器推入中国(富士5型)。所以说80年代末,我国的变频市场是被三垦、富士占领着,尽管在这以前,机械部的西安电力电子技术研究所研制电流型变频器,天津电气传动研究所研制着电压型变频器,大连电机厂买了日本东芝技术,都没形成规模。那么,到现在,除了日本三垦、富士变频器,还有三菱、东芝、安川、明电舍、日立、春日、松下、东洋、AB、罗宾康、通用、KB、摩托托尼、西门子、伦茨、ABB、丹佛斯、西技来克、阿尔斯通、施耐德、安萨尔多、SEW、住友、三木、CT、VACON、KEB、RELIANCE、TE、伊林、欧陆、三星、LG、台安、东元、普传、安邦信、森兰、佳灵、吉纳、先行、安圣(华为)、时代、利德华福、富凌、九德松益、利佳、贺盛达、格立特、同方、隆达、惠丰、HOLIP、MSC、ALIPHA、隆兴、爱德利、台达、大晋、宁茂、阳网、士林、南昱、康沃、建业、风光电子、凯奇、裕丸、VF-A3(辽无一厂)、DVF-C(东宇)、四维、欧林、腾龙、维晶美、先马、HIC(华能)、天传、西电子等八十多个品牌。好似龙争虎跃,其中在中国建立合资厂的有:富士(无锡)、ABB(北京)、西门子(天津)、三垦(江阴)。可喜的是,中国涌现不少变频器生产厂家,除台湾外,如安圣、佳灵、利德华福等。

  变频技术上的进展更为显著。80年代末的变频器,技术上还不很完善,有的如缺少避开频率点功能和瞬时停电自动再起动功能等,而目前的变频器,功能非常强,除具有转矩提升、转差补偿、转矩限定、直流制动、多段速度设定、S型运行、频率跳跃、瞬时停电自动再启动、重试功能等性能外,还有A、直接转矩控制,实现高起动转矩。0转数时,转矩输出100%。B、低干扰控制方式。C、通信功能、RS485接口,可以选用各种总线。如Profibus 、Interbus等。通用变频器容量也有所放大。如:日本富士、日本明电舍达到了315kW,而西门子可以做到800kW。总的感觉,许多变频器基本相通,各有千秋。如日本变频器年代早、产量大、可靠性高、设计细化。西门子变频器范围大、电压等级多、功能多。欧洲变频器不但有通信功能,而且有通信协议。富士7.5kW以下内置制动单元和制动电阻,三垦IPF系列备有恒压供水基板(IWS),丹佛斯变频器具有较强的滤掉谐波功能等。变频器的核心逆变元件也由GTR转为IGBT。这十多年是变频技术发展的十年,是变频技术不断完善的十年。那么,变频器的价格呢?是不断降低的十年。以富士变频器为例:一台水泵用的280kW变频器,80年代末需28~30万元一台。而现在只需14~16万元一台。表1列出了富士变频器1990年和2000年的市场价。那时买一台,现在可以买二台。

  20世纪90年代开始,交流变频调速装置在我国的应用有了突飞猛进的发展。由于变频调速在频率范围、动态相应、调速精度、低频转矩、转差补偿、通讯功能、智能控制、功率因数、工作效率、使用方便等方面是以往的交流调速方式无法比拟的,它以体积小、重量轻、通用性强、拖动领域宽、保护功能完善、可靠性高、操作简便等优点,深受钢铁、冶金、矿山、石油、石化、化工、医药、纺织、机械、电力、轻工、建材、造纸、印刷、卷烟、自来水等行业的欢迎,社会效益非常显著。在变频领域,我公司起步较早,销量较大,应用负载较多。可以说,伴随着我国变频技术成长。

  泵类负载,量大面广,包括水泵、油泵、化工泵、泥浆泵等,有低压中小容量,也有高压大容量。

  采用变频控制时,电机或泵的转数下降,轴承等机械部件磨损降低,泵端密封系统不易损坏,机泵故障率降低,维修工作量大为减少。高楼的恒压供水变频系统,虽然只是变频器的简单应用,但很好得满足了高层用户用水的压力稳定性,大大节约了能源。

  风机类负载,也是量大面广设备,各行各业普遍应用,多数是调节挡板开度来调节风量,浪费大量电能。某炼油厂65吨/时中压锅炉是为回收催化裂化装置生产中产生的一氧化碳气而设置的主要动力设备。由于燃烧燃料的不同,所需风量相差近一倍。为此,他们对锅炉风机采用变频调速控制,去掉了风机挡板,年节电67万度,节电率67.7%,锅炉燃烧率提高1.6~2.7%,节省燃料油989~1628吨。

  在冶金行业,近年用交流变频,轧机交流已是一种趋势。尤其在轻负载轧机,如宁夏民族铝制品厂的多机架铝轧机组采用通用型变频器,满足低频带载启动,机架间同步运行,恒张力,操作简单可靠。

  卷扬机类负载,采用变频调速,稳定、可靠。铁厂的高炉卷扬设备是主要的炼铁输送设备。他要求启、制动平稳、加减速均匀、可靠性高。原多采用串极、直流或转子串电阻调速方式,效率低可靠性差。用交流变频替代上述调速方式,可以取得理想的效果。某钢厂对其300m3高炉卷扬设备控制系统用变频加制动单元和制动电阻取代原直流或转子串电阻调速方式,精度高、运行平稳、机械特性强、料车停车位置准确,杜绝了掉道事故,减轻了工人劳动强度,降低了噪声,节电且增产,多年使用未出现故障,效果显著。

  转炉类负载,用交流变频替代直流机组是一种简单可靠,运行平稳的调速方式。转炉倾动和氧枪升降采用交流变频调速拖动。经过多年的生产应用,系统运行稳定可靠,技术指标完全满足工艺要求。转炉、氧枪主传动系统引起的热停工可以减少90%以上,为钢厂以后稳定生产打下坚实的基础。

  辊道类负载,多在钢铁冶金行业,采用交流电机变频控制,可提高设备可靠性和稳定性。

  钢铁中型厂后道工序改造,采用变频装置拖动交流电机并和PLC接口,产生良好的效果。调速精度高,提高了产品质量,设备可靠性高,保证了生产的连续性,提高了产品质量。由于变频制动效果好,省去了机械制动闸。由于速度连续可调,省却了大量减速机装置,同时改善了生产环境,消除了噪音。单节电一项,一年半就可收回全部变频装置的投资。变频器应用于辊道类负载,可以采用一台变频装置带多台笼式电机的技术。

  冶金、建材、烧碱等大型工业转窑(转炉)以前大部分采用直流、整流子电机、滑差电机、串机调速或中频剧组调速。由于这些调速方式或有滑环、或效率低,经过改造,采用交流变频控制,效果极好。

  吊车、翻斗车等负载转巨大且要平稳,正反频繁且要可靠。变频装置控制吊车、翻斗车满足这些要求

  石化工厂采用变频调速和PLC控制焦化翻斗车,取得了较高可靠性和经济效益。

  生产钢丝的拉丝机,要求高速、连续。钢丝强度200kg/mm2,调速系统精度高、稳定度高且要求同步。某金属制品厂活套式拉丝机采用变频控制,运行几年工作正常。由于用异步机取代了直流机,提高了设备可靠性,并提高了产品质量。

  煤矿的原煤装运列车或钢厂的钢水运送车灯采用变频技术效果很好。采用变频器控制系统,对原煤装运车双速电机系统进行了改造。起停快速,过载能力强,正反转灵活,达到了煤面平整、重量正确(不多装或少装),基本上不需要人工操作,提高原煤生产效率,节约电能。钢水运输车采用变频技术,运驶速度快而平稳,安全可靠。

  由于电梯是载人工具,要求拖动系统可靠,又要频繁的加减速和正反转,电梯动态特性和可靠性的提高,便增加了电梯乘坐的安全感、舒适感和效率。过去电梯调速直流居多,近几年逐渐转为交流电机变频调速,无论是日本,还是德国。我国不少电梯厂都争先恐后的用变频调速来装备电梯。

  单轨高架游览车,行驶中频繁起动、停车、上坡、下坡,并要求起停平稳、车速恒定。由于是载人车,运行必须安全可靠,常年日晒雨淋,环境恶劣。以往要求调速性能高的传动装置,多采用带测速反馈的矢量控制系统,价格较高,为了降低价格,并维修方便。我们采用通用型变频器转矩适量控制方式,成功地解决了起动/贾素、停车/减速、恒速/变速行驶等,并防止了“下滑”、“冲站”现象的产生,达到了安全可靠,用户非常满意。

  冶金电力煤炭化工等行业,给料机众多,无论圆盘给料机,还是振动给料机,采用变频调速,效果均非常显著。如圆盘给料机,原为滑差调速,低频转矩小,故障多,经常卡转。采用变频调速,由于是异步机,可靠性高、节电,更重要的是和温度变送器闭环控制可以保证输送物料的准确,不至于使氧化剂输送过量超温而造成事故,保证了生产的有序性。

  堆取料机是煤场、码头、矿山堆取的主要设备,主要功能是堆料和取料。老式的堆取料机,其堆料和取料均为手动操作,生产效率低,工人劳动强度大。经过改进采用变频调速。实现自动堆料和半自动取料,提高了设备可靠性,设备运行平稳,无冲击和摇动现象,取料过程按1/cos∮规律回转调速,提高了抖轮回转取料效率和皮带运煤的均匀度,很受工人欢迎。

  露天矿在重负载锷式破碎机用交流变频调速装置拖动和工业控制机控制,提高了设备可靠性,减少了维修费用,提高了自动化程度,提高了效率,可以节约大量的能源。

  发酵罐电机原为齿轮调速,如遇搅拌速度变化需拆卸三角皮带,即笨重又不安全。该用变频调速后,可以大量节约电能,发酵过程可以得到明显好转,提高了产品质量,减少了维修,减少了工人劳动强度,有益于工厂,有益于工人。

  纺织的工艺复杂,工位多,要求张力控制,有的要求位置控制。目前变频控制系统在纺织行业中得到广泛应用。

  如:粗纱机、细纱机、梳棉机、喷气织机等。通过PLC控制系统达到纺织中变频调速、张力、位置等多种控制。

  许多电源,如实验室电源等可用变频装置来完成,好处是投资少、见效快、体积小、操作简单。

  海尔集团开发的60KVA变频电源控制系统,从合同立项到安装验收完成紧用了15天。经过多年试用,该系统有以下优点:

  石化行业切片、造粒设备很多,由于变频调速精度高,平稳可靠,使用变频调速后可提高产品质量和产量,减少维修,给企业带来极大好处。挤出机上使用变频调速器,由于变频调速精度高、可靠性高、功率因数高,可以很大程度上提高设备的生产效率,降低能源损耗,并消除了启动时电流冲击,减少了维修,减少了工人的劳动强度。

  我国造纸工业的纸机,过去要求精度高的多采用SCR直流调速方式,有的用滑差电机、整流子电机。由于存在滑环和碳刷造成可靠性和精度不高。导致造纸机械落后,一般车速只有200米/分左右,难同国外1000米/分相比。因而造纸机械的变频化已是大势所趋。

  非常招揽游人的音乐喷泉,其水的高低和量的大小是靠变频控制的。目前较多的大型喷泉多采用变频控制。美观而经济。

  磨床主轴电机转速很高,需要电源的频率也高,有200 Hz 400 Hz甚至800Hz。以前主轴电机的电源多由中频发电机组拖动。中频机组体积大、效率低、噪声大、故障多、精度差。目前使用变频控制后,好处甚多。一是精度高,加工的轴承等表面光滑,而是占地小、噪音小(90Db降到30dB),三是提高产品质量,四是节点。

  卷烟行业过去进口的卷烟机,不论莫林8,还是莫林10,均非无极调速。因而,在卷烟行业主要是解决无极调速和可靠性问题,技术简单,变频器用法简单,收效极大。

  不少负载,如大型空压机、中频机组等噪声大、振动大。采用变频技术,可以减震降噪,达到标准以内。石油工厂码头螺杆泵是作为油轮卸油用,卸油扫舱时振动和噪音很大。因为振动往往使管架晃动,阀门和船破裂,噪声超过90分贝,振动和噪声成为卸船扫舱的大难问题。通过变频调速,控制最佳状态,使螺杆泵出口压力恒定,把振动和噪声控制在标准内。目前一些较早的大型空压机设备也存在一定的问题需要变频改造。

  大部分印染机械都是多单元联合工作设备。工艺上要求各单元以相同的县速度同步运行并保持张力恒定。否则会断布、缠布、色度不匀、色彩度不够,缩水率过大等质量问题。以往的印染机械无论是共电源方式或分电源方式都是采用直流调速系统。

  因为直流电机固有的缺点,现在印染行业多数采用交流变频技术。圆网印花机由进布单元、印花单元、烘房导带单元及落布单元四部分组成,属于印染调速系统复杂的一种。采用变频调速形成速度链控制。同步性能好,精度高,可靠性高。

  变频调速正在逐步地成为电气传动的中枢。它取代着变级调速、滑差调速、整流子电机调速、液力耦合调速、串级调速及直流调速。除了节电外(12~70%),更重要的事,产生增产、降耗、优质的效果,深受设计、工程、操作人员欢迎。

  三菱,在自动化领域应该是个相当有声誉的品牌,PLC、人机界面、变频器、伺服产品以及自动化仪表等等都是三菱公司的优势产品,

  三菱变频器以其稳定的性能, 丰富的功能, 良好的力矩特性, 以及较高的性价比,

  在变频器市场占据着重要的地位。并以其强大的品牌效应, 在中国的市场份额逐年增长。

  三菱变频器经过近20年的发展,产品质量和功能都相当稳定与完善。特别是随着功率器件以及IC芯片的不断改进,变频器产品也是不断地推陈出新,从早期使用分立元件的K系列、Z系列,到现在使用IPM、PIM模块的A系列,三菱变频器应该说又上了一个新台阶。我们应该提到的是在大功率模块的应用上,三菱变频器可能更有优势,因为三菱公司本身就是一个著名的半导体生产厂家,在功率器件的开发上更是走在了前端,特别是三菱公司的IPM模块,以其卓越的性能被众多变频器厂家所采用。现在的三菱变频器从应用来说主要可以分为以下几大类:

  (1) 通用型的A系列,较早有A200系列,以及经济型的A024、A044系列;

  (2) 风机水泵专用型的F系列, 包括早期的F400系列以及现在广泛使用的F500系列;

  为了满足市场的需要,三菱变频器还开发了应用于多种场合的选件卡,主要包括要求精确转速的PG反馈卡、用于精确定位的定位控制卡、用于压力控制的PI控制卡以及用于扩展输出点的继电器和晶体管输出卡。变频器功能的不断加强和选件卡的开发,使得三菱变频器更好地满足了不同用户的需要,也成为三菱变频器能够迅速壮大的动力。

  我们先就这些产品的故障做一分析。早期我们能碰到的产品主要包括Z系列和A200系列的变频器。小功率Z024系列变频器我们常见的故障现象有OC、ERR、无显示等。

  由于较长年限的使用,必然导致元器件的老化,从而引起驱动波形发生畸变,输出电压也就不稳定了,所以经常一运行就出现OC报警。

  Z024系列的机器使用的功率模块不仅含有过流,欠压等检测电路,而且还包含有放大驱动电路,所以不管是检测电路的损坏,驱动电路的损坏,

  ERR故障是一个欠压故障,通常是由于电压检测回路电阻或连线出现问题而导致故障的产生,而不是实际输入电压线系列的OC故障多数是由于驱动电路的损坏而引起的,它的驱动电路采用了一块陶瓷封装的厚膜电路,这给维修带来了一定的困难,其厚膜电路主要是基于一块驱动光耦而设计的电路。

  此外我们还会碰到一些LV故障,欠压故障的出现也多半由于母线检测电路出现了故障,三菱变频器也为此设计了一块用于检测电压和电流的厚膜电路。开关电源脉冲变压器的损坏也是A200系列变频器的一个常见故障,由于开关电源输出负载的短路,或母线电压的突变而导致脉冲变压器初,次级绕组的损坏。

  目前市场上正在推广使用的就是A500系列、E500系列、F500系列和S120系列。以下我们就A500和E500系列的常见故障和大家做一分析。

  对于A500系列我们有时会碰到UV(欠压)故障,我们可以检查一下整流回路。A500系列7.5kW以下变频器的整流桥内置一个可控硅,变频器在正常运行时用于切断充电电阻,内置可控硅的损坏会导致欠压故障的出现。开关电源损坏也是A500系列变频器的常见故障,而常见的损坏器件就是一块M51996波形发生器芯片,此芯片的损坏通常是由于工作电压的突变而导致的。此外,在平时维修中我们还是会经常碰到CPU板的损坏。常见的故障报警有E6、E7,而损坏器件也主要集中在CPU板的程序存储芯片,以及一些接口芯片上。

  对于E500系列变频器,我们碰到的常见故障有Fn故障,此故障主要由于风扇的损坏而引起的。但变频器在有报警的时候并不封锁输出。

  应该说三菱变频器在使用中出现的故障还是多样性的,希望在以后能有更多从事变频调速行业的人加入到此行列中,更好地为广大用户解决一些难题。

  2. 变频器功率的选用 变频器负载率 b 与效率 h 的关系曲线见附图。

  可见:当 b = 50%时, h = 94%;当 b = 100%时, h = 96%。虽然 b 增一倍, h 变化仅2%,但对中大功率例几百千瓦至几千千瓦电动而言亦是可观的。系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积,只有两者都处在较高的效率下工作时,则系统效率才较高。从效率角度出发,在选用变频器功率时,要注意以下几点:

  (1)变频器功率值与电动机功率值相当时最合适,以利变频器在高的效率值下运转。

  (2)在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时,则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率,但应略大于电动机的功率。

  (3)当电动机属频繁起动、制动工作或处于重载起动且较频繁工作时,可选取大一级的变频器,以利用变频器长期、安全地运行。

  (4)经测试,电动机实际功率确实有富余,可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器,但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。

  (5)当变频器与电动机功率不相同时,则必须相应调整节能程序的设置,以利达到较高的节能效果。

  3. 变频器箱体结构的选用 变频器的箱体结构要与环境条件相适应,即必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素,这与能否长期、安全、可靠运行有很大关系。常见有下列几种结构类型可供用户选用:

  (1)敞开型IP00棗本身无机箱,适用装在电控箱内或电气室内的屏、盘、架上,尤其是多台变频器集中使用时,选用这种型式较好,但环境条件要求较高;

  (2)封闭型IP20棗适用一般用途,可有少量粉尘或少许温度、湿度的场合;

  随着变频技术的提高,交流电动机的应用越来越广泛,采用变频调速可以提高生产机械的控制精度、生产效率和产品质量,有利于实现生产过程的自动化,是交流拖动系统具有优良的控制性能,而且在许多生产场合具有显著的节能效果。

  我国的电动机用电量占全国发电量的60%~70%,风机、水泵设备年耗电量占全国电力消耗的1/3。造成这种状况的主要原因是:风机、水泵等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量,其输入功率大,大量的能源消耗在挡板、阀门地截流过程中。由于风机、水泵类大多为平房转矩负载,轴功率与转速成立方关系,所以当风机、水泵转速下降时,消耗的功率也大大下降,因此节能潜力非常大,最有效的节能措施就是采用变频调速器来调节流量,应用变频器节电率为20%~50%,效益显著。

  许多机械由于工艺需要,要求电动机能够调速。过去由于交流电动机调速困难,调速性能要求高的场合都采用直流调速,而直流电冬季结构复杂,体积大,维修困难,因此随着变频调速技术的成熟,交流调速正逐步取代直流调速,往往需要进行是量和直接转矩控制,来满足各种工艺要求。

  利用变频器拖动电动机,起动电流小,可以实现软起动和无级调速,方便的进行加减速控制,是电动机获得高性能,大幅度地节约电能,因而变频器在工业生产和生活中得到了越来越广泛的应用。

  随着变频器应用范围的扩大,运行中出现的问题也越来越多,主要表现为:高次谐波、噪声与振动、负载匹配、发热等问题。本文针对以上问题进行分析并提出相应措施。

  通用变频器的主电路形式一般由整流、逆变和滤波三部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器,中间滤波部分采用大电容作为滤波器,逆变部分为IGBT三项桥式逆变器,且输入为PWM波形。输出电压中含有除基波以外的其它谐波,较低次谐波通常对电动机负载影响较大,引起转矩脉动;而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加,使电动机出力不足,因此变频器输出的高低次谐波都必须抑制,可以采用以下方法抑制谐波。

  通常电源设备的内阻抗可以器到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用,内阻抗越大,谐波含量越小,这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。因此选择变频器供电电源时,最好选择短路阻抗大的变压器。

  在变频器的输入端与输出端串接合适的电抗器,或安装谐波滤波器,滤波器的组成为LC型,吸收谐波和增大电源或负载阻抗,达到抑制目的。

  通用变频器为六脉波整流器,因此产生的谐波较大。如果采用变压器多相运行,使相位角互差30°,如Y-△、△-△组合的变压器构成12脉波的效果,可减小低次谐波电流,很好的抑制了谐波。

  设置专用滤波器用来检测变频器和相位,并产生一个与谐波电流的幅值相同且相位正好相反的电流,通到变频器中,从而可以有效的吸收谐波电流。

  采用变频器调速,将产生噪声和振动,这是变频器输出波形中含有高次谐波分量所产生的影响。随着运转频率的变化,基波分量、高次谐波分量都在大范围内变化,很可能引起与电动机的各个部分产生谐振等。

  用变频器传动电动机时,由于输出电压电流中含有高次谐波分量,气隙的高次谐波磁通增加,故噪声增大。电磁噪声由以下特征:由于变频器输出中的低次谐波分量与转子固有机械频率谐振,则转子固有频率附近的噪声增大。变频器输出中的高次谐波分量与铁心机壳轴承架等谐振,在这些部件的各自固有频率附近处的噪声增大。

  变频器传动电动机产生的噪声特别是刺耳的噪声与PWM控制的开关频率有关,尤其在低频区更为显著。一般采用以下措施平抑和减小噪声:在变频器输出侧连接交流电抗器。如果电磁转矩有余量,可将U / f定小些。采用特殊电动机在较低频的噪声音量较严重时,要检查与轴系统(含负载)固有频率的谐振。

  变频器工作时,输出波形中的高次谐波引起的磁场对许多机械部件产生电磁策动力,策动力的频率总能与这些机械部件的固有频率相近或重合,造成电磁原因导致的振动。对振动影响大的高次谐波主要是较低次的谐波分量,在PAM方式和方波PWM方式时有较大的影响。但采用正弦波PWM方式时,低次的谐波分量小,影响变小。

  减弱或消除振动的方法,可以在变频器输出侧接入交流电抗器以吸收变频器输出电流中的高次谐波电流成分。使用PAM方式或方波PWM方式变频器时,可改用正弦波PWM方式变频器,以减小脉动转矩。从电动机与负载相连而成的机械系统,为防止振动,必须使整个系统不与电动机产生的电磁力谐波。

  生产机械的种类繁多,性能和工艺要求各异,其转矩特性不同,因此应用变频器前首先要搞清电动机所带负载的性质,即负载特性,然后再选择变频器和电动机。负载有三种类型:恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。不同的负载类型,应选不同类型的变频器。

  摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩的150%左右,制动转矩一般要求额定转矩的100%左右,所以变频器应选择具有恒定转矩特性,而且起动和制动转矩都比较大,过载时间和过载能力大的变频器,如FR-A540系列。

  位能负载一般要求大的起动转矩和能量回馈功能,能够快速实现正反转,变频器应选择具有四象限运行能力的变频器,如FR-A241系列。

  风机泵类负载是典型的平方转矩负载,低速下负载非常小,并与转速平方成正比,通用变频器与标准电动机的组合最合适。这类负载对变频器的性能要求不高,只要求经济性和可靠性,所以选择具有U/f=const控制模式的变频器即可,如FR-A540(L)。如果将变频器输出频率提高到工频以上时,功率急剧增加,有时超过电动机变频器的容量,导致电动机过热或不能运转,故对这类负载转矩,不要轻易将频率提高到工频以上。

  恒功率负载指转矩与转速成反比,但功率保持恒定的负载,如卷取机、机床等。对恒功率特性的负载配用变频器时,应注意的问题:在工频以上频率范围内变频器输出电压为定值控制,,所以电动机产生的转矩为恒功率特性,使用标准电动机与通用变频器的组合没有问题。而在工频以下频率范围内为U/f定值控制,电动机产生的转矩与负载转矩又相反倾向,标准电动机与通用变频器的组合难以适应,因此要专门设计。

  变频器发热是由于内部的损耗而产生的,以主电路为主,约占98%,控制电路占2%。为保证变频器正常可靠运行,必须对变频器进行散热。主要方法有:

  (2) 环境温度:变频器是电子装置,内含电子元件机电解电容等,所以温度对其寿命影响较大。通用变频器的环境运行温度一般要求-10℃~+50℃,如果能降低变频器运行温度,就延长了变频器的使用寿命,性能也稳定。

  因为,变频器的过电流保护设定不会为一台电机保护。而是所有电机额定电流的总和。这样,起不到对一台电机的保护作用。一旦出现一台电机过流、过载,变频器不可能跳闸保护,这样电机就会烧毁。

  在启动、停止时,由于每个电机的情况不一样,可能会出现电机速度不均衡,造成实际速度大于电机的同步速度的发电现状。这样,同样,会出现电机烧毁、变频器过压现象。用制动电阻可以尽快释放能量。

  基频以下,变频器的输出电压随输出频率的变化而变化,V/F=常数,适合恒转矩负载特性。

  基频参数设置应该以电动机的额定参数设置,而不能根据负载特性设置,即使电动机选型不适合负载特性,以必须尽量遵循电动机的参数,否则,容易过流或过载。

  例如:如果电机的额定工作频率为50HZ,基频应设置为50HZ;如果电机的额定工作频率为60HZ,基频应设置为60HZ;如果电机的额定工作频率为100HZ,基频应设置为100HZ。

  如果电动机选择专用的交流变频电机,电机一般都标注恒转矩、恒功率调速范围。如果标注5~100HZ为恒转矩,100~150HZ为恒功率,基频应该设置为100HZ。

  基频参数直接反映变频器输出电压和输出频率的关系,如果设置不当容易造成电动机的过流或过载。如图2所示。

  如果变频器的基频设置低于50HZ(如基频1),V/F比例高,同等频率的输出电压高,输出电流高,在启动时,容易造成过流。

  如果变频器的基频设置高于50HZ(如基频2),V/F比例低,同等频率的输出电压低,输出电流低,在启动时,容易造成无法启动而过载。

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