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由於(yú)使用方法不正確(què)或設置環境不合理,将容易造成變頻器誤動作及發生故障,或者無法滿足預期的運行效果。爲防患於(yú)未然,事先對故障原因進行認真分析顯得尤爲重要。
如果變頻器周圍存在幹擾源,它們将通過輻射或電源線侵入變頻器的内部,引起控制回路誤動作,造成工作不正常或停機,嚴重時甚至損壞變頻器。提高變頻器自身的抗幹擾能力固然重要,但由於(yú)受裝置成本限制,在外部採取噪聲抑制措施,消除幹擾源顯得更合理、更必要。以下幾項措施是對噪聲幹擾實行“三不”原則的具體方法:變頻器周圍所有繼電器、接觸器的控制線圈上需加裝防止沖擊電壓的吸收裝置,如RC吸收器;盡量縮短控制回路的配線距離,並(bìng)使其與主線路分離;指定採用屏蔽線回路,須按規定進行,若線路較,應採用合理的中繼方式;變頻器接地端子應按規定進行,不能同電焊、動力接地混用;變頻器輸入端安裝噪聲濾波器,避免由電源進線引入幹擾。
安裝環境
變頻器屬於(yú)電子器件裝置,在其規格書中有詳細安裝使用環境的要求。在特殊情況下,若確實無法滿足這些要求,必須盡量採用相應抑制措施:振動是對電子器件造成機械損傷的主要原因,對於(yú)振動沖擊較大的場合,應採用橡膠等避振措施;潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等将造成電子器件生鏽、接觸不良、絕緣降低而形成短路,作爲防範措施,應對控制闆進行防腐防塵處理,並(bìng)採用封閉式結構;溫度是影響電子器件壽命及可靠性的重要因素,特别是半導體器件,應根據裝置要求的環境條件安裝空調或避免日光直射。
除上述3點外,定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風扇也是非常必要的。對於(yú)特殊的高寒場合,爲防止微處理器因溫度過低不能正常工作,應採(cǎi)取設置空間加熱器等必要措施。
電源異常
電源異常表現爲各種形式,但大緻分以下3種,即缺相、低電壓、停電,有時也出現它們的混和形式。這些異常現象的主要原因多半是輸電線路因風、雪、雷擊造成的,有時也因爲同一供電系統内出現對地短路及相間短路。而雷擊因地域和季節有很大差異。除電壓波動外,有些電網或自行發電單位,也會出現頻率波動,並(bìng)且這些現象有時在短時間内重複出現,爲保證設備(bèi)的正常運行,對變頻器供電電源也提出相應要求。
如果附近有直接起動電動機和電磁爐等設備,爲防止這些設備投入時造成的電壓降低,應和變頻器供電系統分離,減小相互影響;對於(yú)要求瞬時停電後仍能繼續運行的場合,除選擇合适價格的變頻器外,還因預先考慮負載電機的降速比例。變頻器和外部控制回路採(cǎi)用瞬停補償方式,當電壓回複後,通過速度追蹤和測速電機的檢測來防止在加速中的過電流;對於(yú)要求必須量需運行的設備,要對變頻器加裝自動切換的不停電電源裝置。
二極管輸入及使用單相控制電源的變(biàn)頻器,雖然在缺相狀态也能繼續工作,但整流器中個别器件電流過大及電容器的脈沖電流過大,若長(zhǎng)期運行将對變(biàn)頻器的壽命及可靠性造成不良影響,應及早檢查處理。
雷擊、感應雷電
雷擊或感應雷擊形成的沖擊電壓有時也能造成變(biàn)頻器的損壞。此外,當電源系統一次側帶有真空斷路器時,短路器開閉(bì)也能産生較高的沖擊電壓。變(biàn)壓器一次側真空斷路器斷開時,通過耦合在二次側形成很高的電壓沖擊尖峰。
爲防止因沖擊電壓造成過電壓損壞,通常需要在變頻器的輸入端加壓敏電阻等吸收器件,保證輸入電壓不高於(yú)變頻器主回路期間所允許的最大電壓。當使用真空斷路器時,應盡量採(cǎi)用沖擊形成追加RC浪湧吸收器。若變壓器一次側有真空斷路器,因在控制時序上保證真空斷路器動作前先将變頻器斷開。
過去的晶體管變頻器主要有以下缺點:容易跳閘、不容易再起動、過負載能力低。由於(yú)IGBT及CPU的迅速發展,變頻器内部增加瞭(le)完善的自診斷及故障防範功能,大幅度提高瞭(le)變頻器的可靠性。
如果使用矢量控制變(biàn)頻器中的“全領域自動轉矩補(bǔ)償功能”,其中“起動轉矩不足”、“環境條件變(biàn)化造成出力下降”等故障原因,将得到很好的克服。該功能是利用變(biàn)頻器内部的微型計算機的高速運算,計算出當前時刻所需要的轉矩,迅速對輸出電壓進行修正和補(bǔ)償,以抵消因外部條件變(biàn)化而造成的變(biàn)頻器輸出轉矩變(biàn)化。
此外,由於(yú)變頻器的軟件開發更加完善,可以預先在變頻器的内部設置各種故障防止措施,並(bìng)使故障化解後仍能保持繼續運行,例如:對自由停車過程中的電機進行再起動;對内部故障自動複位並(bìng)保持連續運行;負載轉矩過大時能自動調整運行曲線,避免Trip;能夠對機械系統的異常轉矩進行檢測。
變頻器對周邊(biān)設備(bèi)的影響及故障防範
變頻器的安裝使用也将對其他設備産生影響,有時甚至導緻其他設備故障。因此,對這些影響因素進行分析探讨,並(bìng)研究應該採(cǎi)取哪些措施時非常必要的。
電源高次諧波
由於(yú)目前的變頻器幾乎都採用PWM控制方式,這樣的脈沖調制形式使得變頻器運行時在電源側産生高次諧波電流,並(bìng)造成電壓波形畸變,對電源系統産生嚴重影響,通常採用以下處理措施:採用專用變壓器對變頻器供電,與其它供電系統分離;在變頻器輸入側加裝濾波電抗器或多種整流橋回路,降低高次諧波分量,對於(yú)有進相電容器的場合因高次諧波電流将電容電流增加造成發熱嚴重,必須在電容前串接電抗器,以減小諧波分量,對電抗器的電感應合理分析計算,避免形成LC振蕩。
電動機溫度過高及運行範圍
對於(yú)現有電機進行變頻調速改造時,由於(yú)自冷電機在低速運行時冷卻能力下降造成電機過熱。此外,因爲變頻器輸出波形中所含有的高次諧波勢必增加電機的鐵損和銅損,因此在確(què)認電機的負載狀态和運行範圍之後,採取以下的相應措施:對電機進行強冷通風或提高電機規格等級;更換變頻專用電機;限定運行範圍,避開低速區。
振動、噪聲
振動通常是由於(yú)電機的脈動轉矩及機械系統的共振引起的,特别是當脈動轉矩與機械共振電恰好一緻時更爲嚴重。噪聲通常分爲變頻裝置噪聲和電動機噪聲,對於(yú)不同的安裝場所應採取不同的處理措施:變頻器在調試過程中,在保證控制精度的前提下,應盡量減小脈沖轉矩成分;調試確(què)認機械共振點,利用變頻器的頻率屏蔽功能,使這些共振點排除在運行範圍之外;由於(yú)變頻器噪聲主要有冷卻風扇機電抗器産生,因選用低噪聲器件;在電動機與變頻器之間合理設置交流電抗器,減小因PWM調制方式造成的高次諧波。
高頻開關形成尖峰電(diàn)壓對(duì)電(diàn)機絕緣不利
在變(biàn)頻器的輸出電壓中,含有高頻尖峰浪用電壓。這些高次諧波沖擊電壓将會降低電動機繞組的絕緣強度,尤其以PWM控制型變(biàn)頻器更爲明顯,應採(cǎi)取以下措施:盡量縮短變(biàn)頻器到電機的配線距離;採(cǎi)用阻斷二極管的浪湧電壓吸收裝置,對變(biàn)頻器輸出電壓進行處理;對PWM型變(biàn)頻器應盡量在電機輸入側加濾波器。 |