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常見問題
全部問題
  • 變頻器常見問題解決方案

  • 變頻器對電機的要求及影響
    1)、應用于標準電機
     
         變頻器驅動標準電機時,和工頻電源比較,損耗將有所增加,低速冷卻效果變差,電機溫升將增加,因此低速時應降低電機的負載。普通電機的容許負載特性是在額定轉速時可100%負載連續運行,在低速100%負載連續運行的場合應考慮使用變頻電機。
     
         沖擊電壓的影響:配線的LC共振等引起的沖擊電壓將會加在電機的定子繞組上,沖擊電壓較大時可能會發生損壞電機絕緣的情況。單相變頻器驅動時,直流電壓約311V,沖擊電壓在電機端子上的最高值為直流電壓的2倍,在絕緣強度上沒有問題。但是三相變頻器驅動的場合,直流電壓約537V,隨著配線長度增加,沖擊電壓會增大,有可能因為電機絕緣耐壓不夠而發生損壞絕緣的情況,此時應考慮在變頻器輸出側加裝輸出電抗器。
     
         高速運行:普通電機50Hz以上高死運行時電動勢平衡及軸承特性等會改變,請謹慎使用。同時超 過電機額定頻率運行,電機力矩會下降,此時電機處在恒功率調節狀態。如有疑問,請咨詢西林技術部及電機機械廠家。
     
         力矩特性:變頻器驅動時,力矩特性和工頻電源驅動時的特性有所不同,機械負載的力矩特性必須加以確認。
     
         機械震動:西林全系列采用了高載波方式PWM控制,電機震動小,基本上和工頻電源相同。但在以下場合會有一定的增大:
          A、和機械固有震動頻率的共振:特別是原來恒速運行的機械改為調速運行時,可能會發生共振,在電機端設防震橡膠或跳躍頻率控制可有效解決此問題。
          B、旋轉體自身殘留的不平衡:50.00Hz以上高速時,要特別注意。
     
         噪音:基本上同工頻電源驅動時相同,在低載波運行時可聽到電磁聲,屬于正?,F象;但轉速高于電機額定轉速時,機械噪音、電機風扇噪音較明顯。
     
    2)、應用于特殊電機
     
         變極電機:因電機的額定電流和標準電機不同,要確認電機的最大電流后再選用變頻器。極數的切換務必在變頻器停止輸出之后進行。運轉中進行極數切換,會產生過電壓、過電流等保護動作,變頻器會故障停機。
     
         水下電機:一般水下電機額定電流比標準電機大,在變頻器容量選擇時應注意電機額定電流。另外電機和變頻器之間配線距離較長時,可能因漏電流過大而引起變頻器故障報警,此時應考慮加裝變頻器輸出電抗器;配線距離較長時還會造成電機力矩下降,要配足夠粗的電纜。
     
         防爆電機:驅動防爆電機時,電機和變頻器配套后的防爆檢查是必要的。西林通用型變頻器本身是非防爆結構,如果使用同通用型變頻器,需要將變頻器放在非防爆的地方。帶減速機的電機:因潤滑方式和廠家的不同,連續使用的速度范圍也不同。特別是油潤滑時,低速范圍連續運轉時因油潤滑不足有燒毀危險。另外超過50Hz高速時,請咨詢電機和減速機廠家。
     
         同步電機:啟動電流和額定電流比標準電機大,用變頻器時請注意變頻器容量的選擇。建議放大一級選型。多臺控制時,數臺同步電機逐步投入時有異步現象發生,不建議一臺帶多臺。
     
         單相電機:單相電機一般不適用變頻器調速。電容啟動方式時,電容受到了高頻電流沖擊,有破損可能,且啟動電容容易引起變頻器啟動時過流故障;分相啟動方式和反接啟動方式時,內部的離心開關不會動作,會燒毀啟動線圈,請盡量改用三相電機。如有疑問,請咨詢西林技術部。
     
         振動機:振動機是在通用電機軸端加裝不平衡塊的電機。工作時電機電流會波動變化,變頻器容量選擇時,最大電流要保證在變頻器額定電流以內。
     
         繞線電機:繞線電機是通過在轉子內串入電阻來調速或啟動的。使用變頻調速時,將轉子繞組短接后做普通異步電機用。
  • 使用變頻器的注意事項
    1)、安裝及使用環境
     
         變頻器在安裝時,必須避免油污、棉紗、塵埃等有浮游物的惡劣環境,安裝在清潔場所,或安裝在浮游物無法入侵的全封閉型控制柜內,安裝在控制柜里時,要考慮變頻器允許環境溫度,采用冷卻措施并決定適合的安裝柜體尺寸。
         和大容量變壓器連接以及有切換調功電容時,電源輸入會有很大峰值電流,將損壞整流和逆變部分,因此變頻器輸入務必設置交流電抗器。這樣也有改善電源功率因素效果。另外同一電源上有直流機等可控硅整流器連接時,無論電源條件如何,都應安裝交流電抗器。
         變頻器發生異常時保護功能失效,會停止輸出,但不會急停電機,必要時,要設置緊急停止機構,如抱閘。
         不要把變頻器安裝在木材等可燃性材料上。
     
    2)、頻率設定
     
          EH600A系列頻率設定最大值可達650Hz,EH600H系列頻率設定值最大值可達1500Hz,如果設定錯誤會有危險,請利用上限頻率設定功能,合理設定上限頻率。
          直流制動電流及動作時間設定過大,會造成電機發熱,或變頻器故障保護。請謹慎設置該參數,或咨詢西林技術部。
          電機加減速時間由電機轉矩、負載轉矩和負載慣性決定,當失速保護起作用時,可使加減速時間增加。想縮短加速時間時,應提高電機及變頻器的容量;想縮短減速時間時,應增加制動功能。
     
    3)、注意事項
     
          如果誤將工頻電源接到變頻器輸出端子U、V、W上,會損壞變頻器。通電前請仔細檢查接線是否正確。
          進線側安裝接觸器時,不要頻繁地開關接觸器和使用拉閘斷電停機的方式停止變頻器,否則容易造成變頻器的損壞。
          即使在變頻器電源切斷后,內部電解電容仍有部分未放完的電。檢查時要等到鍵盤及指示燈熄滅十分鐘后再進行。
  • 變頻器維護基本常識
    我們在維修大量的變頻器之后感覺到:如果人們在使用和維修變頻器中能注意避開一些誤區,清除一些錯誤的觀念,那么對于變頻器的使用與維護將大有益處。
     
    一、變頻器不要裝在有震動的設備上,因為這樣變頻器里面的主回路聯接螺絲容易松動,有不少變頻器就因為這原因而損壞。
     
    二、接線問題:變頻器輸入端最好接上一個空氣開關保護電流的值不能太大,以防止發生短路時燒毀不會太嚴重。一定不能將“N”端接地??刂凭€盡量不要太長。因為這樣使控制板容易受電磁波干擾而產生誤動作,也會導致控制板損壞,超過2米長的最好用屏蔽線。變頻器旁邊不要裝有大電流而且經常動作的接觸器,因為它對變頻器干擾非常大,經常使變頻器誤動作(顯示各種故障)。
     
    三、經常要急停車的變頻器最好不要依靠變頻器本身剎車,而是另加剎車電陰或采用機械剎車,否則變頻器經常受電機反電動勢沖擊,故障率會大大提高。
     
    四、如果變頻器經常低速運行15HZ以下,則電機要另加散熱風扇!
     
    五、灰塵與潮濕是變頻器的最致命殺手。最好能將變頻器安裝在空調房里,或裝在有慮塵網的電柜里,要定時清掃電路板及散熱器上的灰塵;停機一段時間的變頻器在通電前最好用電吹風吹一下電路板。
     
    六、某些品牌變頻器當散熱風扇壞了后,它不會發出過熱保護,直到變頻器損壞,所以當風扇有響聲應該更換。
     
    七、有的工廠供電是發電機發電,電壓不穩定,變頻器經常損壞,發電機加裝穩壓或過壓保護裝置,效果很好。
     
    八、防雷也很重要。雖然很少發生,但當變頻器被雷擊,將損壞慘重。恒壓供水的變頻器最容易被雷擊,因為它有一條伸向天空的引雷水管。
     
    九、為防止電磁波干擾,變頻器輸入、輸出、控制線最好用屏蔽線,屏蔽層接線方法不能錯,否則作用相反,有可能的再用鐵管套住,加裝濾波器,調低載波頻率。我們發現如果變頻器開關電源的開關管是場效應管(如K系列)則其干擾會大些。
     
    十、當變頻器壞了以后,不要交給沒有維修經驗的人修理!否則可能越修越壞!有時快熔斷了,一定要檢查是否有問題,有的電工沒有經驗,馬上裝上一個好的快熔(絕對不能用銅線代替),結果是變頻器燒毀更厲害。按我們的經驗,如果快熔斷則模塊大多有問題,但模塊壞快熔一不定斷。很多變頻器功率模塊、整流模塊是可互相替換的。
     
    十一、我們在維修變頻器過程中,經常碰到有些工廠自己維修后又炸掉的變頻器,而且損壞比原來更嚴重,更難維修。經檢查,原來他們用的是維修過的模塊。維修的模塊用儀表是很難檢測出來,各參數完全正常,但由于其內部接線粗糙,晶體管的密封硅脂打開后沒法封好,這樣的模塊有的能用幾個月,有的一開機就炸毀。
    以上提出的想法和建議如能對您有所啟發或提醒,避免一些不該出現的問題,我們將倍感欣慰。
  • 使用變頻器的優點
    1、普通電機的調速:通過改變三相異步電機的輸入電壓和頻率,就可以控制其轉速。普通電機低速時因散熱風扇效率下降溫升變大,應根據頻率降低電機負載。
     
    2、可進行高速運行:一般工頻電源的頻率是50Hz,固定不變的。而變頻器的輸出頻率最高可以達到650Hz(EH600A系列)。EH600H系列最高輸出頻率可達1500Hz。
    通用電機只提高頻率是無法實現高速化的,還必須考慮機械強度。高速時變頻器載波頻率高,變頻器須降容等。
     
    3、能夠軟啟、軟停:變頻器的加減速時間可在0.1-6500.0秒之間任意設定。運行時變頻器需設定合適的加減速時間。
     
    4、快速準確啟停機:啟動電流小,電機發熱小。容量決定加減速時間,應提高電機和變頻器的容量等級,調整加減速時間和負載的比例關系。
     
    5、可輕松實現正反轉:由IGBT進行轉向切換,所以原來的接觸器那樣的損耗消失,并且能夠進行可靠的連鎖運行。用于升降機時要用帶抱閘電機,變轉向時應有機械保持機構。
     
    6、可電動制動:由于在減速時可以將機械能在變頻器內轉換成電能,電機將自動剎車。在零速時給電機以直流制動,可將自由運轉的電機迅速停止。變頻器只有20%的制動力。需增加制動力時,需外加制動單元和制動電阻。有內置制動單元的變頻器只需外加制動電阻。
     
    7、可進行惡劣環境的電機調速:由于可使用三相異步電機,可方便的采用防爆型,潛水型或特殊形狀的電機。防爆電機應和變頻器配套進行防爆試驗認定。我公司生產的通用型變頻器均不防爆。
     
    8、一臺變頻器能對多臺電機進行調速控制:變頻器能夠對多臺電機同時調速。變頻器額定電流應大于電機總電流的1.1倍。同一頻率下因異步電機特性和負載不同,轉速也會有不同。同時每臺電機均應加熱過載繼電器保護電機。
     
    9、電機啟動時的電源容量不必太大:不像工頻電源時有大的啟動電流(電機額定的5-6倍),變頻啟動時最大不超過100-150%的電機額定電流。
  • 變頻器故障的判斷
     變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源,以實現電機的變速運行的設備。其中控制電路完成對主電路的控制,整流電路將交流電變換成直流電,直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波,逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說,有時還需要一個進行轉矩計算的CPU以及一些相應的電路。
         1. 整流器 ,它與單相或三相交流電源相連接,產生脈動的直流電壓。
         2. 中間電路,有以下三種作用:
              a. 使脈動的直流電壓變得穩定或平滑,供逆變器使用。
              b. 通過開關電源為各個控制線路供電。
              c. 可以配置濾波或制動裝置以提高變頻器性能。
         3. 逆變器 ,將固定的直流電壓變換成可變電壓和頻率的交流電壓。
         4. 控制電路 ,它將信號傳送給整流器、中間電路和逆變器,同時它也接收來自這些部分的信號。其主要組成部分是:輸出驅動電路、操作控制電路。主要功能是:
              a. 利用信號來開關逆變器的半導體器件。
              b. 提供操作變頻器的各種控制信號。
              c. 監視變頻器的工作狀態,提供保護功能。
          在現場對變頻器以及周邊控制裝置的進行操作的人員,如果對一些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,我們總結了一些變頻器的基本故障,供大家作參考。以下檢測過程無需打開變頻器機殼,僅僅在外部對一些常見現象進行檢測和判斷。
     
    1、上電跳閘或變頻器主電源接線端子部分出現火花
         檢測辦法和判斷 :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??赡茉蚴钦髌鲹p壞或中間電路短路。
     
    2、上電無顯示
         檢測辦法和判斷 :斷開電源線,檢查電源是否是否有缺相或斷路情況,如果電源正常則再次上電后則檢查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部開關電源損壞。
     
    3、開機運行無輸出(電動機不啟動)
         檢測辦法和判斷 :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蚴亲冾l器啟動參數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
         檢測辦法和判斷 :檢查電網電壓是否過高,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,請參考第8條。
     
    5、運行時“過電流”保護,變頻器停止輸出
         檢測辦法和判斷 :電機堵轉或負載過大??梢詸z查負載情況或適當調整變頻器參數。如無法奏效則說明逆變器部分出現老化或損壞。
     
    6、運行時“過熱”保護,變頻器停止輸出
         檢測辦法和判斷 :視各品牌型號的變頻器配置不同,可能是環境溫度過高超過了變頻器允許限額,檢查散熱風機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
         檢測辦法和判斷 :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)
         檢測辦法和判斷 :如果電機負載確實過大并需要在短時間內停車,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、變頻器內部發出腐臭般的異味
         檢測辦法和判斷 :切勿開機,很可能是變頻器內部主濾波電容有破損漏液現象。
     
    10、如判斷出變頻器部件損壞,則聯系供應商或送交專業維修中心處理。
  • 通用變頻器日常的維護
    伴隨著自動化領域的不斷向前發展,變頻器的應用也深入到了各行各業各個領域,變頻器也在不斷地推陳出新,功能越來越強大,可靠性也相應地越來越高。但是如果使用不當,操作有誤,維護不及時,仍會發生故障或運行狀況改變縮短設備的使用壽命。因此,日常的維護與檢修工作尤為重要。
    一.注意事項:操作人員必須熟悉變頻器的基本工作原理、功能特點,具有電工操作基本知識。在對變頻器檢查及保養之前,必須是在設備總電源全部切斷;并且等變頻器燈完全熄滅的情況下進行。
     
    二.日常檢查事項:在變頻器上電之前應先檢查周圍環境的溫度及濕度,溫度過高時會導致變頻器過熱報警,嚴重的則會直接導致變頻器功率器件損壞、電路短路;空氣過于潮濕會導致變頻器內部直接短路。變頻器運行時要注意其冷卻系統是否正常,比如:風道排風是否流暢,風機是否有異常聲音。一般防護等級比較高的變頻器如:IP20以上的變頻器可直接敞開安裝,IP20以下的變頻器一般應是柜式安裝,所以變頻柜散熱效果如何將直接影響變頻器的正常的運行。
     
    三.定期保養 清掃空氣過濾器冷卻風道及內部灰塵。檢查螺絲釘、螺栓以及即插件等是否松動,輸入輸出電抗器的對地及相間電阻是否有短路現象,正常應大于幾十兆歐。導體及絕緣體是否有腐蝕現象,如有要及時用酒精擦試干凈。如條件允許的情況下,要用示波器測量開關電源輸出各路電壓的平穩性,如:5V、12V、15V、24V等電壓。測量驅動電路各路波形的方波是否有畸變。UVW相間波形是否為正弦波。接觸器的觸點是否有打火痕跡,嚴重的要跟換同型號或大于原容量的新品;確認控制電壓的正確性,進行順序保護動作試驗;確認保護顯示回路無異常;確認變頻器在單獨運行時輸出電壓的平衡度。 建議定期檢查,應一年進行一次。
     
    四.備件的更換 變頻器由多種部件組成,其中一些部件經長期工作后其性能會逐漸降低、老化,這也是變頻器發生故障的主要原因,為了保證設備長期的正常運轉,下列器件應定期更換:
         1.冷卻風扇 變頻器的功率模塊是發熱最嚴重的器件,其連續工作所產生的熱量必須要及時排出,一般風扇的壽命大約為10Kh—40Kh。按變頻器連續運行折算為2—3年就要更換一次風扇,直接冷卻風扇有二線和三線之分,二線風扇其中一線為正極,另一線為負極,更換時不要接錯;三線風扇除了正、負極外還有一根檢測線,更換時千萬注意,否則會引起變頻器過熱報警。交流風扇一般為220V、380V之分,更換時電壓等級不要搞錯。
         2.濾波電容 中間電路濾波電容:又稱電解電容,其主要作用就是平滑直流電壓,吸收直流中的低頻諧波,它的連續工作產生的熱量加上變頻器本身產生的熱量都會加快其電解液的干涸,直接影響其容量的大小。正常情況下電容的使用壽命為5年。建議每年至少定期檢查電容容量一次,一般其容量減少20%以上就需要更換了。
  • 變頻器原理以及基本知識
    1、什么是變頻器?
       變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。
    2、PWM和PAM的不同點是什么?
       PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調制)縮寫,按一定規律改變脈沖列的脈沖寬度,以調節輸出量和波形的一種調值方式。
      PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脈沖幅度調制) 縮寫,是按一定規律改變脈沖列的脈沖幅度,以調節輸出量值和波形的一種調制方式。
    3、電壓型與電流型有什么不同?
       變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器,直流回路的濾波是電容;電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,其直流回路濾波是電感。
     
    4、為什么變頻器的電壓與電流成比例的改變?
       異步電動機的轉矩是電機的磁通與轉子內流過電流之間相互作用而產生的,在額定頻率下,如果電壓一定而只降低頻率,那么磁通就過大,磁回路飽和,嚴重時將燒毀電機。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓,使電動機的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現象的產生。這種控制方式多用于風機、泵類節能型變頻器。
     
    5、電動機使用工頻電源驅動時,電壓下降則電流增加;對于變頻器驅動,如果頻率下降時電壓也下降,那么電流是否增加?
       頻率下降(低速)時,如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉矩一定的條件下,電流幾乎不變。
     
    6、采用變頻器運轉時,電機的起動電流、起動轉矩怎樣?
       采用變頻器運轉,隨著電機的加速相應提高頻率和電壓,起動電流被限制在150%額定電流以下(根據機種不同,為125%~200%)。用工頻電源直接起動時,起動電流為6~7倍,因此,將產生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動轉矩為70%~120%額定轉矩;對于帶有轉矩自動增強功能的變頻器,起動轉矩為100%以上,可以帶全負載起動。
     
    7、V/f模式是什么意思?
       頻率下降時電壓V也成比例下降,這個問題已在回答4說明。V與f的比例關系是考慮了電機特性而預先決定的,通常在控制器的存儲裝置(ROM)中存有幾種特性,可以用開關或標度盤進行選擇。
     
    8、按比例地改V和f時,電機的轉矩如何變化?
       頻率下降時完全成比例地降低電壓,那么由于交流阻抗變小而直流電阻不變,將造成在低速下產生地轉矩有減小的傾向。因此,在低頻時給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動轉矩,這種補償稱增強起動??梢圆捎酶鞣N方法實現,有自動進行的方法、選擇V/f模式或調整電位器等方法。
     
    9、在說明書上寫著變速范圍60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就沒有輸出功率嗎?
       在6Hz以下仍可輸出功率,但根據電機溫升和起動轉矩的大小等條件,最低使用頻率取6Hz左右,此時電動機可輸出額定轉矩而不會引起嚴重的發熱問題。變頻器實際輸出頻率(起動頻率)根據機種為0.5~3Hz.
     
    10、對于一般電機的組合是在60Hz以上也要求轉矩一定,是否可以?
       通常情況下時不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)電壓不變,大體為恒功率特性,在 高速下要求相同轉矩時,必須注意電機與變頻器容量的選擇。
     
    11、所謂開環是什么意思?
       給所使用的電機裝置設速度檢出器(PG),將實際轉速反饋給控制裝置進行控制的,稱為“閉環 ”,不用PG運轉的就叫作“開環”。通用變頻器多為開環方式,也有的機種利用選件可進行PG反饋。
     
    12、實際轉速對于給定速度有偏差時如何辦?
       開環時,變頻器即使輸出給定頻率,電機在帶負載運行時,電機的轉速在額定轉差率的范圍內(1%~5%)變動。對于要求調速精度比較高,即使負載變動也要求在近于給定速度下運轉的場合,可采用具有PG反饋功能的變頻器(選用件)。
     
    13、如果用帶有PG的電機,進行反饋后速度精度能提高嗎?
        具有PG反饋功能的變頻器,精度有提高。但速度精度的植取決于PG本身的精度和變頻器輸出頻率的分辨率。
     
    14、失速防止功能是什么意思?
      如果給定的加速時間過短,變頻器的輸出頻率變化遠遠超過轉速(電角頻率)的變化,變頻器將因流過過電流而跳閘,運轉停止,這就叫作失速。為了防止失速使電機繼續運轉,就要檢出電流的大小進行頻率控制。當加速電流過大時適當放慢加速速率。減速時也是如此。兩者結合起來就是失速功能。
     
    15、有加速時間與減速時間可以分別給定的機種,和加減速時間共同給定的機種,這有什么意義?
      加減速可以分別給定的機種,對于短時間加速、緩慢減速場合,或者對于小型機床需要嚴格給定生產節拍時間的場合是適宜的,但對于風機傳動等場合,加減速時間都較長,加速時間和減速時間可以共同給定。
     
    16、什么是再生制動?
       電動機在運轉中如果降低指令頻率,則電動機變為異步發電機狀態運行,作為制動器而工作,這就叫作再生(電氣)制動。
     
    17、是否能得到更大的制動力?
      從電機再生出來的能量貯積在變頻器的濾波電容器中,由于電容器的容量和耐壓的關系,通用變頻器的再生制動力約為額定轉矩的10%~20%。如采用選用件制動單元,可以達到50%~100%。
     
    18、請說明變頻器的保護功能?
      保護功能可分為以下兩類:
      (1) 檢知異常狀態后自動地進行修正動作,如過電流失速防止,再生過電壓失速防止。
      (2) 檢知異常后封鎖電力半導體器件PWM控制信號,使電機自動停車。如過電流切斷、再生過電壓切斷、半導體冷卻風扇過熱和瞬時停電保護等。
     
    19、為什么用離合器連續負載時,變頻器的保護功能就動作?
      用離合器連接負載時,在連接的瞬間,電機從空載狀態向轉差率大的區域急劇變化,流過的大電流導致變頻器過電流跳閘,不能運轉。
     
    20、在同一工廠內大型電機一起動,運轉中變頻器就停止,這是為什么?
      電機起動時將流過和容量相對應的起動電流,電機定子側的變壓器產生電壓降,電機容量大時此壓降影響也大,連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷,因而有時保護功能(IPE)動作,造成停止運轉。
     
    21、什么是變頻分辨率?有什么意義?
      對于數字控制的變頻器,即使頻率指令為模擬信號,輸出頻率也是有級給定。這個級差的最小單位就稱為變頻分辨率?! ∽冾l分辨率通常取值為0.015~0.5Hz.例如,分辨率為0.5Hz,那么23Hz的上面可變為23.5、24.0 Hz,因此電機的動作也是有級的跟隨。這樣對于像連續卷取控制的用途就造成問題。在這種情況下,如果分辨率為0.015Hz左右,對于4級電機1個級差為1r/min 以下,也可充分適應。另外,有的機種給定分辨率與輸出分辨率不相同?!?/div>
     
    22、裝設變頻器時安裝方向是否有限制。
       變頻器內部和背面的結構考慮了冷卻效果的,上下的關系對通風也是重要的,因此,對于單元型在盤內、掛在墻上的都取縱向位,盡可能垂直安裝?! ?/div>
     
    23、不采用軟起動,將電機直接投入到某固定頻率的變頻器時是否可以?
       在很低的頻率下是可以的,但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動的條件相近。將流過大的起動電流(6~7倍額定電流),由于變頻器切斷過電流,電機不能起動。
      
    24、電機超過60Hz運轉時應注意什么問題?
       超過60Hz運轉時應注意以下事項:
      (1)機械和裝置在該速下運轉要充分可能(機械強度、噪聲、振動等)?! ?/div>
        (2) 電機進入恒功率輸出范圍,其輸出轉矩要能夠維持工作(風機、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加,所以轉速少許升高時也要注意)?! ?/div>
         (3) 產生軸承的壽命問題,要充分加以考慮?! ?/div>
        (4) 對于中容量以上的電機特別是2極電機,在60Hz以上運轉時要與廠家仔細商討?! ?/div>
     
    25、變頻器可以傳動齒輪電機嗎?
       根據減速機的結構和潤滑方式不同,需要注意若干問題。在齒輪的結構上通??煽紤]70~80Hz為最大極限,采用油潤滑時,在低速下連續運轉關系到齒輪的損壞等。
      
    26、變頻器能用來驅動單相電機嗎?可以使用單相電源嗎?
       基本上不能用。對于調速器開關起動式的單相電機,在工作點以下的調速范圍時將燒毀輔助繞組;對于電容起動或電容運轉方式的,將誘發電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相,但對于小容量的,也有用單相電源運轉的機種?! ?/div>
     
    27、變頻器本身消耗的功率有多少?
       它與變頻器的機種、運行狀態、使用頻率等有關,但要回答很困難。不過在60Hz以下的變頻器效率大約為94%~96%,據此可推算損耗,但內藏再生制動式(FR-K)變頻器,如果把制動時的損耗也考慮進去,功率消耗將變大,對于操作盤設計等必須注意。
      
    28、為什么不能在6~60Hz全區域連續運轉使用?  
         一般電機利用裝在軸上的外扇或轉子端環上的葉片進行冷卻,若速度降低則冷卻效果下降,因而不能承受與高速運轉相同的發熱,必須降低在低速下的負載轉矩,或采用容量大的變頻器與電機組合,或采用專用電機。
      
    29、使用帶制動器的電機時應注意什么? 
       制動器勵磁回路電源應取自變頻器的輸入側。如果變頻器正在輸出功率時制動器動作,將造成過電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動器動作?! ?/div>
     
    30、想用變頻器傳動帶有改善功率因數用電容器的電機,電機卻不動,請說明原因。
       變頻器的電流流入改善功率因數用的電容器,由于其充電電流造成變頻器過電流(OCT),所以不能起動,作為對策,請將電容器拆除后運轉,甚至改善功率因數,在變頻器的輸入側接入AC電抗器是有效的。
     
    31、變頻器的壽命有多久?
       變頻器雖為靜止裝置,但也有像濾波電容器、冷卻風扇那樣的消耗器件,如果對它們進行定期的維護,可望有10年以上的壽命。
     
    32、變頻器內藏有冷卻風扇,風的方向如何?風扇若是壞了會怎樣?
       對于小容量也有無冷卻風扇的機種。有風扇的機種,風的方向是從下向上,所以裝設變頻器的地方,上、下部不要放置妨礙吸、排氣的機械器材。還有,變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風扇發生故障時,由電扇停止檢測或冷卻風扇上的過熱檢測進行保護。
     
    33、濾波電容器為消耗品,那么怎樣判斷它的壽命?
       作為濾波電容器使用的電容器,其靜電容量隨著時間的推移而緩緩減少,定期地測量靜電容量,以達到產品額定容量的85%時為基準來判斷壽命。
     
    34、裝設變頻器時安裝方向是否有限制。
        應基本收藏在盤內,問題是采用全封閉結構的盤外形尺寸大,占用空間大,成本比較高。其措施有:
     ?。?)盤的設計要針對實際裝置所需要的散熱;
     ?。?)利用鋁散熱片、翼片冷卻劑等增加冷卻面積;
     ?。?) 采用熱導管。
         此外,已開發出變頻器背面可以外露的型式。
     
    35、想提高原有輸送帶的速度,以80Hz運轉,變頻器的容量該怎樣選擇?
        設基準速度為50Hz,50Hz以上為恒功率輸出特性。像輸送帶這樣的恒轉矩特性負載增速時,容量 需要增大為80/50≈1.6倍。電機容量也像變頻器一樣增大。
  • 如何解決變頻器干擾問題
    各種工業控制系統中,隨著變頻器等電力電子裝置的廣泛使用,系統的電磁干擾(EMI)日益嚴重,相應的抗干擾設計技術(即電磁兼容EMC)已經變得越來越重要。變頻器系統的干擾有時能直接造成系統的硬件損壞,有時雖不能損壞系統的硬件,但常使微處理器的系統程序運行失控,導致控制失靈,從而造成設備和生產事故。因此,如何提高系統的抗干擾能力和可靠性是自動化裝置研制和應用中不可忽視的重要內容,也是計算機控制技術應用和推廣的關鍵之一。談到變頻器的抗干擾問題,首先要了解干擾的來源、傳播方式,然后再針對這些干擾采取不同的措施。
     
    一、變頻器干擾的來源
           首先是來自外部電網的干擾。電網中的諧波干擾主要通過變頻器的供電電源干擾變頻器。電網中存在大量諧波源如各種整流設備、交直流互換設備、電子電壓調整設備,非線性負載及照明設備等。這些負荷都使電網中的電壓、電流產生波形畸變,從而對電網中其它設備產生危害的干擾。變頻器的供電電源受到來自被污染的交流電網的干擾后若不加處理,電網噪聲就會通過電網電源電路干擾變頻器。供電電源的干擾對變頻器主要有(1)過壓、欠壓、瞬時掉電(2)浪涌、跌落 (3)尖峰電壓脈沖 (4)射頻干擾。
     
    1、 晶閘管換流設備對變頻器的干擾
     
    當供電網絡內有容量較大的晶閘管換流設備時,由于晶閘管總是在每相半周期內的部分時間內導通,容易使網絡電壓出現凹口,波形嚴重失真。它使變頻器輸入側的整流電路有可能因出現較大的反向回復電壓而受到損害,從而導致輸入回路擊穿而燒毀。
     
    2、 電力補償電容對變頻器的干擾
     
    電力部門對用電單位的功率因數有一定的要求,為此,許多用戶都在變電所采用集中電容補償的方法來提高功率因數。在補償電容投入或切出的暫態過程中,網絡電壓有可能出現很高的峰值,其結果是可能使變頻器的整流二極管因承受過高的反向電壓而擊穿。
     
    其次是變頻器自身對外部的干擾。變頻器的整流橋對電網來說是非線性負載,它所產生的諧波對同一電網的其它電子、電氣設備產生諧波干擾。另外變頻器的逆變器大多采用PWM技術,當工作于開關模式且作高速切換時,產生大量耦合性噪聲。因此變頻器對系統內其它的電子、電氣設備來說是一電磁干擾源。
     
    變頻器的輸入和輸出電流中,都含有很多高次諧波成分。除了能構成電源無功損耗的較低次諧波外,還有許多頻率很高的諧波成分。它們將以各種方式把自己的能量傳播出去,形成對變頻器本身和其它設備的干擾信號。
     
    (1)輸入電流的波形 變頻器的輸入側是二極管整流和電容濾波電路。顯然只有電源的線電壓UL大于電容器兩端的直流電壓UD時,整流橋中才有充電電流。因此,充電電流總是出現在電源電壓的振幅值附近,呈不連續的沖擊波形式。它具有很強的高次諧波成分。有關資料表明,輸入電流中的5次諧波和7次諧波的諧波分量是最大的,分別是50HZ基波的80%和70%。
     
    (2)輸出電壓與電流的波形 絕大多數變頻器的逆變橋都采用SPWM調制方式,其輸出電壓為占空比按正弦規律分布的系列矩形式形波;由于電動機定子繞組的電感性質,定子的電流十分接近于正弦波。但其中與載波頻率相等的諧波分量仍是較大的。
     
    二、干擾信號的傳播方式
           變頻器能產生功率較大的諧波,由于功率較大,對系統其它設備干擾性較強,其干擾途徑與一般電磁干擾途徑是一致的,主要分傳導(即電路耦合)、電磁輻射、感應耦合。具體為:首先對周圍的電子、電氣設備產生電磁輻射;其次對直接驅動的電動機產生電磁噪聲,使得電機鐵耗和銅耗增加;并傳導干擾到電源,通過配電網絡傳導給系統其它設備;最后變頻器對相鄰的其它線路產生感應耦合,感應出干擾電壓或電流。同樣,系統內的干擾信號通過相同的途徑干擾變頻器的正常工作。
     
    (1) 電路耦合方式 即通過電源網絡傳播。由于輸入電流為非正弦波,當變頻器的容量較大時,將使網絡電壓產生畸變,影響其他設備工工作,同時輸出端產生的傳導干擾使直接驅動的電機銅損、鐵損大幅增加,影響了電機的運轉特性。顯然,這是變頻器輸入電流干擾信號的主要傳播方式。
     
    (2) 感應耦合方式 當變頻器的輸入電路或輸出電路與其他設備的電路挨得很近時,變頻器的高次諧波信號將通過感應的方式耦合到其他設備中去。感應的方式又有兩種:
     
      a、電磁感應方式,這是電流干擾信號的主要方式;
     
      b、靜電感應方式,這是電壓干擾信號的主要方式。
     
    (3) 空中幅射方式 即以電磁波方式向空中幅射,這是頻率很高的諧波分量的主要傳播方式。
     
    三、變頻調速系統的抗干擾對策
           根據電磁性的基本原理,形成電磁干擾(EMI)須具備三要素:電磁干擾源、電磁干擾途徑、對電磁干擾敏感的系統。為防止干擾,可采用硬件抗干擾和軟件抗干擾。其中,硬件抗干擾是應用措施系統最基本和最重要的抗干擾措施,一般從抗和防兩方面入手來抑制干擾,其總原則是抑制和消除干擾源、切斷干擾對系統的藕合通道、降低系統干擾信號的敏感性。具體措施在工程上可采用隔離、濾波、屏蔽、接地等方法。
     
    1、所謂干擾的隔離,是指從電路上把干擾源和易受干擾的部分隔離開來,使它們不發生電的聯系。在變頻調速傳動系統中,通常是電源和放大器電路之間電源線上采用隔離變壓器以免傳導干擾,電源隔離變壓器可應用噪聲隔離變壓器。
     
    2、在系統線路中設置濾波器的作用是為了抑制干擾信號從變頻器通過電源線傳導干擾到電源從電動機。為減少電磁噪聲和損耗,在變頻器輸出側可設置輸出濾波器;為減少對電源干擾,可在變頻器輸入側設置輸入濾波器。若線路中有敏感電子設備,可在電源線上設置電源噪聲濾波器以免傳導干擾。在變頻器的輸入和輸出電路中,除了上述較低的諧波成分外,還有許多頻率很高的諧波電流 ,它們將以各種方式把自己的能量傳播出去,形成對其他設備的干擾信號。濾波器就是用于削弱頻率較高的諧波分量的主要手段。根據使用位置的不同,可分為:
     
    (1) 輸入濾波器 通常又有兩種:
     
    a、線路濾波器 主要由電感線圈構成。它通過增大線路在高頻下的阻抗來削弱頻率較高的諧波電流。
     
    b、輻射濾波器 主要由高頻電容器構成。它將吸收掉頻率很高的、具有輻射能量的諧波成分。
     
    (2) 輸出濾波器 也由電感線圈構成。它可以有效地削弱輸出電流中的高次諧波成分。非但起到抗干擾的作用,且能削弱電動機中由高次諧波諧波電流引起的附加轉矩。對于變頻器輸出端的抗干擾措施,必須注意以下方面:
     
    a、頻器的輸出端不允許接入電容器,以免在逆變管導通(關斷)瞬間,產生峰值很大的充電(或放電)電流,損害逆變管;
     
    b、輸出濾波器由LC電路構成時,濾波器內接入電容器的一側,必須與電動機側相接。
     
    3、屏蔽干擾源是抑制干擾的最有效的方法。通常變頻器本身用鐵殼屏蔽,不讓其電磁干擾泄漏;輸出線最好用鋼管屏蔽,特別是以外部信號控制變頻器時,要求信號線盡可能短(一般為20m以內),且信號線采用雙芯屏蔽,并與主電路線(AC380V)及控制線(AC220V)完全分離,決不能放于同一配管或線槽內,周圍電子敏感設備線路也要求屏蔽。為使屏蔽有效,屏蔽罩必須可靠接地。
     
    4、正確的接地既可以使系統有效地抑制外來干擾,又能降低設備本身對外界的干擾。在實際應用系統中,由于系統電源零線(中線)、地線(保護接地、系統接地)不分、控制系統屏蔽地(控制信號屏蔽地和主電路導線屏蔽地)的混亂連接,大大降低了系統的穩定性和可靠性。
     
    對于變頻器,主回路端子PE(E、G)的正確接地是提高變頻器抑制噪聲能力和減小變頻器干擾的重要手段,因此在實際應用中一定要非常重視。變頻器接地導線的截面積一般應不小于2.5mm2,長度控制在20m以內。建議變頻器的接地與其它動力設備接地點分開,不能共地。
     
    5、采用電抗器。在變頻器的輸入電流中頻率較低的諧波分量(5次諧波、7次諧波、11次諧波、13次諧波等所)所占的比重是很高的,它們除了可能干擾其他設備的正常運行之外,還因為它們消耗了大量的無功功率,使線路的功率因數大為下降。在輸入電路內串入電抗器是抑制較低諧波電流的有效方法。根據接線位置的不同,主要有以下兩種:
     
    (1) 電抗器 串聯在電源與變頻器的輸入側之間。其主要功能有:
     
     a、 通過抑制諧波電流,將功率因數提高至(0.75-0.85);
     
     b、 削弱輸入電路中的浪涌電流對變頻器的沖擊;
     
     c、 削弱電源電壓不平衡的影響。
     
    (2)直流電抗器 串聯在整流橋和濾波電容器之間。它的功能比較單一,就是削弱輸入電流中的高次諧波成分。但在提高功率因數方面比交流電抗器有效,可達0.95,并具有結構簡單、體積小等優點。
     
    6、合理布線。對于通過感應方式傳播的干擾信號,可以通過合理布線的方式來削弱。具體方法有:
     
    (1)設備的電源線和信號線應量遠離變頻器的輸入、輸出線;
     
    (2) 其他設備的電源線和信號線應避免和變頻器的輸入、輸出線平行;
     
    四、結論
           通過對變頻器應用過程中干擾的來源和傳播途徑的分析,提出了解決這些問題的實際對策,隨著新技術和新理論不斷在變頻器上的應用,重視變頻器的EMC要求,已成為變頻調速傳動系統設計、應用必須面對的問題,也是變頻器應用和推廣的關鍵之一。變頻器存在的這些問題有望通過變頻器本身的功能和補償來解決。工業現場和社會環境對變頻器的要求不斷提高,滿足實際需要的真正“綠色”變頻器也會不久面世。我們相信變頻器的EMC問題一定會得到有效解決。
  • 變頻器長期保管應注意什么

    電容長期不通電,會導致漏電流增大,額定電壓下降,通點時內部溫度上升,電容裂開。

    廠家推薦:保存2年以內后通電,應緩慢加壓。

    最好使用調壓裝置(最差方法:先通單相220V電1小時后,再加三相380V電)。

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