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        變頻器應(yīng)用中的幾個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題分析及處理

        2018-05-14 14:58:25司永超
        關(guān)鍵詞:處理常見(jiàn)問(wèn)題

        司永超

        【摘要】在當(dāng)前技術(shù)條件支持下,交流調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)已成為整個(gè)電氣調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的主流發(fā)展方向。變頻器自身在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的較高的可靠性、可利用率以及可服務(wù)性等優(yōu)勢(shì)使其越來(lái)越多地在相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)然,在變頻器應(yīng)用的過(guò)程中也存在一些問(wèn)題,進(jìn)而影響到運(yùn)行效率與質(zhì)量?;诖耍疚闹饕獙?duì)變頻器應(yīng)用中的幾個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析探討。

        【關(guān)鍵詞】變頻器應(yīng)用;常見(jiàn)問(wèn)題;處理

        1、前言

        變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和啟動(dòng)制動(dòng)性能,高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果,廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。變頻器已經(jīng)邁進(jìn)了高性能化、多功能化、小體積化及廉價(jià)化階段,正向智能化方向發(fā)展。由于變頻器是弱電控制強(qiáng)電的高科技產(chǎn)品,因此與電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等產(chǎn)品相比,其所需技術(shù)更為綜合更為復(fù)雜。

        2、應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法

        2.1電磁干擾

        2.1.1主要電磁干擾源和干擾途徑

        所造成的干擾主要是變頻器和外部組件之間形成的互相干擾,主要表現(xiàn)在如下兩個(gè)方面。

        (1)外部組件對(duì)變頻器的干擾。變頻器的整流設(shè)備、交直流互換設(shè)備、電子電壓調(diào)整設(shè)備、照明設(shè)備等對(duì)整個(gè)局域電網(wǎng)來(lái)說(shuō)是非線性負(fù)載,它所產(chǎn)生的諧波會(huì)對(duì)同一電網(wǎng)的其他電子、電氣設(shè)備甚至對(duì)電網(wǎng)電源的質(zhì)量產(chǎn)生諧波干擾。變頻器的供電電源受到電網(wǎng)中畸變的波形干擾后,若置之不理,電網(wǎng)噪聲就會(huì)通過(guò)電網(wǎng)電源電路干擾變頻器,使其不能正常工作。

        (2)變頻器對(duì)外部組件的干擾。變頻器相對(duì)整個(gè)局域電網(wǎng)來(lái)說(shuō)也是非線性負(fù)載,因此變頻器也對(duì)周圍其他組件產(chǎn)生干擾。另外,變頻器的逆變器大多采用PWM技術(shù),當(dāng)工作于開(kāi)關(guān)模式并作高速切換時(shí),產(chǎn)生大量耦合性噪聲。因此,變頻器對(duì)居于電網(wǎng)內(nèi)其他的電子、電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)也是一個(gè)電磁干擾源。

        2.1.2抗電磁干擾的措施

        (1)空間隔離

        空間隔離主要是將容易產(chǎn)生干擾的兩個(gè)設(shè)備在空間位置上分開(kāi)放置,這樣在產(chǎn)生電磁干擾時(shí),在傳輸?shù)倪^(guò)程中就會(huì)減弱或者消失,減少對(duì)其他設(shè)備造成的干擾。但是受到面積的限制,要想實(shí)現(xiàn)完全意義上的空間隔離不太現(xiàn)實(shí),會(huì)占用很多的空間。針對(duì)這種狀況,可以將容易受到干擾的弱電控制設(shè)備與變頻器分開(kāi)放置,在允許的范圍內(nèi)盡量遠(yuǎn)離,在中間可以放置動(dòng)力配電柜等不易受干擾的設(shè)備。

        (2)濾波裝置

        變頻器在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波,對(duì)于局域電網(wǎng)以及其他組件的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重的干擾。如果使用大功率的變頻器,對(duì)功率因數(shù)較低的電網(wǎng)來(lái)講干擾更大。針對(duì)這種情況一方面可以使用無(wú)功補(bǔ)償裝置對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),另外還可以在變頻器的輸入輸出端安裝濾波器,以此來(lái)降低電磁干擾。

        2.2振動(dòng)干擾

        變頻器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高次諧波引起的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)許多機(jī)械部件產(chǎn)生電磁策動(dòng)力,策動(dòng)力的頻率如果和某些機(jī)械部件的頻率接近或相等,就會(huì)產(chǎn)生電磁原因?qū)е碌恼駝?dòng)。減弱或消除振動(dòng)的方法主要是在變頻器和電動(dòng)機(jī)之間接入交流電抗器,主要是為了減弱變頻器輸出電流中的高次諧波。此電抗器一定要安裝在距離變頻器最近的地方,以減少引線的距離。

        2.3發(fā)熱問(wèn)題

        在變頻器長(zhǎng)期運(yùn)行的過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,其中一部分熱量由于不能及時(shí)擴(kuò)散而殘留在設(shè)備內(nèi)部,加速了設(shè)備的老化。所以針對(duì)這種現(xiàn)象,為了延長(zhǎng)變頻器的使用壽命,提高運(yùn)行效率,要對(duì)其進(jìn)行降溫處理,主要措施有以下幾個(gè)方面。

        2.3.1采用風(fēng)扇散熱

        通過(guò)設(shè)備內(nèi)部的風(fēng)扇可以降低產(chǎn)生的熱量,同時(shí)還可以在設(shè)備的機(jī)房中安裝循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng),來(lái)保證室內(nèi)的溫度,從而達(dá)到變頻器降溫的目的。

        2.3.2調(diào)節(jié)環(huán)境溫度

        變頻器是極精細(xì)的電子設(shè)備,包含多種電子元件和電解電容等組件,溫度的高低直接影響著其使用壽命的長(zhǎng)短。一般變頻器的運(yùn)行環(huán)境一般要求在-10~50℃之間,如果能降低變頻器運(yùn)行的環(huán)境溫度,既延長(zhǎng)了變頻器的使用壽命,又能保障設(shè)備性能的穩(wěn)定。所以比較重要的設(shè)備機(jī)房都會(huì)設(shè)有專門的散熱冷卻系統(tǒng),主要包括加裝空調(diào)、加裝風(fēng)道、加裝水冷設(shè)備。

        3、使用變頻器應(yīng)注意的問(wèn)題

        (1)選擇變頻器時(shí)應(yīng)注意負(fù)載類型,負(fù)載類型主要分為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載如轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)、皮帶機(jī)等,降轉(zhuǎn)矩負(fù)載如風(fēng)機(jī)、水泵等,恒功率負(fù)載如機(jī)械加工車床、卷取機(jī)等,選用對(duì)應(yīng)負(fù)載類型匹配的變頻器才能滿足控制要求。

        (2)應(yīng)根據(jù)負(fù)載額定電流而不能簡(jiǎn)單地通過(guò)負(fù)載功率選擇變頻器。因?yàn)樽冾l器的標(biāo)注適配功率是對(duì)應(yīng)4級(jí)電機(jī)的,同功率6級(jí)以上的電機(jī)和變級(jí)電機(jī)等電機(jī)的額定電流大于4級(jí)電機(jī)。

        (3)變頻器如果要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí),此時(shí)要采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)地耦合電容的影響,避免變頻器出力不足。所以在這樣情況下,變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。

        (4)對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合,如高溫、高海拔,此時(shí)會(huì)引起變頻器的降容,變頻器容量要放大一檔。

        (5)變頻器和電機(jī)的距離應(yīng)該盡量的短。這樣既減小了電纜的對(duì)地電容,又可能減少干擾的發(fā)射源。如果變頻器和電機(jī)之間為20m以內(nèi)的近距離,電動(dòng)機(jī)可以直接與變頻器連接;對(duì)于變頻器和電機(jī)之間為20m到100m的中距離連接,需要調(diào)整變頻器的載波頻率來(lái)減少諧波及干擾或加裝輸出交流電抗器;而對(duì)變頻器和電機(jī)之間為100m以上的遠(yuǎn)距離連接,不但要適度降低載波頻率,還要加裝輸出交流電抗器。

        (6)為了防止變頻器的諧波對(duì)其它電子類設(shè)備的信號(hào)干擾,一般要求變頻器到電機(jī)選用屏蔽電纜或者全部用穿金屬線管屏蔽。但采用屏蔽電纜或穿線管時(shí)容易增大對(duì)地電容從而導(dǎo)致變頻器報(bào)故障,建議此時(shí)在變頻器加裝輸出交流電抗器。

        (7)變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件,極易受到工作溫度的影響,產(chǎn)品一般要求為0~55℃,但為了保證工作安全、可靠,使用時(shí)應(yīng)考慮留有余地,最好控制在40℃以下。不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。

        結(jié)語(yǔ):

        變頻器的應(yīng)用有利地推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,并且在自動(dòng)化和智能化生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。但是在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中,變頻器也因諸多因素而影響著它的正常運(yùn)行。所以對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析,找出問(wèn)題所在,有利于把變頻器的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到極致,進(jìn)一步為工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

        參考文獻(xiàn):

        [1]周芒.變頻器應(yīng)用技術(shù)中的抗干擾問(wèn)題[J].電工技術(shù),工技術(shù),2001,(11):31-32.

        [2]劉曉林.變頻器壓頻比的正確設(shè)定[J].電工技術(shù)雜志,2001,(6):41-42.

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