变频器的应用及维护

变频器的应用及维护（共10篇）

变频器的应用及维护 篇1

摘要：本文主要阐述了变频器的工作原理、作用、构成、主要器件的作用, 结合实际分析了BALDOR变频调速器在DX400发射机中的应用和故障处理。

关键词：变频器工作原理,作用,构成,应用和维护

1 引言

变频器是利用变频技术和微电子技术通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的控制设备。变频器主要由整流 (交流变直流) 、滤波、、逆变 (直流变交流) 、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。。变频器靠内部IGBT的开断来提供其所需要的电源电压, 进而达到节能、、调速的目的。另外, 变频器还有很多的保护功能, 如过流、过压、过载保护等, 在实际应用中, DX发射机合成器中使用了BALDOR 15H控制变频器, 对合成器机箱散热、阻隔电阻冷却起到了很好的保护作用。下面就变频器的构成、原理及故障处理、日常维护进行简要分析。

2 变频器的分类及工作原理

2.1 变频器的分类

根据变流环节分类可分为交-直-交变频器, 交-交变频器;根据储能环节分类 (滤波方式) 可分为电压型变频器 (C) 和电流型变频器 (L) ;根据电压调制方式分类可分为正弦脉宽调制 (SPWM) 和变频器脉冲幅度调制 (PAM) 变频;根据输入电源的相数分类可分为三进三出变频器和一进三出变频器;根据工作原理可分为u/f控制变频器、sf转差频率控制变频器、vc矢量控制变频器。

2.2 变频器工作原理

变频器主要用于三相交流异步电动机的无级调速, 根据电动机拖动负载的性质及状态, 改变电机工作电源的电压和频率, 使电机在拖动不同负载时达到最佳工作状态。变频器的基本组成如图1所示。

2.2.1 异步电动机的调速方法

同步转速:n=60f/p

转子转速:n= (1-s) 60f/p

由公式可见, 有三种调速方法:改变极对数p, 改变转差率s, 改变电源频率f——最好的调速方法。

变频调速有两种调速方式:恒转矩调速f<f0和恒功率调速f>f0。

2.2.2 变频调速器的控制方式

(1) 恒转矩调速 (f<fn) (V/f控制方式)

由U=4.44f Nm可知, 为了保持电机中的磁通Φ不变, 在变频的同时控制变频器的输出电压, 即保证U/f为常数。由T=CTφI2cosφ可知:当磁通Φ不变时, 即可保证转矩T基本不变。但这种调速方式的低速性能较差。

(2) 恒功率调速 (f>fn)

当f>fn时, 若保持电压不变而增大频率时, 磁通Φ一定会减小, 因而保证功率为一常数。对不同的负载, 可采用不同的调速方式。

2.2.3 变频器的正弦波脉宽调制 (SPWM) 方式

在现代变频器中, 普遍采用 (SPWM) 方式来实现V/f控制, 用一系列脉冲宽度按正弦波进行调制。这种电压脉冲序列可以大大减小负载电流中的高次谐波分量。

2.3 变频器的主要电路作用

控制电路为主电路提供控制信号, 对逆变器的开关控制、对整流器的电压控制、通过外部接口电路传送控制信息等;运算电路, 对电压和频率进行运算;检测电路对主电路的电压、电流进行检测;保护电路对主电路和控制电路提供保护功能。

3 变频器应用

3.1 BALDOR 15H控制变频器本身的保护

变频器本身具有各种保护功能, 如浪涌电流、地故障、硬件保护、1分钟过载、3秒钟过载、过流、散热温度、外部跳闸等。了解这些功能对于正确使用变频器及故障查找是非常重要的。

3.1.1 外部跳闸

可能原因: (1) 马达通风不足; (2) 马达运行过流; (3) 伏特/赫兹比率错误; (4) 无自动调温器连接; (5) 自动调温器接触不良; (6) 外部跳闸参数不正确。

在遇到这些问题时应该如何操作?对于马达通风不足, 首先清洁马达风入口和排风口, 检查外部工作的风机, 证实马达的内部风扇安全连接;对于马达运行过流, 检查过载马达, 证实正确的控制器和马达大小相当;对于伏特/赫兹比率错误, 调整伏特/赫兹参数值, 调整基本频率, 调整最大输出电压;对于无自动调温器连接, 应检查连接自动调温器, 证实所有外部错误电路, 用于自动调温器连接, 使自动调温器输入不能控制;对于自动调温器接触不良, 检查自动调温器连接是否正常。

3.1.2 散热温度

引起温度故障可能的原因有三个: (1) 马达过载; (2) 环境温度太高; (3) 控制器风扇无效或不起作用。

在日常的维护中, 对于马达过载, 首先要检查矫正马达负载, 证实正确的控制器和马达的大小相当;对于环境温度太高, 重新安装控制器在较冷的工作区域, 增加冷却风扇或空调来冷却机柜;控制器风扇无效或不起作用, 应该检查风扇工作是否正常, 清洁风扇和散热器表面上的灰尘, 检查风扇接线或更换风扇。

3.1.3 电源故障

检查内部电源传感部分是否正常, 更换逻辑电源板。

3.2 DX发射机变频器在合成器中的应用

全固态发射机合成器采用保德ID15H401-E变频器强制风冷对合成器机箱散热, 对72根阻隔电阻冷却, ID15H401-E变频器是电压型变频器, 其电路是采用“交流-直流-交流”的变频形式, 采用二极管整流、PWM逆变同时调频调压、U/f恒定控制的逆变器, 是主并机网络冷却系统的核心。它安装在合成器主机柜A1右上方。该变频器的供电经由TB1连接A1S2保险, 至变频器的输入端TB2, 如图2所示, 保险容量为30安培, 通过这个保险就可以切断变频器单元的供电, 以便检修和处理故障。同样, 变频器控制单元的输出在到达风机之前, 也要经过一个带保险的断路器盒。每个风机均有自己的保险盒, 其容量为5安培。这些保险均可以方便地从保险盒内拿出, 所有三个风机的保险均安装在同一个盒内。在检修保险或风机之前, 必须将断路器打到关断的位置。

3.3 主并机网络的冷却

主并机网络使用了三台变速风机进行冷却, 在任何时间均可直接对阻隔负载电阻吹风来完成冷却。冷风从机柜的顶部进入, 首先冷却所有的射频元器件, 如电感线圈和射频开关。在正常工作情况下, 风机以低速运转向机柜内送风, 当功放单元发生故障, 阻隔负载上的电流增大时, 风机开关转为高速挡, 强制冷却阻隔负载, 当阻隔负载上的电流恢复为正常状态时, 风机也将返回到低速运转状态。风扇的转速是由变频器控制的, 马达强制起动顺序由发射机控制单元 (TCU) 中的并机控制单元 (CCU) 按顺序对其进行控制。

如果风机的风量充足, 在并机网络系统指示框内显示绿色的“AIR OK” (风流量正常) 。如果风流量不足, 则指示框内显示闪烁的红色“AIR FLOW” (风流量不足) 字样。风流量保护值通常设置有两个阀值, 第一个阀值, 在风流量减少不多的情况下, 发射机将降功率运行, 如果故障仍存在, 且超过了设置的第二个阀值, 则发射机将自动关机。在变频器的控制面板可显示关机、风机准备好/未准备好、转速正常/转速不正常、风机故障。

4 日常维护与检查

对于连续运行的变频器, 可以从外部目视检查运行状态。定期对变频器进行巡视检查, 是非常重要的一项工作。BALDOR系列15H控制器维护量小, 偶尔的可视检查和清洁, 确保接线端子的线接触良好;去除灰尘和杂物, 或者外来的碎片等, 以保证正常散热。

一般常规检查包括环境温度是否正常, 可用测温仪检测变频器是否过热, 是否有异味;变频器风扇运转是否正常, 散热风道是否通畅;变频器运行中是否有故障报警显示;保持输入交流电压稳定。可以将变频器的检修作为年检项目, 比如定期更换备份变频器, 对拆下的变频器进行清洁检查, 将变频器控制板、主板拆下, 用酒精、毛刷、吸尘器清洁变频器线路板;检查变频器内部导线绝缘是否有腐蚀变色或破损;紧固变频器松动螺丝;检查内部元器件是否过热, 变色烧焦或有异味;滤波电解电容器外表面是否有裂纹、漏液、膨胀等;检查冷却风扇运行是否完好, 如有问题则应进行更换。

5 结论

保德ID15H401-E变频器强制风冷对合成器机箱散热, 对72根阻隔负载冷却起着非常重要的作用。了解其工作原理, 及日常的检修维护故障处理是必不可少的, 对发射机的安全运行起着重要作用。

变频器的应用及维护 篇2

【关键词】变频器；故障；维护

在DX中波固态发射机中，变频器起到了很关键的作用，它的启动方式为软启动。软启动不至于对外接设备有较大的冲击，可以延长设备的疲劳寿命。在日常播音中，变频器有时会出现种种故障，通过对故障点的准确判断并快速地找到故障位置，减少发射机的停播时间，有着重要的意义。

DX中波固态发射机中，变频器在合成器中使用，属于发射机的公共部分。其主电路主要由整流、滤波、逆变等电路及制动单元等几部分构成，其主要硬件是IGBT。

一、变频器故障的判断

1.1变频器中逆变电路故障判断

在变频器中逆变器的作用是，将输入的直流功率变为所要求频率的交流功率。对整流电路和逆变电路测量的方法较为相近，在万用表的二极管档位，将红色表笔接到（+）端，黑色表笔分别接到U、V、W上，约有一个实测为0.47VDC的二极管的正向电压，并且经测得，各相的电流值均相同。若将红色表笔接到（—）端，黑色表笔分别接到U、V、W上，情况与之前基本相同。若不是出现上述两种情况，可判断为逆变器故障。如下图1所示。

1.2变频器中整流桥故障判断

判断变频器中整流桥故障，即测试整流桥的好坏。分别在变频器中找出内部直流电源的正极和负极，在万用表的二极管档位，黑色表笔接（+）端，红色表笔分别依次接到～（即T）、～（即S）、～（即R），实测约约有一个实测为0.47VDC的二极管的正向电压，且基本平衡。同理，也可以将黑表笔接～（即R）、～（即S）、～（即T），红表笔接（—）端，同样有一个二极管的正向电压，且基本平衡。在同样的测量方式下，若测量结果不一致，则可以判断为整流桥故障。如下图2所示。

1.3变频器中欠电压故障判断

在变频器中，欠电压故障的主要原因有：

1.三相整流由于外电缺相造成变成二相整流，加入了负载后，导致通过整流后的直流电压过低；

2.由于变频器内部直流回路的限流电阻或短路限流电阻的晶闸管损坏使变频器内部的滤波电容就不能充电；

3.外界的干扰造成线路非正常工作。

若出现以上几种情况，首先要检查变频器电源的空气开关或者空气开关的触点是否接触良好，有无打火现象。测量触点电阻，并判断输入电压是否正常。其次，要判断限流电阻或晶闸管是否有损坏，因为在电机反复启停的情况下容易造成器件的损坏。最后，还要对变频器的抗干扰能力进行增强。

1.4变频器过电压故障判断

变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下，变频器直流电压为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线=513V。在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上至760V左右时，变频器过电压保护动作。因此，变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器，常见的过电压有两类。

1.4.1输入交流电源过压

这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发生在电网负载较轻，电压升高或降低而线路出现故障，此时最好断开电源，检查处理。

1.4.2发电类过电压

这种情况出现的概率较高，主要是电机的同步转速比实际转速还高，使电动机处于发电状态，产生“泵生电压”，而变频器又没有安装制动单元，有两起情况可以引起这一故障。当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设的比较小，在减速过程中，变频器输出的速度比较快，而负载靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量反馈单元，因而变频器支流直流回路电压升高，超出保护值，出现故障，处理这种故障可以在变频器直流回路中并联一个制动电阻，或者修改变频器参数，把变频器减速时间设的长一些。

1.5变频器过热故障判断

变频器内部电子器件在工作时会产生大量的热量，尤其是IGBT工作在广播发射机的高频状态下，产生的热量会更多。如果周围环境温度过高，所接负载过大，变频器散热风机损坏等都会导致变频器内部元器件温度过高。此时应通过降低变频器工作场所的环境温度，加强变频器内部的散热，减小负载等措施避免此类故障。

1.6过流故障判断

过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变等措施排除故障。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已坏，需要更换变频器。

二、变频器在日常使用中的维护要点

2.1注意事项

在日常使用中，操作人员必须对变频器的原理非常熟悉，并了解其基本原理、内部结构和功能。在维护或检修当中，要确保设备已经断电后，才能对变频器进行维护或维修，切记不可带电操作。另外，在断电后，要确保变频器所连接的设备已经停止工作或温度降到安全温度，否则容易发生危险。

2.2日常检查事项

首先要检查对变频器的冷却系统是否正常，因为散热不畅将影响变频器的正常工作，检查的重点有：风机的转动、风道排风等。第二，要观察变频器周围的温度及湿度，温度过高还将导致其报警。第三，要注意变频器周围的湿度，因为湿度过大会影响变频器的正常运行，还会导致内部元器件的损坏或者发生短路的现象。这种情况在发射机正常播音中十分危险。另外，在日常使用过程中还对变频器应做到“听、看、测”。听其启动的声音，看其运行的状态，观察指示灯是否正常，测量变频器及周围温度。通过这些手段来避免故障的发生，使其能够正常运行。

2.3定期检修

变频器要定期进行检修维护，及时清理内部灰尘，检查各端子是否有打火现象，各部件螺丝是否有松动现象。各连接线是否有软化、掉皮等现象，如果发现上述情况需及时进行处理。

2.4备件的更换

变频器的内部元器件很多，有时一个很小的元器件损坏都将导致变频器的故障，所以在定期维护的基础上，要对易损件进行定期更换，对已达到或者将要达到使用寿命的元器件进行定期更换，以确保变频器的使用寿命能够更长久。通过对变频器元件的梳理，下列器件应进行定期更换：

2.4.1冷却风扇

功率模块在变频器中起着很重要的作用，当然它也是发热最为严重的元件。功率模块在工作时所产生的热量必须要及时排出。变频器通过冷却风扇对功率模块进行冷却降温，日常使用的风扇寿命大约为12Kh—45Kh。变频器连续使用2～3年就应对风扇进行更换。

在更换风扇时，要注意风扇的接入方式。一般风扇为两线制，也有的风扇为三线制。在更换两线制风扇时，只要注意正负极，不得接反。三线制风扇和二线制风扇的最大区别在于有一根检测线，接错将导致变频器报警。另外，选择风扇时还应注意电压，风扇的电压一般分为220VAC和380VAC两种，使用时应注意区分。

2.4.2滤波电容

变频器中的滤波电容大多采用電解电容，它的主要作用就为对直流中的低频谐波进行吸收，对直流电压进行平滑处理。在变频工作过程中所散发出的热量，以及电解电容本身的热量会导致电解液的减少甚至干涸，从而直接导致电容的容量改变，在变频器连续运转中，最好每年或者每隔一年进行滤波电容的更换。

三.结束语

本文简要介绍了如何准确地判断并检测变频器的故障，减少广播电视发射机的停播时间。更重要的是，通过日常的合理维护及检修工作，使得变频器能够更好地正常运转，使其故障率达到最小化。能够做到这一点将对广播电视传输发射工作起着很重要的意义。

参考文献

变频器的应用维护及故障处理 篇3

1.1 注意事项

操作人员必须熟悉变频器的基本原理, 功能特点, 日常对变频器应加强其工作环境的检查、定期进行清扫、更换内部老化的电解电容器、检查编码器及PLC的情况, 检查滤波电容器、插件等是否异常, 检查变频器接地是否良好;同时做好对备件的储备, 保管与保养, 在每次对变频器检查保养强, 必须在设备电源全部切断, 并且变频器指示灯完全熄灭的情况下进行。

1.2变频器的参数设定

变频启动设定参数多, 每个参数均有一定的选择范围, 使用中常常因为各别参数设置不当, 不能满足生产的需要, 导致工作异常, 严重时会烧坏功率模块或部分器件。因此在带负载运行前必须仔细核对各参数设置, 避免因参数设置不当或遗漏、疏忽导致故障。

2 变频器的常见故障处理

2.1 参数设置类故障

一旦发生了参数设置类故障后, 变频器都不能正常运行。一般可以根据说明书进行修改参数;如果以上修改不能消除故障, 最好是能够把所有参数恢复出厂值, 然后按上述步骤重新设置。要避免为了为了提高电机转矩而把变频器的转矩提升参数调到很高的情况发生, 这样变频器的启动电流会很大, 经常跳“过流”也容易损坏模块。更不要调低基本频率, 国内电机设计基本频率是50Hz, 当变频器基本频率调小后, 电流急升, 对变频器会造成伤害。

2.2 过载故障

过载也是变频器比较频繁的故障之一。过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短、直流制动量过大、电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间, 延长制动时间, 调整转矩提升预制, 检查电网电压、变频器输出电流、电动机运行电流等判断和处理。若是负载过重, 可能是所选的电机和变频器不能拖动负载, 或者是由于机械润滑不好引起的。

2.3 过电流故障

过电流故障可以分为加速、减速、恒速过电流。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、加大传动比、加大变频器容量、对线路进行检查、更换损坏元器件等来处理。

3 变频器故障处理案例

3.1 变频器概况

我厂#1炉C磨动态分离器变频器型号为ABBACS510, 变频系统在机组运行期间, 多次发生跳闸, 严重影响了机组的正常运行, 也给机组的安全生产带来隐患, 为此, 公司成立了专门小组, 针对这一问题进行调研分析, 查出了问题所在, 并对变频控制系统进行了优化。

3.2 故障现象

2013年7月22日, 我厂#1炉C磨动态分离器变频器故障跳闸, 变频器型号为ABBACS510, 就地变频器报故障代码“OVERCURRENT”过电流故障, 经检查为变频器内部电源板卡上24V电源模块烧坏。

3.3 故障查找

检查输入动力电源在正常范围 (380——400) V, 所连接的机械部分无卡涩。经过对动力电缆测绝缘检查, 相间及相对地绝缘均合格。随后又接连发生其他磨动态分离器变频器故障跳闸, 现象均相同。初步判断为变频器控制盘柜内部及柜体接地部分安装不规范, 经过将变频器控制盘柜柜体接地部分与整个全厂接地网通过接地扁铁可靠连接的技术改造, 解决了变频器频繁故障。

3.4 原因分析

3.4.1 负载侧过流原因检查

负载侧的过流原因是引起变频器过流的最主要因素, 因此一旦变频器发生过流故障, 先要检查:a.机械部分检查:负载侧机械有没有卡住, 引起电机不转, 导致过流;b.短路检查:检查负载有没有短路现象, 用兆欧表检查电机和电机电缆相间或每相对地的绝缘电阻是否为零, 如果绝缘电阻为零, 说明电机或电机电缆匝间或相间对地短路;c.电动机的启动转矩是否过小检查:如果启动转矩过小, 拖动系统转不起来, 引起过流;d.电机电缆是否符合要求检查:选择电机电缆一定按照要求去选, 因为电机的漏抗、电机电缆的耦合电抗大小和过流故障有关。

3.4.2 变频器自身检查

变频器自身硬件问题一般是模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏等。主要检查几方面内容:a.连接插件检查:由于电流或电压反馈信号线连接不紧、不牢而造成接触不良, 会出现过流故障时有时无的现象。b.检测通道检查:如果主电路接口板电压、电流检测通道损坏, 也会出现过流。c.电流互感器检查:当变频器主回路送电还未启动时, 变频器有电流显示且电流在变化, 这样可判断电流互感器已损坏, 应更换互感器损坏。d.电路板检查:电路板损坏的原因可能有:第一, 由于变频器工作环境太差, 导电性烟尘附在电路板上, 造成损坏。第二, 电路板的零电位与机壳短路。第三, 由于接地不良, 变频器电路板的零伏受到干扰, 也会损坏电路板。

4 结语

综上, 如何实现对变频器应用的可靠维护、以及对相关运行故障的综合处理, 这一点备受各方人员的特别关注与重视。总而言之, 本文针对有关变频器应用维护以及故障处理过程当中所涉及到的相关问题展开了综合分析与说明, 希望能够为后续研究与实践工作的开展提供一定的参考与借鉴。

摘要：在科学技术支持下, 变频器的性能也相应地得到了提升, 内部结构更加复杂, 运行模式更加先进, 同时也增加了维修难度, 需要维修人员快速地掌握变频器的运行性能, 不断学习专业技能, 提高维修水平, 切实保障变频器的稳定运行。本文分析了变频器的维护及故障处理技术, 并结合案例阐述了变频器应用中故障的处理方法。

关键词：变频器,故障,过电流,过载,电动机

参考文献

[1]曹文彪.变频器应用中的干扰及抑制措施探讨[J].现代商贸工业, 2008 (10) .

变频器的应用及维护 篇4

【关键词】 电动机;变频器

一、电动机的相关信息及设计

(一)电动机结构及各部分的作用。

电动机种类的选择,主要根据生产机械工艺对电力拖动系统提出的要求,着重是对调速指标的要求。目前,直流电动机调速的技术指标较好,设备投资较高,对调速指标要求不太高的场所,可有限考虑采用交流电动机。一般电动机主要由两部分组成:固定部分称为定子,旋转部分称为转子,还有端盖、风扇、罩壳、机座、接线盒等。定子的作用是用来产生磁场和作电动机的机械支撑,电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成,定子绕组镶嵌在定子铁心中,通过电流时产生感应电动势,实现电能量转换,机座的作用主要是固定和支撑定子铁心。电动机运行时,内部损耗而发生的热量通过铁心传给机座,再由机座表面散发到周围空气中。为了增加散热面积,一般电动机在机座外表面设计为散热片状,电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也是作为电动机磁路的一部分,转子绕组的作用是感应电动势,通过电流而产生电磁转矩,转轴是支撑转子的重量,传递转矩,输出机械功率的主要部件。

(二)电动机的原理

电动机的工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律和电磁力定律等基础上。当磁极沿顺时针方向旋转,磁极的磁力线切割转子导条,导条中就感应出电动势,电动势的方向由右手定则来确定。运动是相对的,假如磁极不动,转子导条沿逆时针方向旋转,则导条中同样也能感应出电动势来。在电动势的作用下,闭合的导条中就产生电流。该电流与旋转磁极的磁场相互作用,使转子导条受到电磁力F,电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电磁转矩,转子就转动起来。

(三)电动机检验标准

电动机的检验标准在国际上广泛采用的是国际电工委员会(IEC)的现行有效标准。我国电动机生产的国内标准主要是国家标准和行业标准。常用的标准有:GB755《旋转电机基本技术要求》;GB10068《旋转电机振动测定方法及限值》;GB10069《旋转电机噪声测定方法及限值》;GB1032《三相异步电动机试验方法》;GB1029《三相同步电机试验方法》;GB5171《小功率电动机通用技术要求》;JB1136《微型单相交流串激电动机和试验方法》;ZBK22007-88《Y系列三相异步电动机技术条件》等。

(四)电动机设计问题

电动机是专门工厂批量生产的标准部件。对普通异步电动机来说,再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。变频电动机,由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,过载能力和启动性能不在需要过多考虑,要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。在结构设计时,主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响,一般注意以下问题:

1.绝缘等级,一般为F级或更高,加强对地绝缘和线匝绝缘强度,特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

2.对电机的振动、噪声问题,要充分考虑电动机构件及整体的刚性,尽力提高其固有频率,以避开与各次力波产生共振现象。

3.冷却方式:一般采用强迫通风冷却,即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

4.防止轴电流措施,对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称,也会产生轴电流,当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时,轴电流将大为增加,导致轴承损坏,一般要采取绝缘措施。

5.对恒功率变频电动机,当转速超过3000/min时,应采用耐高温的特殊润滑脂。

(五)相异步电动机功率以及转速的计算和选择

根据异步电动机的转速表达式:

n=n1(1﹣S)=60f1(1-S)/P

电机的额定功率是750W,采用星形接法,接在三相380伏的电源上,用变频器监测电流是1.1A;我又用钳形电流表进行测量,测得每相电流为1.1A,这就说明变频器和钳形电流表测得的电流是一致的。电机是星形接法,线电压是相电压的1.732倍,线电流等于相电流,电机实际消耗的功率:380×1.1×1.732 = 724 W,这样电机实际消耗的功率就接近于电机的额定功率。如果电机是三角形接法,线电压等于相电压,线电流是相电流的1.732倍,电机实际消耗功率的计算是一样的。

二、变频器调速时电动机特性及电动机噪声的控制方法

近年来,工业发达国家已逐步用交流电机变频调速取代直流电机调速。交流变频调速在频率范围、动态响应、工作效益、精度要求,输出特性及使用方便等方面比以往的调压调速、变极调速、串级调速、滑差调速液力偶合调速等均较为优越。变频器以工艺先进、通用性强,灵活性好,灵敏度高,响应快,适配性佳,右靠性高等优点而受到钢铁、有色冶金、石油、化工、纺织、电力、机械、矿山、建材、轻工、造纸等行业传达室动领域的极大欢迎,并被广泛应用。它除了具有卓越的调速性能外,还有非常显著的节电效果,是企业技术改造和产品更新换代的理想设备。

(一)变频调速时电动机的机械特性

用变频调速的方法可以得到很大的调速范围,很好的平稳性和有足够的硬度的机械特性。交流电动机不论是三相同步还是异步在定子内供给频率为f的电压时,将产生旋转磁场,并以每分钟n的转速旋转,它们的转速公式都是如下公式:

n=60 f /p (7-1)

n=(7-2)

p—极对数f ---为频率 S--- 转差率(0---3%或0---6%)

式中p为定子极对数。很显然只要改变供电频率f则转速可以改变。机械曲线将沿坐标轴上下移动,从而达到调速的目的采用改变供电电源频率f1的调速方法,可以得到很大的调速范围,很好地调速平滑性和足够硬度的机械特性。变频调速时,异步电动机的监界转矩的变化情况,其表达式为:

式中:U1—定子相电压

P—定子绕组的极对数

f1—定子供电频率。

当频率f1较低时,定、转子的漏抗随之下降,由于x1+x2较小,r1的影响不能忽略。此时Tm的数值大为降低。异步电机的监界转矩:Tmix

随着定子供电频率f1的降低,异步电机的最大转矩也相应减小,甚至会出现带不起负载的现象。这时的机械性曲线n=f(M)是一簇向下的平行曲线。其中f11>f12>f14>f15>f16,当f1较低,如f1s及f16时,Tm尢为降低。为了保持电机在低速时有足够大的Tm,可在低速时,U1比f1降低的比例小一些,使U1f1的比值随f1的降低而增加。

根据计算,当定子供电频率减小10倍时,最大转矩降低7.8倍。灾是因为随着f1的下降,定子电压U1也成比例地降低,即所谓变频调速 的协调控制。U1较小时,定子电阻r1上的压降在U1中占比重较大。

U1=I1r1+E,使得产生气隙磁通的感应电势E减小,造成气隙磁通(φ)的减弱,因而电磁转矩T=KφIcosθ下降。使电机的利用率恶化。许多场合要求在调频的同时改变定子电压V,以维持磁通(φ)接近不变;维持Tm。无法维持Tm;被称为“低速线”。适用于速度范围不太大或转矩随转速下降而减小的负载(如风机、泵)。风机和水泵低速时的阻转矩极小,即命名不补偿,电动机的转矩仍有余量,为了节能,可进一步降低电压(即减小值)。

f1由小到达额定值fe,其中f2、f3、f4所对应的最大转矩,用上述方法选用容量132KVA变频器与容量90KW异步电动机驱动风机配套使用。由此可以得出一个很重要的结论:带有低频提升转矩功功能的变频装置,在电坳机起动的全过程中,能以最大转矩拖动机起动的全过程中,能以最大转矩拖动机械起动

(二)变频器的电流特性

软起动过程的电流变化。变频器与电动机组起动特性,包括起动电流随加速转矩MG变化的规律,对驱动具有同一GD2的风机、水泵起动,随着变频器的设定时间的改变,如上例,设定时间增长一倍,电机发出的加速力矩就随之减小一半。又由于加速力矩:

MG=K.I.φcosθ-Mz

式中,K,φ—为电动机的常数与恒磁通;

cosθ—从表2看基本是一常数;为有变频器时的电动机的功率因数;

(三)电动机噪声的控制方法

电动机噪声的控制方法主要有两点:其一是合理设计电机结构。电机设计人员对电磁设计,机械设计做了很大的改进,又对风扇叶片的形状及尺寸,通风口的形状和大小,风道的形状进行了合理的设计,这些方法从噪声源上降低噪声,是非常有效可行的。降低机械噪声主要是提高轴承的质量,装配,公差等。电机放置要水平(破坏平衡),防护罩及盖板的安装(共振);其二是加装消声器。消声器的基本要求是:具有良好的降噪效果,把电机的噪声控制在容许的范围内;消声器的空气阻力要小;安装消声器后不影响电机的冷却散热,电机的温升要控制在允许范围之内;消声器要体积小,重量轻,便于安装与拆卸,维修要方便。

主要有三种方法。第一种是冷却风扇加装消声筒。冷却风扇位于电机的尾部,气流从尾部进入,流进电机外壳的散热筋把热带走。大多在电机尾部和机壳上加装阻性消声筒,在里放置吸声锥。吸声锥主要是利于导流。把电动机围封起来,在降低空气动力性噪声的同时,也阻挡机壳的辐射噪声。第二种是进,出气处加装消声器。功率较大大电动机的通风冷却系统是从电机尾部和连轴节两端进入,从集体两侧向外排气,可在进出气处加装适当形式的消声器。为了方便,设计成拼装结构。为了保证电动机冷却散热需要,各消声器的通流面积均设计成原来的1.2倍。第三种是采用全封闭隔声罩,消声坑。为了满足温升的要求,隔声罩内壁与电动机外缘净间距,大中型电机一般在70-100mm,有利于气体流动,并保持一定流速,不易产生涡流噪声,同时进,排气口的消声器通流面积要比实际需要的通流面积大20%。

随着电力电子技术和自关断器件的进步和发展,变频调速技术得到很大发展。变频调速器以其调速精度高,响应速度快,保护功能完善,过载能力强,维护方便及节能显著等优点,已在我国逐渐推广普及。

参考文献

[1]邱宣怀.《机械设计》高等教育出版社,1997(7)第4版

[2]成大先.《机械设计手册》.北京:化学工业出版社,2002

ACS5000变频器的应用维护 篇5

1 运行中常见故障及处理措施

1) 主回路接地故障

开始生产时, 报主回路接地故障 (有代码显示) , 这说明主回路一次侧电源接地或者二次侧U、V、W三相NP电压超过设定的保护值。

故障出现后首先对以下几个方面做了检查: (1) 确定了CVMI板 (电压检测) 电源接口没有松动, 指示灯显示正常。 (2) 用2 500V摇表检测电动机对地阻值趋于无穷大, 远远大于10MΩ;直流耐压试验显示电动机电缆泄露电流小于2μA。 (3) 通过面板负荷监测值发现逆变器测得的直流电压未超过660V, 但U相NP电压实测值290V。

通过以上检测所得的各项指标, 基本判定主回路一次侧没有接地故障, 只是U相NP电压超过了设定值200V。我们了解到, 为进一步保护设备的运行安全, ACS5000变频器在检测U、V、W三相瞬间对地泄露电压的EAF板上设定了可供用户选择的量程范围, 三个档位分别是200V、400V和600V。最终经过与ABB技术人员商议后, 由最初出厂调试时默认的200V档位转换成400V档位, 此档位泄露电压值在设备保护范围内, 投入运行后未出现过该类故障跳车。

2) 内部风差压故障

ACS5000系统通过检测柜门内外、集成导通板与后背板之间风压压差来保护设备的运行, 保护定置最高可设定为80Pa。此故障出现就说明系统内外风压有问题, 风压的大小则取决于柜门滤网的透风性。我公司曾选用普通滤网, 由于透风性不够, 容易沾灰堵塞, 多次跳车, 后采用透风性强的 (或者选用原装) 滤网, 根据运行环境情况定期清理更换, 解决内部风差压故障, 保证设备的稳定运行。

3) 通讯中断或不畅

变频器投入运行一年后, 在一次设备检修正常停电重启时出现所有I/O检测模块通讯故障, 需要20min左右才能恢复正常通讯, 此现象没有明显故障点。经查阅手册及多方咨询商议后, 采用酒精清洗各功能主板通讯管脚及光纤跳线插头, 利用吸尘器吸附电路板灰尘, 改变了原来采用鼓风机吹灰的办法 (鼓风机吹后灰尘飞扬容易再次回落, 造成清理不彻底) 。通过以上做法已解决了主板通讯失败的现象。

2 散热风道的加装改造

保证滤网透风性完好的同时, 优化变频器整体散热通风至关重要。由于现场电力室建设空间有限, 通风不畅、周边环境温度较高, 室内设计的一台5匹空调, 冷热循环还不能完全满足散热要求。在夏季高温期间运行中变频器温度较高, 频繁报警达不到理想转速影响正常生产, 甚至导致保护跳车, 给设备运行带来安全隐患, 并且影响变频器的使用寿命。为此, 采取措施加强了变频器的散热。

将变频器原有3台2.7k W冷却风机出风口直接安装风道以改变冷暖风流向, 其循环过程为:冷风→变频器系统→散热风机→风道→热风→室外。其结构布置见图1。

在电力室选择离变频器距离较近位置的墙壁上开孔, 采用厚度为1mm喷漆的冷轧钢板焊接成高60cm、宽40cm风道, 变频器冷却风机连接处焊接成三节可拆装的密闭式风罩, 方便日后检修、检查维护时的拆除。

将风道安装在离墙壁较近、出风口至墙体无障碍物的现场, 通过风道将热风排出室外, 出风口做成弯头防止雨水回灌。热风出口设在室外, 远离了空调冷风进口, 防止了热风回流, 保证了冷热风充分循环, 满足了变频器的散热需要。

3 结束语

变频器在供热行业中的应用与维护 篇6

1 变频器简介

变频器 (Variable-frequency Drive, VFD) 是应用变频技术与微电子技术, 通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压, 进而达到节能、调速的目的。

2 供热行业中变频器的应用

众所周知, 变频器是节能设备, 但供热行业中并不是所有设备都需要使用变频器。选用前应熟悉所驱动设备的负载性质、了解各种变频器的性能和质量的基础上进行变频器的选型。供热锅炉房和换热站中主要的用电设备包括鼓、引风机、各种水泵、除渣机、上煤皮带等。其中, 鼓、引风机、水泵等负载属于减转矩特性负载, 此类负载最适宜使用变频器控制;而除渣机、上煤皮带机等负载属于恒转矩负载, 这类负载完全没有必要采用变频器控制。同时, 在变频器选型时, 为保证供热运行安全, 可考虑选择功率比电机大一档或者与电机功率相等, 坚决避免选择的变频器功率低于电机功率。

3 变频器的维护

变频器长期可靠地运行, 与日常的维护保养是分不开的, 再好的变频器得不到正确合理的维护, 其寿命将大为缩短, 甚至造成不必要的损坏。

1) 应定期对变频器进行清灰除尘。由于变频器内部器件紧凑, 内部积灰很难用风机或吸尘器清除干净, 这就需要对变频器解体, 将变频器控制板、主板拆下, 用毛刷、吸尘器清扫变频器线路板及内部IGBT模块、输入输出电抗器等部位。线路板脏污的地方, 应用棉布沾上酒精或中性化学剂擦除;

2) 应定期对变频器进行内部检查。利用每年的停热期, 将检查重点放在变频器日常运行时无法巡视到的内部:检查变频器内部导线绝缘是否有腐蚀过热的痕迹及变色或破损等, 如发现应及时进行处理或更换;检查变频器螺丝等紧固部件是否松动, 应将所有螺丝全部紧固一遍;检查输入输出电抗器、变压器等是否过热, 变色烧焦或有异味等。

4 供热运行期间变频器的故障判断和处理

1) 变频器本身具有各种保护和报警警告功能。了解和掌握这些功能, 对运行人员正确使用变频器及故障查找、处理来说是非常重要的。变频器异常故障主要分为两大类:软故障和硬故障, 软故障判断和处理方法一般在说明书里就有详细介绍。硬故障是由于变频器本身器件损坏造成的, 维修起来可能很不便。无论哪种变频器, 其主回路基本原理相同。主回路主要是由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路、检测电路。

(1) 整流电路

整流电路的作用是把三相交流电变成直流电。主要故障:整流二极管损坏导致开路而造成无显示故障, 二极管短路导致变频器输入电源短路。

(2) 限流电路

限流电路是限流电阻和继电器触点 (或可控硅) 相并联的电路。主要故障:继电器接触不良, 导致限流电阻被烧毁;继电器触点烧毁, 导致整流模块损坏;继电器线包损坏不能工作, 导致限流电阻被烧毁。

(3) 滤波电路

滤波电路是将整流电路输出的脉动直流电压, 变为波动较小的直流电压。主要故障:滤波电容老化, 其容量低于额定值的85%时, 输出电压低于正常值;滤波电容开路, 导致变频器输出电压低于正常值;匀压电阻损坏, 会由于两个电容受压不均而逐个因超压而损坏。

(4) 制动电路

制动电路工作时, 可以使变频器在减速过程中, 增加电动机的制动转矩。主要故障:制动控制管Q损坏。Q损坏成开路, 失去制动功能;Q损坏成短路, 制动电阻RB会损坏, 同时增加整流模块的负荷, 整流模块易老化, 甚至损坏。

(5) 逆变电路

逆变电路是在驱动信号的控制下, 将直流电源转换成频率和电压可以任意调节的交流电源。主要故障:六个开关器件中的一个或一个以上损坏, 造成输出电压波动、断相或无输出现象;同一桥臂上下两个开关器同时损坏短路, 造成限流电路的继电器或可控硅、整流模块损坏。

(6) 检测电路

检测电路采用霍尔元件, 检测精度高, 反应灵敏。该处故障多以霍尔元件的质量来体现, 质量差的霍尔元件甚至会误报故障。

2) 故障处理

(1) 变频器没有显示, 主要原因为主回路无输出直流电压:一是由限流电阻损坏开路造成, 检查限流电路中的继电器或可控硅以及IGBT等是否损坏, 处理之, 再更换限流电阻;二是是整流模块损坏, 整流电路无脉动直流电压输出所致。这时应拆下整流模块, 用万用表检测主回路, 若主回路无短路现象, 说明整流模块是自然损坏, 更换新元件即可;若主回路有短路现象, 通过检测具体落实主回路短路的原因并处理;

(3) 变频器输出偏低, 是因为主回路直流电压低于正常值造成的。首先, 用万用表测量直流电压值, 确定原因所在:整流模块有一个以上整流二级管损坏, 造成变频器输出电压偏低, 须更换整流模块;滤波电容老化, 造成变频器输出电压偏低, 须更换滤波电容;逆变模块老化, 造成变频器输出电压偏低, 须检查驱动电路并处理;

(3) 变频器输出电压缺相, 是由于逆变电路中有一个桥臂不工作所致。如逆变模块有一个桥臂损坏, 更换逆变模块;如驱动电路有一组无输出信号, 须检查处理损伤的一组驱动电路;

(4) 变频器输出电压波动, 使驱动的电动机抖动, 是由于变频器逆变电路的开关元件中至少有一个开关元件工作不正常造成的。检查开关元件损坏开路, 须更换逆变模块;如驱动信号不正常, 应检查驱动电路并处理;

(5) 变频器接上电源, 供电电源跳闸, 或烧熔断丝。这是由于变频器的整流模块损坏短路所致。

5 结论

随着供热行业的发展和节能意识的加强, 变频器在供热行业中将发挥越来越重要的作用。如何保证变频器的正常运行, 保障供热的运行安全, 就必须要求我们加强对变频器的了解, 提高对变频器的维护与维修水平。

摘要：本文从理论和实践方面介绍了供热行业中变频器的应用和日常的维修保养, 以及如何在供热运行中发现并处理好变频器的各种突发故障, 保障供热的安全运行。

关键词：供热,变频器,维修,安全

参考文献

[1]黄立培, 等.变频器应用技术及电动机调速[M].北京:人民邮电出版社, 1999.

[2]刘建国.变频器及常见故障剖析[J].电工技术, 2004.

变频器的应用及维护 篇7

在日常的工业和装备制造业领域, 变频器和伺服驱动器作为传统的电机调速和定位控制装置, 应用非常广泛。而变频器和伺服驱动器是控制电机的核心部件, 是自动化控制指令的最终执行机构, 在整个生产制造环节起到重要作用。如果变频器和伺服驱动器出现故障损坏, 将造成生产设备的运行停止, 影响整个生产。所以变频器和伺服驱动器的日常应用检查和维护非常重要。本文对变频器和伺服驱动器日常维护检查的方法和手段进行了详细分析研究。

变频器和伺服驱动器是由IGBT、集成电路、电容、电阻等电子元件和风机、开关继电器等多种部件组成。如果有的部件不能正常工作, 变频器和伺服驱动器就不能发挥应有的功能。这些部件是有使用寿命的。即使在正常使用的环境下, 经过了一定的使用时间, 器件就可能会出现特性发生变化或者执行动作不稳定的情况。为了防患于未然, 需要对元器件进行预防性维护, 做到日常不定期检查、定期检查、定期更换器件等, 以便及时发现并解决故障报警, 排除隐患。

故障发生的分析

如图1 所示, 使用过程中出现的故障类型, 可分为初始故障、偶然故障、疲劳故障三个时期。

初始故障在生产制造变频器和伺服驱动器的后期过程中, 检验及调试时发现并排除。偶然故障为设备在使用寿命期间突然发生的故障, 对于偶然故障, 一般男以采取技术性的对策, 只能根据部件的故障率及平均无故障时间等统计数据准备维修用部件, 或者加装故障时的备用回路等, 增加冗余回路。疲劳故障是指发生在器件使用寿命将要结束时期的故障, 随着使用时间的增加, 疲劳故障发生的概率会急增。所以根据各个器件的使用寿命, 通过定期更换新的器件, 可以延长整体变频器和伺服驱动器的使用寿命。

日常使用过程中需要检查的内容

表1 列出了在一般的使用条件下, (环境温度:30℃, 负载率80%, 每天运行小于12h) 需要检查的内容和标准。

内部零部件的定期维护更换

变频器和伺服驱动器主要组成部分都是电子元件, 电子元件的使用寿命可按“阿鲁莱尼乌斯定律 (10℃二倍定律) ”来推测计算。如长期使用温度提高10℃, 电子元件的寿命将缩短一半;如使用温度降低10℃, 其寿命则会增加一倍。所以, 变频器及伺服驱动器应尽量在环境温度较低的场所使用。

表2 列出了变频器伺服驱动器使用的主要元器件在通常环境下的标准更换年数。表中的更换年数表示图1 所示的偶然故障期tb。超过了这个期限, 可以通过更换对应的元器件, 可以预防大大提高疲劳故障的发生。

主回路的监测测量方法 (例如电流、电压、功率等)

变频器和伺服驱动器的输入输出电流和电压中含有高次谐波成分, 日常使用中需经常测量电流电压及功率等指标。但用传统工频电网时的测量方法无法正确测量出对应的各种数据。表3 列出了使用变频器和伺服驱动器测量时的户注意事项。

针对变频器和伺服驱动器使用时, 测量电流、电压等项目, 需注意以下事项。

(1) 输入电流:

变频器和伺服驱动器为电容输入型, 三相电流会出现不平衡。所以输入电流需要测量三相, 要取三相平均输入电流。

将作为平均输入电流。

(2) 输入功率:一般需要用双功率表法测量。当电流不平衡在5%以上时, 采用三功率表法。

(3) 输入功率因数:

因含有较大的高次谐波, 所以使用传统的功率因数表测量, 会出现较大的误差。因此, 输入功率因数需使用下式求出。如果将与各成分的高次谐波电流的基波相对应的比率设为Ik (k = 5, 7, 11, 13···) , 则失真系数μ 为:

输入功率因数cosφ 可用下式计算:

因将Ik作为相对于基波的比率, 所以此时 μ 与高次谐波的含有率相同。

保护功能的分类和目的

变频器和伺服驱动器具有各种各样的保护功能, 其目的一般分为“保护变频器和伺服驱动器自身”和“避免电机过热”两种。除了保护功能外, 还会对运行中的异常进行报警。日常应用中如果能掌握各种保护功能的目的和动作等级, 就能正确及时处理潜在的隐患。图2 图3 以变频器为例进行说明。

结语

变频器的应用及维护 篇8

1 变频器的运行维护

包含四个方面:1) 按正常的安装使用条件进行安装使用。2) 按时进行巡检、记录。3) 根据使用运行情况进行参数调整。4) 按期更换元器件。

变频器的使用说明书中一般都列有注意事项及元件建议的更换年限, 按规定要求进行更换。

2 变频器的一般故障及应对方法

变频器的故障发生可分为如下三个阶段

2.1 初期故障期

此类故障多发于设备出厂调试、系统现场调试、试生产期间。

排除方法:1) 工厂制造后的检查、通电调试;2) 校线、现场调试;3) 根据生产实际情况进行调试。

2.2 偶发故障期

在正常生产使用中, 突发的故障。

此时以快速解决故障、恢复生产为第一考虑。

因此维护重点在:熟悉设备运行状况;日常维护;备品备件;故障时的切换应急回路等。

2.3 磨损故障期

处理方法:根据设备状况重整保护值;预测元件的使用寿命, 换备件;

3 变频器的常见故障现象分析及处理

3.1 变频器无输出

1) 主回路不通。重点检查主回路通道中所有开关、熔断器、断路器、接触器及电力电子器件是否完好, 导线接头有无接触不良或松脱, 接线是否正确。

2) 控制回路接线错误, 变频器未启动。依照说明书及接线原理图, 认真校核控制回路接线, 找出错误并加以纠正。

3.2 电动机不能升速

1) 交流电源或交流输出缺相。应检查熔丝有无熔断, 导线接头有无松脱, 逆变桥开关管是否损坏和有无触发脉冲等。

2) 频率或电流设定值小。应检查频率和电流设定值是否适当。如电流设定值已达变频器的最大值, 则说明变频器的容量偏小, 应换较大容量的变频器。

3) 调速电位器接触不良或相关元件损坏, 使频率给定不能升高。

4) 其它调速回路 (自控信号、面板按钮) 异常。

3.3 转速不稳或不能平滑调节

一般是受外界条件变化的影响, 故障出现无规律且多为短暂性, 主要影响源为:电源电压不稳定;负载有较大的波动;外界噪声、电磁干扰使设定频率变化。

通过检测找到故障点和采取相应的解决措施。

3.4 过电流故障

1) 电源电压超限或缺相。2) 负载过重或负载侧短路。重点检查机组有无异常声音, 振动和卡滞现象, 是否因工艺条件或操作方法改变而造成超载。3) 变频器设置不当。检查电压提升、加速时间、减速时间等, 调节器参数。4) 振荡过流。

3.5 过电压故障

此故障常发生在机组减速制动时。过压原因大都与中间回路及制动环节有关。

1) 电源电压过高, 一般超过10%以上;2) 制动电阻阻值过大或损坏, 无法及时释放回馈的能量而造成过电压;3) 中间回路滤波电容失效 (容量变小) 或检测电路故障。应检查电容器有无异味, 变色, 安全阀是否胀出, 箱体有无变形及漏液。此电容器一般5年应予更换;4) 减速时间设定过短。

3.6 低电压故障

主要问题在电源方面:1) 交流电源电压过低或缺相;2) 供电变压器容量小, 线路阻抗过大, 带载后变压器及线路压降过大而造成变频器输入电压偏低。3) 变频器整流二极管损坏使整流电压降低。

3.7 过热故障

1) 环境温度过高。2) 内部冷却风扇损坏或运转不正常。3) 通风口被堵塞。4) 负载过重。

处理方法:针对引起过热的原因对应处理。

针对变频器各种故障的诊断, 通过检测分析, 一般均可较快找到故障点。当你拿到一台有故障的变频器, 在通电之前首先要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧, 线路板上有没有明显烧损的痕迹。具体方法是:用万用表测电阻。用电阻1K档, 黑表棒接变频器的直流端 (-) 极, 用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻。用万用表二极管档测管压降。表笔接法同上。

常用变频器介绍及应用领域 篇9

关键词 交流变频器;应用领域;性能

中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)082-0125-01

通用变频器的性能虽然日臻完善,但从产品和实际应用上看,中小容量通用变频器的主流仍以U/f控制方式为主,目前市场上销售的通用变频器大都将其列为通用型机型。广泛采用了32位数字信号处理器,将采样时间缩短到100um以下,针对转子电阻的影响,采用了新的控制策略和参数自动识别,即具有参数自整定功能。无速度传感器矢量控制方式通用变频器在某些场合以达到可代替直流电动机调速的需要,应用领域包括各行业的输送机、给料机、搅拌机、研磨機、粉碎机、切纸机、压延机、挤压机、阀门、压缩机、冷却塔、塑料机械、电梯、起重机、输油管道、各种纺织机械等。带速度传感器矢量控制方式通用变频器主要应用于大容量电动机的低速控制及一些有特殊要求的应用场合。

1 变频器在化工行业的应用

变频器应用到自动提取液化气系统设备改造上,解决了对电网冲击大,人工操作的繁琐,而最重要的是节能节电以及实现自动化提取液化气系统。据统计,每个月可节电40%左右,照此推算半年就可以回收成本,效果十分显著。

2 变频器在塑胶机械上的应用

在塑料产品的生产过程中,由于塑料的特性,产品的规格繁多和生产工艺的要求不同,所以,很多的地方都需要对生产机械进行调速,随着电力电子技术的迅速发展,变频调速的技术已经成熟,变频调速器已广泛应用在国民经济各行业之中,它的平滑的无级调速,高可靠性,高精度,而且节约电能,可以提高自动化水平等优点,在一定的程度上提高了塑胶机械的自动化水平,推动了塑胶行业的发展。

3 变频器造纸机械上的应用

造纸企业是高能耗企业每吨纸所耗电能在500度以上,电能消耗十分严重,从设备和类型看50%以上为风机、泵类负载,而这些设备目前基本上是采用阀门或挡板来调节风量或液体流量的,大量的能量消耗在阀门或挡板上,采用变频器进行调节,可以大量减少损耗,节约电能经济利益十分明显,值得企业大力推广。

4 变频器在注塑机节能中应用

注塑机是对各种塑料进行加热、融熔、搅拌、增压后,将塑料流体注入模具控内,完成工件一次注塑成型的设备,它的工序过程基本是相同的,大致可分为7个工序过程:锁模、射胶、保压、熔胶、冷却、开模、顶针每一个工序都需要不同的压力和流量,也就是说被加工的工件不都是在最大压力或流量下工作的,其压力和流量是靠压力比例阀和流量比例阀来调节的,通过调整压力或流量比例阀的开启度来控制压力和流量大小。然而,油泵电机在恒速运转、各工序中油泵的输入功率并没有多大变化,若用变频器来调节电机(油泵)的转速,来实现对压力和流量的调节,这样既经济又实用。

5 锅炉变频调速技术应用

锅炉变频调速的鼓(引)风控制系统:为了提高锅炉风量的控制水平,又能达到节能的效果,采用变频调速方式对风量进行调节,是首选的方案。由于,应用变频调速技术可根据用汽量的变化,随时调整鼓(引)风机的转速,减少了噪音对环境的污染(电机均运行于额定转速以下,风的噪音随之下降),对提高工业卫生水平起到一定的作用。由于鼓(引)风机长期低于额定转速的状态之下运行,电机及风机的轴承不易损坏,延长了使用寿命,电机的发热量也减少了,维修量下降,停机时间减少,节约了大量的维修费用。

6 变频调速器在油田采油井油机中的应用

其一、变频器具有软起动功能,起动时电流较小,对电网冲击小,起动时能耗大为降低。

其二、引进变频器控制,可实现设备上、下行程自动识别从而控制抽油机上、下行程的电机运行频率分别可调,以改变抽油机上、下行程的运行速度。亦可对变频器能耗制动进行准确控制,以使变频器更适应该运行工况。加上抽油机冲次的任意调节,可使用抽油机的抽汲参数对不同油进而言更趋合理,当调节适当时,可提高泵的充满系数,减少泵的漏失,从而提高泵效达到增产目的。

7 变频器在中央空调冷却泵上的应用

中央空调基本工作原理为采用压缩机强迫制冷循环,将建筑物中的热量通过冷媒(通常为水)转移到制冷剂中,通过冷却塔再将热量转移到大气中,其中循环水的冷却泵和冷冻泵所消耗的能量约占总耗能的60%。空调设备均按设计工况的最大制冷量来考虑的,绝大多数的时间在低负荷情况下工作,因此,使用变频器进行驱动将节约大量的能量。

8 变频器在恒压供水上的应用

用变频调速和PLC来实现恒压供水,与用调节阀门来实现恒压供水相比较,节能效果十分显著。其优点是:起动平稳,起动电流可限制在额定电流以内,从而避免了起动时对电网的冲击;由于泵的平均转速降低了,从而可延长泵和阀门等的使用寿命;可以消除起动和停机时的水锤效应;在锅炉和其他燃烧重油的场合,恒压供油可使油的燃烧更加充分,大大地减轻了对环境的污染。本系统经多年应用与完善,性能优越,安全方便,深得用户好评。

9 结语

交流变频器在我国经过了十几年的发展,在产品种类、性能和应用范围等方面都有了很大的提高。目前,国内市场上流行的通用变频器品牌多大十几种,(如欧美国家的品牌有西门子、ABB、Vacon(瓦控)、DANFOSS(丹佛斯)、Lenze(伦茨)、KEB(科比)、C.T.(统一)、欧陆、Moeller(金钟默勒)、Schneider(施耐德)、SIEI(西威)等,日本的品牌有富士、三菱、安川、三垦、日立、松下、东芝、明电、春日、东洋等;韩国LG、三星、现代;港澳台地区的品牌有普传、台达、台安、东元、正频、宁茂、九德松益、爱德利等;国产的品牌有康沃、安邦信、惠丰、森兰、阿尔法、时代、格立特、海利、佳灵、富凌、英威腾等。欧美国家的产品以性能先进、适应环境性强而著称;日本产的产品以外形小巧、功能多而出名;港澳台地区的产品以符合国情、功能简单实用而流行;而国产的产品则以大众化、功能简单、功能专用、价格低廉的优势广泛应用。

参考文献

[1]葛峰.高压变频器在670MW机组凝结水泵上的应用.山东电力高等专科学校学报,2010,(01):73-76.

[2]林光.变频器常见故障和预防.中国教育技术装备,2010,(18):80-81.

[3]木合亚提·伊克山.变频器闭环控制实验系统.实验技术与管理,2010,(03):65-67.

[4]李冠男.多层电梯控制系统电路的设计.中国新技术新产品,2010,(10):140.

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变频器的应用及维护 篇10

变频器在化工业正常使用2~3年就进入故障的高发期,化工业生产的特殊性质,比如不间断工作、化工粉尘污染大,生产设备温度高等会导致变频器出现元器件烧坏、失效、保护功能频繁动作等故障现象,这严重影响化工产品的正常生产。在实际应用中,只要抓住其特征,掌握故障处理的规律,就能做好变频器的维护工作,使变频器在实际中出现的各种故障得到及时处理和解决,并延长其使用寿命。

1 变频器的故障

1.1 常见故障

变频器常见故障有参数设置错误、过流、过压、欠压以及过热保护等,一般有相应的故障代码,不同的机型有不同的代码,其代码含义可查阅随机使用说明书,参考处理措施进行解决。

(1)参数设置错误,一般可根据说明书进行修改。如果不行,最好是能够把所有参数恢复出厂值,然后重新设置。

(2)过流(O C)是变频器报警最为频繁的现象,主要是由于负载短路、逆变模块损坏、电动机的转矩过小、驱动电路坏、电流检测电路坏、加速时间设置太短、电流上限设置太小等现象引起。

(3)过压(O U)报警,主要原因是加减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。

(4)欠压(LU)也是使用中经常碰到的问题,主要由主回路电压太低引起。主要原因是整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的情况;其次主回路接触器损坏,导致直流母线电压损耗在充电电阻上;还有就是电压检测电路发生故障。

(5)过热(O H)报警,多数原因是由冷却风扇散热不足引起的。如贵阳中化开磷萃取配电室由于面积小、通风不好、电气设备多,周边生产中的粉尘多、室内温度较高等原因导致其中2台FRN45P11S-4CX变频器的风扇粘死、电子器件老化、I G B T模块过热烧坏,故经常出现过热保护。

1.2 主电路故障

1.2.1 逆变器模块烧坏

变频器一般用3组IGTR(大功率晶体管模块),大容量的机组采用多组IGTR并联,故测量检查时应分别逐一进行检测。I G T R的损坏也可引起变频器保护功能动作。逆变器模块的损坏原因很多:输出负载发生短路;负载过大,大电流持续运行;负载波动很大,浪涌电流过大;冷却风扇效果差,模块温度过高。这些现象导致模块损坏、性能变差、参数变化等问题,从而引起逆变器输出异常。如贵阳中化开磷循环水车间一台FRN22G11S-4CX变频器,输出电压三相为106V,解体检查逆变模块外观,没发现异常,测量驱动电路也没发现故障,将逆变模块拆下测量发现有一组模块不能正常导通,该模块参数变化很大(与其它2组比较),更换之后,通电运行正常。

1.2.2 整流模块的损坏

变频器整流模块一般为三相全波整流,承载着变频器所有输出电能的整流,故易过热,也易击穿。其损坏后一般会出现变频器不能送电、保险熔断等现象,三相输入或输出呈低阻值或短路。在更换整流模块时如果没有同型号整流模块时,可用同容量的其它类型的整流模块替代。例如,贵阳中化开磷浓缩A B车间一台富士变频器(G 1 1 S系列)整流模块击穿后,因无同类整流模块配件,采用三垦生产的同容量整流模块替代后,可以正常运行。

1.2.3 充电电阻易损坏

导致变频器充电电阻损坏原因一般是:主电路接触器吸合不好,造成通流时间过长而烧坏;充电电流太大而烧坏电阻;重载启动时,主电路通电和R U N信号同时接通,使充电电阻既要通过充电电流,同时又要通过负载逆变电流,故易被烧坏。其损坏的特征,一般表现为烧毁、外壳变黑、炸裂等损坏痕迹。也可用万用表测量其电阻来判断。

1.3 控制电路故障

1.3.1 反馈、检测电路故障

在使用变频器过程中,经常会碰到变频器无输出现象。驱动电路损坏、逆变模块损坏都有可能引起变频器无输出,此外输出反馈电路出现故障也能引起此类故障现象。有时在实际中遇到变频器有输出频率,没有输出电压,这时则应考虑一下是否是反馈电路出现了故障所致。在反馈电路中用于降压的反馈电阻是较容易出现故障的元件之一;检测电路的损坏也是导致变频器显示O C保护功能动作的原因,检测电流的传感器由于受温度、湿度等环境因素的影响,工作点容易发生漂移,导致O C报警。

1.3.2 驱动电路故障

驱动电路拥有驱动逆变器IGTR,也易发生故障。一般有明显的损坏痕迹,如电容、电阻、三极管等器件爆裂、变色、断线等,但不会出现驱动电路全部损坏情况。处理方法一般是按照原理图,对每组驱动电路逐级逆向检查、测量、替代、比较;或与另一块新的驱动板对照检查、逐级寻找故障点。首先对整块电路板清灰除污,如发现印刷电路断线,则补线处理。驱动电路修复后,还要应用示波器观察各组驱动电路信号的输出波形,如果三相脉冲大小、相位不相等,则驱动电路仍然有异常处,应重复检查、处理。大驱动电路损坏表现出来最常见的现象是缺相,或三相输出电压不相等、三相电流不平衡等。

1.3.3 开关电源损坏

开关电源损坏的一个比较明显的特征就是变频器通电后无显示。开关电源的损坏常见的现象有开关管击穿、脉冲变压器烧坏以及次级输出整流二极管损坏。滤波电容使用时间过长,导致电容特性变化(容量降低或漏电电流较大),稳压能力下降,也容易引起开关电源的损坏。

2 降低变频器故障以及维护措施

变频器如果使用不当、操作有误、维护不及时,会发生故障,缩短设备的使用寿命,影响正常的生产工作。这就需要我们对变频器进行日常检查、定期维护,使故障隐患在初期得以发现并及时处理。

2.1 日常检查

(1)周围环境温度、湿度是否符合要求,门窗通风散热是否良好。

(2)变频器在显示面板上显示的输出电流、电压、频率等各种数据是否正常。

(3)变频器的排风系统如风扇旋转是否流畅,进风口是否有灰尘及阻塞物。

(4)变频器内是否有振动或异常声音以及报警显示。

(5)电动机电抗器、变压器等是否过热,有异味。

2.2 定期维护

(1)将变频器控制板、主板拆下,用毛刷、吸尘器清扫变频器线路板及内部I G B T模块、输入输出电抗器等部位。线路板脏污的地方,应用棉布沾上酒精或中性化学剂擦除。

(2)对所有接线端检查、紧固,防止因松动而引起的严重发热现象。对线路板、母排等维护后,要进行必要的防腐处理,涂刷绝缘漆,对已出现局部放电、拉弧的母排需要去除其毛刺,并进行绝缘处理。

(3)对输入和输出端、整流模块、逆变模块、直流电容和快容等器件进行全面检查、参数测定,发现烧毁或参数变化大的器件应及时更换。

(4)仔细检查控制电路板上电子元器件,检查和处理脱焊、变色、鼓肚、开裂、断线等异常现象,必要时对外表异常的元器件,可从电路板上脱焊测量检查或更换。

(5)由于恶劣环境、负载大、启停频繁等运行状态,会使变频器电容老化,从而降低电容容量。所以定期要检查主电流回路电容器有无漏液、外壳有无膨胀,并对电容容量、漏电流、耐压等进行检测。

(6)对主接触器及其它辅助继电器进行检查,仔细观察各接触器动静触头有无打火痕迹、或表面氧化、凹凸不平,发现此类问题应更换同型号或大于原容量的新品。

3 结语

变频器在化工业的使用中,需要我们不断地从实践中总结处理变频器各种故障的方法,重视变频器的日常维护和定期维护工作,改善变频器使用环境,才能保证变频器安全、可靠、平稳的调速运行,从而达到节约电能和降低维护费用的目的。

参考文献

[1]王廷才.变频器原理及应用(第2版)[M].北京:机械工业出版社,2009