長期運行中,由于溫度、濕度、灰塵、振動等使用和環(huán)境的影響,內(nèi)部零部件會發(fā)生變化或老化,為了確保變頻器的正常運行,防患于未然,必須進行維護保養(yǎng)。變頻器的維護保養(yǎng)工作分為日常維護和定期維護兩部分。
日常維護的目的是盡早發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象,主要包括不停止變頻器運行或不拆卸其蓋板進行通電和啟動試驗,通過目測變頻器的運行情況,確定有無異常情況。日常維護的的項目有以下幾項。
(1)鍵盤面板顯示是否正常,有無缺少字符,儀表指示是否正確,是否有振動、振蕩等情況。
(2)冷卻風扇轉(zhuǎn)動是否正常,是否有異常聲音等。
(3)變頻器引出線是否有過熱、變色、變形、異味等現(xiàn)象。
(4)變頻器周圍環(huán)境是否符合標準規(guī)范,溫度和濕度是否正常。
(5)變頻器散熱溫度是否正常,是否有過熱、異味、噪聲、振動等異?,F(xiàn)象。
(6)通過變頻器操作面板檢查變頻器輸出電流、電壓、頻率、直流母線電壓等運行數(shù)據(jù)有無異常。
一直都聽別人說變頻器能省電,說的人多了也就接受了,但一直沒弄懂變頻器為什么能省電,同時又能省多少,是高頻省的多還是低頻省的多?
而且還有如下幾個疑問:
1、如果兩個一模一樣的電機都工作在50HZ的工頻狀態(tài)下,一個使用變頻器,一個沒有,同時轉(zhuǎn)速和扭矩都在電機的額定狀態(tài)下,那么變頻器還能省電嗎?能省多少呢?
2、如果這兩個電機的扭矩沒有達到電機的額定扭矩狀態(tài)下工作(頻率,轉(zhuǎn)速還是一樣50HZ),有變頻器的那個能省多少電?
3、同樣的條件,空載狀態(tài)下能省多少,這三種狀態(tài)下哪個省的更多?
答:變頻器可以省電這是不可磨滅的事實,在某些情況下可以節(jié)電40%以上,但是某些情況還會比不接變頻器浪費!
變頻器是通過輕負載降壓實現(xiàn)節(jié)能的,拖動轉(zhuǎn)距負載由于轉(zhuǎn)速沒有多大變化,即便是降低電壓,也不會很多,所以節(jié)能很微弱,但是用在風機環(huán)境就不同了,當需要較小的風量時刻,電機會降低速度,我們知道風機的耗能跟轉(zhuǎn)速的1.7次方成正比,所以電機的轉(zhuǎn)距會急劇下降,節(jié)能效果明顯。如果我們用在油井上,就會因為在返程使用制動電阻白白浪費很多電能反而更廢電(公眾號:泵管家)。
當然,如果環(huán)境要求必須調(diào)速,變頻器節(jié)能效果還是比較明顯的。不調(diào)速的場合變頻器不會省電,只能改善功率因數(shù)。
1、如果兩個一模一樣的電機都工作在50HZ的工頻狀態(tài)下,一個使用變頻器,一個沒有,同時轉(zhuǎn)速和扭矩都在電機的額定狀態(tài)下,那么變頻器還能省電嗎?能省多少呢?
答:對于這種情況,變頻器只能改善功率因數(shù),并不能節(jié)省電力。
2、如果這兩個電機的扭矩沒有達到電機的額定扭矩狀態(tài)下工作(頻率,轉(zhuǎn)速還是一樣50HZ),有變頻器的那個能省多少電?
答:如果使用了自動節(jié)能運行,這個時刻變頻器能降壓運行,可以節(jié)省部分電能,但是節(jié)電不明顯。
3、同樣的條件,空載狀態(tài)下能省多少,這三種狀態(tài)下哪個省的更多?
答:拖動型負載空載狀態(tài)也節(jié)省不了多大的電能。
比如關于“閉環(huán)控制”如是說。我認為有討論的空間。文中的閉環(huán)概念太狹義了。閉環(huán)控制不僅僅是轉(zhuǎn)速傳感器反饋才算數(shù)。矢量控制時的頻率控制就是閉環(huán)控制,而且是裝置內(nèi)部的閉環(huán)控制,V/F控制才屬于開環(huán)控制,另外還有溫度、壓力、流量等等物理量的PID調(diào)節(jié)器反饋控制,都是閉環(huán)控制的范疇。而且都是可以通過變頻器調(diào)節(jié)實現(xiàn)的。不應該將閉環(huán)控制概念解釋得那么窄。
再比如,制動的概念,那種解釋就象廢話一樣,玩弄文字游戲,說了等于沒說一樣。
1.變頻不是到處可以省電,有不少場合用變頻并不一定能省電。
2.作為電子電路,變頻器本身也要耗電(約額定功率的3-5%)。
3.變頻器在工頻下運行,具有節(jié)電功能,是事實。但是他的前提條件是:
第一,大功率并且為風機/泵類負載;
第二,裝置本身具有節(jié)電功能(軟件支持);
第三,長期連續(xù)運行。這是體現(xiàn)節(jié)電效果的三個條件。
除此之外,無所謂節(jié)不節(jié)電,沒有什么意義。如果不加前提條件的說變頻器工頻運行節(jié)能,就是夸大或是商業(yè)炒作。知道了原委,你會巧妙的利用他為你服務。一定要注意使用場合和使用條件才好正確應用,否則就是盲從、輕信而“受騙上當”。
4.采用變頻器運轉(zhuǎn)時,電機的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩怎樣?
采用變頻器運轉(zhuǎn),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(jù)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(chǎn)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(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩;對于帶有轉(zhuǎn)矩自動增強功能的變頻器(公眾號:泵管家),起動轉(zhuǎn)矩為100%以上,可以帶全負載起動。
5.在同一工廠內(nèi)大型電機一起動,運轉(zhuǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)。
6.裝設變頻器時安裝方向是否有限制。
變頻器內(nèi)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(nèi)、掛在墻上的都取縱向位,盡可能垂直安裝。
7.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。
8.電機超過60Hz運轉(zhuǎn)時應注意什么問題?
?。?)機械和裝置在該速下運轉(zhuǎn)要充分可能(機械強度、噪聲、振動等)。
?。?)電機進入恒功率輸出范圍,其輸出轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速少許升高時也要注意)。
?。?)產(chǎn)生軸承的壽命問題,要充分加以考慮。
(4)對于中容量以上的電機特別是2極電機,在60Hz以上運轉(zhuǎn)時要與廠家仔細商討。
9.變頻器可以傳動齒輪電機嗎?
根據(jù)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(xù)運轉(zhuǎn)關系到齒輪的損壞等。
10.變頻器能用來驅(qū)動單相電機嗎?可以使用單相電源嗎?
機基本上不能用。對于調(diào)速器開關起動式的單相電機,在工作點以下的調(diào)速范圍時將燒毀
輔助繞組;對于電容起動或電容運轉(zhuǎn)方式的,將誘發(fā)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(zhuǎn)的機種。
11.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(tài)、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(jù)此可推算損耗,但內(nèi)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。
12.為什么不能在6~60Hz全區(qū)域連續(xù)運轉(zhuǎn)使用?
一般電機利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)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(zhuǎn)相同的發(fā)熱,必須降低在低速下的負載轉(zhuǎn)矩,或采用容量大的變頻器與電機組合,或采用專用電機。
13.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。
14.想用變頻器傳動帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機,電機卻不動,清說明原因
變頻器的電流流入改善功率因數(shù)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(zhuǎn),甚至改善功率因數(shù),在變頻器的輸入側接入AC電抗器是有效的。
15.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。
變頻器使用中會出現(xiàn)很多的誤區(qū),今天小編給大家?guī)砀@耍砹?大誤區(qū)及解決策略,希望能夠幫到大家:
誤區(qū)一:在變頻器輸出回路連接電磁開關、電磁接觸器
在實際應用中,一些場合需要使用到接觸器進行變頻器切換:如當變頻故障時切換到工頻狀態(tài)運行,或是當采用一拖二方式,一臺電動機故障,變頻器轉(zhuǎn)向拖動另一臺電動機等情況。所以許多用戶會認為在變頻器輸出回路加裝電磁開關、電磁接觸器是標準的配置,是安全斷開電源的方式,事實上這種做法存在較大的隱患。
存在弊端:在變頻器還在運行的時候,接觸器先行斷開,突然中斷負載,浪涌電流會使過電流保護動作,會給整流逆變主電路產(chǎn)生一定的沖擊。嚴重的,甚至會使變頻器輸出模塊IGBT造成損壞。同時,在帶感性電動機負載時,感性磁場能量無法快速釋放,將產(chǎn)生高電壓,損傷電動機和連接電纜的絕緣。
應對策略:將變頻器輸出側直接與電動機電纜相連,正常起停電動機可以通過觸發(fā)變頻器控制端子來實現(xiàn),達到軟起軟停的效果。若必須在變頻調(diào)速器輸出側使用接觸器,則必須在變頻調(diào)速器輸出與接觸器動作之間,加以必要的控制聯(lián)鎖,保證只有在變頻調(diào)速器無輸出時,接觸器才能動作。
誤區(qū)二:設備正常停運時,斷開變頻器交流輸入電源
在設備正常停運時,很多用戶習慣于斷開變頻器交流輸入電源開關,認為那樣更安全、也可以節(jié)能。
存在弊端:此種做法,表面上似乎可以起到保護變頻器不受電源故障沖擊的作用。實際上,變頻器長時間不帶電,加上現(xiàn)場環(huán)境濕度影響,會造成內(nèi)部電路板受潮而發(fā)生緩慢氧化、逐漸出現(xiàn)短路現(xiàn)象。這就是在變頻器斷電停運一段時間后,再次送電時會頻繁報軟故障的原因。
應對策略:除設備檢修外,應使變頻器長時間處于帶電狀態(tài)。除此之外,還應開啟變頻控制柜的上下風扇、在柜內(nèi)放置干燥劑或安裝自動溫濕度控制加熱器,保持通風和環(huán)境干燥。
誤區(qū)三:露天或粉塵環(huán)境下安裝的變頻器控制柜采用密封型式
在部分廠礦、地下室、露天安裝使用的變頻器控制柜,會經(jīng)受著如高溫、粉塵、潮濕等惡劣環(huán)境的嚴酷考驗。為此,很多用戶會選用密封型式的變頻柜。這樣雖然在一定程度上可以起到防雨、防塵的效果,但同時也帶來了變頻器散熱不良的問題。
存在弊端:控制柜密封嚴實會使得變頻器因通風散熱能力不足而引起內(nèi)部元器件過熱,熱敏元件保護動作,造成故障跳閘,設備被迫停運。
應對策略:在變頻器控制柜上部加裝透氣的防雨罩,且?guī)в蟹缐m濾網(wǎng),同時作為排氣口。下部也同樣開槽安裝帶濾網(wǎng)的風扇,作為進氣口??梢孕纬煽諝饬魍?,同時過濾環(huán)境里的粉塵。冷卻空氣流通方向:從底部流向頂部。變頻器之間的橫向安裝距離應不小于5mm,進入變頻器的冷卻空氣溫度不能超過+40攝氏度。如果環(huán)境溫度長時間在+40攝氏度以上,則需考慮將變頻器安裝在帶空調(diào)的小室內(nèi)。
在控制箱中,變頻器一般應安裝在箱體上部,絕對不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。
誤區(qū)四:為提高電壓品質(zhì),在變頻器輸出端并聯(lián)功率因數(shù)補償電容器
部分企業(yè)由于用電容量限制,電壓品質(zhì)得不到保障,特別是大型用電設備投用時,會造成廠站內(nèi)母線電壓降低,負載功率因數(shù)明顯隨著下降。為提高電壓品質(zhì),用戶通常在變頻器輸出端并聯(lián)功率因數(shù)補償電容器,希望可以改善電動機功率因數(shù)。
存在弊端:將功率因數(shù)補償電容器與浪涌吸收器連接在電機電纜上(在傳動單元和電機之間),它們的影響不僅會降低電機的控制精度,還會在傳動單元輸出側形成瞬變電壓,引起ACS800傳動單元的永久性損壞。如果在ACS800的三相輸入線上并聯(lián)功率因數(shù)補償電容器,必須確保該電容器和ACS800不會同時充電,以避免浪涌電壓損壞變頻器。變頻器的電流流入改善功率因數(shù)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。
應對策略:將電容器拆除后運轉(zhuǎn),至于改善功率因數(shù),在變頻器的輸入側接入AC電抗器是有效的。
誤區(qū)五:選用斷路器作為變頻器熱過載和短路保護,效果比熔斷器好
斷路器具備較為完善的保護功能,已廣泛應用在配電設備中,大有取代傳統(tǒng)熔斷器的趨勢?,F(xiàn)在許多廠商生產(chǎn)的成套變頻調(diào)速設備,也基本上都配置斷路器(空氣開關),其實這也存在一些安全隱患。
存在弊端:在電源電纜發(fā)生短路故障時,斷路器保護動作跳閘由于斷路器本身的固有動作時間而產(chǎn)生延時,此期間會將短路電流引入變頻器內(nèi)部,造成元件損壞。
應對策略:只要電纜是根據(jù)額定電流選型的,變頻器傳動單元就能保護自身、輸入端和電機電纜,以防止熱過載,并不需要附加額外的熱過載保護設備。配置熔斷器將可在短路情況下保護輸入電纜,在傳動裝置內(nèi)部短路時減少裝置損壞和防止相連設備的損壞。
檢查配置的熔斷器動作時間應低于0.5秒。動作時間取決于熔斷器類型(gG或aR)、供電網(wǎng)路阻抗、電源電纜的橫截面積、材料和長度。當使用gG熔斷器超出0.5秒動作時間時,快熔(aR)在多數(shù)情況下可將動作時間減少到一個可接受水平。熔斷器必須為無延時類型。
斷路器對傳動設備不能提供足夠快的保護,因為它們的反應速度比熔斷器慢。因此需要快速保護時,應使用熔斷器而不是斷路器。
誤區(qū)六:變頻器選型只需考慮負載功率
許多用戶在采購變頻器時,通常只根據(jù)驅(qū)動電動機的功率來匹配變頻器容量。其實,電動機所帶動的負載不一樣,對變頻器的要求也不一樣。
存在弊端:由于電動機所帶的負載特性存在差異,如果不充分考慮綜合因素,可能會造成變頻器使用不當而損壞,同時由于未配備必要的制動單元和濾波器,可能會引起安全風險。
應對策略:針對負載的特性和類型,合理選用變頻器的容量和配置。
(1)風機和水泵是最普通的負載:對變頻器的要求較為簡單,只要變頻器容量等于電動機容量即可(空壓機、深水泵、泥沙泵、快速變化的音樂噴泉需加大容量)。
(2)起重機類負載:這類負載的特點是啟動時沖擊很大,因此要求變頻器有一定余量。同時,在重物下放肘,會有能量回饋,因此要使用制動單元或采用共用母線方式。
?。?)不均行負載:有的負載有時輕,有時重,此時應按照重負載的情況來選擇變頻器容量,例如軋鋼機機械、粉碎機械、攪拌機等。
?。?)大慣性負載:如離心機、沖床、水泥廠的旋轉(zhuǎn)窯,此類負載慣性很大,因此啟動時可能會振蕩,電動機減速時有能量回饋……應該用容量稍大的變頻器來加快啟動,避免振蕩。配合制動單元消除回饋電能。
結束語
變頻器在于其他智能設備(PLC、DCS系統(tǒng))配合后,可實現(xiàn)多重控制策略和閉環(huán)調(diào)節(jié),其本身也具備較為完善的保護功能。但在實際應用和安裝環(huán)境中,卻存在許多誤區(qū)。正視矛盾的所在,規(guī)避風險,合理運用,才是提高變頻器效率和使用壽命的關鍵。