變頻器即VFD,是日常配電過程中大家經(jīng)常需要用到的配電設(shè)備,其主要是靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率,根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓,進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的,目前隨著國內(nèi)工業(yè)自動化程度的不斷提高,變頻器的應(yīng)用也越發(fā)廣泛。
隨著應(yīng)用的廣泛,變頻器的日常維修和保養(yǎng)就顯得尤為重要了,在日常工作中做到這幾點,即可很好的延長變頻器的使用壽命。
一、變頻器應(yīng)該安裝在平整、穩(wěn)定的設(shè)備上,如果安裝在經(jīng)常震動的設(shè)備上會讓里面的螺絲松動因而損壞。
第二、如果變頻器經(jīng)常需要剎車,那么給變頻器配上剎車電陰或者機械剎車,因為頻繁使用變頻器自身的剎車會讓設(shè)備經(jīng)常收到電機反電動勢沖擊,這樣就非常容易壞。
第三、如果變頻器使用時候環(huán)境溫度比較高,則需要給設(shè)備加裝風(fēng)扇用來降溫。
第四、變頻器是設(shè)備,需要隔絕灰塵,所以將設(shè)備放置在比較干凈和干燥的地點,并且注意環(huán)境衛(wèi)生,經(jīng)常擦拭儀器表面和內(nèi)殼里面的灰塵,有條件的可以把設(shè)備放置在空調(diào)房。
變頻器只要日常維護保養(yǎng)得當(dāng),就可以大大延長使用壽命,對儀器的使用和維護也是有益的。
首先是來自外部電網(wǎng)的干擾。電網(wǎng)中的諧波干擾主要通過的供電干擾變頻器。電網(wǎng)中存在大量諧波源如各種整流設(shè)備、交直流互換設(shè)備、電壓調(diào)整設(shè)備,非線性負載及照明設(shè)備等。這些負荷都使電網(wǎng)中的電壓、電流產(chǎn)生波形畸變,從而對電網(wǎng)中其它設(shè)備產(chǎn)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(wǎng)的干擾后若不加處理,電網(wǎng)噪聲就會通過電網(wǎng)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(shè)備對變頻器的干擾
當(dāng)供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有容量較大的晶閘管換流設(shè)備時,由于晶閘管總是在每相半周期內(nèi)的部分時間內(nèi)導(dǎo)通,容易使網(wǎng)絡(luò)電壓出現(xiàn)凹口,波形嚴重失真。它使變頻器輸入側(cè)的整流電路有可能因出現(xiàn)較大的反向回復(fù)電壓而受到損害,從而導(dǎo)致輸入回路擊穿而燒毀。
2、補償對變頻器的干擾
電力部門對用電單位的功率因數(shù)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?shù)姆椒▉硖岣吖β室驍?shù)。在補償電容投入或切出的暫態(tài)過程中,網(wǎng)絡(luò)電壓有可能出現(xiàn)很高的峰值,其結(jié)果是可能使變頻器的整流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?qū)﹄娋W(wǎng)來說是非線性負載,它所產(chǎn)生的諧波對同一電網(wǎng)的其它電子、設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。另外變頻器的逆變器大多采用PWM技術(shù),當(dāng)工作于開關(guān)模式且作高速切換時,產(chǎn)生大量耦合性噪聲。因此變頻器對系統(tǒng)內(nèi)其它的電子、電氣設(shè)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(gòu)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(shè)備的干擾信號。
?。?)輸入電流的波形變頻器的輸入側(cè)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(xiàn)在電源電壓的振幅值附近,呈不連續(xù)的沖擊波形式。它具有很強的高次諧波成分。有關(guān)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%。
?。?)輸出電壓與電流的波形絕大多數(shù)變頻器的逆變橋都采用SPWM調(diào)制方式,其輸出電壓為占空比按正弦規(guī)律分布的系列矩形式形波;由于定子繞組的電感性質(zhì),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。
當(dāng)用拖動電機運行時,我們經(jīng)常遇到電機噪音大的情況。電機噪音大無非有兩方面的原因:機械方面和方面。
1、機械方面
如電機冷卻風(fēng)扇損壞或刮擦電機外殼,電機固定不穩(wěn)等。這方面的情況好處理一些,只要能找到噪音源,一般好處理。
2、電氣方面
(1)變頻器載波頻率設(shè)置太低
可以適當(dāng)把載波頻率設(shè)置高些,但這時又會帶來一些問題,如果載波頻率調(diào)得太高,又會對其它設(shè)備造成干擾,尤其是當(dāng)采用通訊方式時。因此要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況設(shè)置載波頻率。
(2)電機共振
有時,電機在運行時的某一頻段會產(chǎn)生機械共振。這時可以利用變頻器的跳頻設(shè)置方法。一般變頻器都有“跳頻”設(shè)置,其作用是:設(shè)置電機共振的頻率,當(dāng)變頻器運行到此頻段時,跳過此段頻率,避免電機產(chǎn)生共振。
(3)電機帶負載能力降低
有時電機長時間使用后,或電機質(zhì)量不好,帶負載能力會降低。這里電機的噪音也會比正常時大。
(4)變頻器高次諧波大
變頻器高次諧波成份大時,容易造成電機震動增大,轉(zhuǎn)速產(chǎn)生抖動、不穩(wěn)定,并且增大電機噪音。這里加裝AC(輸入側(cè))和DC(輸出側(cè))電抗器。