變頻器使用中會(huì)出現(xiàn)很多的誤區(qū),今天小編給大家?guī)砀@?,整理?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(guān)、電磁接觸器
在實(shí)際應(yīng)用中,一些場(chǎng)合需要使用到接觸器進(jìn)行變頻器切換:如當(dāng)變頻故障時(shí)切換到工頻狀態(tài)運(yùn)行,或是當(dāng)采用一拖二方式,一臺(tái)電動(dòng)機(jī)故障,變頻器轉(zhuǎn)向拖動(dòng)另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)等情況。所以許多用戶會(huì)認(rèn)為在變頻器輸出回路加裝電磁開關(guān)、電磁接觸器是標(biāo)準(zhǔn)的配置,是安全斷開電源的方式,事實(shí)上這種做法存在較大的隱患。
存在弊端:在變頻器還在運(yùn)行的時(shí)候,接觸器先行斷開,突然中斷負(fù)載,浪涌電流會(huì)使過電流保護(hù)動(dòng)作,會(huì)給整流逆變主電路產(chǎn)生一定的沖擊。嚴(yán)重的,甚至?xí)棺冾l器輸出模塊IGBT造成損壞。同時(shí),在帶感性電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí),感性磁場(chǎng)能量無法快速釋放,將產(chǎn)生高電壓,損傷電動(dòng)機(jī)和連接電纜的絕緣。
應(yīng)對(duì)策略:將變頻器輸出側(cè)直接與電動(dòng)機(jī)電纜相連,正常起停電動(dòng)機(jī)可以通過觸發(fā)變頻器控制端子來實(shí)現(xiàn),達(dá)到軟起軟停的效果。若必須在變頻調(diào)速器輸出側(cè)使用接觸器,則必須在變頻調(diào)速器輸出與接觸器動(dòng)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(shí),接觸器才能動(dòng)作。
誤區(qū)二:設(shè)備正常停運(yùn)時(shí),斷開變頻器交流輸入電源
在設(shè)備正常停運(yùn)時(shí),很多用戶習(xí)慣于斷開變頻器交流輸入電源開關(guān),認(rèn)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(hù)變頻器不受電源故障沖擊的作用。實(shí)際上,變頻器長時(shí)間不帶電,加上現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境濕度影響,會(huì)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(yùn)一段時(shí)間后,再次送電時(shí)會(huì)頻繁報(bào)軟故障的原因。
應(yīng)對(duì)策略:除設(shè)備檢修外,應(yīng)使變頻器長時(shí)間處于帶電狀態(tài)。除此之外,還應(yīng)開啟變頻控制柜的上下風(fēng)扇、在柜內(nèi)放置干燥劑或安裝自動(dòng)溫濕度控制加熱器,保持通風(fēng)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(huì)經(jīng)受著如高溫、粉塵、潮濕等惡劣環(huán)境的嚴(yán)酷考驗(yàn)。為此,很多用戶會(huì)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(shí)也帶來了變頻器散熱不良的問題。
存在弊端:控制柜密封嚴(yán)實(shí)會(huì)使得變頻器因通風(fēng)散熱能力不足而引起內(nèi)部元器件過熱,熱敏元件保護(hù)動(dòng)作,造成故障跳閘,設(shè)備被迫停運(yùn)。
應(yīng)對(duì)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(shí)作為排氣口。下部也同樣開槽安裝帶濾網(wǎng)的風(fēng)扇,作為進(jìn)氣口。可以形成空氣流通,同時(shí)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(yīng)不小于5mm,進(jìn)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(shí)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(yīng)安裝在箱體上部,絕對(duì)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(bǔ)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(shè)備投用時(shí),會(huì)造成廠站內(nèi)母線電壓降低,負(fù)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(bǔ)償電容器,希望可以改善電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)。
存在弊端:將功率因數(shù)補(bǔ)償電容器與浪涌吸收器連接在電機(jī)電纜上(在傳動(dòng)單元和電機(jī)之間),它們的影響不僅會(huì)降低電機(jī)的控制精度,還會(huì)在傳動(dòng)單元輸出側(cè)形成瞬變電壓,引起ACS800傳動(dòng)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(bǔ)償電容器,必須確保該電容器和ACS800不會(huì)同時(shí)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(dòng)。
應(yīng)對(duì)策略:將電容器拆除后運(yùn)轉(zhuǎn),至于改善功率因數(shù),在變頻器的輸入側(cè)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(hù),效果比熔斷器好
斷路器具備較為完善的保護(hù)功能,已廣泛應(yīng)用在配電設(shè)備中,大有取代傳統(tǒng)熔斷器的趨勢(shì)?,F(xiàn)在許多廠商生產(chǎn)的成套變頻調(diào)速設(shè)備,也基本上都配置斷路器(空氣開關(guān)),其實(shí)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(shí),斷路器保護(hù)動(dòng)作跳閘由于斷路器本身的固有動(dòng)作時(shí)間而產(chǎn)生延時(shí),此期間會(huì)將短路電流引入變頻器內(nèi)部,造成元件損壞。
應(yīng)對(duì)策略:只要電纜是根據(jù)額定電流選型的,變頻器傳動(dòng)單元就能保護(hù)自身、輸入端和電機(jī)電纜,以防止熱過載,并不需要附加額外的熱過載保護(hù)設(shè)備。配置熔斷器將可在短路情況下保護(hù)輸入電纜,在傳動(dòng)裝置內(nèi)部短路時(shí)減少裝置損壞和防止相連設(shè)備的損壞。
檢查配置的熔斷器動(dòng)作時(shí)間應(yīng)低于0.5秒。動(dòng)作時(shí)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(dāng)使用gG熔斷器超出0.5秒動(dòng)作時(shí)間時(shí),快熔(aR)在多數(shù)情況下可將動(dòng)作時(shí)間減少到一個(gè)可接受水平。熔斷器必須為無延時(shí)類型。
斷路器對(duì)傳動(dòng)設(shè)備不能提供足夠快的保護(hù),因?yàn)樗鼈兊姆磻?yīng)速度比熔斷器慢。因此需要快速保護(hù)時(shí),應(yīng)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(fù)載功率
許多用戶在采購變頻器時(shí),通常只根據(jù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率來匹配變頻器容量。其實(shí),電動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的負(fù)載不一樣,對(duì)變頻器的要求也不一樣。
存在弊端:由于電動(dòng)機(jī)所帶的負(fù)載特性存在差異,如果不充分考慮綜合因素,可能會(huì)造成變頻器使用不當(dāng)而損壞,同時(shí)由于未配備必要的制動(dòng)單元和濾波器,可能會(huì)引起安全風(fēng)險(xiǎn)。
應(yīng)對(duì)策略:針對(duì)負(fù)載的特性和類型,合理選用變頻器的容量和配置。
?。?)風(fēng)機(jī)和水泵是最普通的負(fù)載:對(duì)變頻器的要求較為簡單,只要變頻器容量等于電動(dòng)機(jī)容量即可(空壓機(jī)、深水泵、泥沙泵、快速變化的音樂噴泉需加大容量)。
?。?)起重機(jī)類負(fù)載:這類負(fù)載的特點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)沖擊很大,因此要求變頻器有一定余量。同時(shí),在重物下放肘,會(huì)有能量回饋,因此要使用制動(dòng)單元或采用共用母線方式。
?。?)不均行負(fù)載:有的負(fù)載有時(shí)輕,有時(shí)重,此時(shí)應(yīng)按照重負(fù)載的情況來選擇變頻器容量,例如軋鋼機(jī)機(jī)械、粉碎機(jī)械、攪拌機(jī)等。
(4)大慣性負(fù)載:如離心機(jī)、沖床、水泥廠的旋轉(zhuǎn)窯,此類負(fù)載慣性很大,因此啟動(dòng)時(shí)可能會(huì)振蕩,電動(dòng)機(jī)減速時(shí)有能量回饋……應(yīng)該用容量稍大的變頻器來加快啟動(dòng),避免振蕩。配合制動(dòng)單元消除回饋電能。
結(jié)束語
變頻器在于其他智能設(shè)備(PLC、DCS系統(tǒng))配合后,可實(shí)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(hù)功能。但在實(shí)際應(yīng)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(fēng)險(xiǎn),合理運(yùn)用,才是提高變頻器效率和使用壽命的關(guān)鍵。
變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變 交流)、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元、微處理單元等組成。它是一種控制交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制器,它把固定頻率的交流電源變成頻率電壓可調(diào)的交流電源,從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
變頻調(diào)整系統(tǒng)的原理框圖
由處理器,按V/F恒定原則,產(chǎn)生PWM控制信號(hào),令I(lǐng)GBT8了逆變模塊逬行功率放大后輸出,電路中還有電流檢測(cè)等單元,組成保護(hù)。在開環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)中,速度指令可通過電位器,模擬電壓等形式輸入給DSP;將速度指令轉(zhuǎn)換為頻率,幅值,可變的電機(jī)定子電壓與電流,以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
1.頻率給定
在使用一臺(tái)變頻器的時(shí)候,目的是通過改變變頻器的輸出頻率。如何調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率呢?關(guān)鍵是向變頻器提供改變頻率的命令信號(hào),這個(gè)信號(hào),就稱為"頻率給定信號(hào)"。所謂頻率給定方式,就是調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率的具體方法,變頻器常見的頻率給定方式主要有操作器鍵盤給定,接點(diǎn)信號(hào)給定,模擬信號(hào)給定,脈沖信號(hào)給定和通信方式給定等。這些頻率給定方式各有特點(diǎn),必須按照實(shí)際的需要進(jìn)行選擇設(shè)置,同時(shí)也可以根據(jù)功能需要選擇不同頻率給定方式之間的疊加和切換。
2.V/F控制
在逬行電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí),通常要考慮的一個(gè)重要因素是保持電動(dòng)機(jī)中每極磁通量為額定值如果磁通量太小,則電動(dòng)機(jī)的出力不夠;如果過分增大磁通量,又會(huì)使鐵心飽和,過大的勵(lì)磁電流會(huì)使繞組過熱,從而損壞電動(dòng)機(jī)。V/F控制是使變頻器的輸出在改變頻率的同時(shí)也改變電壓,通常是使V/F為常數(shù),這樣可使電動(dòng)機(jī)磁通保持一定,在較寬的調(diào)速范圍內(nèi),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩,功率,功率因數(shù)不下降。
3.PWM調(diào)制
變頻器的調(diào)制方式為PWM。
PWM調(diào)制是保持整流得到的直流,電壓幅值不變的條件下,以一定的規(guī)律,在改變輸出頻率的同時(shí),通過改變輸出脈沖的寬度,來達(dá)到改變等效輸出電壓的一種方式。PWM是一種調(diào)制方式來控制逆變模塊的通斷。
4.功率放大
目前功率放大的開關(guān)器件主要采用大功率晶體管IGBT,功率器件從整體上可以分為不可控器件,半可控器件和全可控器件。不可控器件導(dǎo)通和關(guān)斷無法通過控制信號(hào)進(jìn)行控制,完全由其在電路中所承受的電流,電壓情況決定,屬于自然導(dǎo)通和自然關(guān)斷,包括功率二極管;半可控器件指能用控制信號(hào)控制導(dǎo)通J旦不能控制關(guān)斷,關(guān)斷只能由其在主電路中承受的電壓,電流情況決定,屬于自然關(guān)斷,包括晶閘管和由其派生出來的可控雙向晶閘管。全可控器件指能使用控制信號(hào)控制其導(dǎo)通和關(guān)斷的器件,包括功率三極管,功率場(chǎng)效應(yīng)管,可關(guān)斷晶閘管,絕緣柵雙極三極管,靜電感應(yīng)晶體管。靜電感應(yīng)晶閘管等等。
全可控器件從控制形式上還可以分為電流控制型和電壓控制型兩大類。屬于電流控制型的有GTR(功率三極管),SCR(可控晶閘管),TRIAC(可控雙向晶閘管),GTO(可關(guān)斷晶體管)等;屬于電壓控制型的有功率MOSFET,IGBT,MCT和SIT。
5.電流檢測(cè)
變頻器電流信號(hào)可以用于電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和電流控制,以及過流保護(hù)。其檢測(cè)方法主要有直接串聯(lián)取樣電阻法霍爾傳感器法。直接串聯(lián)取樣電阻法,簡單可靠不失真速度快,但是有損耗,不隔離,只適用于小電流且不需要隔離的情況,多用于小容量變頻器中?;魻杺鞲衅鞣ň哂芯雀?,線性好,頻帶款,相應(yīng)快,過載能力強(qiáng)和不損失測(cè)量電路能量等優(yōu)點(diǎn)。
長期運(yùn)行中,由于溫度、濕度、灰塵、振動(dòng)等使用和環(huán)境的影響,內(nèi)部零部件會(huì)發(fā)生變化或老化,為了確保變頻器的正常運(yùn)行,防患于未然,必須進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。變頻器的維護(hù)保養(yǎng)工作分為日常維護(hù)和定期維護(hù)兩部分。
日常維護(hù)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(yùn)行或不拆卸其蓋板進(jìn)行通電和啟動(dòng)試驗(yàn),通過目測(cè)變頻器的運(yùn)行情況,確定有無異常情況。日常維護(hù)的的項(xiàng)目有以下幾項(xiàng)。
(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(dòng)、振蕩等情況。
(2)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)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(dòng)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(yùn)行數(shù)據(jù)有無異常。