VFOC變頻器在應(yīng)用中的問(wèn)題及解決對(duì)策

鄭雪梅，趙彩鳳，吳建強(qiáng)

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣及自動(dòng)化學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150001)

“電工學(xué)新技術(shù)實(shí)踐”是針對(duì)電工學(xué)本身的特點(diǎn)，開設(shè)的一門面向本科生的重要的實(shí)踐課程。由于其上課方式主要以實(shí)驗(yàn)為主，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，受到了學(xué)生的普遍歡迎。在這門實(shí)踐課中用到了松下VFOC小型變頻器，由于其是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便，功能較全的小型變頻器，得到了廣泛的應(yīng)用。下面根據(jù)多年從教這門實(shí)踐課時(shí)對(duì)使用變頻器的體會(huì)，以及在過(guò)程中容易遇到的一些問(wèn)題及簡(jiǎn)單的一些處理方法談一下自己的體會(huì)。

1 變頻器在電機(jī)控制中的一些問(wèn)題

電機(jī)的調(diào)速過(guò)程主要分為四種類型，其中變頻調(diào)速由于其簡(jiǎn)單有效得到了廣大學(xué)者及工業(yè)領(lǐng)域的認(rèn)可。但是，在變頻器電機(jī)控制的過(guò)程中可能出現(xiàn)如下一些問(wèn)題。

(1)注意變頻器的選型問(wèn)題—一般應(yīng)滿足電壓等級(jí)與控制電機(jī)相符;額定電流為控制電機(jī)額定電流的1.1～1.5倍，根據(jù)這個(gè)原因，本課程選用了松下VFOC小型變頻器;

(2)諧波問(wèn)題—變頻器的主電路中起開關(guān)作用的器件，在通斷電路的過(guò)程中，都要產(chǎn)生諧波。諧波干擾會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作，使電氣儀表計(jì)量不準(zhǔn)確，甚至無(wú)法正常工作;

(3)噪聲與振動(dòng)問(wèn)題—采用變頻器調(diào)速，將產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，這是因?yàn)樽冾l器輸出波形中含有高次諧波分量;

(4)發(fā)熱問(wèn)題—變頻器在運(yùn)行中由于內(nèi)部損耗而產(chǎn)生熱量，因此，必須對(duì)變頻器進(jìn)行散熱，以延長(zhǎng)變頻器的使用壽命;

(5)參數(shù)設(shè)定問(wèn)題—變頻器的設(shè)定參數(shù)多，每個(gè)參數(shù)均有一定的選擇范圍，使用中常常遇到因個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。

2 變頻器應(yīng)用中問(wèn)題處理相關(guān)對(duì)策

1)共用線的諧波干擾抑制

用切斷干擾的傳播途徑和抑制干擾源上的高次諧波的方法處理諧波問(wèn)題。一般采取切斷共用接地線傳播干擾的途徑動(dòng)力線的，接地與控制線的接地應(yīng)分開，即將動(dòng)力裝置的接地端子接到地線上，將控制裝置的接地端子接到該裝置盤的金屬外殼上;再有將高壓電纜、動(dòng)力電纜、控制電纜與儀表電纜、計(jì)算機(jī)電纜分開走線。

2)抑制干擾源上的高次諧波的方式

為了防止高次諧波，一般采取采用如下技術(shù)措施:①選擇短路阻抗大的變壓器;②安裝濾波器在變頻器前加裝LC型無(wú)源濾波器，濾掉高次諧波;③安裝電抗器在變頻器前側(cè)安裝線路電抗器，可抑制電源側(cè)過(guò)電壓;④設(shè)置有源濾波器有源濾波是自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)與諧波電流的幅值相同且相位正好相反的電流，從而可以有效地吸收諧波電流。

3)對(duì)噪聲與振動(dòng)問(wèn)題的處理

變頻器工作時(shí)，輸出波形中的高次諧波引起的磁場(chǎng)對(duì)許多機(jī)械部件產(chǎn)生電磁策動(dòng)力，策動(dòng)力的頻率與這些機(jī)械部件的固有頻率接近或重合時(shí)將發(fā)生諧振。對(duì)振動(dòng)影響大的主要是較低次的諧波分量。輕或消除振動(dòng)的方法是在變頻器輸出側(cè)接人交流電抗器以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分?？刹捎肧PWM方式變頻器，以減小脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，就可以減弱或消除振動(dòng)，防止機(jī)械部分因振動(dòng)而受損。

4)關(guān)于過(guò)熱問(wèn)題的處理

應(yīng)注意變頻器的環(huán)境溫度，盡量通風(fēng)，檢查變頻器風(fēng)扇等。通用變頻器的運(yùn)行環(huán)境溫度一般要求在－l0℃ ～+50℃。為保證變頻器可靠地工作，并延長(zhǎng)變頻器的使用壽命，必須對(duì)變頻器進(jìn)行散熱。冬天可以利用變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇將變頻器箱體內(nèi)部的熱量帶走;夏天溫度本身就有40℃，利用變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇帶走的內(nèi)部熱量只能使室內(nèi)和變頻器箱體溫度升高，此時(shí)最好的辦法是利用窗戶或在機(jī)配電室緊鄰變頻器箱體的墻壁上下方均勻適當(dāng)?shù)卮驇讉€(gè)500mm的洞，同時(shí)確?？刂乒駜?nèi)變頻器周圍留有一定的空間，保持良好的自然通風(fēng)。這樣還不行的話可以打開風(fēng)扇，或在洞口加裝排氣扇和風(fēng)道，將變頻器產(chǎn)生的熱量強(qiáng)制抽出室外。最后可考慮采用空調(diào)對(duì)安裝變頻器的空間環(huán)境進(jìn)行強(qiáng)制降溫。

5)關(guān)于參數(shù)設(shè)置引起的故障

應(yīng)多注意電動(dòng)機(jī)參數(shù)、變頻器控制方式和啟動(dòng)方式的設(shè)定等，若發(fā)生參數(shù)設(shè)置故障，可根據(jù)故障代碼或產(chǎn)品說(shuō)明書進(jìn)行參數(shù)修改，必要時(shí)可恢復(fù)出廠值，重新設(shè)置。

6)經(jīng)常性維護(hù)

變頻器運(yùn)行過(guò)程中，可以從設(shè)備外部目視檢查運(yùn)行狀況有無(wú)異常，專職點(diǎn)檢員可以通過(guò)鍵盤面板轉(zhuǎn)換鍵查閱變頻器的運(yùn)行參數(shù)，如輸出電壓、輸出電流、輸出轉(zhuǎn)矩、電機(jī)轉(zhuǎn)速等，掌握變頻器日常運(yùn)行值的范圍，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)變頻器及電機(jī)問(wèn)題。此外，還要注意以下幾點(diǎn):①定期對(duì)變頻器進(jìn)行清掃、吹灰，保持變頻器內(nèi)部的清潔及風(fēng)道的暢通;②保持變頻器周圍環(huán)境清潔、干燥。嚴(yán)禁在變頻器附近放置雜物;③每次維護(hù)變頻器后，要認(rèn)真檢查有無(wú)遺漏的螺絲及導(dǎo)線等，防止小金屬物品造成變頻器短路事故;清潔器件后，將主回路端子全部用導(dǎo)線短接起來(lái)，將其與地用兆歐表試驗(yàn)，如果兆歐表指示在5MΩ以上，說(shuō)明是正常的，這樣做的目的是減少搖測(cè)次數(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)“電工學(xué)新技術(shù)實(shí)踐”中使用松下VFOC小型變頻器常見(jiàn)的問(wèn)題及解決策略進(jìn)行了探討和研究，這對(duì)變頻器的正常使用，挖潛增效，都具有十分重要的意義。

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