探析變頻器在應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題及處理

李樹光

（方大特鋼煉鋼廠,南昌 330012)

作為電機(jī)調(diào)速的主要裝置，變頻器在我廠的各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域均得到了廣泛應(yīng)用，其中爐體傾動(dòng)、氧槍升降、鋼包車行走、連鑄振動(dòng)、拉矯機(jī)、移鋼機(jī)等都運(yùn)用了變頻器，我廠65t轉(zhuǎn)爐自2004年投產(chǎn)以來(lái)，爐體傾動(dòng)變頻器出現(xiàn)了干擾、高次諧波、負(fù)載匹配等問(wèn)題，針對(duì)這部分問(wèn)題本文提出了處理方法，并應(yīng)用到了我廠實(shí)際中。

1 變頻器干擾問(wèn)題及處理

干擾分外界對(duì)變頻器的干擾和變頻器對(duì)外界的干擾。

1.1 外界對(duì)變頻器的干擾及處理

外界對(duì)變頻器的干擾主要來(lái)自電源進(jìn)線，當(dāng)電源電壓出現(xiàn)很高的峰值，整流二極管因承受不了過(guò)高的電壓而損壞。主要通過(guò)在變頻器的輸入側(cè)接入交流電抗器解決。

1.2 變頻器對(duì)外界的干擾及處理

（1）空中輻射方式，以電磁波的方式向外輻射。主要通過(guò)吸收解決。（2）電磁感應(yīng)方式，通過(guò)線間電感而感應(yīng)；靜電感應(yīng)方式，通過(guò)線間電容而感應(yīng)。主要通過(guò)正常的布線和采用屏蔽線解決。（3）線路傳播方式，主要通過(guò)電網(wǎng)傳播。主要通過(guò)增大線路在干擾頻率下的阻抗削弱。

2 諧波問(wèn)題及處理

2.1 增加供電電源內(nèi)阻抗

選擇變頻器的供電電源時(shí)，最好選擇短路阻抗大的變壓器。我廠的煉鋼1#、2#變壓器在選型上沒有考慮到，阻抗分別為4.50%和4.51%。

2.2 安裝電抗器

在變頻器的輸出側(cè)和電機(jī)之間串入電抗器，可以削弱輸出電流中的諧波成分。我廠爐體采用的是在輸入側(cè)串入了4EU3051-5UA00型電抗器。

2.3 設(shè)置專用諧波器

設(shè)置專用濾波器用來(lái)檢測(cè)變頻器和相位，并產(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，通到變頻器中，從而可以有效地吸收諧波電流。

3 負(fù)載的匹配處理

生產(chǎn)機(jī)械所帶負(fù)載有三種類型：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載和恒功率負(fù)載。不同的負(fù)載選型，應(yīng)選不同類型的變頻器。

3.1 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

分為摩擦負(fù)載和位能式負(fù)載。摩擦負(fù)載一般要求大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此變頻器應(yīng)選擇具有恒頂轉(zhuǎn)矩特性，而且啟動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩均較大，過(guò)載時(shí)間和過(guò)載能力的變頻器。位能負(fù)載一般要求大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和能量回饋功能，應(yīng)選擇具有四象限運(yùn)行能力的變頻器，我廠選用的變頻器就屬于次類型的變頻器，要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。

3.2 風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載

這類負(fù)載對(duì)變頻器的性能要求不高，所以選擇具有U/F=const控制模式的變頻器即可，如果將變頻器輸出頻率提高到工頻以上時(shí)，負(fù)載功率急劇增加，會(huì)引起電動(dòng)機(jī)過(guò)熱或停轉(zhuǎn)，因此切勿輕易將頻率提高到工頻以上。

3.3 恒功率負(fù)載

對(duì)恒功率特性的負(fù)載配用變頻器時(shí)，應(yīng)注意在工頻以上頻率范圍內(nèi)變頻器輸出電壓為定值控制，可使用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)與通用變頻器的組合。而在工頻以下頻率范圍內(nèi)為U/F定值控制，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩有相反傾向，標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)與通用變頻器的組合難以適應(yīng)，故應(yīng)專門設(shè)計(jì)。

4 方大特鋼煉鋼廠案例分析

我廠的爐體傾動(dòng)系統(tǒng)使用的是西門子的6SE7032-IEG60系列變頻器，自2004年兩座65t轉(zhuǎn)爐投產(chǎn)以來(lái)，開始階段運(yùn)行情況比較好，隨著爐座冶煉次數(shù)的增加，傾動(dòng)系統(tǒng)也暴露了一部分問(wèn)題，最主要的問(wèn)題是，變頻器的運(yùn)行極不穩(wěn)定。65t轉(zhuǎn)爐的設(shè)計(jì)在正常的情況下爐口比爐底輕，爐體能靠自重回復(fù)到零位，但是由于冶煉中的出鋼和倒渣的影響，爐體變成了頭部比腳部重，所以爐體在出鋼過(guò)程中，我們往回?fù)u爐時(shí)，松開抱閘的時(shí)間很短，但是電機(jī)運(yùn)行到額定轉(zhuǎn)矩的時(shí)間比松開抱閘的時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致爐體向出鋼面傾翻，出現(xiàn)了幾次比較大的鋼水溢出事故，給轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)和安全帶來(lái)了很大的影響。因此我廠組織人員對(duì)變頻器進(jìn)行跟蹤調(diào)查，改變了報(bào)閘松開的時(shí)間，使他和達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的時(shí)間基本上一致，經(jīng)過(guò)這次參數(shù)調(diào)整以后，我廠再也沒有發(fā)生鋼水溢出事故。

我廠1#65t轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)過(guò)程中，4#變頻器發(fā)生了堵轉(zhuǎn)跳閘事故（F015），我們發(fā)現(xiàn)爐體出鋼時(shí)發(fā)生的跳閘事故，初步分析原因是隨著爐體冶煉次數(shù)增加，爐口部位結(jié)渣太多，導(dǎo)致整個(gè)爐體中心向爐口方向轉(zhuǎn)移，搖動(dòng)轉(zhuǎn)爐所需要的力矩太大，導(dǎo)致變頻器堵轉(zhuǎn)，并且轉(zhuǎn)爐機(jī)械系統(tǒng)也存在卡阻現(xiàn)象，對(duì)傾動(dòng)系統(tǒng)所需要的啟動(dòng)力矩要加大好多。經(jīng)過(guò)我們改變變頻器里面關(guān)于堵轉(zhuǎn)時(shí)間的參數(shù)，增大堵轉(zhuǎn)允許時(shí)間，現(xiàn)在再?zèng)]發(fā)生堵轉(zhuǎn)跳閘事故。

另外，我廠的連鑄系統(tǒng)的變頻器也出現(xiàn)過(guò)另外一種情況，我廠連鑄系統(tǒng)的振動(dòng)、拉矯、移鋼采用的是MM 440型變頻器，在運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常發(fā)生跳閘事故。經(jīng)過(guò)分析MM 440型變頻器采用是歐洲標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電網(wǎng)的要求相當(dāng)高，不允許電網(wǎng)的電壓波動(dòng)大，而我廠的電力電網(wǎng)的電壓波動(dòng)比較大，因此總造成變頻器跳閘事故，我們把變壓器的輸入檔調(diào)至最低的一檔，徹底的解決了這個(gè)問(wèn)題。

綜上所述，隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展及變頻器新技術(shù)的不斷應(yīng)用與改進(jìn)，變頻器會(huì)日益方便我們的生產(chǎn)生活，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約企業(yè)能源。但是變頻干擾、高次諧波、負(fù)載匹配等問(wèn)題對(duì)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行所帶來(lái)的威脅也是不容小覷的，因此盡量抑制變頻干擾的產(chǎn)生成為擺在技術(shù)人員面前的一項(xiàng)重點(diǎn)難點(diǎn)課題。以上通過(guò)對(duì)變頻器應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)的處理方法，并運(yùn)用到我廠實(shí)際案例中，效果滿意，滿足了生產(chǎn)要求，減少了不必要的損失。

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