水泥廠變頻器常見問題產(chǎn)生的原因分析及處理方法

譚宇龍

【摘 要】在水泥廠的生產(chǎn)過程中使用變頻器節(jié)能效果明顯，因此在目前的水泥廠中都會(huì)運(yùn)用這種節(jié)能的調(diào)整裝備。但隨著變頻器的使用，在實(shí)際過程中就經(jīng)常出現(xiàn)一些問題，文中就水泥廠變頻器的一些常見的問題進(jìn)行探討，并就其問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，找出其處理的方式，提高水泥廠變頻器的使用效率。

【Abstract】In the cement production process， the saving effect of inverter energy is obvious， so the current cement plant usually uses this energy-saving adjustment equipment. But with the use of frequency converter， there are some problems in the application process. In this paper， some common problems of cement plant converter were discussed， and analyzed the reasons of these problems， aims to find out the way of processing the problems， and improve the use efficiency of cement factory inverter.

【關(guān)鍵詞】水泥廠；變頻器；問題；原因；處理方法

【Keywords】 cement plant； frequency converter； problems； causes； treatment methods

【中圖分類號】TN77 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0129-02

1 引言

隨著變頻技術(shù)的提高，水泥廠也開始運(yùn)用變頻器進(jìn)行生產(chǎn)。但在水泥廠變頻器使用的過程中，慢慢就出現(xiàn)了一些問題，影響著變頻器的正常運(yùn)行和使用。在使用的過程中發(fā)現(xiàn)變頻器常見的問題是產(chǎn)生了過電壓、過電流和高次諧波等。對于這幾個(gè)常見的問題，文中就其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，最后就其處理方法進(jìn)行探討，以此來提高水泥廠變頻器的使用效率。

2 過電壓

2.1 過電壓的產(chǎn)生原因

2.1.1 變壓器斷開

在斷開變壓器時(shí)，其中的電流就不能對其磁場能量進(jìn)行存儲(chǔ)，此時(shí)變壓器中的勵(lì)磁電感與對地電容間就會(huì)產(chǎn)生一種振蕩，過電壓就產(chǎn)生了。

2.1.2 變壓器帶負(fù)載合閘

在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，檢測到合空載變壓器中相當(dāng)高的電源電壓的過電壓。其中變壓器帶負(fù)載合閘，也會(huì)產(chǎn)生一些過電壓，可能會(huì)小于空載時(shí)電壓。因?yàn)殡娙輧?chǔ)能不會(huì)忽然增加，所以在真實(shí)負(fù)載中就會(huì)出現(xiàn)一些比較大的電容，而且振蕩電壓在進(jìn)行高頻率的傳輸時(shí)，輸送電纜就會(huì)有對地電容的分布，可以對過電壓起到吸收的作用。在這樣的作用下，就會(huì)抑制合閘過程中變壓器產(chǎn)生的過電壓，但如果出現(xiàn)數(shù)值很高的情況，或者比元件的耐壓值還要高時(shí)，就會(huì)非常危險(xiǎn)[1]。

2.1.3 整流元件的換向

在整流元件進(jìn)行換向時(shí)，其電流很高，轉(zhuǎn)向的過電壓也很高，就會(huì)產(chǎn)生很大的影響，可能會(huì)損壞元件，并產(chǎn)生電磁干擾。

2.2 處理過電壓的方法

變壓器分?jǐn)喈a(chǎn)生的過電壓，可以制成過電壓吸收回路，用阻容吸收網(wǎng)絡(luò)、氧化鋅避雷器制作，保證其效果。

變壓器帶負(fù)載合閘產(chǎn)生的過電壓，在選擇開關(guān)時(shí)，可以對一些周期性能好的開關(guān)進(jìn)行選擇。要保證阻容吸收回路或有源抑制器的良好使用，變壓器可以選擇能夠屏蔽靜電的，最大程度地抑制合閘的過電壓。但是如果使用的是大功率的變壓器就會(huì)存在一些問題，在制作靜電屏蔽層時(shí)就會(huì)很困難[2]。

整流元件換向產(chǎn)生的過電壓處理時(shí)，要注重整流元件要有足夠的反向耐壓值，保證吸收回路和續(xù)流回路中合理措施的使用，避免整流器件有被過電壓擊穿的可能性。

要對變壓器進(jìn)行科學(xué)的處理?？梢约哟笞儔浩髦械膭?lì)磁電感和對地電容，減小其空載電流，但這樣會(huì)增加變壓器的成本。也可以加大變壓器的對地電容。但因?yàn)樽儔浩鞯慕Y(jié)構(gòu)和使用的材料的影響，很難會(huì)有絕緣系數(shù)特別高的變壓器的產(chǎn)生，所以這一做法目前來說比較困難。

3 過電流

3.1 過電流的產(chǎn)生原因

3.1.1 運(yùn)行過程中產(chǎn)生

在拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行工作過程時(shí)就會(huì)產(chǎn)生過電流這主要是因?yàn)椋阂坏┏霈F(xiàn)沖擊負(fù)載和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的卡殼，電動(dòng)機(jī)內(nèi)的電流就會(huì)忽然增加；變頻器輸出側(cè)短路也會(huì)產(chǎn)生過電流，比如會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的短路情況；變頻器如果出現(xiàn)不正常的工作情況，也會(huì)產(chǎn)生過電流，比如環(huán)境中的溫度太高，逆變器件的老化等，影響了逆變器件中的參數(shù)，在交替過程中，如果出現(xiàn)一個(gè)器件導(dǎo)通，而另一個(gè)器件還沒有關(guān)斷的情況，就有可以引起直流電壓中正負(fù)兩極的短路，此時(shí)過電流就會(huì)產(chǎn)生。

3.1.2 升速過程中產(chǎn)生

如果負(fù)載的慣性很大，但設(shè)定的升速時(shí)間短，在升速過程中，變頻器的工作效率很快就會(huì)上升，就會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的迅速上升，但其負(fù)載慣性大轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速并不能跟不上去，在升速過程中此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生很大的電流。

3.1.3 降速過程中產(chǎn)生

與升速過程中過電流產(chǎn)生的原因類似，降速的時(shí)間短，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速下降太快，其轉(zhuǎn)子還在維持很高轉(zhuǎn)速的同時(shí)，繞組切割磁力線的速度就會(huì)特別大，這樣的情況下就產(chǎn)生了過電流。

3.2 處理過電流的方法

在變頻器起動(dòng)時(shí)，一旦升速就會(huì)出現(xiàn)跳閘的情況，這種現(xiàn)象十分嚴(yán)重。因此，在變頻器開始工作前，要檢查前具體的工作機(jī)械，防止其有卡住的情況出現(xiàn)。對于變頻器運(yùn)行過程中的跳閘情況，可以檢查其設(shè)定的升速時(shí)間和減速時(shí)間，分別對其時(shí)間進(jìn)行加長和縮短。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)定的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償（U/f比）太大，就要進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，避免其在低頻時(shí)的空載電流過大。

4 諧波

4.1 諧波的產(chǎn)生原因

變頻器從結(jié)構(gòu)可以分為直接變頻和間接變頻。間接變頻的運(yùn)行原來是通過運(yùn)用整流器，把工頻電流轉(zhuǎn)化成直流，并運(yùn)用逆變器再將直流轉(zhuǎn)換成一種可控頻率的交流。而直接變頻器其中并沒有中間環(huán)節(jié)，直接把工頻交流轉(zhuǎn)換成可控頻率的交流。按一定的周期其正反兩組會(huì)進(jìn)行相互間的切換，其負(fù)荷上就出現(xiàn)了交變的輸出電壓，不同的整流裝置的控制角決定著其交流幅值，而頻率則由兩相整流裝置間的切換頻率控制。但目前還是間接變頻器應(yīng)用廣，其結(jié)構(gòu)形式有三種：一是可控整流器用來變壓，變頻使用逆變器，其調(diào)壓和調(diào)頻不在同一個(gè)環(huán)節(jié)中進(jìn)行，必須要在控制電路上進(jìn)行相互間的配合；二是變壓用不控整流器整流斬波器，變頻繼續(xù)用逆變器，這樣的變頻器在整流環(huán)節(jié)都用斬波器，來調(diào)壓其脈寬；三是用不控整流器整流，脈沖寬度調(diào)制逆變器與其進(jìn)行同時(shí)變頻，運(yùn)用具有可控關(guān)斷屬性的全控式器件，對其波形進(jìn)行輸出，保證其正弦波的逼真性。不同變頻器的使用，都需要運(yùn)用非線性的電力電子元件。而即使是不同的整流方式，從電網(wǎng)中變頻器吸取能量的方式都是用脈動(dòng)的斷續(xù)方式來索取電流，而運(yùn)用不是連續(xù)的正弦波。這樣索取的脈動(dòng)電流和電網(wǎng)的阻抗就會(huì)一起形成脈動(dòng)電壓，并在電網(wǎng)的電壓上進(jìn)行不斷的疊加，引發(fā)電壓畸變，而這種非周期的正弦波電流的組成方式一樣，都是由諧波組成，且具有相同的頻率基波，頻率都比基波頻率大。

4.2 處理諧波的方法

可以減小變壓器多相運(yùn)行中的相位角差，因?yàn)槠涠嘞噙\(yùn)行時(shí)變頻器的整流部分一般是6脈波的整流器，會(huì)產(chǎn)生比較大的諧波。如果在變壓器多相運(yùn)行時(shí)，使其相位角互差30°的2臺變壓器組合，將其構(gòu)成與12脈波整流器相當(dāng)?shù)淖儔浩?，產(chǎn)生的諧波電流就會(huì)減少，并有效的抑制諧波的產(chǎn)生。也可以提高變頻器載波比，對于一些低次的諧波可以進(jìn)行有效的抑制。

5 結(jié)語

在水泥廠的生產(chǎn)過程中，將變頻器作為電動(dòng)機(jī)的一種驅(qū)動(dòng)器，生產(chǎn)和工作效率都會(huì)得到很大程度的提高，但變頻器在使用過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很多問題，不僅影響著變頻器的繼續(xù)使用，還會(huì)影響水泥廠的生產(chǎn)，更有甚者會(huì)造成工作人員的傷亡，因此必須要把握好實(shí)際生產(chǎn)過程中變頻器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的問題，并了解其出現(xiàn)的原因，在這樣的基礎(chǔ)上對這些問題進(jìn)行處理，提高水泥廠變頻器的使用效率。

【參考文獻(xiàn)】

【1】房曉平.工業(yè)變頻器常見故障原因分析及處理維修實(shí)例[J].化工中間體，2012（09）：57-60+40.

【2】王淑琴，湯倫發(fā).水泥廠電氣設(shè)備典型故障的分析處理[J].四川水泥，2013（07）：148-151.