水泥廠變頻器常見(jiàn)問(wèn)題產(chǎn)生的原因分析及處理方法

李武成 李 寧

（徐州中聯(lián)水泥有限公司，江蘇 徐州 221000）

0 引言

當(dāng)前，在水泥廠的生產(chǎn)過(guò)程中，變頻技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)比較普及，主要是因?yàn)樽冾l器的使用可以在水泥生產(chǎn)中起到變頻節(jié)能的作用，但是在使用的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)樽冾l器的變頻控制而導(dǎo)致一些生產(chǎn)故障，這些問(wèn)題會(huì)影響水泥廠的正常穩(wěn)定生產(chǎn)，不利于水泥生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，針對(duì)這些生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題，要全面分析，結(jié)合變頻器的原理采取合理措施進(jìn)行處理。

1 變頻器常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法

在變頻器的安裝過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)由于操作不當(dāng)而導(dǎo)致一些質(zhì)量問(wèn)題，主要的原因是變頻器工作環(huán)境對(duì)于設(shè)備的不利影響，溫度過(guò)高或者空氣濕度過(guò)大，都會(huì)造成變頻器在運(yùn)行的過(guò)程中導(dǎo)致設(shè)備故障。主要的有以下幾種原因：

1、在水泥生產(chǎn)線中，車(chē)間內(nèi)灰塵較多，細(xì)小的灰塵會(huì)吸附在控制板、通訊線路和電子器件上，影響散熱效果，導(dǎo)致變頻器元器件長(zhǎng)期過(guò)熱運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成元器件燒損，造成不必要的損失。如電路板灰塵積聚過(guò)多時(shí)，可用軟刷或精密儀器清洗劑清洗，電路板晾干后才能重新回裝。

2、在變頻器的工作中，經(jīng)常會(huì)由于設(shè)備溫度過(guò)高導(dǎo)致設(shè)備故障，雖然變頻器本身也帶有冷卻風(fēng)扇，但是變頻器柜內(nèi)溫度夏季超過(guò)40℃以上，在高溫工作環(huán)境中變頻器容易出現(xiàn)故障，也影響變頻器的使用壽命。為了解決這種情況首先要選擇性能優(yōu)良的設(shè)備元件，然后在高溫天氣工作時(shí)，需控制其最大頻率，避免溫度過(guò)高損壞設(shè)備。

3、變頻器的高次諧波干擾和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)溫升增加?？刹捎靡韵麓胧合薅妱?dòng)機(jī)的速度范圍，避開(kāi)低速區(qū)；將電動(dòng)機(jī)自帶排風(fēng)扇拆除改為外置排風(fēng)扇，使電動(dòng)機(jī)從自風(fēng)冷變?yōu)閺?qiáng)迫風(fēng)冷。

4、在運(yùn)行過(guò)程中要特別注意變頻器的啟動(dòng)和停止操作。在啟動(dòng)變頻器前，應(yīng)將變頻器輸出設(shè)定值設(shè)定為最小值，在變頻器正常啟動(dòng)過(guò)程中，逐漸增加設(shè)定值，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到工藝運(yùn)行要求。電動(dòng)機(jī)停止前，首先要逐漸將變頻器輸出降到最小值然后再斷開(kāi)電源，否則，變頻器在較高輸出參數(shù)下，斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，將會(huì)對(duì)變頻器產(chǎn)生較大沖擊，產(chǎn)生的過(guò)電壓會(huì)嚴(yán)重?fù)p害功率單元，縮短變頻器的使用壽命。

2 過(guò)電壓

在帶有變頻控制系統(tǒng)的水泥廠生產(chǎn)過(guò)程中，很容易由于生產(chǎn)頻率的變化及變壓器的開(kāi)關(guān)導(dǎo)致過(guò)電壓的產(chǎn)生，過(guò)電壓的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致變頻器內(nèi)部的容量飽和，引起設(shè)備溫度升高，破壞絕緣系統(tǒng)，縮短變頻器的使用壽命。

2.1 過(guò)電壓的產(chǎn)生原因

（1）變壓器帶負(fù)載合閘

在試驗(yàn)的過(guò)程中，如果空載變壓器在有負(fù)載的情況下進(jìn)行合閘操作，也會(huì)造成過(guò)電壓的產(chǎn)生，過(guò)電壓可能會(huì)比空載時(shí)的要小，這是因?yàn)樽冾l設(shè)備的電容量是一定的，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(duì)地電容的分布，可以對(duì)過(guò)電壓起到吸收的作用。在這樣的作用下，就會(huì)抑制合閘過(guò)程中變壓器產(chǎn)生的過(guò)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)。

（2）整流元件的換向

在整個(gè)設(shè)備正常工作時(shí)，如果元件突然換向，也會(huì)造成瞬時(shí)過(guò)電壓，這種情況下對(duì)于設(shè)備的影響極大，縮短設(shè)備使用壽命。

2.2 處理過(guò)電壓的方法

由于變壓器的啟閉或突然換向?qū)е略O(shè)備的瞬時(shí)電壓，過(guò)電壓的危害極大，要采取合理措施處理過(guò)電壓，可以制成專(zhuān)門(mén)的回路吸收過(guò)電壓。

針對(duì)變壓器帶負(fù)載合閘產(chǎn)生的過(guò)電壓，可以選用性能較好的開(kāi)關(guān)消除過(guò)電壓，保證開(kāi)關(guān)周期性能好，同時(shí)有吸收回路用來(lái)消除過(guò)電壓，對(duì)于變壓器的選擇盡量選擇可以消除靜電影響的，盡可能的避免過(guò)電壓的產(chǎn)生。

由于整流元件換向產(chǎn)生的過(guò)電壓，主要是元件的變向耐壓值不夠，在選擇元件設(shè)備時(shí)，要選擇耐壓值足夠高的整流元件，這樣在元件突然變向時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓。

3 過(guò)電流

過(guò)電流從字面上來(lái)理解就是設(shè)備電流超過(guò)了額定電流，這種情況很容易造成設(shè)備溫度過(guò)高，損壞絕緣設(shè)備，最終導(dǎo)致短路現(xiàn)象，不利于水泥廠的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

3.1 過(guò)電流的產(chǎn)生原因

（1）運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生

在變頻系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題是過(guò)電流的產(chǎn)生，過(guò)電流的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部的電流突然增大，可能造成設(shè)備短路的情況，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)停止工作，不利于水泥廠的穩(wěn)定運(yùn)行。在運(yùn)行過(guò)程中主要產(chǎn)生的原因是沖擊負(fù)載和傳動(dòng)機(jī)卡殼造成的，再加上設(shè)備的老化和工作環(huán)境的不利影響，很容易導(dǎo)致過(guò)電流的產(chǎn)生。

（2）升速過(guò)程中產(chǎn)生

在變頻控制系統(tǒng)中，為了突然提高設(shè)備功率，就會(huì)導(dǎo)致負(fù)載提升速度增快，電動(dòng)機(jī)效率的提高也會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，這種情況下就會(huì)導(dǎo)致升速過(guò)電流的產(chǎn)生。

（3）降速過(guò)程中產(chǎn)生

同樣的，在變頻設(shè)備降低工作效率時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，但是設(shè)備的轉(zhuǎn)子還在高速轉(zhuǎn)動(dòng)，這種差異就會(huì)導(dǎo)致沖擊負(fù)載較大，會(huì)產(chǎn)生過(guò)電流。

3.2 處理過(guò)電流的方法

結(jié)合分析過(guò)電流產(chǎn)生的原因我們可以知道，主要是變頻器的功率變化引起電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子的速度不匹配，容易導(dǎo)致沖擊負(fù)載較大，產(chǎn)生過(guò)電流，為了消除過(guò)電流的不利影響，需要在變頻器運(yùn)行前，檢查設(shè)備情況，首先消除機(jī)械是否存在卡殼情況，然后要檢查變頻設(shè)備升降速的時(shí)間和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升速度是否匹配，如果不合理，要調(diào)整轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，這樣可以消除過(guò)電流。

4 諧波

4.1 諧波的產(chǎn)生原因

變頻器從變頻原理上可以分為直接變頻和間接變頻：直接變頻器通過(guò)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。間接變頻的運(yùn)行原理是通過(guò)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。不同的整流裝置的控制決定著其交流幅值，而頻率則由兩相整流裝置間的切換頻率控制。

4.2 處理諧波的方法

在變頻器的運(yùn)行過(guò)程中，為了消除諧波對(duì)于變頻系統(tǒng)的不利影響，需要弄清楚變頻器的工作原理，首先要做的是減小變頻器運(yùn)行中的多相位角差，如果在變壓器多相運(yùn)行時(shí)，使其相位角互差30°的2 臺(tái)變壓器組合，將其構(gòu)成與12 脈波整流器相當(dāng)?shù)淖儔浩鳎a(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，這樣也可以有效抑制低頻次諧波的產(chǎn)生。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在水泥的生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用變頻技術(shù)可以提高水泥生產(chǎn)效率，并做到有效節(jié)能，但是由于變頻器的工作原理會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行中出現(xiàn)一些常見(jiàn)問(wèn)題，這些問(wèn)題不僅縮短變頻器設(shè)備的使用壽命，還會(huì)造成設(shè)備運(yùn)行故障，影響水泥廠的正常工作開(kāi)展，為了提升水泥廠的生產(chǎn)效率，促進(jìn)變頻技術(shù)的積極應(yīng)用，針對(duì)這些問(wèn)題要采取合理措施進(jìn)行解決，這樣可以進(jìn)一步優(yōu)化變頻控制技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)水泥生產(chǎn)與變頻控制的完美結(jié)合。