淺談使用環(huán)境對(duì)變頻器的影響

葉承祥，李維江，陳萬軍

(中鹽吉蘭泰鹽化集團(tuán)有限公司純堿廠，內(nèi)蒙古阿拉善 750333)

變頻器在交流拖動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用中呈現(xiàn)優(yōu)良的控制性，可以實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)和無級(jí)調(diào)速，進(jìn)行加減速控制，使電動(dòng)機(jī)獲得高性能，而且具有顯著的節(jié)能效果。所以，應(yīng)用變頻調(diào)速可以提高生產(chǎn)機(jī)械的控制精度、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。因此，變頻器近年來在工業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)得到了廣泛的應(yīng)用。

變頻器能夠保護(hù)附屬電氣設(shè)備，還可以避免直接啟動(dòng)給機(jī)械設(shè)備造成的沖擊引起的機(jī)械故障，是理想的調(diào)速和控制裝置。 在實(shí)際應(yīng)用中，變頻器的節(jié)能效果明顯。但變頻器本身也是電氣設(shè)備，需要維修和日常的維護(hù)。在實(shí)際應(yīng)用和維護(hù)檢修中也暴露出一些問題需要引起重視。

1 實(shí)際生產(chǎn)中的問題及解決措施

中鹽吉蘭泰鹽化集團(tuán)有限公司純堿廠(以下簡(jiǎn)稱“堿廠”)重堿工段2臺(tái)160 kW廢液泵2010-07因生產(chǎn)工藝要求需進(jìn)行技術(shù)改造，更換廢液泵及電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)由原來160 kW更換為220 kW，電源電纜更換為VV22-(3×120+1×70)×2型電力電纜；并用ABB ACS800-04-0320-3+D501+P901型變頻器進(jìn)行控制。由于重堿廢液泵房變頻器室空間狹小，兩臺(tái)變頻器柜離窗戶距離又很近，太陽直曬后柜內(nèi)溫度高且灰塵較大引出線已老化開裂，尤其變頻器本身散熱量非常大，加上室內(nèi)溫度很高，給變頻器的正常運(yùn)行及安全運(yùn)行帶來較大的安全隱患。在安裝好配電柜后，堿廠又在兩臺(tái)配電柜頂部制作了倒V型通風(fēng)道，加裝了一臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)以加強(qiáng)通風(fēng)。2009-05為了降低室內(nèi)溫度和變頻器的安全平穩(wěn)運(yùn)行，堿廠又在廢液泵房變頻器室內(nèi)安裝了一臺(tái)1.5 P空調(diào)機(jī)，用以降低配電室內(nèi)溫度。

2016-08兩臺(tái)廢液泵頻繁報(bào)警，代碼均為4210(傳動(dòng)的IGBT溫度過高)。變頻器使用說明書中解決方法為(檢查環(huán)境條件、檢查通風(fēng)條件和風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、檢查散熱器的散熱片并清除灰塵)。按要求清理了配電柜、通風(fēng)道內(nèi)灰塵；檢查軸流風(fēng)機(jī)；清理、保養(yǎng)空調(diào)均無明顯效果。

查看參數(shù)01.10(計(jì)算的IGBT溫度)和01.30(在逆變器1中檢測(cè)的散熱器最高溫度值)。在變頻器未運(yùn)行時(shí)01.10最高28 ℃，01.30最高40 ℃；變頻器運(yùn)行時(shí)01.10最高91 ℃，01.30最高113 ℃。判斷為變頻器內(nèi)部散熱不良造成。拆開變頻器，檢查風(fēng)機(jī)并使用壓縮空氣吹掃變頻器內(nèi)部、風(fēng)機(jī)葉輪及散熱片，吹出大量灰塵?；謴?fù)后試運(yùn)行，再無報(bào)警現(xiàn)象。查看參數(shù)01.10最高44 ℃和01.30最高57 ℃故障消除。

2016-12-13熱電車間2#鍋爐引風(fēng)機(jī)變頻器頻繁報(bào)警IGBT溫度過高故障，造成變頻器無輸出，引風(fēng)機(jī)失去拖動(dòng)動(dòng)力。鍋爐停爐影響生產(chǎn)，更換變頻器內(nèi)置風(fēng)機(jī)后故障消除投入運(yùn)行恢復(fù)生產(chǎn)。

分析原因認(rèn)為：變頻器機(jī)柜室密封不好，運(yùn)行時(shí)導(dǎo)電元件周圍產(chǎn)生電磁場(chǎng)吸附許多灰塵，清理不徹底內(nèi)部鎮(zhèn)流元件、IGBT模塊積灰嚴(yán)重散熱不良，會(huì)使變頻器內(nèi)部IGBT模塊的溫升過高導(dǎo)致變頻器故障停機(jī)；變頻器內(nèi)置風(fēng)機(jī)損壞，由于變頻器工作時(shí)有電流通過變頻器元件產(chǎn)生熱效應(yīng)，散熱片熱量及時(shí)得不到換熱，為保護(hù)變頻器整流元件和調(diào)頻率元件不被熱損壞，熱敏元器件動(dòng)作，使變頻器停止輸出電動(dòng)機(jī)失電。

溫度是電子器件使用壽命及可靠性的重要因素，特別是半導(dǎo)體器件，應(yīng)根據(jù)裝置要求的環(huán)境條件安裝空調(diào)或避免日光直射。變頻器里面有著很多大功率的電子器件，非常容易受環(huán)境溫度影響，機(jī)器通常在0 ℃～55 ℃時(shí)能正常運(yùn)作，要是想運(yùn)作更安全、放心，就要考慮有升溫空間，環(huán)境溫度在40 ℃以下最適合。定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風(fēng)扇也是非常必要的。

2 在使用變頻器時(shí)要注意的問題

(1)散熱問題。變頻器的發(fā)熱是由內(nèi)部的損耗產(chǎn)生的。在變頻器中各部分損耗中主要以主電路為主，約占98%，控制電路占2%。為了保證變頻器正?？煽窟\(yùn)行，必須對(duì)變頻器進(jìn)行散熱。通常采用風(fēng)扇散熱；變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇可將變頻器的箱體內(nèi)部散熱帶走，若風(fēng)扇不能正常工作，應(yīng)立即停止變頻器運(yùn)行；大功率的變頻器還需要在控制柜上加風(fēng)扇，控制柜的風(fēng)道要設(shè)計(jì)合理，所有進(jìn)風(fēng)口要設(shè)置防塵網(wǎng)，排風(fēng)通暢，避免在柜中形成渦流，在固定的位置形成灰塵堆積；根據(jù)變頻器的通風(fēng)量來選擇匹配的風(fēng)扇，風(fēng)扇安裝要注意防震問題。

(2)防塵問題。在多粉塵場(chǎng)所，特別是多金屬粉塵、絮狀物的場(chǎng)所使用變頻器時(shí)，建造單獨(dú)的變頻器低壓間，內(nèi)部安裝空調(diào)，保持保持清潔溫度控制在15 ℃～20 ℃之間。周圍不允許發(fā)熱配件或易發(fā)熱的配件安裝在變頻器的附近?？傮w要求控制柜整體密封，專門設(shè)計(jì)進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口進(jìn)行通風(fēng)；控制柜頂部應(yīng)該有防護(hù)網(wǎng)和防護(hù)頂蓋出風(fēng)口；控制柜底部應(yīng)該有底板和進(jìn)風(fēng)口、進(jìn)線孔，并且安裝防塵網(wǎng)。

(3)防潮問題。變頻器屬于電子器件裝置；潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電子器件生銹、接觸不良、絕緣降低而形成短路，作為防范措施，應(yīng)對(duì)控制板進(jìn)行防腐防塵處理，并采用封閉式結(jié)構(gòu)；對(duì)于特殊的高寒潮濕場(chǎng)合，為防止微處理器因溫度過低不能正常工作，應(yīng)采取設(shè)置空間加熱器等必要措施。

(4)防振問題。振動(dòng)是對(duì)電子器件造成機(jī)械損傷的主要原因，對(duì)于振動(dòng)沖擊較大的場(chǎng)合，應(yīng)采用橡膠等避振措施。

3 變阻器維護(hù)管理制度

為保證安全生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行確保變頻器正常運(yùn)行，制定變頻器維護(hù)管理制度：(1)設(shè)專人每半年使用清潔干燥的壓縮空氣對(duì)變頻器的接線端子、控制電路板、散熱片及電氣元件進(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。(4)測(cè)量變頻器(含電機(jī))絕緣時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用500 V兆歐表。如僅對(duì)變頻器進(jìn)行檢測(cè)，要拆去所有與變頻器端子連接的外部接線。清潔器件后，將主回路端子全部用導(dǎo)線短接起來，將其與地用兆歐表試驗(yàn)，如果兆歐表指示在5 MΩ以上，說明是正常的，這樣做的目的是減少搖測(cè)次數(shù)。有足夠的散熱條件和清潔運(yùn)行環(huán)境，確保變頻器正常運(yùn)行杜絕此類故障再次發(fā)生。