變頻器的使用及維護

文/戶頡

在信息技術(shù)高速發(fā)展的背景下，變頻器技術(shù)的革新和發(fā)展有了新的突破，市場中開始出現(xiàn)各種類型的變頻器產(chǎn)品，與此同時增加了變頻器在各領(lǐng)域的使用頻率。隨著變頻器的大量使用，變頻器在使用過程中開始出現(xiàn)各種故障，變頻器的維護工作也因此日益繁重。

1 變頻器的工作原理

變頻器工作的目的在于實現(xiàn)電力設(shè)備的變頻，通過半導(dǎo)體對設(shè)備運行頻率以及輸出電壓的調(diào)節(jié)達到變頻的目的。變頻器運行時的電路主要分為兩種，分別是控制電路和主電路。在變頻器的工作過程中，控制電路主要發(fā)揮調(diào)節(jié)硅元件頻率的作用，通過運行指令的輸入控制整流器和逆變器，從而實現(xiàn)變頻。主電路一般分為三個部分，分別是逆變器、濾波器和整流器，其中整流器主要圍繞電流的調(diào)節(jié)進行運作，工頻的交流電源能在整流器的調(diào)節(jié)下轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娫?，濾波器可對整流器運行時輸出的交流分量進行過濾，濾波器以吸收直流電源進行調(diào)節(jié)，在整流器和濾波器作用之后，逆變器能將轉(zhuǎn)變后的交流電源以直流電源的形式輸出。變頻器主要由人機對話界面、CPU、三相橋式整流、濾波變頻器、逆變系統(tǒng)以及監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成，在各部件的相互配合下達到控制系統(tǒng)的目的，其運行原理如圖1所示。

2 變頻器的實際應(yīng)用

2.1 鍋爐鏈條給煤機上的應(yīng)用

圖1：變頻器工作原理圖

變頻器的實際應(yīng)用范圍較為廣泛，一直以來被大量應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)中，尤其是近年來在煉油化工領(lǐng)域的應(yīng)用。煉油化工工業(yè)生產(chǎn)和加工往往需要耗費大量的電力資源和燃料，這不僅不利于對工業(yè)成本的控制，還不利于生產(chǎn)設(shè)備的正常運作，因此需要利用變頻器進行控制和調(diào)節(jié)。在煉油化過程中，變頻器在鍋爐鏈條給煤機上的應(yīng)用中，能解決鍋爐運行對煤需求量不同的問題，在變頻器的變頻過程中控制鍋爐鏈條給煤機，保證鍋爐的正常運行。鍋爐鏈條能在變頻器的設(shè)定下控制給煤數(shù)量，使得煤機給煤數(shù)量能滿足鍋爐正常運作的需要。由此可見，變頻器在煉油化工工業(yè)領(lǐng)域中變頻器得到了全面的應(yīng)用，鍋爐鏈條給煤機需要變頻器的調(diào)節(jié)和控制實現(xiàn)精益化生產(chǎn)。

2.2 恒壓供水系統(tǒng)上的應(yīng)用

恒壓供水系統(tǒng)是變頻器在煉油化工領(lǐng)域應(yīng)用的重要突破，不僅促進了煉油化工工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，還滿足了城市生活用水的需要?；谧冾l器的特點，恒壓供水系統(tǒng)通過變頻器的調(diào)節(jié)和控制滿足煉油加工的需求。恒壓供水系統(tǒng)為達到持續(xù)供水的目的，以變頻器的控制為核心，保持供水壓力的穩(wěn)定，避免了過度供水或供水不足現(xiàn)象的發(fā)生，把變頻器的優(yōu)勢發(fā)揮到了極致，使得供水系統(tǒng)得到了優(yōu)化和升級。從變頻器在恒壓供水系統(tǒng)上的應(yīng)用來看，不僅解決了供水系統(tǒng)壓力不恒定的問題，還極大程度地控制了供水系統(tǒng)的水量，使供水系統(tǒng)工作指標不斷得到提升，供水質(zhì)量有了重要保障。因此，變頻器在恒壓供水系統(tǒng)上的應(yīng)用是極具意義的。

2.3 風(fēng)機上的應(yīng)用

近年來變頻器開始逐漸被應(yīng)用于風(fēng)機工作中，是促進風(fēng)機電力系統(tǒng)發(fā)展的重要載體。在煉油化工中風(fēng)機具有重要用途，尤其是風(fēng)機對催化裝置的作用。風(fēng)機工作對電力的要求極高，尤其是在工作時間和強度兩個方面，只有滿足風(fēng)機工作的要求才能為電力系統(tǒng)提供保障，從而達到延長風(fēng)機使用壽命的目的。根據(jù)風(fēng)機工作的需要，變頻器在風(fēng)機上得到了全面應(yīng)用，并在煉油化工領(lǐng)域取得了較為明顯的效果。變頻器在風(fēng)機上主要發(fā)揮調(diào)節(jié)控制風(fēng)機轉(zhuǎn)動頻率的作用，變頻器通過設(shè)定的指令，控制風(fēng)機轉(zhuǎn)動的時間和強度，實現(xiàn)風(fēng)機的變頻。變頻器在風(fēng)機的應(yīng)用中除了需要設(shè)定參數(shù)以外，還需要做好變頻器參數(shù)維護的工作，只有參數(shù)設(shè)定不出現(xiàn)故障，風(fēng)機才能持續(xù)不斷地運行，變頻器才能一直穩(wěn)定地發(fā)揮變頻功能，從而達到風(fēng)機變頻的要求。

3 變頻器的維護措施分析

3.1 做好變頻器參數(shù)的設(shè)定

在變頻器的維護工作中需要做好對參數(shù)的設(shè)定，通過穩(wěn)定的參數(shù)設(shè)定保持電力設(shè)備持續(xù)不斷地變頻，保持設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。變頻器本身具有控制調(diào)節(jié)的作用，該特點決定了變頻器的工作原理，當(dāng)變頻器應(yīng)用到設(shè)備并安裝完成之后，還需要對參數(shù)進行設(shè)定，使系統(tǒng)發(fā)出指令，讓設(shè)備根據(jù)已設(shè)定的指令運行。變頻器參數(shù)的設(shè)定不僅需要結(jié)合設(shè)備實際需要，還需要符合變頻器的基本規(guī)律，以保證變頻器的運行效果，如果變頻器參數(shù)的設(shè)定不符合變頻運行規(guī)律，則達不到變頻的目的，還容易導(dǎo)致設(shè)備受損，從而縮短設(shè)備使用壽命。因此，做好變頻器的參數(shù)設(shè)定是極其重要的，從變頻器本身的使用角度來看，做好參數(shù)設(shè)定工作是保證變頻器持續(xù)運行的基本前提，從變頻器的維護角度來看，將參數(shù)設(shè)定好是保護變頻器的重要措施，不僅能為變頻器的控制提供保障，還能為維護變頻器奠定基礎(chǔ)。由此可見，做好參數(shù)的設(shè)定是維護變頻器以及設(shè)備的重要渠道。

3.2 控制變頻器運行時間，避免變頻器過熱

從變頻器的工作特點來看，變頻器是持續(xù)不斷工作的，而該種無間隙的運行方式對變頻器本身的傷害極大，持續(xù)不斷地運行會導(dǎo)致變頻器發(fā)熱，導(dǎo)致變頻器故障的發(fā)生。因此變頻器需要按照一定的規(guī)律或者結(jié)合設(shè)備工作的需要控制運行時間，以間歇式的方式保持基本的運行，避免變頻器過熱損傷變頻元件，使變頻器既能滿足運行的需要，又能有效降低控制元件的損壞程度，提高變頻器的有效使用率。因此，變頻器的維護應(yīng)該從運行時間的控制角度入手，避免變頻器過度發(fā)熱引發(fā)故障。

3.3 檢查變頻器電壓情況，避免過電壓和欠電壓的現(xiàn)象出現(xiàn)

在維護變頻器的過程中應(yīng)該加大對電壓情況的檢查力度，保證電壓的穩(wěn)定性，防止電壓過高或過低現(xiàn)象的發(fā)生。由于變頻器的運行需要較為穩(wěn)定的電壓，因此對電壓有一定的要求，穩(wěn)定的電壓能為變頻器的運行提供保障，通過穩(wěn)定的電壓輸入避免控制電路發(fā)生故障。當(dāng)變頻器輸入電壓過高時，變頻器的整流器便無法將交流電源充分地轉(zhuǎn)換為直流電源，容易導(dǎo)致濾波器無法轉(zhuǎn)換過多的交流電源，從而燒壞變頻器引發(fā)故障；當(dāng)變頻器輸入電壓過低時，便會觸發(fā)變頻器的欠壓故障，從而封鎖逆變器的輸出電路，導(dǎo)致電力設(shè)備運行停止。因此在變頻器的維護過程中必須對檢查電壓情況引起重視，通過示波器以及電能質(zhì)量分析儀的使用時刻檢查變頻器電壓情況，為變頻器的運行提供穩(wěn)定的電壓環(huán)境，保證變頻器的正常運行。

4 變頻器常見故障與處理

變頻器在的使用過程中存在許多較為常見的故障，主要表現(xiàn)在電壓、電流以及過載方面。由于電壓的不穩(wěn)定，變頻器易出現(xiàn)過電壓、欠電壓等故障；而變頻器因為電流的問題也會發(fā)生一系列故障，例如過電流、短路等問題；過載是造成變頻器發(fā)生故障的重要原因，變頻器因為過載可能發(fā)生電源缺相、CPU異常、通信異常等故障。對于變頻器運行發(fā)生的故障大部分能迅速找到原因，但變頻器在運行過程中也存在許多難以檢測的故障源，還需要使用常規(guī)以外的手段進行檢測。

變頻器發(fā)生故障時，首先應(yīng)該切斷電源，其次待變頻器電壓降低之后進行檢查，由于變頻器運行會儲存大量的直流電，因此變頻器電源切斷之后不能立即進行檢查。目前市場中存在各種不同型號的變頻器，但其故障類型都具有一定的共性，因此變頻器發(fā)生故障的處理方法也較為相同，大致可分為以下幾種：

（1）電壓故障，當(dāng)發(fā)生過壓故障時，在確認電壓過高后應(yīng)該延長變頻器減速時間，其次再檢查放電電路，最后再增加制動電阻控制電壓，當(dāng)發(fā)生欠壓故障時，應(yīng)該檢查變頻器的接觸器、整流器是否受損，其次再檢查該電路系統(tǒng)是否存在負載啟動問題；

（2）電流故障，當(dāng)變壓器發(fā)生過電流故障時，變頻器電路會自動跳閘，因此應(yīng)該檢查該電路中是否存在短路或者接地的問題，其次再檢查需要變頻的設(shè)備是否存在內(nèi)部問題，接著再查看逆變器是否損壞，該期間應(yīng)該為變頻器減速延長時間，最后應(yīng)該排除變頻器內(nèi)部問題；

（3）過載故障，當(dāng)變頻器發(fā)生過載故障時，應(yīng)該對變頻器的容量進行檢查，其次將熱繼電器保護值以及轉(zhuǎn)矩提升量進行設(shè)置，最后再排除變頻器內(nèi)部故障。

5 結(jié)語

由此看來，變頻器對于我們的生活及生產(chǎn)具有重要意義，變頻器的廣泛應(yīng)用使操作更加簡單快捷，我們應(yīng)該不斷創(chuàng)新和改革，使變頻器得到全面應(yīng)用，極大程度地發(fā)揮出變頻器的優(yōu)勢。