淺析變頻器使用中常見故障及防范

席君

[摘? ? ? ? ? ?要]? 變頻器在實際工作使用的時候，由于使用方法不正確會產(chǎn)生各種問題。特別是變頻器對周邊設(shè)備和周邊設(shè)備對變頻器的影響，已經(jīng)嚴重影響了設(shè)備的正常運行，造成了很大的經(jīng)濟損失。查閱相關(guān)資料，結(jié)合實際經(jīng)驗，介紹了變頻器在使用中應(yīng)該注意的事項和故障的防范措施，以及怎樣減少對周邊設(shè)備的干擾。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 變頻器;使用問題;防范措施

[中圖分類號]? TN773? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）46-0104-02

一、前言

目前，我國對拖動都采用了變頻器控制，變頻器控制在控制方便、調(diào)速范圍廣、節(jié)能降耗等方面優(yōu)勢突出，但是變頻器使用方法不正確或安裝環(huán)境不合理，很容易造成變頻器誤動作及發(fā)生故障，不僅無法滿足預期設(shè)計所要達到的運行效果，還會對周邊設(shè)備產(chǎn)生很大的影響。要預防變頻器對周邊電器的正常使用造成影響就必須對故障原因進行認真分析。下面就變頻器在安裝使用中應(yīng)該注意的問題及變頻器本身在使用時對周圍設(shè)備的影響做一個概括性的論述。

二、變頻器的使用及故障防范措施

（一）變頻器對安裝環(huán)境的要求

在電動機拖動控制中，變頻器屬于重要裝置，選擇規(guī)格和安裝環(huán)境有詳細要求。在現(xiàn)實生活中，變頻器對安裝環(huán)境溫度要求是-10℃～40℃。環(huán)境濕度為：相對濕度不超過90%（無結(jié)霜），無陽光直射，無腐蝕氣體，無易燃氣體，塵埃少，海拔低于1000 m。若確實無法滿足這些要求，必須盡量采用相應(yīng)抑制措施：如安裝空調(diào)、風扇避免日光照射。潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電器件生銹、接觸不良、絕緣能力降低而形成短路，作為防范措施，應(yīng)對控制板進行防腐防塵處理，并采用封閉式結(jié)構(gòu)。振動是對電器件造成機械損傷的主要原因，對于振動沖擊較大的場合，應(yīng)采用橡膠等避振措施。

習慣養(yǎng)成：定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風扇也是非常必要的。對于特殊的高寒場合，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。

（二）變頻器對電源的要求

正常情況下，變頻器對電源的要求：低壓值：380V-10%=323V（負載過量）高壓值：460V+10%=506V。手接觸器和風扇的制約電源異常現(xiàn)象大致分以下三種，即缺相、低電壓、停電，有時也出現(xiàn)它們的混合形式。這些異?，F(xiàn)象的主要原因是輸電線路因風、雪、雷擊造成的，有時也因為同一供電系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)對地短路及相間短路。而雷擊因地域和季節(jié)有很大差異。除電壓波動外，有些電網(wǎng)或自行發(fā)電單位，也會出現(xiàn)頻率波動，并且這些現(xiàn)象有時在短時間內(nèi)重復出現(xiàn)，為保證設(shè)備的正常運行，對變頻器供電電源也提出相應(yīng)要求：如果附近有直接起動電動機和電磁爐等設(shè)備，為防止這些設(shè)備投入使用時造成的電壓降低，應(yīng)和變頻器供電系統(tǒng)分離，減小相互影響;對于要求瞬時停電后仍能繼續(xù)運行的場合，除選擇合適價格的變頻器外，還應(yīng)預先考慮負載電機的降速比例。變頻器和外部控制回路采用瞬停補償方式，當電壓恢復后，通過速度追蹤和測速電機的檢測來防止在加速中的過電流;對于要求必須持續(xù)運行的設(shè)備，要對變頻器加裝自動切換的不停電電源裝置。二極管輸入及使用單相控制電源的變頻器，雖然在動力電源缺相狀態(tài)也能繼續(xù)工作，但整流器中個別器件電流過大及電容器的脈沖電流過大，若長期運行極可能對變頻器的壽命造成不良影響，應(yīng)及早檢查處理。

（三）電動機溫度過高

現(xiàn)實生活中電動機溫度過高是常有的事，對于現(xiàn)有電機進行變頻調(diào)速改造時，由于自冷電機在低速運行時冷卻能力下降造成電機過熱，此外，因為變頻器輸出波形中所含有的高次諧波勢必增加電機的鐵損和銅損，因此在確認電機的負載狀態(tài)和運行范圍之后，采取以下的相應(yīng)措施：更換速比電機或提高電機規(guī)格等級：查看電機接線方式是否有誤。

三、變頻器對周邊設(shè)備和周邊設(shè)備對變頻器的影響及防范措施

變頻器的安裝使用會對其他設(shè)備產(chǎn)生影響，有時甚至導致其他設(shè)備出現(xiàn)故障。因此，對這些影響因素進行分析探討，并研究采取哪些措施是非常必要的。

（一）漏電流及其處理

使用變頻器時漏電流有兩種形式：一種是對地的漏電流：另一種是線線間的漏電流。影響對地漏電電流的因素及解決辦法有：導線和大地間存在分布電容，分布電容越大，漏電流越大：有效減小變頻器及電機間電纜長度以降低分布電容。載波頻率越大，漏電流越大：可降低載波頻率來減小漏電流。但降低載波頻率會導致電機噪聲增加。加裝電抗器也是解決漏電流的有效辦法。漏電流會隨回路電流增大而增大，所以電機功率大時相應(yīng)漏電流也大。至于線線間的漏電流，則是變頻器輸出側(cè)布線之間存在分布電容，若通過線路的電流含高次諧波，就可能引起諧振而產(chǎn)生漏電流，此時若使用熱繼電器可能會使其誤動作，解決的辦法是降低載波頻率或加裝輸出電抗器。建議在使用變頻器時電機前不加裝熱繼電器，使用變頻器本身的電子過流保護功能即可。

（二）外界噪聲干擾

這部分噪聲分為兩種：一種由逆變器本身輻射，另一種通過驅(qū)動器輻射到電機引線。這兩種輻射使外圍電氣設(shè)備的鉛面受到電磁和靜電感而導致設(shè)備產(chǎn)生錯誤的行為。對于儀表、接收器和傳感器用于測量，一般信號較弱，如果和逆變器較近或在同一控制柜中，容易干擾和誤操作，應(yīng)采用以下方法解決：盡量遠離干擾源：不要將信號線和電源線平行排列，特別不能捆綁—啟動，信號線和電源線屏幕電纜：在驅(qū)動器輸入和輸出側(cè)的濾波器或無線電濾網(wǎng)。外圍設(shè)備單靠壓在地面上，可排除因逆變器接地線漏電流而排除的接地。

（三）電源高次諧波干擾

由于電流逆變器幾乎全部采用PWM控制，這種脈沖調(diào)制形式使驅(qū)動器在電源側(cè)運行產(chǎn)生高諧波電流，并造成電壓波形失真，對電力系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重影響，通常采用以下措施：使用專用變壓器對逆變器供電，與其他電源系統(tǒng)分離：在驅(qū)動輸入側(cè)安裝濾波器循環(huán)反應(yīng)器或各種循環(huán)橋電路，減少高諧波元件，減少高諧波元件，對于傳入相位電容器，高諧波電流增加電容電流造成嚴重加熱，必須在電容器前連接以減少諧波元件，對電感應(yīng)器進行合理的分析和計算，避免發(fā)生LC振蕩。

（四）輸出側(cè)高次諧波

在驅(qū)動器的輸出電壓中，它包含高頻尖峰浪涌電壓。這些高諧波沖擊電壓將降低電機繞組的絕緣強度，尤其是在PWM控制的逆變器中。因此，驅(qū)動輸出端不能連接到電容器或浪涌吸收器，也不能使用帶電容器的電機，否則會經(jīng)常損壞逆變器。此外，當電機電纜過長時，由于配電電容器的影響，也容易產(chǎn)生電共振，從而造成電機絕緣損壞或產(chǎn)生大電流，使逆變器過流保護。當電纜布線大于100米時，必須安裝交流輸出反應(yīng)器。

四、結(jié)束語

晶體管逆變器在過去有自身的缺點，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，以往的問題一一解決，并增加了新的功能，如“全場自動扭矩補償功能”“起動扭矩不足”“環(huán)境條件變化造成的減能”等故障原因，都得到了很好的改進，同時逆變器的軟件開發(fā)也在不斷改進，現(xiàn)在可以在內(nèi)部逆變器中預先設(shè)置各種故障預防措施，且故障解決后可繼續(xù)運行，如電機重新啟動的自由停車過程：自動復位內(nèi)部故障和連續(xù)運行，自動停機，自動報警和自動報警號在負載扭矩太大時坐上，以免發(fā)生事故。

參考文獻：

[1]徐海，施利春.變頻器原理及應(yīng)用[M].北京：清華大學出版社，2010.

[2]李良仁.變頻器調(diào)速技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

編輯 郭小琴