變頻器在離子膜燒堿生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

（天能化工有限公司，新疆石河子市，832000）魏 勇

變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來(lái)提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能和調(diào)速的目的，天能化工有限公司32萬(wàn)噸離子膜燒堿生產(chǎn)中廣泛采用德國(guó)西門子變頻器，由于離子膜燒堿生產(chǎn)環(huán)境具有高溫、腐蝕性的特點(diǎn)，變頻器的正確安裝及規(guī)范使用直接影響離子膜生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 變頻器安裝注意事項(xiàng)

變頻器的安裝條件非常嚴(yán)格，在國(guó)內(nèi)離子膜燒堿工廠中，周圍的生產(chǎn)環(huán)境存在不同程度的振動(dòng)，同時(shí)還伴隨著高溫、堿塵等，這些對(duì)于變頻器的安裝有著非常嚴(yán)重的影響，并且還會(huì)影響變頻器的正常運(yùn)行。

首先要避免振動(dòng)，振動(dòng)會(huì)引起電機(jī)的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩和機(jī)械系統(tǒng)的共振，當(dāng)共振的頻率達(dá)到變頻器的振動(dòng)頻率時(shí)會(huì)影響變頻器正常運(yùn)行，情況嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞。若要延長(zhǎng)變頻器的工作壽命，就需要盡可能的去消除變頻器安裝環(huán)境中的一些危害，因?yàn)檎駝?dòng)是電子器件造成機(jī)械損傷的主要原因，在進(jìn)行變頻器的安裝調(diào)試過(guò)程當(dāng)中，第一是需要保證控制變頻器的精度，第二是需要減小脈沖轉(zhuǎn)矩成分，將機(jī)械的共振點(diǎn)進(jìn)行屏蔽或者是將兩者的共振點(diǎn)進(jìn)行錯(cuò)開(kāi)，這樣才能更好的保證變頻器的正常工作，產(chǎn)生共振現(xiàn)象的時(shí)候還會(huì)造成機(jī)械的螺絲等脫落，在安裝之前要仔細(xì)檢查機(jī)械身上的螺絲是否出現(xiàn)松動(dòng)的現(xiàn)象，還需要利用橡膠等來(lái)進(jìn)行避震處理；其次是安裝環(huán)境溫度的控制，離子膜燒堿生產(chǎn)過(guò)程中周圍的溫度是會(huì)發(fā)生變化的，而溫度對(duì)變頻器的影響也是不能忽視的，環(huán)境溫度通常控制在40℃以下，所以在安裝變頻器的房間內(nèi)需要避免日光的直射，或者是在這個(gè)空間內(nèi)安裝空調(diào)，要避免溫度和濕度過(guò)高造成變頻器內(nèi)部電線被燒毀；最后就是避免腐蝕，在離子膜燒堿生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生堿塵，堿塵具有強(qiáng)腐蝕性，這些腐蝕性會(huì)導(dǎo)致電子器件生銹，變頻器內(nèi)部出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，所以在安裝變頻器的空間之中要做好相應(yīng)的防腐防塵處理，這樣才能更好的延長(zhǎng)變頻器的使用壽命。

2 避免電磁感應(yīng)干擾

變頻器在運(yùn)行的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一定的磁場(chǎng)，如果在變頻器工作環(huán)境的周圍有一些電磁干擾，那么變頻器內(nèi)部的電線會(huì)出現(xiàn)干擾，最后會(huì)導(dǎo)致相關(guān)的器件接收到錯(cuò)誤的指令，錯(cuò)誤的指令就會(huì)導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)停機(jī)或者是不正常的現(xiàn)象，運(yùn)行久了就會(huì)損壞變頻器，圖1所示為變頻器工作原理圖。

圖1 變頻器工作原理圖

變頻器運(yùn)行的時(shí)候，要對(duì)變頻器周圍的安裝環(huán)境進(jìn)行認(rèn)真排查，看哪些機(jī)械設(shè)備會(huì)產(chǎn)生電磁對(duì)變頻器進(jìn)行干擾，要采取一定的措施來(lái)抑制電磁干擾，除了采用一些抑制電磁的手段之外，還可以利用一些方法來(lái)屏蔽電磁的干擾。首先，要給變頻器建立單獨(dú)的空間，這樣它的周圍就沒(méi)有多余的機(jī)械設(shè)備，就不會(huì)產(chǎn)生電磁，這樣也不會(huì)有干擾。其次，可以在變頻器周圍安裝一個(gè)吸收裝置，而這個(gè)吸收裝置能夠?qū)χ車睦^電器、接觸器等進(jìn)行吸收，這樣就不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。再次，在變頻器的運(yùn)行空間中安裝屏蔽裝置，就是對(duì)各個(gè)機(jī)械的電纜中的回路采用屏蔽裝置，同時(shí)要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行安裝，如果一些機(jī)械設(shè)備的線路比較長(zhǎng)，可以采用中繼的方式進(jìn)行安裝。最后，變頻器在進(jìn)行工作時(shí)是從輸入端到輸出端，所以變頻器在接收電磁干擾的時(shí)候都是從輸入端進(jìn)入，所以要在變頻器的輸入端安裝電磁感應(yīng)濾波器，這樣就可以避免一些電磁進(jìn)入到變頻器當(dāng)中。

3 變頻器電源異常措施

變頻器工作過(guò)程中電源難免出現(xiàn)異常情況，而電源在異常的時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)不同的表現(xiàn)形式，主要有電源短路、電壓波動(dòng)過(guò)大以及其它特殊情況。但是不管是什么樣的情況，都會(huì)對(duì)變頻器的穩(wěn)定工作造成一定的影響。這些情況的出現(xiàn)有可能是因?yàn)檩旊娋€路在外力或者是其它的環(huán)境因素造成，也有可能是因?yàn)樽冾l器在安裝的時(shí)候和其他的機(jī)械設(shè)備安裝在同一供電系統(tǒng)之中，所以用電量會(huì)過(guò)大，造成短路或者是頻率波動(dòng)，所以在安裝變頻器的過(guò)程當(dāng)中還是要注意周圍的環(huán)境之中是否有直接啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)或者是大功率的電機(jī)設(shè)備，在企業(yè)設(shè)備條件允許的條件下，要盡可能避免出現(xiàn)電源問(wèn)題。

在變頻器的選擇上，要選擇工作范圍比較寬的變頻器，如果電源出現(xiàn)問(wèn)題，就需要變頻器能夠在瞬間停電之后還能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。還有一種情況就是電源缺相因?yàn)榘雽?dǎo)體元件二極管、晶閘管等都使用的是單相控制的變頻器，雖然這種變頻器也是能夠正常使用的，但是在變頻器的內(nèi)部卻有很多的問(wèn)題，單相的變頻器內(nèi)部整個(gè)器件會(huì)承受很大的電流，變頻器內(nèi)部的電容器還會(huì)因?yàn)槊}沖電流過(guò)大，也會(huì)縮短使用的時(shí)間，長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)這種情況就會(huì)導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)問(wèn)題，甚至是燒壞變頻器。

4 外界環(huán)境對(duì)變頻器的影響

外界環(huán)境對(duì)工業(yè)生產(chǎn)具有很大的影響，特別是雷電、雷擊等都會(huì)對(duì)大功率機(jī)械設(shè)備造成一定的影響，尤其是對(duì)變頻器的電源影響。由于變頻器在工作的時(shí)候，耦合在二次側(cè)形成很高的電壓沖擊，而這些沖擊會(huì)對(duì)變頻器造成很大的影響，有可能會(huì)將變頻器燒壞或者是損壞，所以變頻器在運(yùn)行使用的時(shí)候，要特別注意周圍的環(huán)境，要盡可能的避免出現(xiàn)沖擊現(xiàn)象；同時(shí)為了防止沖擊對(duì)變頻器造成沖擊，可以在變頻器的輸入端加入一些加壓敏電阻設(shè)施，這些設(shè)備能夠保證變頻器的輸入電壓不會(huì)高于變頻器的最高電壓，能夠盡可能延長(zhǎng)變頻器的使用壽命。

5 變頻器的電源高次諧波預(yù)防措施

變頻器是把工頻（50HZ）變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行，其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。由于變頻器逆變電路的開(kāi)關(guān)特性，對(duì)其供電電源形成了高次諧波電流，這種電流會(huì)造成電壓波形畸變，這種情況會(huì)對(duì)變頻器造成嚴(yán)重影響。通常情況下在電動(dòng)機(jī)和變頻器之間設(shè)置一些交流電抗器，以減少變頻器產(chǎn)生高次諧波。此外可以利用專門的變壓器來(lái)對(duì)變頻器進(jìn)行供電，將變頻器的電源單獨(dú)設(shè)置出來(lái)，這樣在使用過(guò)程中也就避免了高次諧波。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，變頻器在離子膜燒堿生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，做好變頻器本身的故障防范工作極為重要。在實(shí)際生產(chǎn)中，為防患于未然,事先對(duì)變頻器進(jìn)行認(rèn)真分析顯得尤為重要,通過(guò)掌握故障處理的規(guī)律,就能做好變頻器的維修工作,使變頻器出現(xiàn)的各種故障得到及時(shí)處理和解決,確保生產(chǎn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行。