變頻器培訓計劃

1、變頻器培訓計劃（主講人：熊 宇）二零一一年、九月湖南星奧信息技術有限公司電話: 073188421995 88421996真址：長沙市芙蓉區(qū)隆平高科技園金丹大廈18樓培訓內容一、 變頻器的結構與基本原理（第一講）二、 變頻器的安裝、調試（第二講）三、 變頻器的常見故障及處理方法（第三講）四、 plc、變頻器的綜合運用（礦井排水泵房自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)）（第四講）第一講變頻器的基本原理傳統(tǒng)的啟動方法：1、星-三角啟動。 2、定子繞組串電阻。 3、自藕變壓器啟動。 4、延邊三角形啟動。一、 三相交流異步電動機變頻調速原理 變頻器是將頻率固定（通

2、常為工頻50hz）的交流電（三相的或單相的）變換成頻率連續(xù)可調（多數為0-400hz）的三相交流電源。它們的轉速n表達公式為： n=60f(1-s)/p 式中：f-頻率；p-磁極對數；s-轉差率。 由轉速公式可見，只要改變三相交流電源的頻率f，就可以改變電動機的轉速n。改變轉速的三種方式：1、改變電源頻率 f 2、改變轉差率 s 3、改變磁極對數 p可見改變三相交流電源的頻率，比改變磁極對數p和轉差率s兩個參數簡單得多。注意：變頻器在改變頻率的同時也改變了電壓的大小。變頻器節(jié)電率的計算公式：【1-（運行頻率/50hz）的立方】x100%直流電機的轉速公式：n=ua-iara/ke調速方式：改變

3、電樞電壓目前調速多采用：直流調速器，比如：歐陸590+普通電機與變頻電機的區(qū)別變頻電機比普通電機要多一個獨立的風機。不然變頻電機在低速時散熱不行。當然變頻電機的設計參數和普通電機也不一樣。1）、采用原有機座號和各種標準尺寸。這就為選擇和應用提供了方便。在選擇變頻專用電機時可以按照普通異步電動機的標準尺寸選擇。（2）、采用強迫風冷，在電動機的端部配有專用的風桶，裝有風機，對電機進行強迫風冷。因為變頻調速在低速時會出現(xiàn)散熱不良的問題。（3）、磁路或材料適當改進對高次諧波抑制效果更好一些，在低速時保證有足夠的轉矩輸出。（4）、增加絕緣等級，由e級改為f級。三相變頻電機變頻器和軟啟動的區(qū)別變頻器是通過

4、調節(jié)頻率來控制用電設備的，可以改變頻率調速和啟動，比如工業(yè)上用的變頻泵。軟啟動的基本原理是通過改變串接在電路中的電阻，讓電流由小到大，這樣的方式用來啟動大功率的電機，用來減少大功率電機直接啟動給電網造成波動，或者造成一些不重要的負荷卸載的麻煩。軟起動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，國外稱為soft starter。它的主要構成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。 運用不同的方法，控制三相反并聯(lián)閘管的導通角，使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實現(xiàn)不同的功能。軟起動器和變頻器是兩種完全不同用途的產品。變頻器是用于需要調

5、速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時改變頻率；軟起動器實際上是個調壓器，用于電機起動時，輸出只改變電壓并沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動器功能，但它的價格比軟起動器貴得多，結構也復雜得多。變頻器 軟啟動器二、變頻器的基本組成變頻器主要是由主電路（主回路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路和檢測取樣電路）部分組成控制電路組成。主電路是給三相異步電動機提供調壓調頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。 它由三部分構成，將工頻電源變換為直流

6、功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。（1）整流電路：目前使用最廣泛的是整流二極管（不可控），如三菱、富士等等。它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉。整流模塊的耐壓值：1200v（2）平波回路：在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。裝置容量小時，如果電源和主電路構成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。（3）逆變電路：同整流器相反，逆變器是

7、將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使6個開關器件導通、關斷就可以得到3相交流輸出。目前使用最廣泛的是絕緣柵雙極型igbt（全控型）如：西門子、英威靈、西門康、富士、三菱等等。igbt模塊的耐壓值：1200v控制電路是給三相異步電動機供電（電壓、頻率可調）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。（1）運算電路：將外部的速度、轉矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。（2）電壓、電流檢測電

8、路：與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。（3）驅動電路：驅動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導通、關斷。（4）速度檢測電路:以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器（tg、plg等）的信號為速度信號，送入運算回路，根據指令和運算可使電動機按指令速度運轉。（5）保護電路:檢測主電路的電壓、電流等，當發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。 三、變頻器的主要結構1、整流電路 由6個不可控的整流二極管（vd1-vd6）組成三相整流橋，將三相交流電全波整流成直流電。如圖1所示，它把工頻電源（380v 50hz）變換為直流電源，三相全波整流后平

9、均直流電壓ud大小是：ud=1.35ul=513v。 2、平波回路主要功能:濾平全波整流后的電壓紋波.當負載變化時,使直流電壓保持平穩(wěn). 在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。裝置容量小時，如果電源和主電路構成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。 3、逆變電路 由6個全控型器件igbt(v1-v6)組成。逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使6個開關器件導通、關斷就可以得到3相交流輸出。 4、制動回路 三相異步電動機在再生制動區(qū)域使用時，再生能量存于

10、平波回路電容器中，使直流電壓升高。一般說來，由機械系統(tǒng)（含電動機）慣量積累的能量比電容能儲存的能量大，需要快速制動時，可用可逆變流器向電源反饋或設置制動回路（開關和電阻）把再生功率消耗掉，以免直流電路電壓上升。 5、三相異步電動機的四象限運行 根據負載種類，所需要的異步電動機旋轉方向和轉矩方向是不同的，必須根據負載構成適當的主電路圖。在、象限異步電動機的轉矩方向與旋轉方向一致，為電動狀態(tài)。象限是正轉的電動運轉，象限是反轉的電動運轉。在，象限轉矩方向與旋轉方向相反，為再生狀態(tài)。象限為正轉的再生運轉，象限為反轉的再生運轉。電動運轉時，則只需由電源向異步電動機供給功率，可使用不可逆變流器。對于減速時

11、需要制動力的負載，功率就必須從異步電動機向逆變器流傳，可附加制動回路以便能在，象限使用。另外，對于需要急加減速并且加減速頻繁的場所（例如電梯），或者對于制動為主要目的的場合，可以采用可逆變流器，實現(xiàn)-的象限運轉。此時，能量向電源反饋而節(jié)能。四、變頻器的一般分類1、 按變換的環(huán)節(jié)分類： 可分為交-交變頻器，即將工頻交流直接變換成頻率電壓可調的交流，交-直-交變頻器，則是先把工頻交流通過整流器變成直流，然后再把直流變換成頻率電壓可調的交流，是目前廣泛應用的通用型變頻器。 2、按直流電源性質分類： （1）電流型變頻器電流型變頻器特點是中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作為儲能環(huán)節(jié)，緩沖無功功率，即扼制電流的變化

12、，使電壓接近正弦波，由于該直流內阻較大，故稱電流源型變頻器（電流型）。電流型變頻器的特點（優(yōu)點）是能扼制負載電流頻繁而急劇的變化。常選用于負載電流變化較大的場合。 （2）電壓型變頻器 電壓型變頻器特點是中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件采用大電容，負載的無功功率將由它來緩沖，直流電壓比較平穩(wěn)，直流電源內阻較小，相當于電壓源，故稱電壓型變頻器，常選用于負載電壓變化較大的場合。 此外，變頻器還可以按輸出電壓調節(jié)方式分類，按控制方式分類，按主開關元器件分類，按輸入電壓高低分類，可以分為低壓（ac220v、ac380v）變頻器、中壓（ac660v、ac1140v）變頻器、高壓（6kv、10kv）變頻器。第二講變頻

13、器的安裝調試一、 變頻器安裝調試時應注意的幾個重要問題（a）變頻器選型 變頻器選型時要確定以下幾點： 1) 采用變頻的目的；恒壓控制或恒流控制等。 2) 變頻器的負載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負載的性能曲線，性能曲線決定了應用時的方式方法。 3) 變頻器與負載的匹配問題； i.電壓匹配；變頻器的額定電壓與負載的額定電壓相符。 ii. 電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機的額定電流相符。對于特殊的負載如深水泵等則需要參考電機性能參數，以最大電流確定變頻器電流和過載能力。 iii.轉矩匹配；這種情況在恒轉矩負載或有減速裝置時有可能發(fā)生。 4) 在使用變頻器驅動高速電機時，由于高速

14、電機的電抗小，高次諧波增加導致輸出電流值增大。因此用于高速電機的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機的選型。 5) 變頻器如果要長電纜運行時，此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足，所以在這樣情況下，變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。 6) 對于一些特殊的應用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。 (b)變頻器和電機的距離確定電纜和布線方法 i.變頻器和電機的距離應該盡量的短。這樣減小了電纜的對地電容，減少干擾的發(fā)射源。 ii. 控制電纜選用屏蔽電纜，動力電纜選用屏蔽電纜或者從變頻器到電機全部用穿線管屏蔽。 iii.電

15、機電纜應獨立于其它電纜走線，其最小距離為。同時應避免電機電纜與其它電纜長距離平行走線，這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產生的電磁干擾。如果控制電纜和電源電纜交叉，應盡可能使它們按度角交叉。與變頻器有關的模擬量信號線與主回路線分開走線，即使在控制柜中也要如此。 iv. 與變頻器有關的模擬信號線最好選用屏蔽雙絞線，動力電纜選用屏蔽的三芯電纜（其規(guī)格要比普通電機的電纜大檔）或遵從變頻器的用戶手冊。變頻器控制原理圖； i.主回路：電抗器的作用是防止變頻器產生的高次諧波通過電源的輸入回路返回到電網從而影響其他的受電設備，需要根據變頻器的容量大小來決定是否需要加電抗器；濾波器是安裝在變頻器的輸出端，減

16、少變頻器輸出的高次諧波，當變頻器到電機的距離較遠時，應該安裝濾波器。雖然變頻器本身有各種保護功能，但缺相保護卻并不完美，斷路器在主回路中起到過載，缺相等保護，選型時可按照變頻器的容量進行選擇?？梢杂米冾l器本身的過載保護代替熱繼電器（一拖一的情況下）。 ii. 控制回路：具有工頻/變頻的手動切換，以便在變頻出現(xiàn)故障時可以手動切工頻運行，因輸出端不能加電壓，固工頻和變頻要有互鎖。 (c)變頻器的接地 變頻器正確接地是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，抑制噪聲能力的重要手段。變頻器的接地端子的接地電阻越小越好，接地導線的截面不小于4mm，長度不超過5m。變頻器的接地應和動力設備的接地點分開，不能共地。信號線的屏蔽層一

17、端接到變頻器的接地端，另一端浮空。變頻器與控制柜之間電氣相通。 (d)變頻器控制柜設計 變頻器應該安裝在控制柜內部，控制柜在設計時要注意以下問題 1) 散熱問題：變頻器的發(fā)熱是由內部的損耗產生的。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%。為了保證變頻器正常可靠運行，必須對變頻器進行散熱我們通常采用風扇散熱；變頻器的內裝風扇可將變頻器的箱體內部散熱帶走，若風扇不能正常工作，應立即停止變頻器運行；大功率的變頻器還需要在控制柜上加風扇，控制柜的風道要設計合理，所有進風口要設置防塵網，排風通暢，避免在柜中形成渦流，在固定的位置形成灰塵堆積；根據變頻器說明書的通風量來選擇匹配的

18、風扇，風扇安裝要注意防震問題。 2) 電磁干擾問題： i.變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾，而且會產生高次諧波，這種高次諧波會通過供電回路進入整個供電網絡，從而影響其他儀表。如果變頻器的功率很大占整個系統(tǒng)25%以上，需要考慮控制電源的抗干擾措施。 ii.當系統(tǒng)中有高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源時，變頻器本身會因為干擾而出現(xiàn)保護，則考慮整個系統(tǒng)的電源質量問題。 3) 防護問題需要注意以下幾點： i.防水防結露：如果變頻器放在現(xiàn)場，需要注意變頻器柜上方不的有管道法蘭或其他漏點，在變頻器附近不能有噴濺水流，總之現(xiàn)場柜體防護等級要在

19、ip43以上。 ii. 防塵：所有進風口要設置防塵網阻隔絮狀雜物進入，防塵網應該設計為可拆卸式，以方便清理，維護。防塵網的網格根據現(xiàn)場的具體情況確定，防塵網四周與控制柜的結合處要處理嚴密。 iii.防腐蝕性氣體：在化工行業(yè)這種情況比較多見，此時可以將變頻柜放在控制室中。 (e)變頻器接線規(guī)范 信號線與動力線必須分開走線：使用模擬量信號進行遠程控制變頻器時，為了減少模擬量受來自變頻器和其它設備的干擾，請將控制變頻器的信號線與強電回路（主回路及順控回路）分開走線。距離應在30cm以上。即使在控制柜內，同樣要保持這樣的接線規(guī)范。該信號與變頻器之間的控制回路線最長不得超過50m。 信號線與動力線必須分

20、別放置在不同的金屬管道或者金屬軟管內部：連接plc和變頻器的信號線如果不放置在金屬管道內，極易受到變頻器和外部設備的干擾；同時由于變頻器無內置的電抗器，所以變頻器的輸入和輸出級動力線對外部會產生極強的干擾，因此放置信號線的金屬管或金屬軟管一直要延伸到變頻器的控制端子處，以保證信號線與動力線的徹底分開。 1) 模擬量控制信號線應使用雙股絞合屏蔽線，電線規(guī)格為0.75mm2。在接線時一定要注意，電纜剝線要盡可能的短（5-7mm左右），同時對剝線以后的屏蔽層要用絕緣膠布包起來，以防止屏蔽線與其它設備接觸引入干擾。 2) 為了提高接線的簡易性和可靠性，推薦信號線上使用壓線棒端子。 (f)變頻器的運行和

21、相關參數的設置 變頻器的設定參數多，每個參數均有一定的選擇范圍，使用中常常遇到因個別參數設置不當，導致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。 控制方式：即速度控制、轉距控制、pid控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據控制精度，需要進行靜態(tài)或動態(tài)辨識。 最低運行頻率：即電機運行的最小轉速，電機在低轉速下運行時，其散熱性能很差，電機長時間運行在低轉速下，會導致電機燒毀。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導致電纜發(fā)熱。 最高運行頻率：一般的變頻器最大頻率到60hz，有的甚至到400 hz，高頻率將使電機高速運轉，這對普通電機來說，其軸承不能長時間的超額定轉速運行，電機的轉子是否能承受這樣的離心力。

22、載波頻率：載波頻率設置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長度，電機發(fā)熱，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關的。 電機參數：變頻器在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率，這些參數可以從電機銘牌中直接得到。 跳頻：在某個頻率點上，有可能會發(fā)生共振現(xiàn)象，特別在整個裝置比較高時；在控制壓縮機時，要避免壓縮機的喘振點。變頻器調試遵循的原則:一般是先空載、再輕載、然后再重載的原則。一、 變頻器的空載通電變頻器通電前，最重要的是檢查三相交流輸入電壓值，一般為380v，最大不允許超過3801.1=418v 容許電壓波動151 將變頻器的接地端子必須可靠接地。2 將變頻器的電源輸入端子經過漏電保護

23、開關接到電源上。3 檢查變頻器顯示窗的出廠顯示是否正常,如果不正確,應復位,否則要求退換。4 熟悉變頻器的操作鍵。一般的變頻器均有運行(run) 、停止(stop) 、編程(prog) 、數據p確認(datapenter) 、增加(up、) 、減少(down、) 等6個鍵,不同變頻器操作鍵的定義基本相同。此外有的變頻器還有監(jiān)視(monitorpdisplay) 、復位(reset) 、寸動(jog) 、移位(shift) 等功能鍵。二、變頻器帶電機空載運行1 設置電機的功率、極數,要綜合考慮變頻器的工作電流。2 設定變頻器的最大輸出頻率、基頻、設置轉矩特性。vpf類型的選擇包括最高頻率、基本頻

24、率和轉矩類型等項目。3 將變頻器設置為自帶的鍵盤操作模式,按運行鍵、停止鍵,觀察電機是否能正常地啟動、停止。4 熟悉變頻器運行發(fā)生故障時的保護代碼,觀察熱保護繼電器的出廠值,觀察過載保護的設定值,需要時可以修改。變頻器的使用人員可以按變頻器的使用說明書對變頻器的電子熱繼電器功能進行設定。電子熱繼電器的門限值定義為電動機和變頻器兩者的額定電流的比值,通常用百分數表示。當變頻器的輸出電流超過其容許電流時,變頻器的過電流保護將切斷變頻器的輸出。因此,變頻器電子熱繼電器的門限最大值不超過變頻器的最大容許輸出電流。三、帶載試運行1 手動操作變頻器面板的運行停止鍵,觀察電機運行停止過程及變頻器的顯示窗,看

25、是否有異?，F(xiàn)象。2 如果啟動p停止電機過程中變頻器出現(xiàn)過流保護動作,應重新設定加速p減速時間。電機在加、減速時的加速度取決于加速轉矩,而變頻器在啟、制動過程中的頻率變化率是用戶設定的。若電機轉動慣量或電機負載變化,按預先設定的頻率變化率升速或減速時,有可能出現(xiàn)加速轉矩不夠,從而造成電機失速,即電機轉速與變頻器輸出頻率不協(xié)調,從而造成過電流或過電壓。因此,需要根據電機轉動慣量和負載合理設定加、減速時間,使變頻器的頻率變化率能與電機轉速變化率相協(xié)調。檢查此項設定是否合理的方法是先按經驗選定加、減速時間進行設定,若在啟動過程中出現(xiàn)過流,則可適當延長加速時間;若在制動過程中出現(xiàn)過流,則適當延長減速時間

26、。另一方面,加、減速時間不宜設定太長,時間太長將影響生產效率,特別是頻繁啟、制動時。3 如果變頻器在限定的時間內仍然保護,應改變啟動p停止的運行曲線,從直線改為s 形、u 形線或反s 形、反u 形線。電機負載慣性較大時,應該采用更長的啟動停止時間,并且根據其負載特性設置運行曲線類型。4 如果變頻器仍然存在運行故障,應嘗試增加最大電流的保護值,但是不能取消保護,應留有至少10 %20 %的保護余量。5 如果變頻器運行故障還是發(fā)生,應更換更大一級功率的變頻器。6 如果變頻器帶動電機在啟動過程中達不到預設速度,可能有兩種情況:(1) 系統(tǒng)發(fā)生機電共振,可以從電機運轉的聲音進行判斷。采用設置頻率跳躍值

27、的方法,可以避開共振點。一般變頻器能設定三級跳躍點。vpf 控制的變頻器驅動異步電機時,在某些頻率段,電機的電流、轉速會發(fā)生振蕩,嚴重時系統(tǒng)無法運行,甚至在加速過程中出現(xiàn)過電流保護使得電機不能正常啟動,在電機輕載或轉動慣量較小時更為嚴重。普通變頻器均備有頻率跨跳功能,用戶可以根據系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點,在vpf 曲線上設置跨跳點及跨跳寬度。當電機加速時可以自動跳過這些頻率段,保證系統(tǒng)能夠正常運行。(2) 電機的轉矩輸出能力不夠,不同品牌的變頻器出廠參數設置不同,在相同的條件下,帶載能力不同,也可能因變頻器控制方法不同,造成電機的帶載能力不同;或因系統(tǒng)的輸出效率不同,造成帶載能力會有所差異。對于這

28、種情況,可以增加轉矩提升量的值。如果達不到,可用手動轉矩提升功能,不要設定過大,電機這時的溫升會增加。如果仍然不行,應改用新的控制方法,比如日立變頻器采用vpf 比值恒定的方法,啟動達不到要求時,改用無速度傳感器空間矢量控制方法,它具有更大的轉矩輸出能力。對于風機和泵類負載,應減少降轉矩的曲線值。四、變頻器與上位機相連進行系統(tǒng)調試在手動的基本設定完成后,如果系統(tǒng)中有上位機,將變頻器的控制線直接與上位機控制線相連,并將變頻器的操作模式改為端子控制。根據上位機系統(tǒng)的需要,調定變頻器接收頻率信號端子的量程05v 或010v ,以及變頻器對模擬頻率信號采樣的響應速度。如果需要另外的監(jiān)視表頭,應選擇模擬

29、輸出的監(jiān)視量,并調整變頻器輸出監(jiān)視量端子的量程。第三講變頻器常見故障一、過流（oc）過流是變頻器報警最為頻繁的現(xiàn)象。1.1現(xiàn)象(1)重新啟動時，一升速就跳閘。這是過電流十分嚴重的現(xiàn)象。主要原因有:負載短路，機械部位有卡住;逆變模塊損壞;電動機的轉矩過小等現(xiàn)象引起。(2)上電就跳，這種現(xiàn)象一般不能復位，主要原因有:模塊壞、驅動電路壞、電流檢測電路壞。(3)重新啟動時并不立即跳閘而是在加速時，主要原因有:加速時間設置太短、電流上限設置太小、轉矩補償(v/f)設定較高。1.2實例(1)一臺sy3200-g011t4變頻器一啟動就跳“oc”分析與維修:打開機蓋沒有發(fā)現(xiàn)任何燒壞的跡象，在線測量igbt(

30、7mbr25nf-120)基本判斷沒有問題，為進一步判斷問題，把igbt拆下后測量7個單元的大功率晶體管開通與關閉都很好。在測量上半橋的驅動電路時發(fā)現(xiàn)有一路與其他兩路有明顯區(qū)別，經仔細檢查發(fā)現(xiàn)一只光耦a3120輸出腳與電源負極短路，更換后三路基本一樣。模塊裝上上電運行一切良好。(2)一臺sy3200-g2r2t4變頻通電就跳“oc”且不能復位。分析與維修:首先檢查逆變模塊沒有發(fā)現(xiàn)問題。其次檢查驅動電路也沒有異?，F(xiàn)象，估計問題不在這一塊，可能出在過流信號處理這一部位，將其電路霍耳傳感器拆掉后上電，顯示一切正常，故認為霍耳傳感器已壞，找一新品換上后帶負載實驗一切正常。二、過壓（ou）過電壓報警一般

31、是出現(xiàn)在停機的時候，其主要原因是減速時間太短或制動電阻及制動單元有問題。（當中間直流回路電壓超過700v，就報過壓故障）。(1)實例一臺臺安n2系列3.7kw變頻器在停機時跳“ou”。分析與維修:在修這臺機器之前，首先要搞清楚“ou”報警的原因何在，這是因為變頻器在減速時，電動機轉子繞組切割旋轉磁場的速度加快，轉子的電動勢和電流增大，使電機處于發(fā)電狀態(tài)，回饋的能量通過逆變環(huán)節(jié)中與大功率開關管并聯(lián)的二極管流向直流環(huán)節(jié)，使直流母線電壓升高所致，所以我們應該著重檢查制動回路，測量放電電阻沒有問題，在測量制動管(et191)時發(fā)現(xiàn)已擊穿，更換后上電運行，且快速停車都沒有問題。三、欠壓（lu）欠壓也是我

32、們在使用中經常碰到的問題。主要是因為主回路電壓太低(220v系列低于200v，380v系列低于400v)，主要原因:整流橋某一路損壞或可控硅三路中有工作不正常的都有可能導致欠壓故障的出現(xiàn)，其次主回路接觸器損壞，導致直流母線電壓損耗在充電電阻上面有可能導致欠壓.還有就是電壓檢測電路發(fā)生故障而出現(xiàn)欠壓問題。3.1舉例(1)一臺ct18.5kw變頻器上電跳“l(fā)u”。分析與維修:經檢查這臺變頻器的整流橋充電電阻都是好的，但是上電后沒有聽到接觸器動作，因為這臺變頻器的充電回路不是利用可控硅而是靠接觸器的吸合來完成充電過程的，因此認為故障可能出在接觸器或控制回路以及電源部分，拆掉接觸器單獨加24v直流電接

33、觸器工作正常。繼而檢查24v直流電源，經仔細檢查該電壓是經過lm7824穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后輸出的，測量該穩(wěn)壓管已損壞，找一新品更換后上電工作正常。(2)一臺danfossvlt5004變頻器，上電顯示正常，但是加負載后跳“dclinkundervolt”(直流回路電壓低)。分析與維修:這臺變頻器從現(xiàn)象上看比較特別，但是你如果仔細分析一下問題也就不是那么復雜，該變頻器同樣也是通過充電回路，接觸器來完成充電過程的，上電時沒有發(fā)現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象，估計是加負載時直流回路的電壓下降所引起，而直流回路的電壓又是通過整流橋全波整流,然后由電容平波后提供的，所以應著重檢查整流橋，經測量發(fā)現(xiàn)該整流橋有一路橋臂開路，更換

34、新品后問題解決。四、過熱（oh）過熱也是一種比較常見的故障，主要原因:周圍溫度過高，風機堵轉，溫度傳感器性能不良，馬達過熱。（溫控器溫度超過80度）舉例一臺abbacs50022kw變頻器客戶反映在運行半小時左右跳“oh”。分析與維修:因為是在運行一段時間后才有故障，所以溫度傳感器壞的可能性不大，可能變頻器的溫度確實太高，通電后發(fā)現(xiàn)風機轉動緩慢，防護罩里面堵滿了很多棉絮(因該變頻器是用在紡織行業(yè))，經打掃后開機風機運行良好，運行數小時后沒有再跳此故障。五、輸出不平衡輸出不平衡一般表現(xiàn)為馬達抖動，轉速不穩(wěn)。主要原因:模塊壞，驅動電路壞，電抗器壞等。5.1舉例一臺富士g9s11kw變頻器，輸出電壓

35、相差100v左右。分析與維修:打開機器初步在線檢查逆變模塊(6mbi50n-120)沒發(fā)現(xiàn)問題，測量6路驅動電路也沒發(fā)現(xiàn)故障，將其模塊拆下測量發(fā)現(xiàn)有一路上橋大功率晶體管不能正常導通和關閉，該模塊已經損壞，經確認驅動電路無故障后更換新品后一切正常。六、過載過載也是變頻器跳動比較頻繁的故障之一，平時看到過載現(xiàn)象我們其實首先應該分析一下到底是馬達過載還是變頻器自身過載,一般來講馬達由于過載能力較強,只要變頻器參數表的電機參數設置得當,一般不大會出現(xiàn)馬達過載.而變頻器本身由于過載能力較差很容易出現(xiàn)過載報警.我們可以檢測變頻器輸出電壓。七、開關電源損壞這是眾多變頻器最常見的故障，通常是由于開關電源的負載

36、發(fā)生短路造成的，丹佛斯變頻器采用了新型脈寬集成控制器uc2844來調整開關電源的輸出，同時uc2844還帶有電流檢測，電壓反饋等功能，當發(fā)生無顯示，控制端子無電壓，dc12v,24v風扇不運轉等現(xiàn)象時我們首先應該考慮是否開關電源損壞了。八、sc故障sc故障是安川變頻器較常見的故障。igbt模塊損壞，這是引起sc故障報警的原因之一。此外驅動電路損壞也容易導致sc故障報警。安川在驅動電路的設計上，上橋使用了驅動光耦pc923，這是專用于驅動igbt模塊的帶有放大電路的一款光耦，安川的下橋驅動電路則是采用了光耦pc929，這是一款內部帶有放大電路，及檢測電路的光耦。此外電機抖動，三相電流，電壓不平衡

37、，有頻率顯示卻無電壓輸出，這些現(xiàn)象都有可能是igbt模塊損壞。igbt模塊損壞的原因有多種，首先是外部負載發(fā)生故障而導致igbt模塊的損壞如負載發(fā)生短路，堵轉等。其次驅動電路老化也有可能導致驅動波形失真，或驅動電壓波動太大而導致igbt損壞,從而導致sc故障報警。九、gf接地故障接地故障也是平時會碰到的故障，在排除電機接地存在問題的原因外，最可能發(fā)生故障的部分就是霍爾傳感器了，霍爾傳感器由于受溫度，濕度等環(huán)境因數的影響，工作點很容易發(fā)生飄移，導致gf報警。 元器件好壞的簡易判斷方法 4.1三相整流橋模塊檢測 以semikron(西門子)整流橋模塊為例，如附圖所示。變頻器整流電路上橋為共陰級電路

38、，下橋為共陽級電路。將數字萬用表撥到二極管測試檔，黑表筆接com,紅表筆接v,用紅、黑兩表筆先后測3、4、5相與2、1極之間的正反向二極管特性,來檢查判斷整流橋是否完好。變頻器整流橋模塊只要有一相損壞,就應更換。 4.2逆變器igbt模塊檢測 將數字萬用表撥到二極管測試檔,測試igbt模塊c1.e1、c2.e2之間以及柵極g與 e1、e2之間正反向二極管特性,來判斷igbt模塊是否完好。 以德國eupec 25a/1200v六相igbt模塊為例，(參見附圖)。將負載側u、v、w相的導線拆除,使用二極管測試檔將數字萬用表撥到二極管測試檔，黑表筆接com,紅表筆接v,用紅、黑兩表筆先后測u、v、w

39、相與2、1極之間的正反向二極管特性,因為續(xù)流二極管與igbt是并聯(lián)的，是保護igbt模塊的。所以只要判斷續(xù)流二極管的好壞就可以來判斷igbt是否完好。變頻器逆變模塊只要有一相損壞,就應更換，igbt模塊損壞時,只有擊穿短路情況出現(xiàn)。 紅、黑兩表筆分別測柵極g與發(fā)射極e之間的正反向特性,萬用表兩次所測的數值都為最大，這時可判定igbt模塊門極正常。如果有數值顯示,則門極性能變差，此模塊應更換。當正反向測試結果為零時,說明所檢測的一相門極已被擊穿短路。門極損壞時電路板保護門極的穩(wěn)壓管也將擊穿損壞。 變頻器的應用維護保養(yǎng)2.1日常維護與檢查 對于連續(xù)運行的變頻器，可以從外部目視檢查運行狀態(tài)。定期對變

40、頻器進行巡視檢查,檢查變頻器運行時是否有異?，F(xiàn)象。通常應作如下檢查: (1)環(huán)境溫度是否正常，要求在-10+40范圍內,以25左右為好; (2)變頻器在顯示面板上顯示的輸出電流、電壓、頻率等各種數據是否正常; (3)顯示面板上顯示的字符是否清楚，是否缺少字符; (4)用測溫儀器檢測變頻器是否過熱,是否有異味; (5)變頻器風扇運轉是否正常,有無異常，散熱風道是否通暢; (6)變頻器運行中是否有故障報警顯示; (7)檢查變頻器交流輸入電壓是否超過最大值。極限是418v(380v1.1)，如果主電路外加輸入電壓超過極限,即使變頻器沒運行，也會對變頻器線路板造成損壞。 2.2定期檢查 利用每年一次的

41、大修時間,將檢查重點放在變頻器日常運行時無法巡視到的部位。 (1)作定期檢查時，操作前必須切斷電源,變頻器停電后待操作面板電源指示燈熄滅后，等待4min(變頻器的容量越大,等待時間越長,最長為15min)使得主電路直流濾波電容器充分放電,用萬用表確認電容器放電完后,再進行操作。 (2)將變頻器控制板、主板拆下，用毛刷、吸塵器清掃變頻器線路板及內部igbt模塊、輸入輸出電抗器等部位。線路板臟污的地方，應用棉布沾上酒精或中性化學劑擦除。 (3)檢查變頻器內部導線絕緣是否有腐蝕過熱的痕跡及變色或破損等，如發(fā)現(xiàn)應及時進行處理或更換。 (4)變頻器由于振動、溫度變化等影響，螺絲等緊固部件往往松動，應將所

42、有螺絲全部緊固一遍。 (5)檢查輸入輸出電抗器、變壓器等是否過熱,變色燒焦或有異味。 (6)檢查中間直流回路濾波電解電容器小凸肩(安全閥)是否脹出,外表面是否有裂紋、漏液、膨脹等。一般情況下濾波電容器使用周期大約為5年,檢查周期最長為一年,接近壽命時，檢查周期最好為半年。電容器的容量可用數字電容表測量,當容量下降到額定容量的80%以下時，應予更換。 (7)檢查冷卻風扇運行是否完好,如有問題則應進行更換。冷卻風扇的壽命受限于軸承,根據變頻器運行情況需要23年更換一次風扇或軸承。檢查時如發(fā)現(xiàn)異常聲音、異常振動，同樣需要更換。 (8)檢查變頻器絕緣電阻是否在正常范圍內(所有端子與接地端子)，注意不能

43、用兆歐表對線路板進行測量，否則會損壞線路板的電子元器件。 (9)將變頻器的r、s、t端子和電源端電纜斷開，u、v、w端子和電機端電纜斷開，用兆歐表測量電纜每相導線之間以及每相導線與保護接地之間的絕緣電阻是否符合要求，正常時應大于1m。 (10)變頻器在檢修完畢投入運行前，應帶電機空載試運行幾分鐘，并校對電機的旋轉方向。 2.3變頻器本身的保護: 變頻器本身具有各種保護功能,如:負載側接地保護、短路保護、電流限制、逆變器過熱、過載等，其自診斷功能、報警警告功能也特別完善。了解這些功能對于正確使用變頻器及故障查找是非常重要的。 第四講plc、變頻器在礦井排水泵房自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的運用一、 市場

44、前景目前國內現(xiàn)有礦山有近80%沒有安裝泵房自動化系統(tǒng)，其中大、中型礦山及大量礦山將陸續(xù)進行排水泵房自動化改造。隨著數字化礦井建設的進行，這種趨勢在全國普及。二、 系統(tǒng)簡述目前，國內大部分的礦井井下泵房采用的是人工根據水位的高、低，手動開啟水泵的方式，不但開泵程序繁鎖，而且泵站運行費用高。另外只能依靠人為觀察來發(fā)現(xiàn)透水事故，這就導致只能在透水量已經累積到足以讓井下人員發(fā)現(xiàn)的程度時才可以被發(fā)現(xiàn)。還有當發(fā)生透水事故時，由于人員撤離的需要,往往造成備用的多臺排水泵無法投入，使水位上漲速度加快。嚴重影響了煤礦的安全生產。我公司正是為了解決現(xiàn)有礦井排水系統(tǒng)開泵程序繁鎖、發(fā)生透水事故時人員撤離無法開啟備用泵

45、,系統(tǒng)故障以及透水事故早期預警和水泵運行的工藝特點而設計了sg系列礦井水泵自動控制系統(tǒng)，采用可編程控制器（plc）進行控制，可自動檢測水倉水位、水泵參數和其他參數，并且通過圖形、圖像、曲線、數據、文字等方式，直觀、形象、實時準確地反映系統(tǒng)工作狀態(tài)以及水倉水位、電機工作電流、電機溫度、軸承溫度、水泵效率、水泵用電量、排水管流量水泵狀態(tài)等參數。根據水倉水位的高低、礦井用電信息等因素，建立數學模型，控制水泵輪流工作與適時啟動備用水泵，合理調度多臺水泵運行，可以達到避峰填谷及節(jié)能的目的。同時，系統(tǒng)通過雙絞線或光纜傳輸設備聯(lián)網，可以實現(xiàn)多泵站無人值守泵站群控運行，大大降低礦井泵站運行人工費用，讓有限的運

46、行費用更多的用于泵站設備改造、維修和維護，更有效提高泵站設備完好率和可用保證率，使水泵控制系統(tǒng)可靠地工作，降低礦井安全隱患，提高礦井生產的安全系數。從根本上實現(xiàn)主井排水系統(tǒng)的無人值守。為防止煤礦“涌水”事故提供依據和爭取時間。目前泵房水泵的啟動方式：手動啟動手動啟動存在的問題：1、 水泵開啟的水位點及啟動流程不規(guī)范。2、 無法做到水泵的均衡使用。3、 發(fā)生預警時無法及時判斷并處理。4、 浪費人力資源（每泵房需6-8人）。5、 每臺水泵啟動時間較長，所以發(fā)生涌流等緊急情況時無法處理。6、 調度中心無法及時了解泵房的準確情況。7、 設備維護無準確可靠的歷史數據。三、系統(tǒng)圖片和框圖及組成部分系統(tǒng)組成

47、a、 壓力表（p）：采用抗震式壓力表與壓力傳感器配接。b、 流量計（q）：采用隔爆兼本質安全型超聲波流量計。c、 負壓表（z）：采用抗震式真空表與真空度傳感器配接。d、 手動閘閥（s）：采用手動的整個系統(tǒng)由數據采集與檢測、現(xiàn)場監(jiān)測與控制、遠端監(jiān)控指揮三部分組成。 、數據采集與檢測。數據采集由智能模塊完成，模塊檢測傳感器狀態(tài)，并將數據通過通訊模塊傳送至控制計算機。 、現(xiàn)場監(jiān)測與控制?，F(xiàn)場監(jiān)測與控制部分由控制cpu、管理控制軟件、手動集中操作面板組成?？刂朴嬎銠C和管理控制軟件組成自動監(jiān)控系統(tǒng)，負責將模塊傳輸來的數據整理分析，根據控制策略做出決策，并將數據記錄存儲。手動集中操作面板與自動監(jiān)控系統(tǒng)平行

48、實現(xiàn)控制功能。 、 遠端監(jiān)控指揮。遠端監(jiān)控指揮部分由計算機、管理軟件、網絡傳輸部分組成，通過計算機網絡，同步顯示現(xiàn)場工況。遠端監(jiān)控具有開放的接口，可以擴展功能或接入其他系統(tǒng)。 系統(tǒng)監(jiān)控主畫面四、系統(tǒng)功能與特點1.在上們機監(jiān)控畫面上動態(tài)監(jiān)控水泵及其附屬設備的運行狀況。2.實時顯示水位，溫度，電流，電壓等參數，超限報警，故障畫面自動彈出，故障點自動閃爍并聲光報警。3.具有故障記錄，歷史數據查詢等功能。4.系統(tǒng)具有通訊接口功能，plc可與地面監(jiān)測監(jiān)控主機通訊，傳送數據，交換信息，實現(xiàn)遙測遙控功能。5.系統(tǒng)保護功能有以下幾種：超溫保護：l水泵長期運行，當電機溫度超出允許值時，通過溫度保護裝置及plc實

49、現(xiàn)超限報警，當溫度過高時，自動軟件為啟動另一臺水泵；電動機故障：plc及液晶屏監(jiān)視水泵電機過電流，漏電，低電壓等電氣故障，并參與控制；電動閘閥故障：由電動機綜保監(jiān)視閘閥電機的過載，短路，漏電，斷相等故障，并參與水泵的聯(lián)鎖控制。1.plc控制程序采用模塊化結構，系統(tǒng)可按程序模塊分段高度，分段運行。該程序結構具有清晰，簡捷，易懂，便于模擬調試，運行速度快等特點。2.系統(tǒng)根據水位和水泵電機溫度控制原則，自動實現(xiàn)水泵的輪換工作，延長了水泵的使用壽命。3.可手動，自動啟動或停止水泵的運行，以及開關閘閥和控制閘閥的開度進行進行流量控制。4.系統(tǒng)根據水倉水位，涌水量，電網負荷確定開，停水泵時間及水泵的數量。

50、5.plc自動檢測水位信號，根據水位高低，自動投入和退出水泵運行參數，合理地調度水泵運行。6.系統(tǒng)控制具有遠程，就地自動和就地手動3種工作方式。7.具有對電機過熱，過載和水泵壓力，流量等的保護功能；8.可實時監(jiān)測，顯示水倉水位、流量、電壓、電流、電量、壓力、真空度、溫度、電動閘閥開度等一系列參數；9.提供以太網接口，標準的rs485接口，可與電力監(jiān)控系統(tǒng)，礦井遠程監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網。主要特點：將電價的避峰填谷原則引入水泵啟動算法中，使得水泵耗能處于最經濟的狀態(tài)。 對水泵的運行時間進行累計，每次啟動累計運行時間最小的水泵。這樣就實現(xiàn)了水泵的均勻磨損，避免了某臺水泵經常使用造成設備疲勞，同時某臺水泵長期不使用造成銹蝕。 通過對水倉水位的啟動水位、報警水位、超限水位、停機水位的設定，在保障水倉水位絕對安全的前提下，使水泵的啟動次數及達到了最少。