變頻器選型注意事項(xiàng)及保養(yǎng)

1、變頻器選型注意事項(xiàng)及保養(yǎng)隨著通用變頻器市場的日益繁榮, 變頻器及其附屬設(shè)備的選擇、 安裝、 調(diào)試、 日常維護(hù)及維修工作量劇增, 給用戶帶來巨大的困擾, 甚至造成重大直接和間接 損失。 變頻器不是在任何情況下都能正常使用, 因此用戶有必要對負(fù)載、 環(huán)境要 求和變頻器有更多了解, 電動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的負(fù)載不一樣, 對變頻器的要求也不一樣。 變頻器的正確選擇對于控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行是非常關(guān)鍵的。 選擇變頻器時(shí)必須要 充分了解變頻器所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載特性。人們在實(shí)踐中常將生產(chǎn)機(jī)械分為三種類型:恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、恒功率負(fù)載和風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載。1、 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL 與轉(zhuǎn)速 n 無關(guān), 任何轉(zhuǎn)速下 TL 總保持恒定或基

2、本恒定。 例如傳 送帶、 攪拌機(jī), 擠壓機(jī)等摩擦類負(fù)載以及吊車、 提升機(jī)等位能負(fù)載都屬于恒轉(zhuǎn)矩 負(fù)載。 變頻器拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載時(shí), 低速下的轉(zhuǎn)矩要足夠大, 并且有足夠的 過載能力。如果需要在低速下穩(wěn)速運(yùn)行,應(yīng)該考慮標(biāo)準(zhǔn)異步電動(dòng)機(jī)的散熱能力, 避免電動(dòng)機(jī)的溫升過高。2、 功率負(fù)載機(jī)床主軸和軋機(jī)、 造紙機(jī)、 塑料薄膜生產(chǎn)線中的卷取機(jī)、 開卷機(jī)等要求的轉(zhuǎn) 矩, 大體與轉(zhuǎn)速成反比, 這就是所謂的恒功率負(fù)載。 負(fù)載的恒功率性質(zhì)應(yīng)該是就 一定的速度變化范圍而言的。當(dāng)速度很低時(shí),受機(jī)械強(qiáng)度的限制,TL 不可能無 限增大, 在低速下轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩性質(zhì)。 負(fù)載的恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)對傳動(dòng)方案的 選擇有很大的影響

3、。 電動(dòng)機(jī)在恒磁通調(diào)速時(shí), 最大允許輸出轉(zhuǎn)矩不變, 屬于恒轉(zhuǎn) 矩調(diào)速;而在弱磁調(diào)速時(shí),最大允許輸出轉(zhuǎn)矩與速度成反比,屬于恒功率調(diào)速。 如果電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的范圍與負(fù)載的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率范圍相一致 時(shí),即所謂“匹配”的情況下,電動(dòng)機(jī)的容量和變頻器的容量均最小。3、 平方轉(zhuǎn)距負(fù)載在各種風(fēng)機(jī)、水泵、油泵中,隨葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng),空氣或液體在一定的速度范圍 內(nèi)所產(chǎn)生的阻力大致與速度 n 的 2次方成正比。 隨著轉(zhuǎn)速的減小, 轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的 2次方減小。這種負(fù)載所需的功率與速度的 3次方成正比。當(dāng)所需風(fēng)量、流量 減小時(shí), 利用變頻器通過調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量、 流量, 可以大幅度地節(jié)約電能。 由于高速時(shí)所需

4、功率隨轉(zhuǎn)速增長過快, 與速度的三次方成正比, 所以通常不應(yīng)使 風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載超工頻運(yùn)行。變頻器的選項(xiàng)原則及注意事項(xiàng):1、 根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器a:風(fēng)機(jī)和水泵是最普通的負(fù)載:對變頻器的要求最為簡單,只要變頻器容 量等于電動(dòng)機(jī)容量即可(空壓機(jī)、深水泵、泥沙泵、快速變化的音樂噴泉需加大 容量。b:起重機(jī)類負(fù)載:這類負(fù)載的特點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)沖擊很大,因此要求變頻器有 一定余量。同時(shí),在重物下放肘,會(huì)有能量回饋,因此要使用制動(dòng)單元或采用共 用母線方式。c:不均行負(fù)載:有的負(fù)載有時(shí)輕,有時(shí)重,此時(shí)應(yīng)按照重負(fù)載的情況來選 擇變頻器容量,例如軋鋼機(jī)機(jī)械、粉碎機(jī)械、攪拌機(jī)等。d:大慣性負(fù)載:如離心機(jī)、沖床、水泥廠的

5、旋轉(zhuǎn)窯,此類負(fù)載慣性很大, 因此啟動(dòng)時(shí)可能會(huì)振蕩, 電動(dòng)機(jī)減速時(shí)有能量回饋。 應(yīng)該用容量稍大的變頻器來 加快啟動(dòng),避免振蕩。配合制動(dòng)單元消除回饋電能。2、 選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù),電機(jī)的額定功率 只能作為參考。 另外, 應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波, 會(huì)使電動(dòng) 機(jī)的功率因數(shù)和效率變壞。 因此, 用變頻器給電動(dòng)機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比 較,電動(dòng)機(jī)的電流會(huì)增加 10%而溫升會(huì)增加 20%左右。所以在選擇電動(dòng)機(jī)和變 頻器時(shí),應(yīng)考慮到這種情況,適當(dāng)留有余量,以防止溫升過高,影響電動(dòng)機(jī)的使 用壽命。3、 長期低速動(dòng)轉(zhuǎn),由于電機(jī)發(fā)熱量較高,風(fēng)扇冷卻能力降低,因此必

6、須采用加 大減速比的方式或改用 6級電機(jī),使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在較高頻率附近。4、 對于一些特殊的應(yīng)用場合,如高環(huán)境溫度、高開關(guān)頻率、高海拔高度等,此 時(shí)會(huì)引起變頻器的降容,變頻器需放大一檔選擇。5、 變頻器安裝地點(diǎn)必需符合標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的要求, 否則易引起故障或縮短使用壽命; 變頻器與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)之間的距離一般不超過 50米,若需更長的距離則需降低載波 頻率或增加輸出電抗器選件才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。6、 變頻器若要長電纜運(yùn)行時(shí),此時(shí)應(yīng)該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影 響, 避免變頻器出力不夠。 所以變頻器應(yīng)放大一、 兩檔選擇或在變頻器的輸出端 安裝輸出電抗器。7、 使用變頻器控制高速電機(jī)時(shí),由于高速電動(dòng)機(jī)的電抗小,

7、會(huì)產(chǎn)生較多的高次 諧波。 而這些高次諧波會(huì)使變頻器的輸出電流值增加。 因此, 選擇用于高速電動(dòng) 機(jī)的變頻器時(shí),應(yīng)比普通電動(dòng)機(jī)的變頻器稍大一些。8、 變頻器用于變極電動(dòng)機(jī)時(shí),應(yīng)充分注意選擇變頻器的容量,使其最大額定電 流在變頻器的額定輸出電流以下。 另外, 在運(yùn)行中進(jìn)行極數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí), 應(yīng)先停止電 動(dòng)機(jī)工作,否則會(huì)造成電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn),惡劣時(shí)會(huì)造成變頻器損壞。9、 驅(qū)動(dòng)防爆電動(dòng)機(jī)時(shí), 變頻器沒有防爆構(gòu)造, 應(yīng)將變頻器設(shè)置在危險(xiǎn)場所之外。10、 使用變頻器驅(qū)動(dòng)齒輪減速電動(dòng)機(jī)時(shí), 使用范圍受到齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)部分潤滑方式的 制約。 潤滑油潤滑時(shí), 在低速范圍內(nèi)沒有限制; 在超過額定轉(zhuǎn)速以上的高速范圍 內(nèi),有可能發(fā)生潤

8、滑油用光的危險(xiǎn)。因此,不要超過最高轉(zhuǎn)速容許值。11、 變頻器驅(qū)動(dòng)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)時(shí), 由于繞線電動(dòng)機(jī)與普通的鼠籠電動(dòng)機(jī)相 比, 繞線電動(dòng)機(jī)繞組的阻抗小, 因此, 容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過電流跳 閘現(xiàn)象,所以應(yīng)選擇比通常容量稍大的變頻器。12、 變頻器驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)時(shí),與工頻電源相比,會(huì)降低輸出容量 10%20%, 變頻器的連續(xù)輸出電流要大于同步電動(dòng)機(jī)額定電流與同步牽入電流的標(biāo)幺值的 乘積。13、 對于壓縮機(jī)、 振動(dòng)機(jī)等轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大的負(fù)載和油壓泵等有峰值負(fù)載情況下, 如 果按照電動(dòng)機(jī)的額定電流或功率值選擇變頻器的話, 有可能發(fā)生因峰值電流使過 電流保護(hù)動(dòng)作現(xiàn)象。 因此, 應(yīng)了解工頻運(yùn)行情況

9、, 選擇比其最大電流更大的額定 輸出電流的變頻器。14、 變頻器驅(qū)動(dòng)潛水泵電動(dòng)機(jī)時(shí), 因?yàn)闈撍秒妱?dòng)機(jī)的額定電流比通常電動(dòng)機(jī)的 額定電流大, 所以選擇變頻器時(shí), 其額定電流要大于潛水泵電動(dòng)機(jī)的額定電流。15、 當(dāng)變頻器控制羅茨風(fēng)機(jī)或特種風(fēng)機(jī)時(shí), 由于其起動(dòng)電流很大, 所以選擇變頻 器時(shí)一定要注意變頻器的容量是否足夠大。16、 選擇變頻器時(shí), 一定要注意其防護(hù)等級是否與現(xiàn)場的情況相匹配。 否則現(xiàn)場 的灰塵、水汽會(huì)影響變頻器的長久運(yùn)行。17、 單相電動(dòng)機(jī)不適用變頻器驅(qū)動(dòng)。變頻器常見問題變頻器的安裝變頻器最好垂直安裝在控制柜內(nèi)的中部, 正上方和正下方要避免安裝可能阻 擋排風(fēng)、進(jìn)風(fēng)的大元件,上、下部邊

10、緣距離控制柜頂部、底部、或者隔板、或者 必須安裝的大元件等的最小間距, 并且變頻器需進(jìn)行定期維護(hù), 及時(shí)清理內(nèi)部的 粉塵等。干擾問題當(dāng)變頻器的供電系統(tǒng)附近, 存在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、 電鍍電源、 電解電 源或者采用滑環(huán)供電的場合, 變頻器本身容易因?yàn)楦蓴_而出現(xiàn)保護(hù)。 建議采用如 下措施:(1在變頻器輸入側(cè)添加電感和電容,構(gòu)成 LC 濾波網(wǎng)絡(luò)。(2變頻器的電源線直接從變壓器側(cè)供電。(3在條件許可的情況下,可以采用單獨(dú)的變壓器。(4在采用外部開關(guān)量控制端子控制時(shí), 連接線路較長時(shí), 建議采用屏蔽電 纜。 當(dāng)控制線路與主回路電源均在地溝中埋設(shè)時(shí), 除控制線必須采用屏蔽電纜外, 主電路線路必須采用鋼

11、管屏蔽穿線,減小彼此干擾,防止變頻器的誤動(dòng)作。(5在采用外部模擬量控制端子控制時(shí),如果連接線路在 1M 以內(nèi),采用屏 蔽電纜連接, 并實(shí)施變頻器側(cè)一點(diǎn)接地即可; 如果線路較長, 現(xiàn)場干擾嚴(yán)重的場 合, 建議在變頻器側(cè)加裝 DC/DC隔離模塊或者采用經(jīng)過 V/F轉(zhuǎn)換, 采用頻率指令 給定模式進(jìn)行控制。(6在采用外部通信控制端子控制時(shí), 建議采用屏蔽雙絞線, 并將變頻器側(cè) 的屏蔽層接地(PE,如果干擾非常嚴(yán)重,建議將屏蔽層接控制電源地(GND。對 于 RS232通信方式,注意控制線路盡量不要超過 15m,如果要加長,必須隨之降 低通信波特率, 在 100m 左右時(shí), 能夠正常通信的波特率小于 60

12、0bps。 對于 RS485通信, 還必須考慮終端匹配電阻等。 對于采用現(xiàn)場總線的高速控制系統(tǒng), 通信電 纜必須采用專用電纜,并采用多點(diǎn)接地的方式,才能夠提高可靠性。電網(wǎng)質(zhì)量問題在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、 電鍍電源、 電解電源等場合, 電壓經(jīng)常出現(xiàn)閃變; 在一個(gè)車間中,有幾百臺變頻器等容性整流負(fù)載在工作時(shí),電網(wǎng)的諧波非常大, 對于電網(wǎng)質(zhì)量有很嚴(yán)重的污染, 對設(shè)備本身也有相當(dāng)?shù)钠茐淖饔? 輕則不能夠連 續(xù)正常運(yùn)行, 重則造成設(shè)備輸入回路的損壞。 可以采取以下的措施:集中整流的 直流共母線供電方式(1在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、 電鍍電源、 電解電源等場合建議用戶增加無 功靜補(bǔ)裝置,提高電網(wǎng)功率因數(shù)和質(zhì)

13、量。(2在變頻器比較集中的車間,建議采用集中整流,直流共母線供電方式。 建議用戶采用 12脈沖整流模式。優(yōu)點(diǎn)是,諧波小、節(jié)能,特別適用于頻繁起制 動(dòng)、電動(dòng)運(yùn)行與發(fā)電運(yùn)行同時(shí)進(jìn)行的場合。(3變頻器輸入側(cè)加裝無源 LC 濾波器,減小輸入諧波,提高功率因數(shù),成 本較低,可靠性高,效果好。(4變頻器輸入側(cè)加裝有源 PFC 裝置,效果最好,但成本較高。變頻器的保養(yǎng)(1工作溫度。 變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件, 極易受到工作溫度的影響, 產(chǎn)品一般要求為 055, 但為了保證工作安全、 可靠, 使用時(shí)應(yīng)考慮留有余地, 最好控制在 40以下。在控制箱中,變頻器一般應(yīng)安裝在箱體上部,并嚴(yán)格遵 守產(chǎn)品說明書中的安

14、裝要求, 絕對不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器 的底部安裝。(2環(huán)境溫度。溫度太高且溫度變化較大時(shí),變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象, 其絕緣性能就會(huì)大大降低, 甚至可能引發(fā)短路事故。 必要時(shí), 必須在箱中增加干 燥劑和加熱器。(3腐蝕性氣體。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大,不僅會(huì)腐蝕元器件的引 線、印刷電路板等,而且還會(huì)加速塑料器件的老化,降低絕緣性能,在這種情況 下,應(yīng)把控制箱制成封閉式結(jié)構(gòu),并進(jìn)行換氣。(4振動(dòng)和沖擊。裝有變頻器的控制柜受到機(jī)械振動(dòng)和沖擊時(shí),會(huì)引起電氣 接觸不良。 這時(shí)除了提高控制柜的機(jī)械強(qiáng)度、 遠(yuǎn)離振動(dòng)源和沖擊源外, 還應(yīng)使用 抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關(guān)之類產(chǎn)生振動(dòng)的元器件。 設(shè)備運(yùn)行一段時(shí) 間后,應(yīng)對其進(jìn)行檢查和維護(hù)。(5防止電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻,周圍產(chǎn)生了很多的 干擾電磁波, 這些高頻電磁波對附近的儀表、 儀器有一定的干擾因此, 柜內(nèi)儀表 和電子系統(tǒng), 應(yīng)該選用金屬外殼, 屏蔽變頻器對儀表的干擾。