如何提高變頻調速系統的可靠性

2022-09-15 11:00:03 字數 3363 閱讀 7358

根據裝置的容量,損耗大小,製造商提出必須的通風量。

1)、新鮮冷空氣,從變頻器櫃底部送入,由箱體頂部排出。空氣逆方向流過(自上而下)是不允許的。

2)、變頻器櫃下部進風處應設定過濾網,防灰塵和油霧等雜質進入櫃內。

保證變頻器必需的通風量(公尺3/分或cfm)目的是為了散熱冷卻,使功率模組正常工作,不致於超過允許結溫。另外有些工礦地處沿海、江和湖泊或是鹽霧,潮濕和腐蝕氣體環境,還應有防潮,防腐措施,例如,為了防止停役幾天或幾周後,變頻器櫃內受潮,絕緣下降,影響順利開車,變頻器櫃內設有低壓電加熱器(電熱絲加熱,紅外線電加熱或遠紅外線電加熱裝置)。當變頻器停役時,自動地將電加熱器投入工作,確保箱內去溼和乾燥。

④ 變頻器必須製作精良,連線牢靠

具體要求:

a.連線件要少,盡量避免外掛程式方式(易鬆動,不牢靠),以焊接代替接線端子,盡量少用電位器。

b.採用大面積整塊印刷電路板。

c.採用無接線獨特結構的電力電子功率模組,提高產品的可靠性。

d.合理布局。例如:整流變壓器與變流裝置之間的隔熱以及防電磁干擾措施;高壓與低壓之間的光電隔離和採用光纜傳輸。

⑤ 變頻器出廠前應進行嚴格地帶載試驗和48-72小時效能考核。一台變頻器由大量電氣元器件組裝而成。除了選用名牌和**的符合技術要求的器件,並經過測試篩選,清除不可靠的元器件外,出廠前必須使變頻器帶電執行考驗。

一般要進行48-72小時連續執行考驗,要求特別可靠的場合進行7晝夜(24*7=168小時)考驗,其考核條件為:

a.帶負載試驗(不是空載或輕載)

b.具備實際應用場合的溫度和相對濕度。

凡經試驗檢測符合技術規範,並通過長時間考核的變頻器出廠投運以後,都會有很高的可靠性。

2、根據生產機器負荷要求和電動機規格引數,正確選擇變頻器形式及容量匹配

如果單有變頻器本體的高可靠性,而變頻器選型和容量匹配不適當,組成的變頻調速系統也不可能達到很高的可靠性,甚至無法運轉,為此,我們必須首先根據負荷性質,正確選用變頻器型別。總的原則就是什麼性質負載特性配什麼特性的變頻器。

(1) 恆轉矩生產裝置--在調速範圍內,負載力矩基本恆定不變。應選具有恆轉矩效能的變頻器。其過載能力為150%額定電流維持1分鐘。

(2)平方轉矩生產裝置--在調速範圍內,負荷力矩與轉速的平方成正比,即m∝n2,離心式風機,水幫浦為它的典型代表。具有m∝n2特性的變頻器其過載能力較小,110%-120%額定電流過載1分鐘,

(3) 恆功率負荷生產裝置-在調速範圍內,轉速低力矩大;轉速高力矩小,即m=nc(常數)。典型裝置如工具機及捲繞機構。

當然有些變頻器廠商的產品不分恆轉矩和平方轉矩負載,是通用型的。兩種負荷都可選用。恆功率負荷特性是依靠v/f比來實現,並沒有恆功率效能的變頻器。

歸納起來,選用變頻器型號應與負載力矩相適應。恆轉矩特性的變頻器可以用於風機水幫浦負載,反過來,平方轉矩特性的變頻器絕不能用於恆轉矩特性的負載。

其次根據電動機名牌額定引數來匹配變頻器容量

通常匹配原則:peinv≥pemotor(kw)

ieinv≥1.1~1.2iemotor(a)

重視電流這個引數,因為電力電子模組的功耗是i×△u(電流與管壓降之積),與變頻器的輸出電壓大小並沒有直接關係。而變頻器的輸出功率是它與輸出電壓、輸出電流之積成正比。實踐中往往發生輸出電流已超過,但輸出功率並未超過,結果造成電力電子功率模組燒毀的故障。

因此,應主要考慮電流指標。

變頻調速主電路結構應用形式多種多樣,如何選用匹配呢?

(1) 一對一單電動機變頻調速方式。

因為變頻器具有軟起動(低壓低頻起動--逐步公升壓公升頻公升速),不存在衝擊電流現象。

因此選用ieinv≥(1.1~1.2)iemotor

按確定的ieinv電流值,查產品目錄,可找到合適的變頻器

(2) 多電動機變頻調速方式(多電機共用一台大變頻器)

比如,有n臺相同引數的電動機,同期起動電動機為k臺,最大電流狀況是當(n-k)臺電機已起動完畢,處於高頻高壓執行之下,最後k臺電機直接起動(直接起動電流很大,非同步電機5~7倍,永磁同步電機10~14倍,設為iq motor) 。

選用變頻器的充分且必要的條件是:

a)ieinva≥(1.1~1.2)[n×iemotor]

b)ieinv≥(1.1~1.2)[(n-k) ×iemotor+k×iqmotor]

在ieinva和ieinvb選擇電流大的數值,再查產品目錄,確定變頻器的規格。

(3) 共用直流電源的多逆變器多電機變頻調速方式(逆變器與電機仍屬於1對1方式)

隨著變頻技術的進步,出現了小變頻器多電機方案(實質類同1對1變頻調速)和共用直流電源方案(多個逆變器共用一套直流電源,乙個逆變器驅動一台電機。

共用直流電源電流計算公式

iecon≥(1.1-1.2)[iemotor1+…+iemotorn];或(1.1~1.2)n×iemotor

3、變頻器應有良好的執行環境和維護保養

儘管選用了高質量的變頻器,並且變頻驅動系統匹配也正確,如果希望獲得長週期安全穩定執行,還應有乙個良好執行環境以及做好裝置維護保養。

(1) 變頻器應有的執行環境

幾乎所有的變頻器製造廠商都說,可以在0-40℃溫度,相對濕度rh≤95%(不結露)環境下工作。但是,為了變頻器更有利的執行,希望變頻器置於空氣調節的環境裡,溫度控制在25±3℃,相對濕度rh≤70%~75%。實踐證明,置於空調環境下變頻器的故障機率要比沒有空調環境變頻器少得多,系統的可靠性增加很多。

另外,變頻器的空調最好採用獨立專用空調,避免使用車間空調或**空調,因為**空調、車間空間會把空氣中的油汙,灰塵和腐蝕性氣體進入變頻器櫃內,引起變頻器電力電子、微電子(ic積體電路)元器件的損壞。

(2) 加強每天的巡檢及定期維修。

① 日常執行巡檢專案,主要檢查有無異常現象。例如冷卻系統異常、過熱、變色、異味、異聲和異常振動。定時抄錄變頻器的輸入和輸出的電氣引數是否正常。

② 定期維修--變頻器停役後進行斷電維修。除了清掃和緊固接線端子外,重點維修專案(即變頻器薄弱環節)有:

a.電介電容器是否變形和滲漏電介液;是否腐蝕印刷電路板,造成絕緣電阻下降,引起ic軟故障。國外廠商規定3-5年執行後,應將電介電容器強制更換。

b. 冷卻風扇及過濾網清理。2~3年執行後,冷卻風扇也應強制更換。

c. 印刷電路板是否腐蝕損壞。最好進行噴膜處理,可以抗腐蝕性,增強絕緣性能。

我們公司某化纖廠對安川變頻器印板進行清洗,燥幹和噴膜處理,修復了幾十台損壞的變頻器,並在東芝變頻器十多台上推廣這個噴膜處理技術,取得良好的效果--修復後再也沒有發生類似故障。當然在進行噴膜處理時,特別要注意保護好各類接外掛程式口,不要讓膜層保護劑噴入,以免引起接觸不良。具體做法,接外掛程式口可先用遮蓋劑或塑料膠帶遮後再噴膜。

4、結束語

採用交流變頻調速的目的:一是生產上要求,提高產量和質量;另一是風機水幫浦調速節能。提高變頻調速系統的可靠性非常重要,一方面從提高變頻器本身的產品質量,把好設計、選元器件,製作、安裝,試驗等環節的質量關,另一方面如何匹配變頻器以及做好日常維護保養工作也不容忽視。

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