變頻器應用常見的問題與應對措施

2022-09-25 16:18:02 字數 2083 閱讀 1640

眾所周知,變頻器已經廣泛應用於工業自動控制領域中。在現代工業控制中,採用變頻器控制電動機的電力拖動系統,有著節能效果顯著,調節控制方便,維護簡單,可網路化集中遠端控制,可與plc組成控制系統等優點。變頻器的這些優點使其在工業自動控制領域中的應用日益廣泛。

1、變頻器應用中的問題

1.1諧波問題

變頻器的主電路中起開關作用的器件,在通斷電路的過程中,都要產生諧波。較低次諧波通常對電動機負載影響較大,引起轉矩脈動;而較高的諧波則使變頻器輸出電纜的漏電流增加,使電動機出力不足。諧波干擾還會導致繼電保護裝置的誤動作,使電氣儀表計量不準確,甚至無法正常工作。

1.2雜訊與振動問題

採用變頻器調速,將產生雜訊和振動,這是因為變頻器輸出波形中含有高次諧波分量。隨著運轉頻率的變化,基波分量、高次諧波分量都在大範圍內變化,很可能與電動機的固有機械振動頻率發生諧振,而這種諧振是雜訊與振動的**。

1.3發熱問題

變頻器在執行中由於內部損耗而產生熱量,這種熱量主電路佔98%,控制電路佔2%左右。同時在夏季環境溫度過高,使變頻器溫度上公升,溫度可高達80~90℃,由於變頻器是電子裝置,內含電子器件和電解電容等,溫度過高易造成元器件失效,使液晶螢幕資料無法顯示,還經常會發生變頻器保護動作的現象。

因此,必須將變頻器輸出的諧波抑制在允許的範圍內,同時消除或減弱雜訊與振動,對變頻器進行散熱,以延長變頻器的使用壽命。

2、變頻器應用中一些問題的分析與處理

2.1對諧波問題的處理

對諧波問題的處理就是切斷干擾的傳播途徑和抑制干擾源上的高次諧波。

切斷干擾的傳播途徑有:

1)切斷共用接地線傳播干擾的途徑動力線的接地與控制線的接地應分開,即將動力裝置的接地端子接到地線上,將控制裝置的接地端子接到該裝置盤的金屬外殼上。

2)訊號線遠離干擾源電流的導線佈線分離對消除這種干擾行之有效,即把高壓電纜、動力電纜、控制電纜與儀表電纜、計算機電纜分開走線。

抑制干擾源上的高次諧波的方式有:

1)增加變頻器供電電源內阻抗通常電源裝置的內阻抗可以起到緩衝變頻器直流濾波電容的無功功率的作用,內阻抗越大,諧波含量越小,這種內阻抗就是變壓器的短路阻抗。因此,選擇變頻器供電電源時,最好選擇短路阻抗大的變壓器。

2)安裝濾波器在變頻器前加裝lc型無源濾波器,濾掉高次諧波,通常濾掉5次和7次諧波。

3)安裝電抗器在變頻器前側安裝線路電抗器,可抑制電源側過電壓。

4)設定有源濾波器有源濾波是自動產生乙個與諧波電流的幅值相同且相位正好相反的電流,從而可以有效地吸收諧波電流。

2.2對雜訊與振動問題的處理

1)當變頻器輸出中的低次諧波分量與轉子固有機械頻率發生諧振時,則雜訊增大;當變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵芯、機殼、軸承架等,在各自固有頻率附近處發生諧振時,則雜訊增大。

變頻器傳動電動機產生的雜訊特別是刺耳的雜訊與pwm控制的開關頻率有關,尤其在低頻區更為顯著。要解決這一問題,一般在變頻器輸出側連線交流電抗器。如果電磁轉矩有餘量,可將u/f設定小些,以平抑和降低雜訊。

2)變頻器工作時,輸出波形中的高次諧波引起的磁場對許多機械部件產生電磁策動力,策動力的頻率與這些機械部件的固有頻率接近或重合時將發生諧振。對振動影響大的主要是較低次的諧波分量,在pam方式和方波pwm方式時有較大的影響。但採用spwm方式時,低次的諧波分量小,影響亦變小。

減輕或消除振動的方法是在變頻器輸出側接人交流電抗器以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分。採用pam方式或方波pwm方式的變頻器時,可改用spwm方式變頻器,以減小脈動轉矩,就可以減弱或消除振動,防止機械部分因振動而受損。

2.3對發熱問題的處理

通用變頻器的執行環境溫度一般要求在-l0℃~+50℃。為保證變頻器可靠地工作,並延長變頻器的使用壽命,必須對變頻器進行散熱。冬天可以利用變頻器的內裝風扇將變頻器箱體內部的熱量帶走;夏天溫度本身就有40℃,利用變頻器的內裝風扇帶走的內部熱量只能使室內和變頻器箱體溫度公升高,此時最好的辦法是利用窗戶或在機配電室緊鄰變頻器箱體的牆壁上下方均勻適當地打幾個φ500mm的洞,同時確保控制櫃內變頻器周圍留有一定的空間,保持良好的自然通風。

這樣還不行的話可以開啟風扇,或在洞口加裝排氣扇和風道,將變頻器產生的熱量強制抽出室外。最後可考慮採用空調對安裝變頻器的空間環境進行強制降溫。

3、結語

加強對變頻器應用中故障問題的研究非常必要,這對變頻器的正常使用,挖潛增效,都具有十分重要的意義。

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