作者：佚名點選：364時間：2006-4-26編輯：admin
1引言隨著通用變頻器市場的日益繁榮，不包括oem進口變頻器，中國通用變頻器年用量超過25億元人民幣，變頻器及其附屬裝置的安裝、除錯、日常維護及維修工作量劇增，給使用者造成重大直接和間接損失。本文就針對造成以上問題的原因，根據大量使用者的實際應用情況，從應用環境、電磁干擾與抗干擾、電網質量、電機絕緣等方面進行了分析，提出了一些改進的建議。2工作環境問題
在變頻器實際應用中，由於國內客戶除少數有專用機房外，大多為了降低成本，將變頻器直接安裝於工業現場。工作現場一般是灰塵大、溫度高，在南方還有濕度大的問題。對於線纜行業還有金屬粉塵，在陶瓷、印染等行業還有腐蝕性氣體和粉塵，在煤礦等場合，還有防爆的要求等等。
因此必須根據現場情況做出相應的對策。2.1變頻器的安裝設計基本要求(1)變頻器應該安裝在控制櫃內部。
(2)變頻器最好安裝在控制櫃內的中部;變頻器要垂直安裝，正上方和正下方要避免安裝可能阻擋排風、進風的大元件。
(3)變頻器上、下部邊緣距離控制櫃頂部、底部、或者隔板、或者必須安裝的大元件等的最小間距，應該大於300mm。櫃內安裝變頻器的基本要求
(4)如果特殊使用者在使用中需要取掉鍵盤，則變頻器面板的鍵盤孔，一定要用膠帶嚴格密封或者採用假面板替換，防止粉塵大量進入變頻器內部。(5)對變頻器要進行定期維護，及時清理內部的粉塵等。
(6)其它的基本安裝、使用要求必須遵守使用者手冊上的有關說明;如有疑問請及時聯絡相應廠家技術支援人員。2.2防塵控制櫃的設計要求
在多粉塵場所，特別是多金屬粉塵、絮狀物的場所使用變頻器時，採取正確、合理的防護措施是十分必要的，防塵措施得當對保證變頻器正常工作非常重要。總體要求控制櫃整體應該密封，應該通過專門設計的進風口、出風口進行通風;控制櫃頂部應該有防護網和防護頂蓋出風口;控制櫃底部應該有底板和進風口、進線孔，並且安裝防塵網。(1)控制櫃的風道要設計合理，排風通暢，避免在櫃內形成渦流，在固定的位置形成灰塵堆積。
(2)控制櫃頂部出風口上面要安裝防護頂蓋，防止雜物直接落入；防護頂蓋高度要合理，不影響排風。防護頂蓋的側面出風口要安裝防護網，防止絮狀雜物直接落入。(3)如果採用控制櫃頂部側面排風方式，出風口必須安裝防護網。
(4)一定要確保控制櫃頂部的軸流風機旋轉方向正確，向外抽風。如果風機安裝在控制櫃頂部的外部，必須確保防護頂蓋與風機之間有足夠的高度；如果風機安裝在控制櫃頂部的內部，安裝所需螺釘必須採用止逆彈件，防止風機脫落造成櫃內元件和裝置的損壞。建議在風機和櫃體之間加裝塑料或者橡膠減振墊圈，可以大大減小風機震動造成的噪音。
(5)控制櫃的前、後門和其他接縫處，要採用密封墊片或者密封膠進行一定的密封處理，防止粉塵進入。
(6)控制櫃底部、側板的所有進風口、進線孔，一定要安裝防塵網。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。
防塵網的網格要小，能夠有效阻擋細小絮狀物(與一般家用防蚊蠅紗窗的網格相仿);或者根據具體情況確定合適的網格尺寸。防塵網四周與控制櫃的結合處要處理嚴密。
(7)對控制櫃一定要進行定期維護，及時清理內部、外部的粉塵、絮毛等雜物。維護週期可根據具體情況而定，但應該小於2～3個月;對於粉塵嚴重的場所，建議維護週期在1個月左右。防塵控制櫃的安裝要求
2.3防潮濕霉變的控制櫃的設計要求
多數變頻器廠家內部的印製板、金屬結構件均未進行防潮濕霉變的特殊處理，如果變頻器長期處於這種狀態，金屬結構件容易產生鏽蝕，對於導電銅排在高溫運**況下，更加劇了鏽蝕的過程。對於微機控制板和驅動電源板上的細小銅質導線，由於鏽蝕將造成損壞，因此，對於應用於潮濕和和含有腐蝕性氣體的場合，必須對於使用變頻器的內部設計有基本要求，例如印刷電路板必須採用三防漆噴塗處理，對於結構件必須採用鍍鎳鉻等處理工藝。除此之外，還需要採取其它積極、有效、合理的防潮濕、防腐蝕氣體的措施。
(1)控制櫃可以安裝在單獨的、密閉的採用空調的機房，此方法適用控制裝置較多，建立機房的成本低於櫃體單獨密閉處理的場合，此時控制櫃可以採用如上防塵或者一般環境設計即可。
(2)採用獨立進風口。單獨的進風口可以設在控制櫃的底部，通過獨立密閉地溝與外部乾淨環境連線，此方法需要在進風口處安裝乙個防塵網，如果地溝超過5m以上時，可以考慮加裝鼓風機。
(3)密閉控制櫃內可以加裝吸濕的乾燥劑或者吸附毒性氣體的活性材料，並近期更換。3干擾問題
3.1變頻器對微機控制板的干擾
在注塑機、電梯等的控制系統中，多採用微機或者plc進行控制，在系統設計或者改造過程中，一定要注意變頻器對微機控制板的干擾問題。由於使用者自己設計的微機控制
板一般工藝水平差，不符合emc國際標準，在採用變頻器後，產生的傳導和輻射干擾，往往導致控制系統工作異常，因此需要採取必要措施。
(1)良好的接地。電機等強電控制系統的接地線必須通過接地匯流排可靠接地，微機控制板的遮蔽地，最好單獨接地。對於某些干擾嚴重的場合，建議將感測器、i/o介面遮蔽層與控制板的控制地相連[3]。
(2)給微機控制板輸入電源加裝emi濾波器、共模電感、高頻磁環等，成本低。可以有效抑制傳導干擾。另外在輻射干擾嚴重的場合，如周圍存在gsm、或者小靈通機站時，可以對微機控制板新增金屬網狀遮蔽罩進行遮蔽處理。
微機控制板的電源抗干擾措施
(3)給變頻器輸入加裝emi濾波器，可以有效抑制變頻器對電網的傳導干擾，加裝輸入交流和直流電抗器l1、l2，可以提高功率因數，減小諧波汙染，綜合效果好。在某些電機與變頻器之間距離超過100m的場合，需要在變頻器側新增交流輸出電抗器l3，解決因為輸出導線對地分布引數造成的漏電流保護和減少對外部的輻射干擾。乙個行之有效的方法就是採用鋼管穿線或者遮蔽電纜的方法，並將鋼管外殼或者電纜遮蔽層與大地可靠連線。
請注意，在不新增交流輸出電抗器l3時，如果採用鋼管穿線或者遮蔽電纜的方法，增大了輸出對地的分布電容，容易出現過流。當然在實際中一般只採取其中的一種或者幾種方法。
減小變頻器對外部控制裝置的干擾措施
(4)對模擬感測器檢測輸入和模擬控制訊號進行電氣遮蔽和隔離。在變頻器組成的控制系統設計過程中，建議盡量不要採用模擬控制，特別是控制距離大於1m，跨控制櫃安裝的情況下。因為變頻器一般都有多段速設定、開關頻率量輸入輸出，可以滿足要求。
如果非要用模擬量控制時，建議一定採用遮蔽電纜，並在感測器側或者變頻器側實現遠端一點接地。如果干擾仍舊嚴重，需要實現dc/dc隔離措施。可以採用標準的dc/dc模組，或者採用v/f轉換，光藕隔離再採用頻率設定輸入的方法。
3.2變頻器本身抗干擾問題
當變頻器的供電系統附近，存在高頻衝擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源或者採用滑環供電的場合，變頻器本身容易因為干擾而出現保護。建議使用者採用如下措施：(1)在變頻器輸入側新增電感和電容，構成lc濾波網路。
(2)變頻器的電源線直接從變壓器側供電。
(3)在條件許可的情況下，可以採用單獨的變壓器。
(4)在採用外部開關量控制端子控制時，連線線路較長時，建議採用遮蔽電纜。當控制線路與主迴路電源均在地溝中埋設時，除控制線必須採用遮蔽電纜外，主電路線路必須採用鋼管遮蔽穿線，減小彼此干擾，防止變頻器的誤動作。
(5)在採用外部模擬量控制端子控制時，如果連線線路在1m以內，採用遮蔽電纜連線，並實施變頻器側一點接地即可;如果線路較長，現場干擾嚴重的場合，建議在變頻器側加裝dc/dc隔離模組或者採用經過v/f轉換，採用頻率指令給定模式進行控制。(6)在採用外部通訊控制端子控制時，建議採用遮蔽雙絞線，並將變頻器側的遮蔽層接
地(pe)，如果干擾非常嚴重，建議將遮蔽層接控制電源地(gnd)。對於rs232通訊方式，注意控制線路盡量不要超過15m，如果要加長，必須隨之降低通訊波特率，在100m左右時，能夠正常通訊的波特率小於600bps。對於rs485通訊，還必須考慮終端匹配電阻等。
對於採用現場匯流排的高速控制系統，通訊電纜必須採用專用電纜，並採用多點接地的方式，才能夠提高可靠性。4電網質量問題
在高頻衝擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源等場合，電壓經常出現閃變;在乙個車間中，有幾百台變頻器等容性整流負載在工作時，電網的諧波非常大，對於電網質量有很嚴重的汙染，對裝置本身也有相當的破壞作用，輕則不能夠連續正常執行，重則造成裝置輸入迴路的損壞。可以採取以下的措施：集中整流的直流共母線供電方式
(1)在高頻衝擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源等場合建議使用者增加無功靜補裝置，提高電網功率因數和質量。
(2)在變頻器比較集中的車間，建議採用集中整流，直流共母線供電方式。建議使用者採用12脈衝整流模式。優點是，諧波小、節能，特別適用於頻繁起制動、電動執行與發電執行同時進行的場合。
(3)變頻器輸入側加裝無源lc濾波器，減小輸入諧波，提高功率因數，成本較低，可靠性高，效果好。
(4)變頻器輸入側加裝有源pfc裝置，效果最好，但成本較高。5電機的漏電、軸電壓與軸承電流問題
變頻器驅動感應電機的電機模型，csf為定子與機殼之間的等效電容，csr為定子與轉子之間的等效電容，crf為轉子與機殼之間的等效電容，rb為軸承對軸的電阻;cb和zb為軸承油膜的電容和非線性阻抗。
高頻pwm脈衝輸入下，電機內分布電容的電壓耦合作用構成系統共模迴路，從而引起對地漏電流、軸電壓與軸承電流問題。變頻器驅動感應電機的電機模型
漏電流主要是pwm三相供電電壓極其瞬時不平衡電壓與大地之間通過csf產生。其大小與pwm的dv/dt大小與開關頻率大小有關，其直接結果將導致帶有漏電保護裝置動作。另外，對於舊式電機，由於其絕緣材料差，又經過長期執行老化，有些在經過變頻改造後造成絕緣損壞。
因此，建議在改造前，必須進行絕緣的測試。對於新的變頻電機的絕緣，要求要比標準電機高出乙個等級。
軸承電流主要以三種方式存在：dv/dt電流、edm(electric discharge machining)電流和環路電流。軸電壓的大小不僅與電機內各部分耦合電容引數有關，且與脈衝電壓上公升時間和幅值有關。
dv/dt電流主要與pwm的上公升時間tr有關，tr越小，dv/dt電流的幅值越大;逆變器載波頻率越高，軸承電流中的dv/dt電流成分越多。edm電流出現存在一定的偶然性，只有當軸承潤滑油層被擊穿或者軸承內部發生接觸時，儲存在電子轉子對地電容crf上的電荷(1/2 crf×urf)通過軸承等效迴路rb、cb和zb對
地進行火花式放電，造成軸承光潔度下降，降低使用壽命，嚴重地造成直接損壞。損壞程度主要取決於軸電壓和儲存在電子轉子對地電容crf的大小。
環路電流發生在電網變壓器地線、變頻器地線、電機地線及電機負載與大地地線之間的迴路(如水幫浦類負載)中。環路電流主要造成傳導干擾和地線干擾，對變頻器和電機影響不大。避免或者減小環流的方法就是盡可能減小地線迴路的阻抗。
由於變頻器接地線(pe變頻器)一般與電機接地線(pe電機1)連線在乙個點，因此，必須盡可能加粗電機接地電纜線徑，減小兩者之間的電阻，同時變頻器與電源之間的地線採用地線銅母排或者專用接地電纜，保證良好接地。對於潛水深井幫浦這樣的負載，接地阻抗ze電機2可能小於ze變壓器與ze變頻器之和，容易形成地環流，建議斷開ze變頻器，抗干擾效果好。
在變頻器輸出端串由電感、rc組成的正弦波濾波器是抑制軸電壓與軸承電流的有效途徑。目前有多家廠家可提供標準濾波器。6結束語
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