變頻器的工作原理和維護(hù)應(yīng)用

變頻器的工作原理及應(yīng)用電變成電壓、頻率都可調(diào)的交流電源。現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—交或交—直—交方式，例如最常用交—直—交方式VVVF變頻或矢量控制變頻，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直變頻器主要由整流（交流變直流變頻器主要由整流（交流變直流、濾波、再次整流（直流變交流元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成的。2、整流電路7MBI<BR><BR>有的品牌變頻器整(10VG9S(P9S)11kWCVM40CD120整流模塊引腳及功能的名稱。整流:R、S、T、A(+)、N-(-)充電晶閘管:A1、P1、G+n(觸發(fā))制動(dòng)管:DB、N_、G7(觸發(fā)) DB1 B+是其續(xù)流二極電源開關(guān)管:D8、S8、G8熱敏電阻:Th1、Th2(VM100BB160)30kW75kW并聯(lián)整流模塊。3、平波電路6去電感而采用簡(jiǎn)單電容濾波平波電路。開。有沒有漏液現(xiàn)象來判斷的它的好壞。4、控制電路1632DSP全數(shù)字化控制。電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”。運(yùn)算電路的控制信號(hào)送至“驅(qū)動(dòng)電路”以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”，但實(shí)際使用變頻器時(shí)，其維護(hù)工作也比較復(fù)雜。這里就變頻器控制電路故障報(bào)警產(chǎn)生原因提供以下一些處理方法。設(shè)置不正確會(huì)導(dǎo)致變頻器報(bào)警而不能正常工作。參數(shù)設(shè)置一般缺省值并不能滿足大多數(shù)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求。所以用戶在正確使用變頻器之前，要求對(duì)變頻器參數(shù)做如下設(shè)置:參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到變頻器采取的控制方式，即速度控制、轉(zhuǎn)拒控制、PID選定控制方式后，一般要根據(jù)控制精度需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨別?？梢愿鶕?jù)實(shí)際情況選擇啟動(dòng)方式。可以用面板、外部端子、通訊方式等幾種。給定信號(hào)的選擇，一般變頻器的頻率給定也可以有多種方式。面板給“OC”過流報(bào)警故障這是變頻最常見故障，首先排除由于參數(shù)問題而導(dǎo)致的故障，例如:電流限FVR-075G7S-4EXFVR-075G7S-4EX3是否出了問題?！癘V”過壓故障首先先要排除由于參數(shù)問題而導(dǎo)致的故障，例如:減速時(shí)間過短，以及由于的電壓檢測(cè)電路的電壓采樣點(diǎn)都是中間直流母線取樣后(530V5”“UV”欠壓故障判斷和電壓相同?！癘H”過熱故障件是否正常?！癝C”短路故障616G545P5電路?！癝C”故障會(huì)消除。“FU”快速熔斷故障SV030IH-4快熔損壞以后必然會(huì)出現(xiàn)快熔一端電壓丟失，此時(shí)隔離光耦動(dòng)作，出現(xiàn)FU報(bào)5、逆變電路U、V、W120°電角度的三相交流電壓。IGBTGTR塊)IGBTIGBT10kGwEw(Gw，Ew)PWGwEw，PWG-EC-E模塊損壞，大多情況下會(huì)損壞驅(qū)動(dòng)元器件。最容易損壞的器件是穩(wěn)IGBTP二.變頻器應(yīng)用1、頻器不要裝在有震動(dòng)的設(shè)備上松動(dòng)，有不少變頻器就因?yàn)檫@原因而損壞。2、接線問題：變頻器輸入端最好接上一個(gè)空氣開頭保護(hù)電流以值不能太大，以2米長(zhǎng)的最好用屏蔽線。變頻器旁邊不要裝有大電流而且經(jīng)常動(dòng)作的接觸器，因?yàn)樗鼘?duì)變頻器干擾非常大，經(jīng)常使變頻器誤動(dòng)作（顯示各種故障）。三、經(jīng)常要急停車的變頻器最好不要依靠變頻器本身剎車，而是另加剎車電陰或采用機(jī)械剎車，否則變頻器經(jīng)常受電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)沖擊，故障率會(huì)大大提高。四、如果變頻器經(jīng)常低速運(yùn)行15HZ以下，則電機(jī)要另加散熱風(fēng)扇！五、灰塵與潮濕是變頻器的最致命殺手。最好能將變頻器安裝在空調(diào)房里，或裝在有慮塵網(wǎng)的電柜里，要定時(shí)清掃電路板及散熱器上的灰塵；停機(jī)一段時(shí)間的變頻器在通電前最好用電吹風(fēng)吹一下電路板。所以當(dāng)風(fēng)扇有響聲應(yīng)該更換。壓或過壓保護(hù)裝置，效果很好。八、防雷也很重要。雖然很少發(fā)生，但當(dāng)變頻器被雷擊，將損壞慘重。恒壓供水的變頻器最容易被雷擊，因?yàn)樗幸粭l伸向天空的引雷水管。九、為防止電磁波干擾，變頻器輸入、輸出、控制線最好用屏蔽線，屏蔽層接線方法不能錯(cuò)，否則作用相反，有可能的再用鐵管套住，加裝濾波器，調(diào)低載波頻率。我們發(fā)現(xiàn)如果變頻器開關(guān)電源的開關(guān)管是場(chǎng)效應(yīng)管（如K系列）則其干擾會(huì)大些。十、當(dāng)變頻器壞了以后，不要交給沒有維修經(jīng)驗(yàn)的人修理！否則可能越修越壞！有時(shí)快熔斷了，一定要檢查是否有問題，有的電工沒有經(jīng)驗(yàn)，馬上裝上一個(gè)好的快熔（絕對(duì)不能用銅線代替），結(jié)果是變頻器燒毀更厲害。按我們的經(jīng)驗(yàn)，如果快熔斷則模塊大多有問題，但模塊壞快熔一不定斷。很多變頻器功率模塊、整流模塊是可互相替換的。十一、我們?cè)诰S修變頻器過程中，經(jīng)常碰到有些工廠自己維修后又炸掉的變頻器，而且損壞比原來更嚴(yán)重，更難維修。經(jīng)檢查，原來他們用的是維修過的模塊。維修的模塊用儀表是很難檢測(cè)出來，各參數(shù)完全正常，但由于其內(nèi)部接線粗糙，晶體管的密封硅脂打開后沒法封好，這樣的模塊有的能用幾個(gè)月，有的一開機(jī)就炸毀。問題，我們將感到非常欣慰三．變頻器系統(tǒng)配套用的三種電抗器13LA111器后能有效地抑制諧波電波。LDCLDC能使逆變環(huán)節(jié)運(yùn)行更穩(wěn)定，及改善變頻器的功率因數(shù)。LA2（電機(jī)）2需要安裝進(jìn)線電抗器的場(chǎng)合才能保證變頻器可靠的運(yùn)行。600kVA10m33％，K（1）計(jì)算：切換以調(diào)整功率因數(shù)的電容器裝置。進(jìn)線電抗器容量的選擇2％～4％，1L（2）所示：UV——交流輸入相電壓有效值ΔUL——電抗器額定電壓降（V）；In——電抗器額定電流（A）；f——電網(wǎng)頻率（Hz）。75kW10V50.95，另外，直流電抗器能使逆變器運(yùn)行55kW輸出電抗器的主要作用是補(bǔ)償長(zhǎng)線分布電容的影響，并能抑制變頻器輸出的諧2三相交流進(jìn)線電抗器的設(shè)計(jì)計(jì)算ΔUL，InXLXL（3）求得：XL=ΔUL/In(Ω)(3)有了以上數(shù)據(jù)便可以對(duì)電抗器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。電抗器鐵芯截面積S與電抗器壓降ΔUL的關(guān)系，如式（4）所示：式中：ΔUL——單位V；f——電源頻率（Hz）；B——磁通密度（T）；N——電抗器的線圈圈數(shù)；KsKs=0.93AInN(5)A=InN/(jKA)(5)式中：j——2～2.5A/mm2KA0.4～0.5。鐵芯截面積與窗口面積的乘積關(guān)系如式（6）所示：SA=UI/(4.44fBjKsKA×10－4)（6）由式(6)可知，根據(jù)電抗器的容量UI(=ΔULIn)值，選用適當(dāng)?shù)蔫F芯使截面積SA的積能符合式(6)的關(guān)系。B=0.6T，j=200A/cm2，Ks=0.93，K=0.45，設(shè)A=1.5S,則電抗器鐵芯截A面與容量的關(guān)系為：2～5mm電抗器電感量的測(cè)定LDC4IdI～，用電容C=200μFLDCU～L。交流電抗器電感量的測(cè)定1000Hz，因此測(cè)電感電橋只可用于測(cè)量空心電抗器。對(duì)于用硅鋼片疊制而成的交流電抗器，電感量的測(cè)量可用工頻電源的交流電壓表5rL，每相電感值可按式（11）計(jì)算：式中：U——交流電壓表的讀數(shù)(V)；I——交流電流表的讀數(shù)(A)；r——電抗器每相線圈電阻(Ω)。L由于電抗器線圈內(nèi)阻rL很小，在工程計(jì)算中?？珊雎浴５猛茝V應(yīng)用。諧波補(bǔ)償輸入電抗器的好處包括：明顯消除因電廠功率因數(shù)校正電容開啟而造成的跳閘削減輸入諧波(晶體管、SCR)延長(zhǎng)電機(jī)壽命(20to40°C)(3–5分貝)改善電力失真過濾電氣噪聲(脈沖失真和輸入毛刺)改善波形電抗器是解決變頻器電能質(zhì)量問題的低成本方案，還可選用LC佳輸入側(cè)：加電抗器抑制諧波干擾的作用原理主要是增加了電源阻抗，降低了由的污染。波和后行波的互激，產(chǎn)生高電壓導(dǎo)致電機(jī)絕緣的損壞四、變頻調(diào)速系統(tǒng)的抗干擾對(duì)策根據(jù)電磁性的基本原理，形成電磁干擾（EMI）12、在系統(tǒng)線路中設(shè)置濾波器的作用是為了抑制干擾信號(hào)從變頻器通過電輸入濾波器通常又有兩種：a、線路濾波器主要由電感線圈構(gòu)成。它通過增大線路在高頻下的阻抗來削弱頻率較高的諧波電流。b、輻射濾波器主要由高頻電容器構(gòu)成。它將吸收掉頻率很高的、具有輻射能量的諧波成分。輸出濾波器也由電感線圈構(gòu)成。它可以有效地削弱輸出電流中的引起的附加轉(zhuǎn)矩。對(duì)于變頻器輸出端的抗干擾措施，必須注意以下方面：a、頻器的輸出端不允許接入電容器，以免在逆變管導(dǎo)通（關(guān)斷）瞬間，產(chǎn)生峰值很大的充電（或放電）電流，損害逆變管；b、輸出濾波器由LC須與電動(dòng)機(jī)側(cè)相接。3、屏蔽干擾源是抑制干擾的最有效的方法。通常變頻器本身用鐵殼屏蔽，要求信號(hào)線盡可能短（一般為20m），且信號(hào)線采用雙芯屏蔽，并與主電路線及控制線完全分離，決不能放于同一配管或線槽內(nèi)，周圍電子敏感設(shè)備線路也要求屏蔽。為使屏蔽有效，屏蔽罩必須可靠接地。4、正確的接地既可以使系統(tǒng)有效地抑制外來干擾，又能降低設(shè)備本身對(duì)外界的干擾。在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)電源零線（中線）、地線（保護(hù)接地、系統(tǒng)接地）不分、控制系統(tǒng)屏蔽地（控制信號(hào)屏蔽地和主電路導(dǎo)線屏蔽地）的混亂連接，大大降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。對(duì)于變頻器，主回路端子PE（E、G）的正確接地是提高變頻器抑制噪聲能2.5mm2，20m地與其它動(dòng)力設(shè)備接地點(diǎn)分開，不能共地。5、采用電抗器 在變頻器的輸入電流中頻率較低的諧波分量（5諧波、7次諧波、11次諧波、13次諧波等所）所占的比重是很高的，它們除可能干擾其他設(shè)備的正常運(yùn)行之外還因?yàn)樗鼈兿牧舜罅康臒o功功率使線的功率因數(shù)大為下降。在輸入電路內(nèi)串入電抗器是抑制較低諧波電流的有效方法。根據(jù)接線位置的不同，主要有以下兩種： 電抗器串聯(lián)在電源與變頻器的輸入側(cè)之間。其主要功能有a、 通過抑制諧波電流，將功率因數(shù)提高至（0.75-0.85）；b、 削弱輸入電路中的浪涌電流對(duì)變頻器的沖擊；c、 削弱電源電壓不平衡的影響。就是削弱輸入電流中的高次諧波成分。但在提高功率因數(shù)方面比交流電抗器有0.95，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小等優(yōu)點(diǎn)。6、合理布線對(duì)于通過感應(yīng)方式傳播的干擾信號(hào)，可以通過合理布線的方式來削弱。；（2） 其他設(shè)備的電源線和信號(hào)線應(yīng)避免和變頻器的輸入、輸出線平五．常見變頻器故障判斷及處理五．常見變頻器故障判斷及處理在變頻器日常維護(hù)過程中，經(jīng)常遇到各種各樣的問題，如外圍線路問題，參數(shù)設(shè)定不良或機(jī)械故障等一系列問題，同時(shí)也有可能是變頻器出現(xiàn)故障。如果是變頻器出現(xiàn)故障，如何去判斷是哪一部分問題，在這里略作介紹。1、靜態(tài)測(cè)試測(cè)試整流電路PN端，找萬表調(diào)到電阻X10檔，紅表棒接到，黑表棒分別接到黑表棒接到P端，紅表棒依次接到R、S、T，有一個(gè)接近于無窮大的阻值。將N端，重復(fù)以上步驟，都應(yīng)行到相同結(jié)果。如果有以下結(jié)果，可判定電路已出現(xiàn)異常，①阻值三相不平衡，可以說明整流橋故障。②紅表棒接P端時(shí)，電阻無窮大，可以判定整流橋故障或起動(dòng)電阻出現(xiàn)故障。測(cè)試逆變電路P端，黑表棒分別接WN端，重復(fù)以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)果，否則可以確定逆變模塊故障。2、動(dòng)態(tài)測(cè)試在靜態(tài)測(cè)試結(jié)果正常以后，才可進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，即上電試機(jī)。在上電前后必須注意以下幾點(diǎn)。380V220V會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)（炸電容、壓敏電阻、模塊等）。致變頻器出現(xiàn)故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)等情況。上電后檢測(cè)故障顯示內(nèi)容，并初步斷定故障用原因。如未顯示故障，首先檢查參數(shù)是否異常，并將參數(shù)復(fù)歸后，進(jìn)行空載（機(jī)）情況下啟動(dòng)變頻器，并測(cè)試W三相輸出電壓值。如出現(xiàn)缺相、三相輸出電壓值。如出現(xiàn)缺相、三相不平衡等情況，則模塊或驅(qū)動(dòng)板等有故障。在輸出電壓正常（無缺相、三相不平衡）是滿負(fù)載測(cè)試。3、故障判斷1、整流模塊損壞一般是由二電網(wǎng)電壓或內(nèi)部短路引起，在排除內(nèi)部短路的情況下，更換整流橋。在現(xiàn)場(chǎng)處理故障時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查用戶電網(wǎng)情況，如電網(wǎng)電壓，有無電焊機(jī)等對(duì)電網(wǎng)有污染的設(shè)備等。2、逆變模塊損壞一般是由于電機(jī)或電纜損壞及驅(qū)動(dòng)故障引起。在修復(fù)驅(qū)動(dòng)電路之后，測(cè)驅(qū)動(dòng)波形良好狀態(tài)下，更換