變頻器知識(shí)大全-應(yīng)用篇

1、?應(yīng)用篇應(yīng)用篇變頻器在工程應(yīng)用中需要注意的幾個(gè)問題變頻器在工程應(yīng)用中需要注意的幾個(gè)問題1引言引言隨著通用變頻器市場(chǎng)的日益繁榮，不包括OEM進(jìn)口變頻器，中國(guó)通用變頻器年用量超過25億元人民幣，變頻器及其附屬設(shè)備的安裝、調(diào)試、日常維護(hù)及維修工作量劇增，給用戶造成重大直接和間接損失。本文就針對(duì)造成以上問題的原因，根據(jù)大量用戶的實(shí)際應(yīng)用情況，從應(yīng)用環(huán)境、電磁干擾與抗干擾、電網(wǎng)質(zhì)量、電機(jī)絕緣等方面進(jìn)行了分析，提出了一些改進(jìn)的建議。2工作環(huán)境問題工

2、作環(huán)境問題在變頻器實(shí)際應(yīng)用中，由于國(guó)內(nèi)客戶除少數(shù)有專用機(jī)房外，大多為了降低成本，將變頻器直接安裝于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。工作現(xiàn)場(chǎng)一般是灰塵大、溫度高，在南方還有濕度大的問題。對(duì)于線纜行業(yè)還有金屬粉塵，在陶瓷、印染等行業(yè)還有腐蝕性氣體和粉塵，在煤礦等場(chǎng)合，還有防爆的要求等等。因此必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做出相應(yīng)的對(duì)策。2.1變頻器的安裝設(shè)計(jì)基本要求變頻器的安裝設(shè)計(jì)基本要求（1）變頻器應(yīng)該安裝在控制柜內(nèi)部。（2）變頻器最好安裝在控制柜內(nèi)的中部變頻器要垂直安裝，

3、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。（3）變頻器上、下部邊緣距離控制柜頂部、底部、或者隔板、或者必須安裝的大元件等的最小間距，應(yīng)該大于300mm。柜內(nèi)安裝變頻器的基本要求柜內(nèi)安裝變頻器的基本要求（4）如果特殊用戶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(yán)格密封或者采用假面板替換，防止粉塵大量進(jìn)入變頻器內(nèi)部。（5）對(duì)變頻器要進(jìn)行定期維護(hù)，及時(shí)清理內(nèi)部的粉塵等。（6）其它的基本安裝、使用要求必須遵守用戶手冊(cè)上

4、的有關(guān)說明如有疑問請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系相應(yīng)廠家技術(shù)支持人員。2.2防塵控制柜的設(shè)計(jì)要求防塵控制柜的設(shè)計(jì)要求在多粉塵場(chǎng)所，特別是多金屬粉塵、絮狀物的場(chǎng)所使用變頻器時(shí)，采取正確、合理的防護(hù)措施是十分必要的，防塵措施得當(dāng)對(duì)保證變頻器正常工作非常重要?？傮w要求控制柜整體應(yīng)該密封，應(yīng)該通過專門設(shè)計(jì)的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口進(jìn)行通風(fēng)控制柜頂部應(yīng)該有防護(hù)網(wǎng)和防護(hù)頂蓋出風(fēng)口控制柜底部應(yīng)該有底板和進(jìn)風(fēng)口、進(jìn)線孔，并且安裝防塵網(wǎng)。（1）控制柜的風(fēng)道要設(shè)計(jì)合理，排風(fēng)通暢，避免在

5、柜內(nèi)形成渦流，在固定的位置形成灰塵堆積。（2）控制柜頂部出風(fēng)口上面要安裝防護(hù)頂蓋，防止雜物直接落入；防護(hù)頂蓋高度要合理，不影響排風(fēng)。防護(hù)頂蓋的側(cè)面出風(fēng)口要安裝防護(hù)網(wǎng)，防止絮狀雜物直接落入。（3）如果采用控制柜頂部側(cè)面排風(fēng)方式，出風(fēng)口必須安裝防護(hù)網(wǎng)。（4）一定要確?？刂乒耥敳康妮S流風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向正確，向外抽風(fēng)。如果風(fēng)機(jī)安裝在控制柜頂部的外部，必須確保防護(hù)頂蓋與風(fēng)機(jī)之間有足夠的高度；如果風(fēng)機(jī)安裝在控制柜頂部的內(nèi)部，安裝所需螺釘必須采用止逆彈件

6、，防止風(fēng)機(jī)脫落造成柜內(nèi)元件和設(shè)備的損壞。建議在風(fēng)機(jī)和柜體之間加裝塑料或者橡膠減振墊圈，可以大大減小風(fēng)機(jī)震動(dòng)造成的噪音。（5）控制柜的前、后門和其他接縫處，要采用密封墊片或者密封膠進(jìn)行一定的密封處理，防止粉塵進(jìn)入。（6）控制柜底部、側(cè)板的所有進(jìn)風(fēng)口、進(jìn)線孔，一定要安裝防塵網(wǎng)。阻隔絮狀雜物進(jìn)入。防塵網(wǎng)應(yīng)該設(shè)計(jì)為可拆卸式，以方便清理、維護(hù)。防塵網(wǎng)的網(wǎng)格要小，能夠有效阻擋細(xì)小絮狀物（與一般家用防蚊蠅紗窗的網(wǎng)格相仿）或者根據(jù)具體情況確定合適的網(wǎng)格

7、尺寸。防塵網(wǎng)四周與控制柜的結(jié)合處要處理嚴(yán)密。（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(zhǎng)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

8、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(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合，建議在變頻器側(cè)加裝DCDC隔離模塊或者采用經(jīng)過VF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(duì)于RS232通信方式，注意控制線路盡量不要超過15m，如果要加長(zhǎng)，必須隨之降低通信波特率，在100m左右時(shí)，能夠正常

9、通信的波特率小于600bps。對(duì)于RS485通信，還必須考慮終端匹配電阻等。對(duì)于采用現(xiàn)場(chǎng)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。4電網(wǎng)質(zhì)量問題電網(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(chǎng)合，電壓經(jīng)常出現(xiàn)閃變?cè)谝粋€(gè)車間中，有幾百臺(tái)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(duì)于電網(wǎng)質(zhì)量有很嚴(yán)重的污染，對(duì)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

10、損壞?？梢圆扇∫韵碌拇胧杭姓鞯闹绷鞴材妇€供電方式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(chǎng)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)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(chǎng)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

11、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。5電機(jī)的漏電、軸電壓與軸承電流問題電機(jī)的漏電、軸電壓與軸承電流問題變頻器驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電機(jī)的電機(jī)模型，Csf為定子與機(jī)殼之間的等效電容，Csr為定子與轉(zhuǎn)子之間的等效電容，Crf為轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間的等效電容，Rb為軸承對(duì)軸的電阻Cb和Zb為軸承油膜的電容和非線性阻抗。高頻PWM脈沖輸入下，電機(jī)內(nèi)分布電容的電壓耦合作用構(gòu)成系統(tǒng)共?；芈罚瑥亩饘?duì)地漏電流、軸電壓與軸承電流問

12、題。漏電流主要是PWM三相供電電壓極其瞬時(shí)不平衡電壓與大地之間通過Csf產(chǎn)生。其大小與PWM的dvdt大小與開關(guān)頻率大小有關(guān)，其直接結(jié)果將導(dǎo)致帶有漏電保護(hù)裝置動(dòng)作。另外，對(duì)于舊式電機(jī)，由于其絕緣材料差，又經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行老化，有些在經(jīng)過變頻改造后造成絕緣損壞。因此，建議在改造前，必須進(jìn)行絕緣的測(cè)試。對(duì)于新的變頻電機(jī)的絕緣，要求要比標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)高出一個(gè)等級(jí)。軸承電流主要以三種方式存在：dvdt電流、EDM（ElectricDisgeMachini

13、ng）電流和環(huán)路電流。軸電壓的大小不僅與電機(jī)內(nèi)各部分耦合電容參數(shù)有關(guān)，且與脈沖電壓上升時(shí)間和幅值有關(guān)。dvdt電流主要與PWM的上升時(shí)間tr有關(guān)，tr越小，dvdt電流的幅值越大逆變器載波頻率越高，軸承電流中的dvdt電流成分越多。EDM電流出現(xiàn)存在一定的偶然性，只有當(dāng)軸承潤(rùn)滑油層被擊穿或者軸承內(nèi)部發(fā)生接觸時(shí)，存儲(chǔ)在電子轉(zhuǎn)子對(duì)地電容Crf上的電荷（12CrfUrf）通過軸承等效回路Rb、Cb和Zb對(duì)地進(jìn)行火花式放電，造成軸承光潔度下降，