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變頻器應用中常見使用問題及處理方法

Q:如何延長變頻器使用壽命(主要是電解電容、風扇)?

A: 变频器虽为静止装置,但滤波电容器、冷却风扇却是消耗器件,所以变频器寿命的主要限制因素既电解电容和风扇。良好的安装环境,降低环境温度等可延长变频器的使用寿命(通常环境温度每高出10℃,变频器的寿命就会降低一半)。
  電解電容:由于電解液的自然蒸發,標准壽命爲5年;
  风扇 :由于润滑油的老化,标准寿命为2-3年。
  壽命的判斷方法
  電解容器:①與其他機器比較,斷電後,LED燈滅得太快;②頻繁出現低電壓報警;  
  風扇:①風扇運轉時,有摩擦音;②電源切斷時,很快停下來。

Q:怎麽設定加減速時間及轉矩提升?

A:負載的慣量大,一般起動轉矩小。所以,加減速時間值設定大時,轉矩提升值要設定小。
  起動轉矩大的負載,一般慣量小。所以,加減速時間值設定小時,轉矩提升要設定大一些。
  且①如果加減速時間長,大電流流過的時間長;②逐步加大轉矩提升,電流會逐步減小,直到電流反而增大時,停止轉矩補償的提升;③始動頻率設得高一些(2-10Hz)。
  采用無速度傳感器/矢量控制模式時,自動設轉矩補償。

Q:一台變頻器帶多台電機時,怎麽選定變頻器容量?

A:1台變頻器並聯驅動多台電機(v/f),請使電機額定容量的總和在變頻器的額定輸出電流以下,並保留10%余量。電機在運行過程中應同時啓動/停止,不要中途投入/退出。

Q:漏電斷路器經常跳閘,如何解決?

A:输出线与电机之间的分布电容引起,电线越长或电机容量越大时,漏电电流越大,漏电断路器容易动作。解决方法如下: ①增加漏电开关的漏电设定电流;②使用带高频对策的漏电开关;③降低载波频率;④采用输出电抗器。

Q:如何最大限度地減少幹擾(具體對策)?

A:變頻器的幹擾包括:傳導幹擾,通過電線、接地線;感應幹擾,由電磁感應、靜電感應;輻射幹擾,通過電線、變頻器。對産生幹擾方(變頻器)的對策如下:
1傳導幹擾,在輸入側使用輸入專用幹擾濾波器、零相電抗器、接地電容、絕緣變壓器;
2感應幹擾,把輸入/出線、動力線、信號線分離;采用屏蔽線,並使用電源線濾波器(共用扼流圈、磁環),正確接地;
3輻射幹擾,注意控制櫃中的安裝和動力線的金屬配管;
4降低載波頻率也有效果。
 對被幹擾方的對策如下:
1如果受到幹擾的電線或對象明確的話,就針對處理;
2如果不明確,就根據以下順序處理:①盡量遠離變頻器;②信號線采用屏蔽線,且屏蔽線只有一端和共用端相接;③還可以使用磁環和濾波電容;④在電源線中插入電源線濾波器(正常狀態扼流器、小型的噪音濾波器);⑤接地線的分離。

Q: 何为载波频率,如何调整?

A:A.SPWM變頻器的輸出電壓是一系列的脈沖,脈沖頻率等于載波頻率。
B.在電動機的電流中,具有較強的載波頻率的諧波分量,它將引起電動機鐵芯的振動而發出噪聲。如果噪聲的頻率與電機鐵芯的固有震蕩頻率相等而發生諧振時,噪音將增大。爲減小噪音,變頻器爲用戶提供了可以在一定範圍內調整載波頻率的功能,以避開噪音的諧振頻率。
C.載波頻率的諧波分量具有較強的輻射能力,對外界電子設備會産生電磁幹擾。
D.從改善電流波形的角度來說,載波頻率越高,電流波形越平滑。但是,對外界的電磁幹擾也越強。
E.載波頻率設置越高,電機噪音越小,但是變頻器自身功率器件開關損耗越大,變頻器發熱越嚴重。載波頻率設置越低,電機噪音越大,但是變頻器自身功率器件開關損耗越小。

Q:變頻器能用來驅動單相電機嗎?可以使用單相電源嗎?

A:基本上不能用。對于調速器開關起動式的單相電機,在工作點以下的調速範圍時將燒毀
 輔助繞組;對于電容起動或電容運轉方式的,將誘發電容器爆炸。變頻器的電源通常爲3相,但對于小容量的,也有用單相電源運轉的機種。  

Q:變頻器上電沒有顯示怎麽辦?

A:先檢查電源是否接到變頻器,空開是否合上,電源是否有缺相;如果電源正常,則檢查變頻器面板與鍵盤線是否連接完好,變頻器主控板上的指示燈是否點亮;如果指示燈點亮,說明電源板已連接到主控板,若鍵盤接線也正常,則說明是主控板或面板有故障。

Q:怎麽解決電壓不平衡問題?

A:有時很小的電壓不平衡會引起很嚴重的電流不平衡,甚至産生缺相。導致整流橋損壞,電解電容損壞(脈動電流增大)。對策:如果某一相的電流超過變頻器的額定輸出電流時,必須裝上電抗器。在輕載時出現電流不平衡,不會損壞機器。

Q:出現整流橋損壞如何解決?

A:電網與變頻器的不協調可能造成變頻器整流橋的損壞,可以考慮裝入交流電抗器選購件對應。需要裝入交流電抗器的判斷條件如下:
1變壓器容量大于500kW,且變壓器容量與變頻器容量的比大于10時;
2同一電源變壓器裝有可控矽負載或功率因素補償電容器時;
3電源三相電壓不平衡超過3%時;
4需要改善輸入功率因素時。

Q:如在輸出側有電磁接觸器,有什麽注意事項?

A:在運行中請勿斷開再吸合,因會産生很大的沖擊電流。故有時變頻器可能會跳閘。
 發生瞬時停電時,使變頻器停機。因在發生極電短時間的瞬時停電(0.1秒左右)時,接觸器會斷開而變頻器不出現欠壓報警。故在複電時,産生沖擊電流,變頻器可能會過流跳閘。

Q:是否可以由輸入側電磁接觸器來進行運行/停止?

A:不可以。頻繁開/關時,會導致充電電阻損壞;馬達自由空轉時,會産生過流,容易炸直流電路(電解電容)/擊穿逆變模塊。  
Q:如果現場的海拔標准高度超過1000M,有什麽對策?

A:現場的海拔標高過1000m時,請把負載率減少(因冷卻效果降低)。
 标准 2000m:把负载电流下降到90%,3000m:把负载电流下降80% 。

Q:怎麽解決電機的機械振動?

A:設備的共振:用回避頻率處理;如變頻器提供了參數修正不穩定現象,由小到大逐漸改變該設定值(去除不穩定現象);10Hz-40Hz輕負載時容易産生不穩定現象。

Q:變頻器的過電流保護及處理方法?

A:過電流保護的對象主要指帶有突變性質的、電流的峰值超過了變頻器的容許值的情形。過電流的原因有:
1工作中過電流,即拖動系統在工作過程中出現過電流,其原因大致來自以下幾方面:
  ① 电动机遇到冲击负载,或传动机构出现“卡住”现象,引起电动机电流的突然增加;
  ② 变频器的输出侧短路,如输出端到电动机之间的连接线发生相互短路,或电动机内部发生短路等;
  ③ 变频器自身工作的不正常,如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器件在不断交替的工作过程中出现异常。如由于环境温度过高或逆变器件本身老化等原因,使逆变器件的参数发生变化,导致在交替过程中,一个器件已经导通,而另一个器件却还未来得及关断,引起同一个桥臂的上、下两个器件的“直通”,使直流电压的正、负极间处于短路状态。
2升速時過電流,當負載的慣性較大,而升速時間又設定得太短時,意味著在升速過程中,變頻器的工作效率上升太快,電動機的同步轉速迅速上升,而電動機轉子的轉速因負載慣性較大而跟不上去,結果是升速電流太大。
3降速中的過電流,當負載的慣性較大,而降速時間設定得太短時,同步轉速迅速下降,而電動機轉子因負載的慣性大,仍維持較高的轉速,這時轉子繞組切割磁力線的速度太大而産生過電流。處理方法如下:
1起动时一升速就跳闸,这是过电流十分严重的现象,主要检查:① 工作机械有没有卡住;② 负载侧是否短路,用兆欧表检查对地是否短路;③ 变频器功率模块有没有损坏;④ 电动机的起动转矩过小,拖动系统转不起来。
2起动时不马上跳闸,而在运行过程中跳闸,主要检查:① 加减速时间设定太短,加长加减速时间;②转矩补偿(U/F比)设定太大,引起低频时空载电流过大;③电子热继电器整定不当,动作电流设定得太小,引起变频器误动作。

Q:什麽是轉差補償?

A:含義:根據負載電流的大小,適當提高變頻器的輸出頻率(內部提高,實際顯示不變),以補償由于負載的增加而引起的轉差增大。

Q:什麽是再生制動?再生制動有哪些方法?

A:電動機在運轉中如果降低指令頻率,則電動機變爲異步發電機狀態運行,作爲制動器而工作,這就叫作再生(電氣)制動。再生制動的方法:
1能量消耗型,這種方法是在變頻器直流回路中並聯一個制動電阻,通過檢測直流母線電壓來控制一個功率管的通斷。在直流母線電壓上升至700V左右時,功率管導通,將再生能量通入電阻,以熱能的形式消耗掉,從而防止直流電壓的上升。由于再生能量沒能得到利用,因此屬于能量消耗型。與直流制動不同的是,再生制動將能量消耗與電機之外的制動電阻上,電機不會過熱,可較頻繁的工作。
2並聯直流母線吸收型,適用于多電機傳動系統(如牽伸機),每台電機均需一台變頻器,多台變頻器共用一個網側變流器,所有逆變器並接在一條直流母線上。這種系統中往往有一台或數台電機正常工作于制動狀態,處于制動狀態的電機被其他電機拖動,産生再生能量,這些能量再通過並聯直流母線被處于電動狀態的電機吸收。在不能完全吸收的情況下,産生的能量由共用的制動電阻消耗掉。這裏的再生能量部分被吸收利用,沒有回饋到電網中。
3能量回饋型,能量回饋型的變頻器網側變流器是可逆的,當有再生能量産生時,可逆變流器將再生能量回饋給電網,使再生能量得到完全利用。這種方法對電源穩定性要求較高,一旦突然停電,將發生逆變顛覆。

Q:變頻器在使用過程中出現過電壓如何處理?

A: 由于过电压产生的原因不同,因而采取的对策也不相同:
1對于在停車過程中産生的過電壓現象,如果對停車時間或位置無特殊要求,那麽可以采用延長變頻器減速時間或自由停車的方法來解決。所謂自由停車即變頻器將主開關器件斷開,讓電機自由滑行停止。
2如果對停車時間或停車位置有一定的要求,那麽可以采用直流制動(DC制動)功能。直流制動功能是將電機減速到一定頻率後,在電機定子繞組中通入直流電,形成一個靜止的磁場。電機轉子繞組切割這個磁場而産生一個制動轉矩,使負載的動能變成電能以熱量的形式消耗于電機轉子回路中,因此這種制動又稱作能耗制動。在直流制動的過程中實際上包含了再生制動與能耗制動兩個過程。這種制動方法效率僅爲再生制動的30-60%,制動轉矩較小。由于將能量消耗于電機中會使電機過熱,所以制動時間不宜過長。而且直流制動開始頻率,制動時間及制動電壓的大小均爲人工設定,不能根據再生電壓的高低自動調節,因而直流制動不能用于正常運行中産生的過電壓,只能用于停車時的制動。
3 对于减速(从高速转为低速,但不停车)时因负载的GD2(飞轮转矩)过大而产生的过电压,可以采取适当延长减速时间的方法来解决。  

Q:電機損耗及發熱問題,如何解決?

A:使用變頻器後,由于高次諧波的影響,溫度比工頻驅動高(主要是二次銅損增大)對于大多數風冷電機來說,保持低于50Hz連續運行時,散熱效果變差。加交流輸出電抗器(阻抗爲3%)或采用變頻電機時可使問題得到改善。速度爲額定速度1/2時,輸出轉矩降低10%,速度爲額定速度1/3時,輸出轉矩降低20%。
   
Q:如何避免電機絕緣擊穿事故?

A:電機絕緣擊穿由輸出線上的分布電容和分布電感的共振産生浪湧電壓,疊加到輸出電壓而産生的。晶體管、IGBT的開關頻率越高,配線越長,産生的浪湧電壓越高,最大時,可産生直流電壓2倍的浪湧電壓。采用高絕緣強度的電機;加交流輸出電抗器(阻抗爲3%);加輸出電感L、電容C、電阻R濾波器。以上三種方法可使問題得到解決。如果絕緣問題存在的話,會在短期內出現問題。
 
Q:失速防止功能是什麽意思?

A:如果給定的加速時間過短,變頻器的輸出頻率變化遠遠超過轉速(電角頻率)的變化,變頻器將因流過過電流而跳閘,運轉停止,這就叫作失速。爲了防止失速使電機繼續運轉,就要檢出電流的大小進行頻率控制。當加速電流過大時適當放慢加速速率。減速時也是如此。兩者結合起來就是失速防止功能。

Q:在同一工廠內大型電機同時起動,運轉中變頻器停止是爲什麽?

A:電機起動時將流過和容量相對應的起動電流,電機定子側的變壓器産生電壓降,電機容量大時此壓降影響也大,連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷,因而有時保護功能(AE.DCL)動作,造成停止運轉。

Q:使用帶制動器的電機時應注意什麽?

A:制動器勵磁回路電源應取自變頻器的輸入側。如果變頻器正在輸出功率時制動器動作,將造成過電流切斷。所以要在變頻器停止輸出後再使制動器動作。

Q:濾波電容器爲消耗品,那麽怎樣判斷它的壽命?

A:作爲濾波電容器使用的電容器,其靜電容量隨著時間的推移而緩緩減少,定期地測量靜電容量,以達到産品額定容量的85%時爲基准來判斷壽命。
 

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