变频器选型注意事项及保养(精)

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1、变频器选型注意事项及保养随着通用变频器市场的日益繁荣, 变频器及其附属设备的选择、 安装、 调试、 日常维护及维修工作量剧增, 给用户带来巨大的困扰, 甚至造成重大直接和间接 损失。 变频器不是在任何情况下都能正常使用, 因此用户有必要对负载、 环境要 求和变频器有更多了解, 电动机所带动的负载不一样, 对变频器的要求也不一样。 变频器的正确选择对于控制系统的正常运行是非常关键的。 选择变频器时必须要 充分了解变频器所驱动的负载特性。人们在实践中常将生产机械分为三种类型:恒转矩负载、恒功率负载和风机、水泵负载。1、 恒转矩负载负载转矩 TL 与转速 n 无关, 任何转速下 TL 总保持恒定或基

2、本恒定。 例如传 送带、 搅拌机, 挤压机等摩擦类负载以及吊车、 提升机等位能负载都属于恒转矩 负载。 变频器拖动恒转矩性质的负载时, 低速下的转矩要足够大, 并且有足够的 过载能力。如果需要在低速下稳速运行,应该考虑标准异步电动机的散热能力, 避免电动机的温升过高。2、 功率负载机床主轴和轧机、 造纸机、 塑料薄膜生产线中的卷取机、 开卷机等要求的转 矩, 大体与转速成反比, 这就是所谓的恒功率负载。 负载的恒功率性质应该是就 一定的速度变化范围而言的。当速度很低时,受机械强度的限制,TL 不可能无 限增大, 在低速下转变为恒转矩性质。 负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的 选择有很大的影响

3、。 电动机在恒磁通调速时, 最大允许输出转矩不变, 属于恒转 矩调速;而在弱磁调速时,最大允许输出转矩与速度成反比,属于恒功率调速。 如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围相一致 时,即所谓“匹配”的情况下,电动机的容量和变频器的容量均最小。3、 平方转距负载在各种风机、水泵、油泵中,随叶轮的转动,空气或液体在一定的速度范围 内所产生的阻力大致与速度 n 的 2次方成正比。 随着转速的减小, 转矩按转速的 2次方减小。这种负载所需的功率与速度的 3次方成正比。当所需风量、流量 减小时, 利用变频器通过调速的方式来调节风量、 流量, 可以大幅度地节约电能。 由于高速时所需

4、功率随转速增长过快, 与速度的三次方成正比, 所以通常不应使 风机、泵类负载超工频运行。变频器的选项原则及注意事项:1、 根据负载特性选择变频器a:风机和水泵是最普通的负载:对变频器的要求最为简单,只要变频器容 量等于电动机容量即可(空压机、深水泵、泥沙泵、快速变化的音乐喷泉需加大 容量。b:起重机类负载:这类负载的特点是启动时冲击很大,因此要求变频器有 一定余量。同时,在重物下放肘,会有能量回馈,因此要使用制动单元或采用共 用母线方式。c:不均行负载:有的负载有时轻,有时重,此时应按照重负载的情况来选 择变频器容量,例如轧钢机机械、粉碎机械、搅拌机等。d:大惯性负载:如离心机、冲床、水泥厂的

5、旋转窑,此类负载惯性很大, 因此启动时可能会振荡, 电动机减速时有能量回馈。 应该用容量稍大的变频器来 加快启动,避免振荡。配合制动单元消除回馈电能。2、 选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据,电机的额定功率 只能作为参考。 另外, 应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波, 会使电动 机的功率因数和效率变坏。 因此, 用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比 较,电动机的电流会增加 10%而温升会增加 20%左右。所以在选择电动机和变 频器时,应考虑到这种情况,适当留有余量,以防止温升过高,影响电动机的使 用寿命。3、 长期低速动转,由于电机发热量较高,风扇冷却能力降低,因此必

6、须采用加 大减速比的方式或改用 6级电机,使电机运转在较高频率附近。4、 对于一些特殊的应用场合,如高环境温度、高开关频率、高海拔高度等,此 时会引起变频器的降容,变频器需放大一档选择。5、 变频器安装地点必需符合标准环境的要求, 否则易引起故障或缩短使用寿命; 变频器与驱动马达之间的距离一般不超过 50米,若需更长的距离则需降低载波 频率或增加输出电抗器选件才能正常运转。6、 变频器若要长电缆运行时,此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影 响, 避免变频器出力不够。 所以变频器应放大一、 两档选择或在变频器的输出端 安装输出电抗器。7、 使用变频器控制高速电机时,由于高速电动机的电抗小,

7、会产生较多的高次 谐波。 而这些高次谐波会使变频器的输出电流值增加。 因此, 选择用于高速电动 机的变频器时,应比普通电动机的变频器稍大一些。8、 变频器用于变极电动机时,应充分注意选择变频器的容量,使其最大额定电 流在变频器的额定输出电流以下。 另外, 在运行中进行极数转换时, 应先停止电 动机工作,否则会造成电动机空转,恶劣时会造成变频器损坏。9、 驱动防爆电动机时, 变频器没有防爆构造, 应将变频器设置在危险场所之外。10、 使用变频器驱动齿轮减速电动机时, 使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的 制约。 润滑油润滑时, 在低速范围内没有限制; 在超过额定转速以上的高速范围 内,有可能发生润

8、滑油用光的危险。因此,不要超过最高转速容许值。11、 变频器驱动绕线转子异步电动机时, 由于绕线电动机与普通的鼠笼电动机相 比, 绕线电动机绕组的阻抗小, 因此, 容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳 闸现象,所以应选择比通常容量稍大的变频器。12、 变频器驱动同步电动机时,与工频电源相比,会降低输出容量 10%20%, 变频器的连续输出电流要大于同步电动机额定电流与同步牵入电流的标幺值的 乘积。13、 对于压缩机、 振动机等转矩波动大的负载和油压泵等有峰值负载情况下, 如 果按照电动机的额定电流或功率值选择变频器的话, 有可能发生因峰值电流使过 电流保护动作现象。 因此, 应了解工频运行情况

9、, 选择比其最大电流更大的额定 输出电流的变频器。14、 变频器驱动潜水泵电动机时, 因为潜水泵电动机的额定电流比通常电动机的 额定电流大, 所以选择变频器时, 其额定电流要大于潜水泵电动机的额定电流。15、 当变频器控制罗茨风机或特种风机时, 由于其起动电流很大, 所以选择变频 器时一定要注意变频器的容量是否足够大。16、 选择变频器时, 一定要注意其防护等级是否与现场的情况相匹配。 否则现场 的灰尘、水汽会影响变频器的长久运行。17、 单相电动机不适用变频器驱动。变频器常见问题变频器的安装变频器最好垂直安装在控制柜内的中部, 正上方和正下方要避免安装可能阻 挡排风、进风的大元件,上、下部边

10、缘距离控制柜顶部、底部、或者隔板、或者 必须安装的大元件等的最小间距, 并且变频器需进行定期维护, 及时清理内部的 粉尘等。干扰问题当变频器的供电系统附近, 存在高频冲击负载如电焊机、 电镀电源、 电解电 源或者采用滑环供电的场合, 变频器本身容易因为干扰而出现保护。 建议采用如 下措施:(1在变频器输入侧添加电感和电容,构成 LC 滤波网络。(2变频器的电源线直接从变压器侧供电。(3在条件许可的情况下,可以采用单独的变压器。(4在采用外部开关量控制端子控制时, 连接线路较长时, 建议采用屏蔽电 缆。 当控制线路与主回路电源均在地沟中埋设时, 除控制线必须采用屏蔽电缆外, 主电路线路必须采用钢

11、管屏蔽穿线,减小彼此干扰,防止变频器的误动作。(5在采用外部模拟量控制端子控制时,如果连接线路在 1M 以内,采用屏 蔽电缆连接, 并实施变频器侧一点接地即可; 如果线路较长, 现场干扰严重的场 合, 建议在变频器侧加装 DC/DC隔离模块或者采用经过 V/F转换, 采用频率指令 给定模式进行控制。(6在采用外部通信控制端子控制时, 建议采用屏蔽双绞线, 并将变频器侧 的屏蔽层接地(PE,如果干扰非常严重,建议将屏蔽层接控制电源地(GND。对 于 RS232通信方式,注意控制线路尽量不要超过 15m,如果要加长,必须随之降 低通信波特率, 在 100m 左右时, 能够正常通信的波特率小于 60

12、0bps。 对于 RS485通信, 还必须考虑终端匹配电阻等。 对于采用现场总线的高速控制系统, 通信电 缆必须采用专用电缆,并采用多点接地的方式,才能够提高可靠性。电网质量问题在高频冲击负载如电焊机、 电镀电源、 电解电源等场合, 电压经常出现闪变; 在一个车间中,有几百台变频器等容性整流负载在工作时,电网的谐波非常大, 对于电网质量有很严重的污染, 对设备本身也有相当的破坏作用, 轻则不能够连 续正常运行, 重则造成设备输入回路的损坏。 可以采取以下的措施:集中整流的 直流共母线供电方式(1在高频冲击负载如电焊机、 电镀电源、 电解电源等场合建议用户增加无 功静补装置,提高电网功率因数和质

13、量。(2在变频器比较集中的车间,建议采用集中整流,直流共母线供电方式。 建议用户采用 12脉冲整流模式。优点是,谐波小、节能,特别适用于频繁起制 动、电动运行与发电运行同时进行的场合。(3变频器输入侧加装无源 LC 滤波器,减小输入谐波,提高功率因数,成 本较低,可靠性高,效果好。(4变频器输入侧加装有源 PFC 装置,效果最好,但成本较高。变频器的保养(1工作温度。 变频器内部是大功率的电子元件, 极易受到工作温度的影响, 产品一般要求为 055, 但为了保证工作安全、 可靠, 使用时应考虑留有余地, 最好控制在 40以下。在控制箱中,变频器一般应安装在箱体上部,并严格遵 守产品说明书中的安

14、装要求, 绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器 的底部安装。(2环境温度。温度太高且温度变化较大时,变频器内部易出现结露现象, 其绝缘性能就会大大降低, 甚至可能引发短路事故。 必要时, 必须在箱中增加干 燥剂和加热器。(3腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大,不仅会腐蚀元器件的引 线、印刷电路板等,而且还会加速塑料器件的老化,降低绝缘性能,在这种情况 下,应把控制箱制成封闭式结构,并进行换气。(4振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时,会引起电气 接触不良。 这时除了提高控制柜的机械强度、 远离振动源和冲击源外, 还应使用 抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振

15、动的元器件。 设备运行一段时 间后,应对其进行检查和维护。(5防止电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和变频,周围产生了很多的 干扰电磁波, 这些高频电磁波对附近的仪表、 仪器有一定的干扰因此, 柜内仪表 和电子系统, 应该选用金属外壳, 屏蔽变频器对仪表的干扰。 所有的元器件均应 可靠接地, 除此之外, 各电气元件、 仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆, 且屏蔽层应接地。 如果处理不好电磁干扰, 往往会使整个系统无法工作, 导致控 制单元失灵或损坏。(6防止输入端过电压。变频器电源输入端往往有过电压保护,但是,如果 输入端高电压作用时间长,会使变频器输入端损坏。因此,在实际运用中,要核 实变频器的输入电压、 单相还是三相和变频器使用额定电压。 特别是电源电压极 不稳定时要有稳压设备,否则会造成严重后果。