變頻器知識大全-應用篇

1、?應用篇應用篇變頻器在工程應用中需要注意的幾個問題變頻器在工程應用中需要注意的幾個問題1引言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，變頻器及其附屬設備的安裝、調(diào)試、日常維護及維修工作量劇增，給用戶造成重大直接和間接損失。本文就針對造成以上問題的原因，根據(jù)大量用戶的實際應用情況，從應用環(huán)境、電磁干擾與抗干擾、電網(wǎng)質(zhì)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(huán)境問題工

2、作環(huán)境問題在變頻器實際應用中，由于國內(nèi)客戶除少數(shù)有專用機房外，大多為了降低成本，將變頻器直接安裝于工業(yè)現(xiàn)場。工作現(xiàn)場一般是灰塵大、溫度高，在南方還有濕度大的問題。對于線纜行業(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，在煤礦等場合，還有防爆的要求等等。因此必須根據(jù)現(xiàn)場情況做出相應的對策。2.1變頻器的安裝設計基本要求變頻器的安裝設計基本要求（1）變頻器應該安裝在控制柜內(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、進風的大元件。（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，一定要用膠帶嚴格密封或者采用假面板替換，防止粉塵大量進入變頻器內(nèi)部。（5）對變頻器要進行定期維護，及時清理內(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上

4、的有關(guān)說明如有疑問請及時聯(lián)系相應廠家技術(shù)支持人員。2.2防塵控制柜的設計要求防塵控制柜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，采取正確、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?？傮w要求控制柜整體應該密封，應該通過專門設計的進風口、出風口進行通風控制柜頂部應該有防護網(wǎng)和防護頂蓋出風口控制柜底部應該有底板和進風口、進線孔，并且安裝防塵網(wǎng)。（1）控制柜的風道要設計合理，排風通暢，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(cè)面出風口要安裝防護網(wǎng)，防止絮狀雜物直接落入。（3）如果采用控制柜頂部側(cè)面排風方式，出風口必須安裝防護網(wǎng)。（4）一定要確?？刂乒耥敳康妮S流風機旋轉(zhuǎn)方向正確，向外抽風。如果風機安裝在控制柜頂部的外部，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、，防止風機脫落造成柜內(nèi)元件和設備的損壞。建議在風機和柜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）控制柜的前、后門和其他接縫處，要采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）控制柜底部、側(cè)板的所有進風口、進線孔，一定要安裝防塵網(wǎng)。阻隔絮狀雜物進入。防塵網(wǎng)應該設計為可拆卸式，以方便清理、維護。防塵網(wǎng)的網(wǎng)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(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。（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，可以采用單獨的變壓器。（4）在采用外部開關(guān)量控制端子控制時，連接線路較長時，建議采用屏蔽電纜。當控制線路與主回路電源均在地溝中埋設時，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，防止變頻器的誤動作。（5）在采用外部模擬量控制端子控制時，如果連接線

8、路在1M以內(nèi)，采用屏蔽電纜連接，并實施變頻器側(cè)一點接地即可如果線路較長，現(xiàn)場干擾嚴重的場合，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行控制。（6）在采用外部通信控制端子控制時，建議采用屏蔽雙絞線，并將變頻器側(cè)的屏蔽層接地（PE），如果干擾非常嚴重，建議將屏蔽層接控制電源地（GND）。對于RS232通信方式，注意控制線路盡量不要超過15m，如果要加長，必須隨之降低通信波特率，在100m左右時，能夠正常

9、通信的波特率小于600bps。對于RS485通信，還必須考慮終端匹配電阻等。對于采用現(xiàn)場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載如電焊機、電鍍電源、電解電源等場合，電壓經(jīng)常出現(xiàn)閃變在一個車間中，有幾百臺變頻器等容性整流負載在工作時，電網(wǎng)的諧波非常大，對于電網(wǎng)質(zhì)量有很嚴重的污染，對設備本身也有相當?shù)钠茐淖饔?，輕則不能夠連續(xù)正常運行，重則造成設備輸入回路的

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）在高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源等場合建議用戶增加無功靜補裝置，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)點是，諧波小、節(jié)能，特別適用于頻繁起制動、電動運行與發(fā)電運行同時進行的場合。（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電機的漏電、軸電壓與軸承電流問題電機的漏電、軸電壓與軸承電流問題變頻器驅(qū)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(zhuǎn)子之間的等效電容，Crf為轉(zhuǎn)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脈沖輸入下，電機內(nèi)分布電容的電壓耦合作用構(gòu)成系統(tǒng)共模回路，從而引起對地漏電流、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)果將導致帶有漏電保護裝置動作。另外，對于舊式電機，由于其絕緣材料差，又經(jīng)過長期運行老化，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，必須進行絕緣的測試。對于新的變頻電機的絕緣，要求要比標準電機高出一個等級。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內(nèi)各部分耦合電容參數(shù)有關(guān)，且與脈沖電壓上升時間和幅值有關(guān)。dvdt電流主要與PWM的上升時間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，只有當軸承潤滑油層被擊穿或者軸承內(nèi)部發(fā)生接觸時，存儲在電子轉(zhuǎn)子對地電容Crf上的電荷（12CrfUrf）通過軸承等效回路Rb、Cb和Zb對地進行火花式放電，造成軸承光潔度下降，