变频器的使用与维护保养

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  [摘要]:变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
  [关键词]:变频器 使用 维护保养
  中图分类号:TN77 文献标识码:TN 文章编号:1009-914X(2012)35- 0401-01
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  变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。由于使用方法不正确或设置环境不合理,将容易造成变频器误动作及发生故障,或者无法满足预期的运行效果。为防患于未然,对变频器的使用及维护保养方法进行预先的了解就显得尤为重要。
  1、变频器的使用环境
  变频器在现代化工厂中的使用已经非常普遍,但是由于变频器本身价格昂贵而且维修费用也很高,为了使企业能降低生产成本,所以变频器在使用时也要注意几个方面,这样可以延长变频器的使用寿命。
  1.1、物理环境
  (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0~55℃,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。
  (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内外电磁开关之类产生振动的元器件。设备运行一段时间后,还应对其进行检查和维护。
  1.2、电气环境
  (1)防止电磁波干扰:变频器在工作中由于整流和變频,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。
  (2)防止输入端过电压:变频器电源输入端一般有过电压保护,但是,如果输入端高电压作用时间过长,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是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。
  1.3、接地
  变频器正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力的重要手段,变频器接地端子E(G)接地电阻越小越好,接地导线横截面积应不小于2mm2,长度应控制在20米以内。变频器的接地必须与动力设备接地点分开,不能共地。信号输入线的屏蔽层,应接至E(G)上,其另一端绝不能接于地端,否则会引起信号变化波动,使系统振荡不止。变频器与控制柜之间应电气连通,如果实际安装有困难,可利用铜芯导线跨接。
  1.4、 防雷
  在变频器中,一般都设有雷电吸收网络,主要防止瞬间的雷电侵入,使变频器损坏。但在实际工作中,特别是电源线架空引入的情况下,单靠变频器的吸收网络是不能满足要求的。在雷电活跃地区,这一问题尤为重要,如果电源是架空进线,在进线处装设变频专用避雷器(选件),或有按规范要求在离变频器20m的远处预埋钢管做专用接地保护。如果电源是电缆引入,则应做好控制室的防雷系统,以防雷电窜入破坏设备。实践表明,这一方法基本上能够有效解决雷击问题
  2、变频器常见问题
  2.1、质量问题:有些厂家生产的变频器虽然价格实惠,但质量和性能比较差,虽可省一时之力,但一旦出现问题则需要花费很大的代价去维护,所以质量问题是变频器在使用时需要注意的首要问题。
  2.2、相互干扰问题:在变频器周围安装一些需要经常调动且用电电流比较大的接触器时,会对变频器的正常工作产生很大的干扰作用。当然,变频器工作时也会对周边的电器设备产生一定的干扰,其中变频器用于控制启动关闭的开关管是一个场效应管,容易对附近的电子器件产生很大的干扰。
  2.3、潮湿与灰尘问题:变频器的工作环境潮湿(或)灰尘较多时,容易对变频器产生影响。由于大多数的变频器生产厂家均未对变频器内部的金属构件和印制板等进行防潮湿处理,当变频器在这种状态下持续运行一段时间后,其中的金属构件会受到一定的腐蚀,而高温的运行环境则更加剧了金属构件的腐蚀过程。位于驱动电源板和微机控制板上的细小铜导线,当受到腐蚀时就会影响电路的稳定性,进而影响变频器的正常工作。
  3、变频器的维护保养
  变频器需要定期进行维护,在维护时需要遵守维护规定,按规定进行维护,以免在维护过程中出现不必要的麻烦。变频器的维护项目有:控制电路与主电路的工作是否正常,各类显示是否正常,电动机和变频器是否有杂音和异常震动,滤波电容有无异味或者是否变形,周围的环境情况是否合适等。
  变频器在维护时需要注意以下几点:
  3.1、维护操作过程要保持断电状态,且须在断电之后5分钟内不能进行相关维护操作,以免产生意外。操作前需要用阻抗非常大的万用表检查变频器是否已经完全放电。
  3.2、维护过程需要由专职维护人员进行,这些维护人员需要对变频器的工作性能和原理等非常熟悉。
  3.3、变频器在工作时不可断电,要保证电路稳定性。
  3.4、不可在控制电路或传动单元带电时对电缆进行操作控制,因为即使主电源已经断电,短时间内变频器内部依旧可能存在很高的危险电压。
  3.5、不可对变频器的控制回路和主回路进行绝缘和耐压试验。如若对与变频器相连的电缆或设备进行这种操作时,需要先将电路切断,以防意外。
  3.6、在维护过程中,禁止无故动摇或拆卸相关器件。
  4、变频器使用时的一些经验
  根据个人工作经验,变频器使用时可通过以下途径获得变频器长周期高可靠性地运行。
  4.1、变频器要远离高频和高压电场,最好尽可能地调低变频器载波频率。
  4.2、尽量要选用防护级别比较高的变频器;
  4.3、要用较短的线路连接变频器主板的相关输入输出电线。
  参考文献:
  [1]陈祖伟.浅谈矿井提升机变频器的维护[J].中州煤炭.2009(9)
  [2]吴 彪.变频器使用及保养经验谈[J].科教文汇.2007(2)
  [3]李 亮.变频器使用的4大注意事项.电气自动化技术网2012(7)
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