变频器应用中存在的问题及处理对策

　　摘要：  变频器在交流拖动系统应用中呈现优良的控制性，可以实现软起动和无级调速，进行加减速控制，使电动机获得高性能，而且具有显著的节能效果。所以应用变频调速可以提高生产机械的控制精度、生产效率和产品质量，从而利于实现生产过程的自动化。因此变频器近年来在工业生产各环节得到了广泛的应用。但变频器在实际应用和维护检修中也暴露出一些问题需要引起重视。
　　一. 变频器推广应用中的误区
　　变频器在交流电机拖动应用中，其优势有目共睹。但是一些企业在新上和改建项目过程中往往对变频器的应用不予考虑，其中设备投资高是主要原因，主观认为电动机控制采用传统的控制方式能够节省不小的投资，这种观念实际上进入了一个误区。传统控制方式一般采用星-角转换和自藕变压器启动，从控制端到电动机之间需要两条电缆，在中等规模以上企业由于电动机的控制均是集中控制，那么电缆大都有一定的长度。所以变频器与传统控制方式相比，虽然设备投资高，但是节约了一条电缆，而且近年来电缆的价格一直在走高，因此55KW以上电机采用变频器控制的投资和传统控制方式相近，且技术产品质量都已成熟。另外其良好的节能性能，有很高投资回报率。在风机、水泵等负载上使用两年就能收回投资，直接经济效益明显。还有变频器的软启动性能对泵类机械设备的冲击磨损小，可延长机械设备的检修周期及使用寿命，间接经济效益也是十分突出的。国外80%以上电动机都采用变频器控制，而我国在这方面的普及率还是非常低，应用推广缓慢，除了技术、人员素质外，观念和意识保守，设计、技术改造理念上的延袭陈旧，是阻碍发展的主要原因。应该采取措施打破阻碍发展的瓶颈，使变频器优良性能得到普遍应用。
　　二. 变频器的选型
　　选用变频器要按照生产机械的类型、调速范围、静态速度精度、起动转矩的要求，决定选用那种控制方式的变频器。通常负载有三种类型：恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。因此选用变频器首先要搞清电动机所带负载的性质。不同负载类型，选不同类型的变频器。并且两者功率要相互匹配。良好的选型是保证变频器长周期安全运行的前提。
　　三. 变频器的运行环境即安装要点
　　变频器属精密电子装置，所以温度、灰尘与潮湿也对其寿命影响较大。变频器的环境运行温度一般要求－10 ~+50 ，良好的运行工作环境，可降低变频器的故障率，延长变频器的寿命。安装接线，变频器输入端加装空气开关，以防变频器发生短路时起到保护作用。变频器输出端要加装接触器通过自身控制使其导通。控制线尽量不要太长，否则易受干扰产生误动作。控制线要选用屏蔽线，一端接地。接地地线应保证良好以防止地线带电而损坏变频器。
　　四. 谐波问题及对策
　　谐波问题是变频器应用中的薄弱环节且是不可避免的。变频器输出电压中含有除基波以外的其它谐波，较低次谐波通常对电动机负载影响较大，引起转矩脉动，而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加，使电动机出力不足，另外谐波会对供电电源系统产生电力污染，会影响电网系统中其它设备的正常使用。因此变频器输出的高低次谐波都必须抑制，在现场通常采用安装电抗器的方法抑制谐波。在变频器的输入端与输出端必须串接合适的电抗器，或安装谐波滤波器。另外要做好良好的接地。
　　五. 变频器基本参数的设定
　　1，频率限制
　　即设定变频器输出频率的上、下限幅值。一般情况下电机散热靠本身风扇进行冷却，因此下限频率不能低于15HZ。如果工艺要求经常低速运行（小于15HZ），则电机要另加散热风扇。上限频率幅值不能超出50HZ,否则损坏电机。如果工艺要求频率大于50HZ，需配置专用电机。
　　2，转矩补偿
　　又称转矩提升，即补偿因电动机低速时转矩降低。通过设定可使加速时电压自动提升以补偿起动转矩，使电动机加速顺利进行。补偿时要根据负载起动特性进行整定，如变频器的转矩提升参数调的很高，这样变频器的启动电流会很大，会出现经常跳＂过流＂，也容易损坏模块。因此转矩提升应适当。目前矢量型变频器，能自动调整输出最大转矩。
　　3，加减速时间
　　加减速时间就是输出频率从0上升到最大频率和从最大频率下降到0所需时间。设定时要满足在电动机加速时防止过电流，减速时以防止过电压。这需要根据负载特性定出最佳加减速时间。以使运转中不发生过电流、过电压报警为原则，将加减速时间缩短。
　　4， 频率设定信号增益5，节能控制
　　风机、水泵都属于变转矩负载，负载转矩与转速呈平方关系，具有节能控制功能的变频器设有专用V/f模式，这种模式可改善变频器的效率，可根据负载电流自动降低变频器输出电压，以达到节能目的。对于风机、水泵类负载变化较大的设备，应选用此参数以此来实现最佳的节能效果。
　　六. 变频器维修经验及处理办法
　　在现场对变频器行操作的人员，如果对常见的故障情况能作出判断和处理，就能大大提高工作效率，并且避免一些不必要的损失。为此，总结了一些变频器的常见基本故障的检测和判断，供参考。
　　1， 上电跳闸或变频器主电源接线端子部分出现火花。
　　断开电源线，检查变频器输入端子是否短路，检查变频器中间电路直流侧端子P、N是否短路。可能原因是整流器损坏或中间电路短路。
　　2， 上电无显示断开电源线，检查电源是否有缺相或断路情况，如果电源正常则再次上电后则检检查变频器中间电路直流侧端子P、N是否有电压，如果上述检查正常则判断变频器内部开关电源损坏。
　　3， 开机运行无输出（电动机不启动）
　　断开输出电机线，再次开机后观察变频器面板显示的输入频率，同时测量交流输出端子。可能原因是变频器启动参数设置或运行端子接线错误、也可能是逆变部分损坏或电动机没有正确链接到变频器。
　　4， 运行时＂过电压＂保护，变频器停止输出
　　检查电网电压是否过高，或者是电机负载惯性太大并且加减速时间太短导致的制动问题，
　　5， 运行时＂过电流＂保护，变频器停止输出
　　电机堵转或负载过大。可以检查负载情况或适当调整变频器参数。如无法奏效则说明逆变器部分出现老化或损坏。
　　6， 运行时＂过热＂保护，变频器停止输出
　　视各品牌型号的变频器配置不同，可能是环境温度过高超过了变频器允许限额，检查散热风扇是否运转或是电动机过热导致保护关闭。
　　7， 运行时＂接地＂保护，变频器停止输出
　　参考操作手册，检查变频器及电机是否可靠接地，或者测量电机的绝缘度是否正常。
　　8， 制动问题（过电压保护）
　　如果电机负载确实过大并需要在短时间内停车，则需购买带有制动单元的变频器并配置相当功率的制动电阻。如果已经配置了制动功能，则可能是制动电阻损坏或制动单元检测失效。
　　9， 变频器内部发出腐臭般的异味
　　切勿开机，很可能是变频器内部主滤波电容有破损漏液现象。
　　10，控制端子功能失效
　　如果面板控制没有问题，原因大多是控制线路长，导致控制板损坏，测量控制输出电压即可判断，解决的最好办法，是外加控制输出电源。
　　10，变频器部件损坏
　　变频器内部部件故障出现故障时，其整流模块、逆变模块损坏占有非常高的比率，整流模块的判断较容易，在排除内部短路情况下，更换整流桥。逆变模块损坏一般是由于外部和自身寿命及质量引起，在修复驱动电路之后，测驱动波形良好状态下，更换模块。怎样判断逆变模块的好坏，对三个分立模块的变频器，一般情况下，对比测试很容易得出正确的判断，这种方法对于初学者来说十分行之有效。如果是一体化模块，则需要了解基本技术参数才能做出准确判断，否则需请专业人士进行修理。