淺談變頻器應(yīng)用中出現(xiàn)問(wèn)題及解決措施

王小靚

摘 要：作為電能控制裝置，變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，為工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行提供了有利的條件。在變頻器應(yīng)用的過(guò)程中，會(huì)存在一定的干擾問(wèn)題，影響到運(yùn)行效率與質(zhì)量。文章介紹了變頻器的應(yīng)用以及在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的處理，對(duì)于變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中能夠發(fā)揮出更大的作用具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：變頻器；應(yīng)用；問(wèn)題；處理方法

1 變頻器的應(yīng)用現(xiàn)狀

在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)，所以大型電子設(shè)備應(yīng)用的比較廣泛，在生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量方面比較高，有利于工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展。在電子設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)需要超強(qiáng)的調(diào)速功能，才能夠保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行，而交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速一直以來(lái)都是一個(gè)難題，所以直流調(diào)速應(yīng)用的較多，但是由于直流調(diào)速機(jī)的體積較大，需要占用較大的生產(chǎn)面積，并且在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中噪聲較大，電能消耗高，一旦發(fā)生故障，在維修方面具有一定的難度。基于眾多的缺點(diǎn)，直流調(diào)速已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。

通過(guò)上面的描述，可以發(fā)現(xiàn)調(diào)速技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的形勢(shì)下，變頻器調(diào)速技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，逐漸在交流電動(dòng)機(jī)中使用，并且發(fā)揮了重要的作用。變頻器調(diào)速技術(shù)融合了自動(dòng)化、微電子、電氣等多種高新技術(shù)，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，符合現(xiàn)代自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)的需求。由于變頻器的軟啟動(dòng)方式，有利的減少了設(shè)備和電動(dòng)機(jī)之間的磨損，延長(zhǎng)設(shè)備和電動(dòng)機(jī)的使用壽命，提高了使用效率。在自動(dòng)化生產(chǎn)中，變頻器調(diào)速機(jī)對(duì)于生產(chǎn)的精度以及質(zhì)量有促進(jìn)作用，并且可以提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率，重要的是具有節(jié)能效果。變頻器調(diào)速機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中取得了良好的效果，所以應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，逐步取代了直流調(diào)速機(jī)的應(yīng)用，所以變頻器具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。

2 應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法

2.1 電磁干擾

2.1.1 主要電磁干擾源和干擾途徑

由于工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的電子設(shè)備較多，所以在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)有噪聲和無(wú)用信號(hào)的電磁干擾，在接收的過(guò)程中造成一定的影響。所造成的干擾主要是變頻器和外部組件之間形成的互相干擾，主要表現(xiàn)在如下兩個(gè)方面。

（1）外部組件對(duì)變頻器的干擾。變頻器的整流設(shè)備、交直流互換設(shè)備、電子電壓調(diào)整設(shè)備、照明設(shè)備等對(duì)整個(gè)局域電網(wǎng)來(lái)說(shuō)是非線性負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波會(huì)對(duì)同一電網(wǎng)的其他電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。主要是這些負(fù)荷都使電網(wǎng)中的電壓、電流產(chǎn)生波形畸變，從而對(duì)電網(wǎng)中其他設(shè)備產(chǎn)生有害的干擾。變頻器的供電電源受到電網(wǎng)中畸變的波形干擾后，若置之不理，電網(wǎng)噪聲就會(huì)通過(guò)電網(wǎng)電源電路干擾變頻器，使其不能正常工作。

（2）變頻器對(duì)外部組件的干擾。變頻器相對(duì)整個(gè)局域電網(wǎng)來(lái)說(shuō)也是非線性負(fù)載，因此變頻器也對(duì)周圍其他組件產(chǎn)生干擾。另外，變頻器的逆變器大多采用PWM技術(shù)，當(dāng)工作于開(kāi)關(guān)模式并作高速切換時(shí)，產(chǎn)生大量耦合性噪聲。因此，變頻器對(duì)居于電網(wǎng)內(nèi)其他的電子、電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)也是一個(gè)電磁干擾源。

2.1.2 抗電磁干擾的措施

（1）空間隔離

空間隔離主要是將容易產(chǎn)生干擾的兩個(gè)設(shè)備在空間位置上分開(kāi)放置，這樣在產(chǎn)生電磁干擾時(shí)，在傳輸?shù)倪^(guò)程中就會(huì)減弱或者消失，減少對(duì)其他設(shè)備造成的干擾。但是受到面積的限制，要想實(shí)現(xiàn)完全意義上的空間隔離不太現(xiàn)實(shí)，會(huì)占用很多的空間。針對(duì)這種狀況，可以將容易受到干擾的弱電控制設(shè)備與變頻器分開(kāi)放置，在允許的范圍內(nèi)盡量遠(yuǎn)離，在中間可以放置動(dòng)力配電柜等不易受干擾的設(shè)備。

（2）濾波裝置

變頻器在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波，對(duì)于局域電網(wǎng)以及其他組件的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重的干擾。如果使用大功率的變頻器，對(duì)功率因數(shù)較低的電網(wǎng)來(lái)講干擾更大。針對(duì)這種情況一方面可以使用無(wú)功補(bǔ)償裝置對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，另外還可以在變頻器的輸入輸出端安裝濾波器，以此來(lái)降低電磁干擾。

（3）干擾屏蔽

最好的屏蔽方式變頻器完全封閉在金屬殼內(nèi)，然后金屬殼再接地，這樣基本上就能保證變頻器對(duì)外界的輻射干擾減小到最小值，使其對(duì)電子線路和設(shè)備的影響減到最低。另外，變頻器是由極精細(xì)的微處理器等集成電路組成的，對(duì)其他組件產(chǎn)生的電磁干擾比較敏感，很容易由此引起嚴(yán)重的錯(cuò)誤。其他組件的電磁干擾從變頻器控制電纜為途徑進(jìn)人，所以要對(duì)電纜采取較強(qiáng)的抗干擾措施。一般措施是：模擬量控制線路一定要使用屏蔽線，屏蔽層?？拷冾l器一側(cè)應(yīng)接控制電路的公共端，而不能接在變頻器的接地湍或者直接接地。屏蔽層的另一端懸空處理就可以。

2.2 振動(dòng)干擾

變頻器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高次諧波引起的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)許多機(jī)械部件產(chǎn)生電磁策動(dòng)力，策動(dòng)力的頻率如果和某些機(jī)械部件的頻率接近或相等，就會(huì)產(chǎn)生電磁原因?qū)е碌恼駝?dòng)。

減弱或消除振動(dòng)的方法主要是在變頻器和電動(dòng)機(jī)之間接入交流電抗器，主要是為了減弱變頻器輸出電流中的高次諧波。此電抗器一定要安裝在距離變頻器最近的地方，以減少引線的距離。

2.3 發(fā)熱問(wèn)題

在變頻器長(zhǎng)期運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，其中一部分熱量由于不能及時(shí)擴(kuò)散而殘留在設(shè)備內(nèi)部，加速了設(shè)備的老化，所有的熱量基本都由主電路產(chǎn)生。所以針對(duì)這種現(xiàn)象，為了延長(zhǎng)變頻器的使用壽命，提高運(yùn)行效率，要對(duì)其進(jìn)行降溫處理，主要措施有以下幾個(gè)方面。

2.3.1 采用風(fēng)扇散熱。通過(guò)設(shè)備內(nèi)部的風(fēng)扇可以降低產(chǎn)生的熱量，同時(shí)還可以在設(shè)備的機(jī)房中安裝循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)，來(lái)保證室內(nèi)的溫度，從而達(dá)到變頻器降溫的目的。

2.3.2 調(diào)節(jié)環(huán)境溫度。變頻器是極精細(xì)的電子設(shè)備，包含多種電子元件和電解電容等組件，溫度的高低直接影響著其使用壽命的長(zhǎng)短。一般變頻器的運(yùn)行環(huán)境一般要求在-10～50℃之間，如果能降低變頻器運(yùn)行的環(huán)境溫度，既延長(zhǎng)了變頻器的使用壽命，又能保障設(shè)備性能的穩(wěn)定。所以比較重要的設(shè)備機(jī)房都會(huì)設(shè)有專門(mén)的散熱冷卻系統(tǒng)，主要包括加裝空調(diào)、加裝風(fēng)道、加裝水冷設(shè)備。

3 結(jié)束語(yǔ)

變頻器的應(yīng)用有利的推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，并且在自動(dòng)化和智能化生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)殡娮釉O(shè)備之間產(chǎn)生的電磁干擾而影響到生產(chǎn)的正常運(yùn)行，所以對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，找出問(wèn)題的原因，有利于在技術(shù)以及工藝方面的改進(jìn)，進(jìn)一步完善變頻器的應(yīng)用，為工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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