變頻器應用中的幾個常見問題分析及處理

司永超

【摘要】在當前技術條件支持下，交流調(diào)速傳動系統(tǒng)已成為整個電氣調(diào)速傳動系統(tǒng)的主流發(fā)展方向。變頻器自身在實踐應用過程中所表現(xiàn)出來的較高的可靠性、可利用率以及可服務性等優(yōu)勢使其越來越多地在相關行業(yè)領域中得到廣泛應用。當然，在變頻器應用的過程中也存在一些問題，進而影響到運行效率與質(zhì)量?；诖?，本文主要對變頻器應用中的幾個常見問題進行分析探討。

【關鍵詞】變頻器應用；常見問題；處理

1、前言

變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和啟動制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。變頻器已經(jīng)邁進了高性能化、多功能化、小體積化及廉價化階段，正向智能化方向發(fā)展。由于變頻器是弱電控制強電的高科技產(chǎn)品，因此與電視機、計算機等產(chǎn)品相比，其所需技術更為綜合更為復雜。

2、應用中出現(xiàn)的問題及解決方法

2.1電磁干擾

2.1.1主要電磁干擾源和干擾途徑

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)在如下兩個方面。

（1）外部組件對變頻器的干擾。變頻器的整流設備、交直流互換設備、電子電壓調(diào)整設備、照明設備等對整個局域電網(wǎng)來說是非線性負載，它所產(chǎn)生的諧波會對同一電網(wǎng)的其他電子、電氣設備甚至對電網(wǎng)電源的質(zhì)量產(chǎn)生諧波干擾。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)噪聲就會通過電網(wǎng)電源電路干擾變頻器，使其不能正常工作。

（2）變頻器對外部組件的干擾。變頻器相對整個局域電網(wǎng)來說也是非線性負載，因此變頻器也對周圍其他組件產(chǎn)生干擾。另外，變頻器的逆變器大多采用PWM技術，當工作于開關模式并作高速切換時，產(chǎn)生大量耦合性噪聲。因此，變頻器對居于電網(wǎng)內(nèi)其他的電子、電氣設備來說也是一個電磁干擾源。

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

（2）濾波裝置

變頻器在運行的過程中會產(chǎn)生大量的高次諧波，對于局域電網(wǎng)以及其他組件的正常運行造成嚴重的干擾。如果使用大功率的變頻器，對功率因數(shù)較低的電網(wǎng)來講干擾更大。針對這種情況一方面可以使用無功補償裝置對功率因數(shù)進行調(diào)節(jié)，另外還可以在變頻器的輸入輸出端安裝濾波器，以此來降低電磁干擾。

2.2振動干擾

變頻器運行時產(chǎn)生的高次諧波引起的磁場會對許多機械部件產(chǎn)生電磁策動力，策動力的頻率如果和某些機械部件的頻率接近或相等，就會產(chǎn)生電磁原因導致的振動。減弱或消除振動的方法主要是在變頻器和電動機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)熱問題

在變頻器長期運行的過程中，會產(chǎn)生大量的熱量，其中一部分熱量由于不能及時擴散而殘留在設備內(nèi)部，加速了設備的老化。所以針對這種現(xiàn)象，為了延長變頻器的使用壽命，提高運行效率，要對其進行降溫處理，主要措施有以下幾個方面。

2.3.1采用風扇散熱

通過設備內(nèi)部的風扇可以降低產(chǎn)生的熱量，同時還可以在設備的機房中安裝循環(huán)通風系統(tǒng)，來保證室內(nèi)的溫度，從而達到變頻器降溫的目的。

2.3.2調(diào)節(jié)環(huán)境溫度

變頻器是極精細的電子設備，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短。一般變頻器的運行環(huán)境一般要求在-10～50℃之間，如果能降低變頻器運行的環(huán)境溫度，既延長了變頻器的使用壽命，又能保障設備性能的穩(wěn)定。所以比較重要的設備機房都會設有專門的散熱冷卻系統(tǒng)，主要包括加裝空調(diào)、加裝風道、加裝水冷設備。

3、使用變頻器應注意的問題

（1）選擇變頻器時應注意負載類型，負載類型主要分為恒轉矩負載如轉爐傾動、皮帶機等，降轉矩負載如風機、水泵等，恒功率負載如機械加工車床、卷取機等，選用對應負載類型匹配的變頻器才能滿足控制要求。

（2）應根據(jù)負載額定電流而不能簡單地通過負載功率選擇變頻器。因為變頻器的標注適配功率是對應4級電機的，同功率6級以上的電機和變級電機等電機的額定電流大于4級電機。

（3）變頻器如果要長電纜運行時，此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足。所以在這樣情況下，變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。

（4）對于一些特殊的應用場合，如高溫、高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一檔。

（5）變頻器和電機的距離應該盡量的短。這樣既減小了電纜的對地電容，又可能減少干擾的發(fā)射源。如果變頻器和電機之間為20m以內(nèi)的近距離，電動機可以直接與變頻器連接；對于變頻器和電機之間為20m到100m的中距離連接，需要調(diào)整變頻器的載波頻率來減少諧波及干擾或加裝輸出交流電抗器；而對變頻器和電機之間為100m以上的遠距離連接，不但要適度降低載波頻率，還要加裝輸出交流電抗器。

（6）為了防止變頻器的諧波對其它電子類設備的信號干擾，一般要求變頻器到電機選用屏蔽電纜或者全部用穿金屬線管屏蔽。但采用屏蔽電纜或穿線管時容易增大對地電容從而導致變頻器報故障，建議此時在變頻器加裝輸出交流電抗器。

（7）變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)品一般要求為0～55℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時應考慮留有余地，最好控制在40℃以下。不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。

結語：

變頻器的應用有利地推動了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，并且在自動化和智能化生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。但是在實際運行的過程中，變頻器也因諸多因素而影響著它的正常運行。所以對存在的問題進行分析，找出問題所在，有利于把變頻器的優(yōu)點發(fā)揮到極致，進一步為工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

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