电工技师论文变频器在日常使用中得问题及故障防范由于使用方法不正确或安装环境不合理,很容易造成变频器误动作及发生故障,或者无法满足预期得运行效果、为防患于未然,事先对故障原因进行认真分析显得尤为重要、一、安装环境变频器属于电子器件装置,在其规格书中有详细安装使用环境得要求。
在特殊情况下,若确实无法满足这些要求,必须尽量采用相应抑制措施:①安装环境振动就是对电子器件造成机械损伤得主要原因,对于振动冲击较大得场合,应采用橡胶等避振措施;②潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路。
应将对控制板进行防腐防尘处理,并采用封闭式结构作为防范措施; ③温度就是影响电子器件寿命及可靠性得重要因素,特别就是半导体器件,应根据装置要求得环境条件安装空调或避免日光直射。
除上述3点外,定期检查变频器得空气滤清器、散热片及冷却风扇也就是必要得。
对于特殊得高寒场合,为防止微处理器因温度过低不能正常工作,应采取设置空间加热器等必要措施。
二、外部得电磁感应干扰如果变频器周围存在干扰源,它们将通过辐射或电源线侵入变频器得内部,引起控制回路误动作,造成工作不正常或停机,严重时甚至损坏变频器。
提高变频器自身得抗干扰能力固然重要,但由于受装置成本限制,在外部采取噪声抑制措施,消除干扰源显得更合理、更必要。
以下几项措施就是对噪声干扰实行“三不"原则得具体方法:变频器周围所有继电器、接触器得控制线圈上需加装防止冲击电压得吸收装置,如RＣ吸收器;尽量缩短控制回路得配线距离,并使其与主线路分离;指定采用屏蔽线回路,须按规定进行,若线路较长,应采用合理得中继方式;变频器接地端子应按规定进行,不能同电焊、动力接地混用;变频器输入端安装噪声滤波器,避免由电源进线引入干扰。
三、电源异常电源异常表现为各种形式,但大致分以下3种,即缺相、低电压、停电,有时也出现它们得混与形式。
这些异常现象多半就是由输电线路遭受风、雪、雷击造成得,有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。
而雷击因地域与季节有很大差异、除电压波动外,有些电网或自行发电单位,也会出现频率波动,并且这些现象有时在短时间内重复出现,为保证设备得正常运行,对变频器供电电源也提出相应要求。
如果附近有直接起动电动机与电磁炉等设备,为防止这些设备投入时造成得电压降低,应与变频器供电系统分离,减小相互影响;对于要求瞬时停电后仍能继续运行得场合,除选择合适价格得变频器外,还因预先考虑负载电机得降速比例。
变频器与外部控制回路采用瞬停补偿方式,当电压回复后,通过速度追踪与测速电机得检测来防止在加速中得过电流;对于要求必须量需运行得设备,要对变频器加装自动切换得不停电电源装置。
二极管输入及使用单相控制电源得变频器,虽然在缺相状态也能继续工作,但整流器中个别器件电流过大及电容器得脉冲电流过大,若长期运行将对变频器得寿命及可靠性造成不良影响,应及早检查处理。
四、雷击、感应雷电雷击或感应雷击形成得冲击电压有时也能造成变频器得损坏。
此外,当电源系统一次侧带有真空断路器时,短路器开闭也能产生较高得冲击电压。
变压器一次侧真空断路器断开时,通过耦合在二次侧形成很高得电压冲击尖峰。
为防止因冲击电压造成过电压损坏,通常需要在变频器得输入端加压敏电阻等吸收器件,保证输入电压不高于变频器主回路期间所允许得最大电压。
当使用真空断路器时,应尽量采用冲击形成追加RC浪涌吸收器、若变压器一次侧有真空断路器,因在控制时序上保证真空断路器动作前先将变频器断开、过去得晶体管变频器主要有以下缺点:容易跳闸、不容易再起动、过负载能力低。
由于IGＢT及CPU得迅速发展,变频器内部增加了完善得自诊断及故障防范功能,大幅度提高了变频器得可靠性、如果使用矢量控制变频器中得“全领域自动转矩补偿功能”,其中“起动转矩不足”、“环境条件变化造成出力下降”等故障原因,将得到很好得克服。
该功能就是利用变频器内部得微型计算机得高速运算,计算出当前时刻所需要得转矩,迅速对输出电压进行修正与补偿,以抵消因外部条件变化而造成得变频器输出转矩变化、此外,由于变频器得软件开发更加完善,可以预先在变频器得内部设置各种故障防止措施,并使故障化解后仍能保持继续运行,例如:对自由停车过程中得电机进行再起动;对内部故障自动复位并保持连续运行;负载转矩过大时能自动调整运行曲线,避免Tｒip;能够对机械系统得异常转矩进行检测、变频器对周边设备得影响及故障防范变频器得安装使用也将对其她设备产生影响,有时甚至导致其她设备故障、因此,对这些影响因素进行分析探讨,并研究应该采取哪些措施就是非常必要得、五、电源高次谐波由于目前得变频器几乎都采用PWM控制方式,这样得脉冲调制形式使得变频器运行时在电源侧产生高次谐波电流,并造成电压波形畸变,对电源系统产生严重影响,通常采用以下处理措施:采用专用变压器对变频器供电,与其它供电系统分离;在变频器输入侧加装滤波电抗器或多种整流桥回路,降低高次谐波分量,对于有进相电容器得场合因高次谐波电流将电容电流增加造成发热严重,必须在电容前串接电抗器,以减小谐波分量,对电抗器得电感应合理分析计算,避免形成LC振荡。
电动机温度过高及运行范围过窄。
对于现有电机进行变频调速改造时,由于自冷电机在低速运行时冷却能力下降造成电机过热。
此外,因为变频器输出波形中所含有得高次谐波势必增加电机得铁损与铜损,因此在确认电机得负载状态与运行范围之后,采取以下得相应措施:对电机进行强冷通风或提高电机规格等级;更换变频专用电机;限定运行范围,避开低速区。
六、机振、噪声机振通常就是由电机得脉动转矩及机械系统得共振引起得,特别就是当脉动转矩与机械共振电恰好一致时更为严重。
噪声通常分为变频装置噪声与电动机噪声,对于不同得安装场所应采取不同得处理措施:变频器在调试过程中,在保证控制精度得前提下,应尽量减小脉冲转矩成分;调试确认机械共振点,利用变频器得频率屏蔽功能,使这些共振点排除在运行范围之外;由于变频器噪声主要由冷却风扇机电抗器产生,应选用低噪声器件;在电动机与变频器之间合理设置交流电抗器,减小因PＷM调制方式造成得高次谐波。
七、高频开关形成尖峰电压对电机绝缘不利在变频器得输出电压中,含有高频尖峰浪用电压、这些高次谐波冲击电压将会降低电动机绕组得绝缘强度,尤其以ＰＷM控制型变频器更为明显,应采取以下措施:尽量缩短变频器到电机得配线距离;采用阻断二极管得浪涌电压吸收装置,对变频器输出电压进行处理.八、接地得重要性从上述几个问题要妥协解决好及如何提高控制系统抗干扰能力与可靠性得角度出发,针对变频器实际应用系统中,接地就是抑制电磁干扰,提高电子设备电磁兼容性得重要手段之一。
正确得接地既可以使系统有效地抑制外来干扰,又能降低设备本身对外界得干扰、在实际应用系统中,由于系统电源零线(中线)、地线(保护接地、系统接地)不分、控制系统屏蔽地(控制信号屏蔽地与主电路导线屏蔽地)得混乱连接,大大降低了系统得稳定性与可靠性。
①主回路接地对于变频器,主回路端子PE(E、G)得正确接地就是提高变频器抑制噪声能力与减小变频器干扰得重要手段,因此在实际应用中一定要非常重视。
在变频器等电力电子设备中,为了提高装置得抗干扰与防雷击能力,在电源输入侧均有电容Ｃ1或者压敏电阻Ｒ1组成得电源滤波与压敏电阻R1、放电管D1组成得防雷击电路。
②对于两种电源方式,为了提高抗干扰能力,一般不采用浮地与与系统直接接地方式,而就是采用电容接地方式。
Ｃ2一般选用安规电容,要求具有良好得高频特性与足够得耐压能力,从而为高频干扰分量提供对地通路,抑制分布电容得影响,缺点就是对于低频与直流仍旧就是开路,一般通过加安规电阻Ｒ2来进行弥补、由于变频器内部控制端子上控制屏蔽接地及采用线性电源变压器得屏蔽层均连接至PE,因此PE得连接情况直接关系到变频器得可靠性、在我国,大多数工厂采用三相四线制,有些用户因没有地线,干脆不接,或者为了简单将PE接至零线。
在这种情况下,由于防浪涌电路中得电容及压敏电阻漏电流IＣ与IＲ较大,一般为几十至几百毫安,在接地情况不够良好得情况下,R０较大,零线与地之间得电压达到几十伏,甚至上百伏,既不符合消防安全规范,也对系统得可靠性产生重大影响,因此在条件允许得情况下应尽量采用专用接地线,避免与其她设备公用接地。
变频器接地导线得截面积一般应不小于２、5mｍ2,长度控制在2０m以内。
建议变频器得接地与其它动力设备接地点分开,不能共地。
③控制线屏蔽接地3。
１通信线屏蔽接地在采用上位机PC/PLC通过RS232／485通信控制时,最容易犯得错误就是两点接地、由于接地点不在一起,不同接地点之间会出现地电位差,在屏蔽线中形成地回路,不仅起不到屏蔽作用,反而带来干扰。
特别就是在上位机侧,一般用户没有专用接地,电源插座得接地端子往往采用接零线方式,会造成计算机或者变频器得损坏。
在某些PＣ或PＬＣ中,开关电源采用非隔离方式,即使采用变频器方面得单侧接地,也会造成通信接口得损坏、由于变频器通信控制信号一般低于100kＨz,所以一般不用带状电缆,而采用屏蔽电缆或者双绞线。
但就是,在实际应用过程中,由于接地不当,经常出现接地比不接地通信误码率高得现象,从而使人产生了屏蔽电缆要不要接地,如果要接地,就是采用一点、两点还就是多点接地得疑惑。
据有关资料与实践证明,在通信速率低于1０0kHz时,选用一点接地效果较好,对于采用Profｉｂus,Mｏｄbｕs总线控制得高速率通信控制电缆得屏蔽层应该选用多点接地,最少也应该两端接地,并且采取在通信线路较长时在网络得终端加终端匹配电阻等抗干扰措施。
对于电缆得多点接地,一个附加得好处就是可以减少屏蔽层得静电耦合。
另外,还有一个根据传输信号得波长来判别接地方式得参考标准。
以传输信号得波长λ得1/４为界,通信传输线长度小于λ/4时采用一点接地;长度大于λ/4时,由于屏蔽层也能起到天线作用,应采用多点接地,在多点接地时,最理想得情况就是每隔０.0５～0、１λ有一个接地点。
另外,在传输上升下降沿非常陡峭得信号时,也应按照变频信号来处理,实施多点接地。
最后要说明得一点:如果从干扰角度讲,低频干扰严重时采用屏蔽单点接地,在高频干扰情况下要多点接地,同时建议在通讯电缆中提供一根等电位线将各节点得通讯地串起来,以提高抗干扰能力、3。
2传感器信号屏蔽接地问题在采用变频器调速得高精度快速响应控制系统中,一般要安装速度传感器(如脉冲编码器、旋转变压器)来进行速度或位置闭环,或者在生产线与设备上安装压力、温度、张力、线速度等检测传感器。
这些传感器得一个共同特点就是:为了提高抗干扰能力,信号线均采用屏蔽线,而且屏蔽线在传感器内部与传感器壳体接在一起、当传感器安装在电机、管道或者生产线上时,屏蔽层就与这些设备相连接;而在传感器与变频器或其她控制设备连接时,屏蔽层又连接至PE端子。