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引發變頻器故障的外部因素有哪些

提示:

1)外部的電磁感應干擾 如果變頻器周圍存在干擾源,干擾源將通過輻射或電源線侵入變頻器的內部,引起控制回路誤動作,造成變頻器工作不正常或停機,嚴重時甚至損壞變頻器。提高變頻器自身的抗干擾能力固然重要,但由于受裝置成本限制,在外部采取噪聲抑制措施,消除干擾源顯得更合理和必要。以下幾項是對造成變頻器控制回路

    1)外部的電磁感應干擾
    如果變頻器周圍存在干擾源,干擾源將通過輻射或電源線侵入變頻器的內部,引起控制回路誤動作,造成變頻器工作不正常或停機,嚴重時甚至損壞變頻器。提高變頻器自身的抗干擾能力固然重要,但由于受裝置成本限制,在外部采取噪聲抑制措施,消除干擾源顯得更合理和必要。以下幾項是對造成變頻器控制回路誤動作的電磁干擾實施的具體措施。
    ①變頻器周圍所有繼電器、接觸器的電磁線圈上需加裝防止沖擊電壓的吸收裝置,如RC吸收器。
    ②盡量縮短控制回路的配線距離,并使其與主回路線路隔離。
    ③指定采用屏蔽線的回路,必須按規定實施,若線路較長,應采用合理的中繼方式。
    ④變頻器接地端子應按規定要求接地,不能同動力系統接地混用。
    ⑤變頻器輸入端安裝噪聲濾波器,避免由電源進線引入干擾。
    2)安裝環境
    變頻器屬于電子器件裝置,在其規格書中有詳細安裝使用環境的要求。在特殊情況下,若確實無法滿足這些要求,必須盡量采用相應抑制措施。
    ①振動是對電子器件造成機械損傷的主要原因,對于振動沖擊較大的場合,應采用橡膠等減振措施。
    ②潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電子器件生銹、接觸不良、絕緣能力降低而形成短路,作為防范措施,應對控制板進行防腐防塵處理,變頻器柜應采用封閉式結構。
    ③溫度是影響電子器件壽命及可靠性的重要因素,特別是半導體器件,若開關器件結溫超過規定值將立刻造成開關器件損壞,因此應根據裝置要求的環境條件安裝空調或避免日光直射,并定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風扇。
    ④對于特殊的高寒場合,為防止變頻器內的微處理器因溫度過低而不能正常工作,應采取設置柜內加熱器等必要措施。
    3)電源異常
    電源異常表現為各種形式,但大致有:缺相、電壓波動、停電。有時也出現它們的混合形式。這些異常現象的主要原因多半是輸電線路因風、雪、雷擊造成的,有時也因為同一供電系統內出現對地短路及相間短路。電源系統除電壓波動外,有些電網或自行發電單位,也會出現頻率波動,并且這些現象有時在短時間內重復出現,為保證變頻器的正常運行,對變頻器供電電源有以下要求:
    ①如果附近有直接啟動電動機和電弧爐等設備,為防止這些設備投入時造成的電壓降低,變頻器的供電系統應與其分離,以減小相互影響。
    ②對于要求瞬時停電后仍能繼續運行的場合,除選擇合適規格的變頻器外,還應預先考慮負載電動機的降速比。變頻器和外部控制回路應采用瞬停補償方式,當電壓恢復后,通過速度追蹤和測速電動機的檢測來防止在系統加速中的過電流。
    ③對于要求必須連續運行的傳動系統,要對變頻器加裝自動切換的不停電電源裝置。
    ④電源系統應有缺相報警裝置,雖然二極管輸入及使用單相控制電源的變頻器,在缺相狀態也能繼續工作,但在電源缺相時整流器中個別器件電流過大及電容器的脈沖電流過大,若長期運行將對變頻器的壽命及可靠性造成不良影響,在變頻器的電源回路應設有缺相保護。
    4)雷擊、感應雷電
    雷擊或感應雷擊形成的沖擊電壓有時也能造成變頻器損壞,此外,當電源系統一次側帶有真空斷路器時,斷路器在開斷過程中也可能產生較高操作電壓,如圖4-3所示。由真空斷路器操作產生的“操作過電壓”將通過電磁耦合在變壓器的二次側形成很高的電壓沖擊尖峰,直接威脅變頻器的安全運行。為防止因沖擊電壓造成過電壓損壞變頻器,應在變頻器輸入端采取抑制或吸收過電壓的措施有:
電源電壓沖擊示意圖
    4-3    電源電壓沖擊示意圖
    ①通常是在變頻器的輸入端加壓敏電阻等吸收器件,保證輸入電壓不高于變頻器主回路所允許的最高電壓。如圖4-4所示。但當進線側電壓持續較高,壓敏電阻性能有變化時,有可能使壓敏電阻爆炸燒毀,同樣有可能殃及周圍器件和導線絕緣。
    ②當使用真空斷路器時,應在真空斷路器斷口處裝設RC浪涌吸收器或氧化鋅避雷器。
變頻器主回路
    4-4    變頻器主回路
    ③變頻器在控制時序上應保證真空斷路器動作前先將變頻器電源開關斷開。
    5)電源高次諧波
    由于目前在電力系統中有大量非線性負載(如整流器、電弧爐、高壓燈具等),使供電網絡中存在著高次諧波電流和電壓閃變,而變頻器自身也是高次諧波的發生源,其產生的高次諧波對電源系統產生嚴重影響,為此,為了抑制供電網高次諧波電流和電壓閃變對變頻器的影響,同時抑制變頻器產生高次諧波電流影響供電網中的其他用電設備,通常采用以下處理措施。
    ①采用專用變壓器對變頻器供電,以使其與其他用電設備有電的隔離。
    ②在變頻器輸入側加裝濾波電抗器或采用多相整流橋回路,降低變頻器產生高次諧波的分量,如圖4-5所示。
輸入側接線圖
    4-5    輸入側接線圖
    ③對于有進相電容器的系統,因高次諧波電流將使電容電流增加造成發熱嚴重,必須在電容前串接電抗器,以減小諧波分量。如圖4-6所示,要對電抗器的電感合理分析計算,避免形成LC振蕩。
串聯電抗器示意圖
    4-6    串聯電抗器示意圖
    6)電動機溫度過高
    對于采用通用電動機的變頻調速系統,由于自冷電動機在低速運行時冷卻能力下降造成電動機過熱。此外,因為變頻器輸出波形中所含有的高次諧波勢必增加電動機的鐵損和銅損,因此在確認電動機的負載狀態和運行范圍之后,應采取以下的相應措施。
    ①對電動機進行強冷通風或提高電動機規格等級。
    ②更換變頻專用電動機。
    ③限定運行范圍,避開低速區。
    7)振動、噪聲
    振動通常是由于電動機的脈動轉矩及機械系統的共振引起的,特別是當脈動轉矩與機械共振頻率恰好一致時更為嚴重。噪聲通常分為變頻器噪聲和電動機噪聲,在分清噪聲性質后應采取以下不同的處理措施。
    ①變頻器在調試過程中,在保證控制精度的前提下,應盡量減小脈沖轉矩成分。
    ②共振。在調試中確認機械共振點,利用變頻器的頻率屏蔽功能,使這些共振點排除在運行范圍之外。
    ③變頻器噪聲。由于變頻器噪聲主要有冷卻風機、電抗器產生,應選用低噪聲器件。
    ④在電動機與變頻器之間合理設置交流電抗器,減小因PWM調制方式造成的高次諧波。
    8)高頻開關形成的尖峰電壓對電動機的影響
    在變頻器的輸出電壓中,含有高次諧波沖擊電壓。這些高次諧波沖擊電壓將使電動機繞組的絕緣強度降低,尤其以PWM控制型變頻器更為明顯,應采取以下措施。
    ①盡量縮短變頻器到電動機的配線距離。
    ②采用阻斷二極管或浪涌電壓吸收裝置,對變頻器輸出電壓進行處理。
    ③對PWM型變頻器應盡量在電動機輸入側加裝如圖4-7所示的濾波器。圖4-7(b)所示為無濾波器時變頻器輸出電壓波形,在輸出電壓波形的上升沿有著明顯的沖擊電壓,若不采取抑制措施很容易造成電動機絕緣損傷。
濾波器接線圖
    4-7   濾波器接線圖

(責任編輯: 佚名 )

  • 本文關鍵字:變頻器 故障 

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