在變頻器日常維護(hù)過(guò)程中,經(jīng)常遇到各種各樣的問(wèn)題,如外圍線路問(wèn)題,參數(shù)設(shè)定不良或機(jī)械故障。如果是變頻器出現(xiàn)故障,如何去判斷是哪一部分問(wèn)題,在這里略作介紹。 一、靜態(tài)測(cè)試 1、測(cè)試整流電路 找到變頻器內(nèi)部直流電源的P端和N端,將萬(wàn)用表調(diào)到電阻X10檔,紅表棒接到P,黑 表棒分別依到R、S、T,應(yīng)該有大約幾十歐的阻值,且基本平衡。相反將黑表棒接到P 端,紅表棒依次接到R、S、T,有一個(gè)接近于無(wú)窮大的阻值。將紅表棒接到N端,重復(fù) 以上步驟,都應(yīng)得到相同結(jié)果。如果有以下結(jié)果,可以判定電路已出現(xiàn)異常,A.阻值 三相不平衡,可以說(shuō)明整流橋故障。B.紅表棒接P端時(shí),電阻無(wú)窮大,可以斷定整流橋 故障或起動(dòng)電阻出現(xiàn)故障。 2、測(cè)試逆變電路 將紅表棒接到P端,黑表棒分別接U、V、W上,應(yīng)該有幾十歐的阻值,且各相阻值基 本相同,反相應(yīng)該為無(wú)窮大。將黑表棒接到N端,重復(fù)以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)果,否則 可確定逆變模塊故障 二、動(dòng)態(tài)測(cè)試 在靜態(tài)測(cè)試結(jié)果正常以后,才可進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試,即上電試機(jī)。在上電前后必須注意 以下幾點(diǎn): 1、上電之前,須確認(rèn)輸入電壓是否有誤,將380V電源接入220V級(jí)變頻器之中會(huì)出現(xiàn)炸機(jī) (炸電容、壓敏電阻、模塊等)。 2、檢查變頻器各接播口是否已正確連接,連接是否有松動(dòng),連接異常有時(shí)可能導(dǎo)致變頻器 出現(xiàn)故障,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)等情況。 3、上電后檢測(cè)故障顯示內(nèi)容,并初步斷定故障及原因。 4、如未顯示故障,首先檢查參數(shù)是否有異常,并將參數(shù)復(fù)歸后,進(jìn)行空載(不接電機(jī))情況下 啟動(dòng)變頻器,并測(cè)試U、V、W三相輸出電壓值。如出現(xiàn)缺相、三相不平衡等情況,則模 塊或驅(qū)動(dòng)板等有故障 5、在輸出電壓正常(無(wú)缺相、三相平衡)的情況下,帶載測(cè)試。測(cè)試時(shí),最好是滿負(fù)載 測(cè)試。 三、故障判斷 1、整流模塊損壞 一般是由于電網(wǎng)電壓或內(nèi)部短路引起。在排除內(nèi)部短路情況下,更換整流橋。在現(xiàn) 場(chǎng)處理故障時(shí),應(yīng)重點(diǎn)檢查用戶電網(wǎng)情況,如電網(wǎng)電壓,有無(wú)電焊機(jī)等對(duì)電網(wǎng)有污染 的設(shè)備等。 2、逆變模塊損壞 一般是由于電機(jī)或電纜損壞及驅(qū)動(dòng)電路故障引起。在修復(fù)驅(qū)動(dòng)電路之后,測(cè)驅(qū)動(dòng)波 形良好狀態(tài)下,更換模塊。在現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)中更換驅(qū)動(dòng)板之后,還必須注意檢查馬達(dá)及連 接電纜。在確定無(wú)任何故障下,運(yùn)行變頻器。 3、上電無(wú)顯示 一般是由于開(kāi)關(guān)電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無(wú)直流電引起,如啟動(dòng)電阻 損壞,也有可能是面板損壞。 4、上電后顯示過(guò)電壓或欠電壓 一般由于輸入缺相,電路老化及電路板受潮引起。找出其電壓檢測(cè)電路及檢測(cè)點(diǎn), 更換損壞的器件。 5、上電后顯示過(guò)電流或接地短路 一般是由于電流檢測(cè)電路損壞。如霍爾元件、運(yùn)放等。 6、啟動(dòng)顯示過(guò)電流 一般是由于驅(qū)動(dòng)電路或逆變模塊損壞引起。 7、空載輸出電壓正常,帶載后顯示過(guò)載或過(guò)電流 該種情況一般是由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或驅(qū)動(dòng)電路老化,模塊損傷引起
變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 由于變頻調(diào)速在頻率范圍、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、調(diào)速精度、低頻轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、通訊功能、智能控制、功率因數(shù)、工作效率、使用方便等方面是以往的調(diào)速方式無(wú)法比擬的,它以體積小、重量輕、通用性強(qiáng)、拖動(dòng)領(lǐng)域?qū)挕⒈Wo(hù)功能完善、可靠性高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),深受鋼鐵、有色、礦山、石油、石化、化工、醫(yī)藥、紡織、機(jī)械、電力、輕工、建材、造紙、煤炭、卷煙、自來(lái)水等行業(yè)的歡迎,社會(huì)效益非常顯著。它優(yōu)于以往的任何調(diào)速方式,如變極調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、滑差調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、整流子電機(jī)調(diào)速、液力耦合調(diào)速,乃至直流調(diào)速而成為電機(jī)調(diào)速的佼佼者。 本文站在新世紀(jì)之初,回顧19世紀(jì)80年代末的變頻狀況,詳實(shí)地報(bào)告了我國(guó)這十多年變頻技術(shù)、變頻市場(chǎng)的變化及變頻技術(shù)的重要應(yīng)用。 正確地說(shuō),我國(guó)變頻器的市場(chǎng)化始于80年代后期,第一家商品化的變頻器當(dāng)屬日本三墾變頻器,香港力達(dá)公司作為三墾的總代理,在國(guó)內(nèi)巡回講座變頻技術(shù)(當(dāng)時(shí)是SVF型)。緊接著,日本富士變頻器推入中國(guó)(富士5型)。所以說(shuō)80年代末,我國(guó)的變頻市場(chǎng)是被三墾、富士占領(lǐng)著,盡管在這以前,機(jī)械部的西安電力電子技術(shù)研究所研制電流型變頻器,天津電氣傳動(dòng)研究所研制著電壓型變頻器,大連電機(jī)廠買了日本東芝技術(shù),都沒(méi)形成規(guī)模。那么,到現(xiàn)在,除了日本三墾、富士變頻器,還有三菱、東芝、安川、明電舍、日立、春日、松下、東洋、AB、羅賓康、通用、KB、摩托托尼、西門子、倫茨、ABB、丹佛斯、西技來(lái)克、阿爾斯通、施耐德、安薩爾多、SEW、住友、三木、CT、VACON、KEB、RELIANCE、TE、伊林、歐陸、三星、LG、臺(tái)安、東元、普傳、安邦信、森蘭、佳靈、吉納、先行、安圣(華為)、時(shí)代、利德華福、富凌、九德松益、利佳、賀盛達(dá)、格立特、同方、隆達(dá)、惠豐、HOLIP、MSC、ALIPHA、隆興、愛(ài)德利、臺(tái)達(dá)、大晉、寧茂、陽(yáng)網(wǎng)、士林、南昱、康沃、建業(yè)、風(fēng)光電子、凱奇、裕丸、VF-A3(遼無(wú)一廠)、DVF-C(東宇)、四維、歐林、騰龍、維晶美、先馬、HIC(華能)、天傳、西電子等八十多個(gè)品牌。好似龍爭(zhēng)虎躍,其中在中國(guó)建立合資廠的有:富士(無(wú)錫)、ABB(北京)、西門子(天津)、三墾(江陰)。可喜的是,中國(guó)涌現(xiàn)不少變頻器生產(chǎn)廠家,除臺(tái)灣外,如安圣、佳靈、利德華福等。 變頻技術(shù)上的進(jìn)展更為顯著。80年代末的變頻器,技術(shù)上還不很完善,有的如缺少避開(kāi)頻率點(diǎn)功能和瞬時(shí)停電自動(dòng)再起動(dòng)功能等,而目前的變頻器,功能非常強(qiáng),除具有轉(zhuǎn)矩提升、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、轉(zhuǎn)矩限定、直流制動(dòng)、多段速度設(shè)定、S型運(yùn)行、頻率跳躍、瞬時(shí)停電自動(dòng)再啟動(dòng)、重試功能等性能外,還有A、直接轉(zhuǎn)矩控制,實(shí)現(xiàn)高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。0轉(zhuǎn)數(shù)時(shí),轉(zhuǎn)矩輸出100%。B、低干擾控制方式。C、通信功能、RS485接口,可以選用各種總線。如Profibus 、Interbus等。通用變頻器容量也有所放大。如:日本富士、日本明電舍達(dá)到了315kW,而西門子可以做到800kW??偟母杏X(jué),許多變頻器基本相通,各有千秋。如日本變頻器年代早、產(chǎn)量大、可靠性高、設(shè)計(jì)細(xì)化。西門子變頻器范圍大、電壓等級(jí)多、功能多。歐洲變頻器不但有通信功能,而且有通信協(xié)議。富士7.5kW以下內(nèi)置制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻,三墾IPF系列備有恒壓供水基板(IWS),丹佛斯變頻器具有較強(qiáng)的濾掉諧波功能等。變頻器的核心逆變?cè)灿蒅TR轉(zhuǎn)為IGBT。這十多年是變頻技術(shù)發(fā)展的十年,是變頻技術(shù)不斷完善的十年。那么,變頻器的價(jià)格呢?是不斷降低的十年。以富士變頻器為例:一臺(tái)水泵用的280kW變頻器,80年代末需28~30萬(wàn)元一臺(tái)。而現(xiàn)在只需14~16萬(wàn)元一臺(tái)。表1列出了富士變頻器1990年和2000年的市場(chǎng)價(jià)。那時(shí)買一臺(tái),現(xiàn)在可以買二臺(tái)。
變頻器在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用
20世紀(jì)90年代開(kāi)始,交流變頻調(diào)速裝置在我國(guó)的應(yīng)用有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。由于變頻調(diào)速在頻率范圍、動(dòng)態(tài)相應(yīng)、調(diào)速精度、低頻轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、通訊功能、智能控制、功率因數(shù)、工作效率、使用方便等方面是以往的交流調(diào)速方式無(wú)法比擬的,它以體積小、重量輕、通用性強(qiáng)、拖動(dòng)領(lǐng)域?qū)?、保護(hù)功能完善、可靠性高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),深受鋼鐵、冶金、礦山、石油、石化、化工、醫(yī)藥、紡織、機(jī)械、電力、輕工、建材、造紙、印刷、卷煙、自來(lái)水等行業(yè)的歡迎,社會(huì)效益非常顯著。在變頻領(lǐng)域,我公司起步較早,銷量較大,應(yīng)用負(fù)載較多??梢哉f(shuō),伴隨著我國(guó)變頻技術(shù)成長(zhǎng)。 下面,用實(shí)例來(lái)談變頻調(diào)速裝置的應(yīng)用及效益。 1泵類負(fù)載 泵類負(fù)載,量大面廣,包括水泵、油泵、化工泵、泥漿泵等,有低壓中小容量,也有高壓大容量。 采用變頻控制時(shí),電機(jī)或泵的轉(zhuǎn)數(shù)下降,軸承等機(jī)械部件磨損降低,泵端密封系統(tǒng)不易損壞,機(jī)泵故障率降低,維修工作量大為減少。高樓的恒壓供水變頻系統(tǒng),雖然只是變頻器的簡(jiǎn)單應(yīng)用,但很好得滿足了高層用戶用水的壓力穩(wěn)定性,大大節(jié)約了能源。 2風(fēng)機(jī)類負(fù)載 風(fēng)機(jī)類負(fù)載,也是量大面廣設(shè)備,各行各業(yè)普遍應(yīng)用,多數(shù)是調(diào)節(jié)擋板開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量,浪費(fèi)大量電能。某煉油廠65噸/時(shí)中壓鍋爐是為回收催化裂化裝置生產(chǎn)中產(chǎn)生的一氧化碳?xì)舛O(shè)置的主要?jiǎng)恿υO(shè)備。由于燃燒燃料的不同,所需風(fēng)量相差近一倍。為此,他們對(duì)鍋爐風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速控制,去掉了風(fēng)機(jī)擋板,年節(jié)電67萬(wàn)度,節(jié)電率67.7%,鍋爐燃燒率提高1.6~2.7%,節(jié)省燃料油989~1628噸。 3軋機(jī)類負(fù)載 在冶金行業(yè),近年用交流變頻,軋機(jī)交流已是一種趨勢(shì)。尤其在輕負(fù)載軋機(jī),如寧夏民族鋁制品廠的多機(jī)架鋁軋機(jī)組采用通用型變頻器,滿足低頻帶載啟動(dòng),機(jī)架間同步運(yùn)行,恒張力,操作簡(jiǎn)單可靠。 4卷?yè)P(yáng)機(jī)類負(fù)載 卷?yè)P(yáng)機(jī)類負(fù)載,采用變頻調(diào)速,穩(wěn)定、可靠。鐵廠的高爐卷?yè)P(yáng)設(shè)備是主要的煉鐵輸送設(shè)備。他要求啟、制動(dòng)平穩(wěn)、加減速均勻、可靠性高。原多采用串極、直流或轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式,效率低可靠性差。用交流變頻替代上述調(diào)速方式,可以取得理想的效果。某鋼廠對(duì)其300m3高爐卷?yè)P(yáng)設(shè)備控制系統(tǒng)用變頻加制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻取代原直流或轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式,精度高、運(yùn)行平穩(wěn)、機(jī)械特性強(qiáng)、料車停車位置準(zhǔn)確,杜絕了掉道事故,減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,降低了噪聲,節(jié)電且增產(chǎn),多年使用未出現(xiàn)故障,效果顯著。 5轉(zhuǎn)爐類負(fù)載 轉(zhuǎn)爐類負(fù)載,用交流變頻替代直流機(jī)組是一種簡(jiǎn)單可靠,運(yùn)行平穩(wěn)的調(diào)速方式。轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)和氧槍升降采用交流變頻調(diào)速拖動(dòng)。經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)應(yīng)用,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,技術(shù)指標(biāo)完全滿足工藝要求。轉(zhuǎn)爐、氧槍主傳動(dòng)系統(tǒng)引起的熱停工可以減少90%以上,為鋼廠以后穩(wěn)定生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 6輥道類負(fù)載 輥道類負(fù)載,多在鋼鐵冶金行業(yè),采用交流電機(jī)變頻控制,可提高設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性。 鋼鐵中型廠后道工序改造,采用變頻裝置拖動(dòng)交流電機(jī)并和PLC接口,產(chǎn)生良好的效果。調(diào)速精度高,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,設(shè)備可靠性高,保證了生產(chǎn)的連續(xù)性,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。由于變頻制動(dòng)效果好,省去了機(jī)械制動(dòng)閘。由于速度連續(xù)可調(diào),省卻了大量減速機(jī)裝置,同時(shí)改善了生產(chǎn)環(huán)境,消除了噪音。單節(jié)電一項(xiàng),一年半就可收回全部變頻裝置的投資。變頻器應(yīng)用于輥道類負(fù)載,可以采用一臺(tái)變頻裝置帶多臺(tái)籠式電機(jī)的技術(shù)。 7大型窯爐煅燒爐類負(fù)載 冶金、建材、燒堿等大型工業(yè)轉(zhuǎn)窯(轉(zhuǎn)爐)以前大部分采用直流、整流子電機(jī)、滑差電機(jī)、串機(jī)調(diào)速或中頻劇組調(diào)速。由于這些調(diào)速方式或有滑環(huán)、或效率低,經(jīng)過(guò)改造,采用交流變頻控制,效果極好。 8吊車、翻斗車類負(fù)載 吊車、翻斗車等負(fù)載轉(zhuǎn)巨大且要平穩(wěn),正反頻繁且要可靠。變頻裝置控制吊車、翻斗車滿足這些要求 石化工廠采用變頻調(diào)速和PLC控制焦化翻斗車,取得了較高可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。 9拉絲機(jī)類負(fù)載 生產(chǎn)鋼絲的拉絲機(jī),要求高速、連續(xù)。鋼絲強(qiáng)度200kg/mm2,調(diào)速系統(tǒng)精度高、穩(wěn)定度高且要求同步。某金屬制品廠活套式拉絲機(jī)采用變頻控制,運(yùn)行幾年工作正常。由于用異步機(jī)取代了直流機(jī),提高了設(shè)備可靠性,并提高了產(chǎn)品質(zhì)量。 10運(yùn)送車類負(fù)載 煤礦的原煤裝運(yùn)列車或鋼廠的鋼水運(yùn)送車燈采用變頻技術(shù)效果很好。采用變頻器控制系統(tǒng),對(duì)原煤裝運(yùn)車雙速電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了改造。起停快速,過(guò)載能力強(qiáng),正反轉(zhuǎn)靈活,達(dá)到了煤面平整、重量正確(不多裝或少裝),基本上不需要人工操作,提高原煤生產(chǎn)效率,節(jié)約電能。鋼水運(yùn)輸車采用變頻技術(shù),運(yùn)駛速度快而平穩(wěn),安全可靠。 11電梯高架游覽車類負(fù)載 由于電梯是載人工具,要求拖動(dòng)系統(tǒng)可靠,又要頻繁的加減速和正反轉(zhuǎn),電梯動(dòng)態(tài)特性和可靠性的提高,便增加了電梯乘坐的安全感、舒適感和效率。過(guò)去電梯調(diào)速直流居多,近幾年逐漸轉(zhuǎn)為交流電機(jī)變頻調(diào)速,無(wú)論是日本,還是德國(guó)。我國(guó)不少電梯廠都爭(zhēng)先恐后的用變頻調(diào)速來(lái)裝備電梯。 單軌高架游覽車,行駛中頻繁起動(dòng)、停車、上坡、下坡,并要求起停平穩(wěn)、車速恒定。由于是載人車,運(yùn)行必須安全可靠,常年日曬雨淋,環(huán)境惡劣。以往要求調(diào)速性能高的傳動(dòng)裝置,多采用帶測(cè)速反饋的矢量控制系統(tǒng),價(jià)格較高,為了降低價(jià)格,并維修方便。我們采用通用型變頻器轉(zhuǎn)矩適量控制方式,成功地解決了起動(dòng)/賈素、停車/減速、恒速/變速行駛等,并防止了“下滑”、“沖站”現(xiàn)象的產(chǎn)生,達(dá)到了安全可靠,用戶非常滿意。 12給料機(jī)類負(fù)載 冶金電力煤炭化工等行業(yè),給料機(jī)眾多,無(wú)論圓盤給料機(jī),還是振動(dòng)給料機(jī),采用變頻調(diào)速,效果均非常顯著。如圓盤給料機(jī),原為滑差調(diào)速,低頻轉(zhuǎn)矩小,故障多,經(jīng)常卡轉(zhuǎn)。采用變頻調(diào)速,由于是異步機(jī),可靠性高、節(jié)電,更重要的是和溫度變送器閉環(huán)控制可以保證輸送物料的準(zhǔn)確,不至于使氧化劑輸送過(guò)量超溫而造成事故,保證了生產(chǎn)的有序性。 13堆取料機(jī)類負(fù)載 堆取料機(jī)是煤場(chǎng)、碼頭、礦山堆取的主要設(shè)備,主要功能是堆料和取料。老式的堆取料機(jī),其堆料和取料均為手動(dòng)操作,生產(chǎn)效率低,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。經(jīng)過(guò)改進(jìn)采用變頻調(diào)速。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)堆料和半自動(dòng)取料,提高了設(shè)備可靠性,設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn),無(wú)沖擊和搖動(dòng)現(xiàn)象,取料過(guò)程按1/cos∮規(guī)律回轉(zhuǎn)調(diào)速,提高了抖輪回轉(zhuǎn)取料效率和皮帶運(yùn)煤的均勻度,很受工人歡迎。 14破碎機(jī)類負(fù)載 冶金礦山、建材應(yīng)用不少破碎機(jī)、球磨機(jī),該類負(fù)載采用變頻后,效果顯著。 露天礦在重負(fù)載鍔式破碎機(jī)用交流變頻調(diào)速裝置拖動(dòng)和工業(yè)控制機(jī)控制,提高了設(shè)備可靠性,減少了維修費(fèi)用,提高了自動(dòng)化程度,提高了效率,可以節(jié)約大量的能源。 15攪拌機(jī)類負(fù)載 化工、醫(yī)藥行業(yè)攪拌機(jī)非常之多,采用變頻調(diào)速取代其他調(diào)速方式,好處特多。 發(fā)酵罐電機(jī)原為齒輪調(diào)速,如遇攪拌速度變化需拆卸三角皮帶,即笨重又不安全。該用變頻調(diào)速后,可以大量節(jié)約電能,發(fā)酵過(guò)程可以得到明顯好轉(zhuǎn),提高了產(chǎn)品質(zhì)量,減少了維修,減少了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,有益于工廠,有益于工人。 16紡織機(jī)類負(fù)載 紡織的工藝復(fù)雜,工位多,要求張力控制,有的要求位置控制。目前變頻控制系統(tǒng)在紡織行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 如:粗紗機(jī)、細(xì)紗機(jī)、梳棉機(jī)、噴氣織機(jī)等。通過(guò)PLC控制系統(tǒng)達(dá)到紡織中變頻調(diào)速、張力、位置等多種控制。 17特種電源類負(fù)載 許多電源,如實(shí)驗(yàn)室電源等可用變頻裝置來(lái)完成,好處是投資少、見(jiàn)效快、體積小、操作簡(jiǎn)單。 海爾集團(tuán)開(kāi)發(fā)的60KVA變頻電源控制系統(tǒng),從合同立項(xiàng)到安裝驗(yàn)收完成緊用了15天。經(jīng)過(guò)多年試用,該系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn): A、 可靠。運(yùn)行多年,未發(fā)生故障跳閘。 B、 運(yùn)行穩(wěn)定,電壓、頻率波動(dòng)極小。 C、 調(diào)頻方便,可輸出三相220VAC±5%/60Hz±1%(可輸出單相110VAC±5%/60Hz±1%) D、 噪音小(<45分貝),改善了操作人員的環(huán)境。 E、 大大節(jié)約了能源的損耗 18切片、造粒機(jī)類負(fù)載 石化行業(yè)切片、造粒設(shè)備很多,由于變頻調(diào)速精度高,平穩(wěn)可靠,使用變頻調(diào)速后可提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量,減少維修,給企業(yè)帶來(lái)極大好處。擠出機(jī)上使用變頻調(diào)速器,由于變頻調(diào)速精度高、可靠性高、功率因數(shù)高,可以很大程度上提高設(shè)備的生產(chǎn)效率,降低能源損耗,并消除了啟動(dòng)時(shí)電流沖擊,減少了維修,減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 19造紙機(jī)類負(fù)載 我國(guó)造紙工業(yè)的紙機(jī),過(guò)去要求精度高的多采用SCR直流調(diào)速方式,有的用滑差電機(jī)、整流子電機(jī)。由于存在滑環(huán)和碳刷造成可靠性和精度不高。導(dǎo)致造紙機(jī)械落后,一般車速只有200米/分左右,難同國(guó)外1000米/分相比。因而造紙機(jī)械的變頻化已是大勢(shì)所趨。 20音樂(lè)噴泉類負(fù)載 非常招攬游人的音樂(lè)噴泉,其水的高低和量的大小是靠變頻控制的。目前較多的大型噴泉多采用變頻控制。美觀而經(jīng)濟(jì)。 21磨床等機(jī)械類負(fù)載 磨床主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速很高,需要電源的頻率也高,有200 Hz 400 Hz甚至800Hz。以前主軸電機(jī)的電源多由中頻發(fā)電機(jī)組拖動(dòng)。中頻機(jī)組體積大、效率低、噪聲大、故障多、精度差。目前使用變頻控制后,好處甚多。一是精度高,加工的軸承等表面光滑,而是占地小、噪音?。?0Db降到30dB),三是提高產(chǎn)品質(zhì)量,四是節(jié)點(diǎn)。 22卷煙機(jī)類負(fù)載 卷煙行業(yè)過(guò)去進(jìn)口的卷煙機(jī),不論莫林8,還是莫林10,均非無(wú)極調(diào)速。因而,在卷煙行業(yè)主要是解決無(wú)極調(diào)速和可靠性問(wèn)題,技術(shù)簡(jiǎn)單,變頻器用法簡(jiǎn)單,收效極大。 卷煙機(jī)改造迅速,受益很大。現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)的卷煙機(jī)大部分都裝備了變頻調(diào)速功能。 23減震和降低噪音型負(fù)載 不少負(fù)載,如大型空壓機(jī)、中頻機(jī)組等噪聲大、振動(dòng)大。采用變頻技術(shù),可以減震降噪,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。石油工廠碼頭螺桿泵是作為油輪卸油用,卸油掃艙時(shí)振動(dòng)和噪音很大。因?yàn)檎駝?dòng)往往使管架晃動(dòng),閥門和船破裂,噪聲超過(guò)90分貝,振動(dòng)和噪聲成為卸船掃艙的大難問(wèn)題。通過(guò)變頻調(diào)速,控制最佳狀態(tài),使螺桿泵出口壓力恒定,把振動(dòng)和噪聲控制在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。目前一些較早的大型空壓機(jī)設(shè)備也存在一定的問(wèn)題需要變頻改造。 24印染機(jī)類負(fù)載 大部分印染機(jī)械都是多單元聯(lián)合工作設(shè)備。工藝上要求各單元以相同的縣速度同步運(yùn)行并保持張力恒定。否則會(huì)斷布、纏布、色度不勻、色彩度不夠,縮水率過(guò)大等質(zhì)量問(wèn)題。以往的印染機(jī)械無(wú)論是共電源方式或分電源方式都是采用直流調(diào)速系統(tǒng)。 因?yàn)橹绷麟姍C(jī)固有的缺點(diǎn),現(xiàn)在印染行業(yè)多數(shù)采用交流變頻技術(shù)。圓網(wǎng)印花機(jī)由進(jìn)布單元、印花單元、烘房導(dǎo)帶單元及落布單元四部分組成,屬于印染調(diào)速系統(tǒng)復(fù)雜的一種。采用變頻調(diào)速形成速度鏈控制。同步性能好,精度高,可靠性高。 變頻調(diào)速正在逐步地成為電氣傳動(dòng)的中樞。它取代著變級(jí)調(diào)速、滑差調(diào)速、整流子電機(jī)調(diào)速、液力耦合調(diào)速、串級(jí)調(diào)速及直流調(diào)速。除了節(jié)電外(12~70%),更重要的事,產(chǎn)生增產(chǎn)、降耗、優(yōu)質(zhì)的效果,深受設(shè)計(jì)、工程、操作人員歡迎。
三菱變頻器常見(jiàn)故障
三菱,在自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)該是個(gè)相當(dāng)有聲譽(yù)的品牌,PLC、人機(jī)界面、變頻器、伺服產(chǎn)品以及自動(dòng)化儀表等等都是三菱公司的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品, 在各行業(yè)中也都贏得了良好的口碑。
三菱變頻器以其穩(wěn)定的性能, 豐富的功能, 良好的力矩特性, 以及較高的性價(jià)比, 在變頻器市場(chǎng)占據(jù)著重要的地位。并以其強(qiáng)大的品牌效應(yīng), 在中國(guó)的市場(chǎng)份額逐年增長(zhǎng)。
三菱變頻器經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展,產(chǎn)品質(zhì)量和功能都相當(dāng)穩(wěn)定與完善。特別是隨著功率器件以及IC芯片的不斷改進(jìn),變頻器產(chǎn)品也是不斷地推陳出新,從早期使用分立元件的K系列、Z系列,到現(xiàn)在使用IPM、PIM模塊的A系列,三菱變頻器應(yīng)該說(shuō)又上了一個(gè)新臺(tái)階。我們應(yīng)該提到的是在大功率模塊的應(yīng)用上,三菱變頻器可能更有優(yōu)勢(shì),因?yàn)槿夤颈旧砭褪且粋€(gè)著名的半導(dǎo)體生產(chǎn)廠家,在功率器件的開(kāi)發(fā)上更是走在了前端,特別是三菱公司的IPM模塊,以其卓越的性能被眾多變頻器廠家所采用?,F(xiàn)在的三菱變頻器從應(yīng)用來(lái)說(shuō)主要可以分為以下幾大類: (1) 通用型的A系列,較早有A200系列,以及經(jīng)濟(jì)型的A024、A044系列; (2) 風(fēng)機(jī)水泵專用型的F系列, 包括早期的F400系列以及現(xiàn)在廣泛使用的F500系列; (3) 經(jīng)濟(jì)型的E系列和簡(jiǎn)易型的S系列。
為了滿足市場(chǎng)的需要,三菱變頻器還開(kāi)發(fā)了應(yīng)用于多種場(chǎng)合的選件卡,主要包括要求精確轉(zhuǎn)速的PG反饋卡、用于精確定位的定位控制卡、用于壓力控制的PI控制卡以及用于擴(kuò)展輸出點(diǎn)的繼電器和晶體管輸出卡。變頻器功能的不斷加強(qiáng)和選件卡的開(kāi)發(fā),使得三菱變頻器更好地滿足了不同用戶的需要,也成為三菱變頻器能夠迅速壯大的動(dòng)力。 2 常見(jiàn)故障的處理 以下我們就三菱變頻器的一些常見(jiàn)故障在這里和廣大使用者做一個(gè)探討。 2.1 早期產(chǎn)品的故障 由于三菱變頻器進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)較早, 所以有些老的產(chǎn)品仍在使用, 我們先就這些產(chǎn)品的故障做一分析。早期我們能碰到的產(chǎn)品主要包括Z系列和A200系列的變頻器。小功率Z024系列變頻器我們常見(jiàn)的故障現(xiàn)象有OC、ERR、無(wú)顯示等。
OC引起的原因主要有以下兩種可能。 (1) 驅(qū)動(dòng)電路老化
由于較長(zhǎng)年限的使用,必然導(dǎo)致元器件的老化,從而引起驅(qū)動(dòng)波形發(fā)生畸變,輸出電壓也就不穩(wěn)定了,所以經(jīng)常一運(yùn)行就出現(xiàn)OC報(bào)警。
(2) IPM模塊的損壞也會(huì)引起OC報(bào)警
Z024系列的機(jī)器使用的功率模塊不僅含有過(guò)流,欠壓等檢測(cè)電路,而且還包含有放大驅(qū)動(dòng)電路,所以不管是檢測(cè)電路的損壞,驅(qū)動(dòng)電路的損壞, 以及大功率晶體管的損壞都有可能引起OC報(bào)警。
(3) 無(wú)顯示故障的原因則多數(shù)是由于開(kāi)關(guān)電源厚膜的損壞引起的。
(4) ERR故障是一個(gè)欠壓故障,通常是由于電壓檢測(cè)回路電阻或連線出現(xiàn)問(wèn)題而導(dǎo)致故障的產(chǎn)生,而不是實(shí)際輸入電壓真的出現(xiàn)欠電壓。A200系列的OC故障多數(shù)是由于驅(qū)動(dòng)電路的損壞而引起的,它的驅(qū)動(dòng)電路采用了一塊陶瓷封裝的厚膜電路,這給維修帶來(lái)了一定的困難,其厚膜電路主要是基于一塊驅(qū)動(dòng)光耦而設(shè)計(jì)的電路。
(5) 此外我們還會(huì)碰到一些LV故障,欠壓故障的出現(xiàn)也多半由于母線檢測(cè)電路出現(xiàn)了故障,三菱變頻器也為此設(shè)計(jì)了一塊用于檢測(cè)電壓和電流的厚膜電路。開(kāi)關(guān)電源脈沖變壓器的損壞也是A200系列變頻器的一個(gè)常見(jiàn)故障,由于開(kāi)關(guān)電源輸出負(fù)載的短路,或母線電壓的突變而導(dǎo)致脈沖變壓器初,次級(jí)繞組的損壞。
2.2 A500和E500系列常見(jiàn)故障
目前市場(chǎng)上正在推廣使用的就是A500系列、E500系列、F500系列和S120系列。以下我們就A500和E500系列的常見(jiàn)故障和大家做一分析。
(1) 對(duì)于A500系列我們有時(shí)會(huì)碰到UV(欠壓)故障,我們可以檢查一下整流回路。A500系列7.5kW以下變頻器的整流橋內(nèi)置一個(gè)可控硅,變頻器在正常運(yùn)行時(shí)用于切斷充電電阻,內(nèi)置可控硅的損壞會(huì)導(dǎo)致欠壓故障的出現(xiàn)。開(kāi)關(guān)電源損壞也是A500系列變頻器的常見(jiàn)故障,而常見(jiàn)的損壞器件就是一塊M51996波形發(fā)生器芯片,此芯片的損壞通常是由于工作電壓的突變而導(dǎo)致的。此外,在平時(shí)維修中我們還是會(huì)經(jīng)常碰到CPU板的損壞。常見(jiàn)的故障報(bào)警有E6、E7,而損壞器件也主要集中在CPU板的程序存儲(chǔ)芯片,以及一些接口芯片上。
(2) 對(duì)于E500系列變頻器,我們碰到的常見(jiàn)故障有Fn故障,此故障主要由于風(fēng)扇的損壞而引起的。但變頻器在有報(bào)警的時(shí)候并不封鎖輸出。 3 結(jié)束語(yǔ)
應(yīng)該說(shuō)三菱變頻器在使用中出現(xiàn)的故障還是多樣性的,希望在以后能有更多從事變頻調(diào)速行業(yè)的人加入到此行列中,更好地為廣大用戶解決一些難題。
變頻器的選用 1. 變頻器類型的選用 正確選用變頻器的類型,首先要按照生產(chǎn)機(jī)械的類型、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求,然后決定選用那種控制方式的變頻器最合適。所謂合適是既要好用,又要經(jīng)濟(jì),以滿足工藝和生產(chǎn)的基本條件和要求為前提。表1 控制方式 U/f 開(kāi)環(huán) U/f 閉環(huán) 電壓 相量 電流 相量 直接 轉(zhuǎn)矩 速度控制 范圍 <1:40 1:60 1:100 1:1000 1:100 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 150%在3Hz 150%在3Hz 150%在3Hz 200%在3Hz 200%在0Hz 靜態(tài)速度 精度(%) ± (2 ~ 3) ± (0.2 ~ 0.3) ± 0.2 ± 0.02 ± 0.2 反饋裝置 不要 PID調(diào)節(jié)器 不要 編碼器 不要 主要應(yīng)用 場(chǎng)合 一般風(fēng)機(jī) 泵類 保持壓力、 溫度、流量、 pH定值 一般工 業(yè)設(shè)備 高精工業(yè)設(shè)備 起重機(jī)械、 電梯、軋機(jī) 等設(shè)備 為不同類型變頻器的主要性能、應(yīng)用場(chǎng)合;表 2 應(yīng)用 負(fù)載特性 負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性 風(fēng)機(jī)、 泵類 磨擦性 負(fù)載 重力 負(fù)載 流體 負(fù)載 慣性 負(fù)載 恒轉(zhuǎn)矩 恒功率 降轉(zhuǎn)矩 降功率 流 體 壓縮機(jī) ● ● 齒輪泵 ● ● 壓榨機(jī) ● 卷板機(jī)、 拔絲機(jī) ● ● ● 離心 鑄造機(jī) ● 金 屬 加 工 機(jī) 床 機(jī)械化 供應(yīng)裝置 ● ● 自動(dòng)車床 ● ● 轉(zhuǎn)塔車床 ● ● 車床及 加工中心 ● 磨床、 鉆床 ● 刨床 ● ● ● 電梯 高低速、 自動(dòng)停車 裝置 ● ● 電 梯 電梯門 ● ● 傳送帶 ● ● 門式提升機(jī) ● ● 輸 送 起重機(jī)、 升降機(jī)升降 ● ● 起重機(jī)、 升降機(jī) 平移旋 ● ● ● 轉(zhuǎn) ● ● 運(yùn)載機(jī) ● ● 自動(dòng)倉(cāng)庫(kù) 上下 ● ● 造料器、 自動(dòng)倉(cāng)庫(kù) 輸送 ● ● 攪拌器 ● ● 農(nóng)用機(jī)械、 擠壓機(jī) ● 分離機(jī)、 離心分離機(jī) ● 普 通 印刷機(jī)、 食品 加工機(jī)械 ● 商業(yè) 清洗機(jī) ● ● 吹風(fēng)機(jī) ● 木材 加工機(jī) ● ● ● 為常見(jiàn)幾類設(shè)備的負(fù)載特性和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性,可供變頻器選型時(shí)參考。 2. 變頻器功率的選用 變頻器負(fù)載率 b 與效率 h 的關(guān)系曲線見(jiàn)附圖。
可見(jiàn):當(dāng) b = 50%時(shí), h = 94%;當(dāng) b = 100%時(shí), h = 96%。雖然 b 增一倍, h 變化僅2%,但對(duì)中大功率例幾百千瓦至幾千千瓦電動(dòng)而言亦是可觀的。系統(tǒng)效率等于變頻器效率與電動(dòng)機(jī)效率的乘積,只有兩者都處在較高的效率下工作時(shí),則系統(tǒng)效率才較高。從效率角度出發(fā),在選用變頻器功率時(shí),要注意以下幾點(diǎn): ?。?)變頻器功率值與電動(dòng)機(jī)功率值相當(dāng)時(shí)最合適,以利變頻器在高的效率值下運(yùn)轉(zhuǎn)。 (2)在變頻器的功率分級(jí)與電動(dòng)機(jī)功率分級(jí)不相同時(shí),則變頻器的功率要盡可能接近電動(dòng)機(jī)的功率,但應(yīng)略大于電動(dòng)機(jī)的功率。 ?。?)當(dāng)電動(dòng)機(jī)屬頻繁起動(dòng)、制動(dòng)工作或處于重載起動(dòng)且較頻繁工作時(shí),可選取大一級(jí)的變頻器,以利用變頻器長(zhǎng)期、安全地運(yùn)行。 ?。?)經(jīng)測(cè)試,電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率確實(shí)有富余,可以考慮選用功率小于電動(dòng)機(jī)功率的變頻器,但要注意瞬時(shí)峰值電流是否會(huì)造成過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作。 ?。?)當(dāng)變頻器與電動(dòng)機(jī)功率不相同時(shí),則必須相應(yīng)調(diào)整節(jié)能程序的設(shè)置,以利達(dá)到較高的節(jié)能效果。 3. 變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選用 變頻器的箱體結(jié)構(gòu)要與環(huán)境條件相適應(yīng),即必須考慮溫度、濕度、粉塵、酸堿度、腐蝕性氣體等因素,這與能否長(zhǎng)期、安全、可靠運(yùn)行有很大關(guān)系。常見(jiàn)有下列幾種結(jié)構(gòu)類型可供用戶選用: ?。?)敞開(kāi)型IP00棗本身無(wú)機(jī)箱,適用裝在電控箱內(nèi)或電氣室內(nèi)的屏、盤、架上,尤其是多臺(tái)變頻器集中使用時(shí),選用這種型式較好,但環(huán)境條件要求較高; (2)封閉型IP20棗適用一般用途,可有少量粉塵或少許溫度、濕度的場(chǎng)合; (3)密封型IP45棗適用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)條件較差些的環(huán)境; ?。?)密閉型IP65棗適用環(huán)境條件差,有水、塵及一定腐蝕性氣體的場(chǎng)合。
變頻器運(yùn)行中存在的問(wèn)題和對(duì)策
隨著變頻技術(shù)的提高,交流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,采用變頻調(diào)速可以提高生產(chǎn)機(jī)械的控制精度、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化,是交流拖動(dòng)系統(tǒng)具有優(yōu)良的控制性能,而且在許多生產(chǎn)場(chǎng)合具有顯著的節(jié)能效果。 變頻器的應(yīng)用 我國(guó)的電動(dòng)機(jī)用電量占全國(guó)發(fā)電量的60%~70%,風(fēng)機(jī)、水泵設(shè)備年耗電量占全國(guó)電力消耗的1/3。造成這種狀況的主要原因是:風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過(guò)調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量,其輸入功率大,大量的能源消耗在擋板、閥門地截流過(guò)程中。由于風(fēng)機(jī)、水泵類大多為平房轉(zhuǎn)矩負(fù)載,軸功率與轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系,所以當(dāng)風(fēng)機(jī)、水泵轉(zhuǎn)速下降時(shí),消耗的功率也大大下降,因此節(jié)能潛力非常大,最有效的節(jié)能措施就是采用變頻調(diào)速器來(lái)調(diào)節(jié)流量,應(yīng)用變頻器節(jié)電率為20%~50%,效益顯著。 許多機(jī)械由于工藝需要,要求電動(dòng)機(jī)能夠調(diào)速。過(guò)去由于交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速困難,調(diào)速性能要求高的場(chǎng)合都采用直流調(diào)速,而直流電冬季結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積大,維修困難,因此隨著變頻調(diào)速技術(shù)的成熟,交流調(diào)速正逐步取代直流調(diào)速,往往需要進(jìn)行是量和直接轉(zhuǎn)矩控制,來(lái)滿足各種工藝要求。 利用變頻器拖動(dòng)電動(dòng)機(jī),起動(dòng)電流小,可以實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)和無(wú)級(jí)調(diào)速,方便的進(jìn)行加減速控制,是電動(dòng)機(jī)獲得高性能,大幅度地節(jié)約電能,因而變頻器在工業(yè)生產(chǎn)和生活中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 存在的問(wèn)題及對(duì)策 隨著變頻器應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題也越來(lái)越多,主要表現(xiàn)為:高次諧波、噪聲與振動(dòng)、負(fù)載匹配、發(fā)熱等問(wèn)題。本文針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行分析并提出相應(yīng)措施。 諧波問(wèn)題及對(duì)策 通用變頻器的主電路形式一般由整流、逆變和濾波三部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,中間濾波部分采用大電容作為濾波器,逆變部分為IGBT三項(xiàng)橋式逆變器,且輸入為PWM波形。輸出電壓中含有除基波以外的其它諧波,較低次諧波通常對(duì)電動(dòng)機(jī)負(fù)載影響較大,引起轉(zhuǎn)矩脈動(dòng);而較高的諧波又使變頻器輸出電纜的漏電流增加,使電動(dòng)機(jī)出力不足,因此變頻器輸出的高低次諧波都必須抑制,可以采用以下方法抑制諧波。 (1) 增加變頻器供電電源內(nèi)阻抗 通常電源設(shè)備的內(nèi)阻抗可以器到緩沖變頻器直流濾波電容的無(wú)功功率的作用,內(nèi)阻抗越大,諧波含量越小,這種內(nèi)阻抗就是變壓器的短路阻抗。因此選擇變頻器供電電源時(shí),最好選擇短路阻抗大的變壓器。 (2) 安裝電抗器 在變頻器的輸入端與輸出端串接合適的電抗器,或安裝諧波濾波器,濾波器的組成為L(zhǎng)C型,吸收諧波和增大電源或負(fù)載阻抗,達(dá)到抑制目的。 (3) 采用變壓器多項(xiàng)運(yùn)行 通用變頻器為六脈波整流器,因此產(chǎn)生的諧波較大。如果采用變壓器多相運(yùn)行,使相位角互差30°,如Y-△、△-△組合的變壓器構(gòu)成12脈波的效果,可減小低次諧波電流,很好的抑制了諧波。 (4) 設(shè)置專用諧波 設(shè)置專用濾波器用來(lái)檢測(cè)變頻器和相位,并產(chǎn)生一個(gè)與諧波電流的幅值相同且相位正好相反的電流,通到變頻器中,從而可以有效的吸收諧波電流。 噪聲與振動(dòng)及其對(duì)策 采用變頻器調(diào)速,將產(chǎn)生噪聲和振動(dòng),這是變頻器輸出波形中含有高次諧波分量所產(chǎn)生的影響。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的變化,基波分量、高次諧波分量都在大范圍內(nèi)變化,很可能引起與電動(dòng)機(jī)的各個(gè)部分產(chǎn)生諧振等。 (1) 噪聲問(wèn)題及對(duì)策 用變頻器傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí),由于輸出電壓電流中含有高次諧波分量,氣隙的高次諧波磁通增加,故噪聲增大。電磁噪聲由以下特征:由于變頻器輸出中的低次諧波分量與轉(zhuǎn)子固有機(jī)械頻率諧振,則轉(zhuǎn)子固有頻率附近的噪聲增大。變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵心機(jī)殼軸承架等諧振,在這些部件的各自固有頻率附近處的噪聲增大。 變頻器傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲特別是刺耳的噪聲與PWM控制的開(kāi)關(guān)頻率有關(guān),尤其在低頻區(qū)更為顯著。一般采用以下措施平抑和減小噪聲:在變頻器輸出側(cè)連接交流電抗器。如果電磁轉(zhuǎn)矩有余量,可將U / f定小些。采用特殊電動(dòng)機(jī)在較低頻的噪聲音量較嚴(yán)重時(shí),要檢查與軸系統(tǒng)(含負(fù)載)固有頻率的諧振。 (2) 振動(dòng)問(wèn)題及對(duì)策 變頻器工作時(shí),輸出波形中的高次諧波引起的磁場(chǎng)對(duì)許多機(jī)械部件產(chǎn)生電磁策動(dòng)力,策動(dòng)力的頻率總能與這些機(jī)械部件的固有頻率相近或重合,造成電磁原因?qū)е碌恼駝?dòng)。對(duì)振動(dòng)影響大的高次諧波主要是較低次的諧波分量,在PAM方式和方波PWM方式時(shí)有較大的影響。但采用正弦波PWM方式時(shí),低次的諧波分量小,影響變小。 減弱或消除振動(dòng)的方法,可以在變頻器輸出側(cè)接入交流電抗器以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分。使用PAM方式或方波PWM方式變頻器時(shí),可改用正弦波PWM方式變頻器,以減小脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。從電動(dòng)機(jī)與負(fù)載相連而成的機(jī)械系統(tǒng),為防止振動(dòng),必須使整個(gè)系統(tǒng)不與電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁力諧波。 負(fù)載匹配及對(duì)策 生產(chǎn)機(jī)械的種類繁多,性能和工藝要求各異,其轉(zhuǎn)矩特性不同,因此應(yīng)用變頻器前首先要搞清電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載的性質(zhì),即負(fù)載特性,然后再選擇變頻器和電動(dòng)機(jī)。負(fù)載有三種類型:恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載和恒功率負(fù)載。不同的負(fù)載類型,應(yīng)選不同類型的變頻器。 (1) 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載又分為摩擦類負(fù)載和位能式負(fù)載。 摩擦類負(fù)載的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的150%左右,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般要求額定轉(zhuǎn)矩的100%左右,所以變頻器應(yīng)選擇具有恒定轉(zhuǎn)矩特性,而且起動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩都比較大,過(guò)載時(shí)間和過(guò)載能力大的變頻器,如FR-A540系列。 位能負(fù)載一般要求大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和能量回饋功能,能夠快速實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn),變頻器應(yīng)選擇具有四象限運(yùn)行能力的變頻器,如FR-A241系列。 (2) 風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載 風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載是典型的平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載,低速下負(fù)載非常小,并與轉(zhuǎn)速平方成正比,通用變頻器與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的組合最合適。這類負(fù)載對(duì)變頻器的性能要求不高,只要求經(jīng)濟(jì)性和可靠性,所以選擇具有U/f=const控制模式的變頻器即可,如FR-A540(L)。如果將變頻器輸出頻率提高到工頻以上時(shí),功率急劇增加,有時(shí)超過(guò)電動(dòng)機(jī)變頻器的容量,導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)熱或不能運(yùn)轉(zhuǎn),故對(duì)這類負(fù)載轉(zhuǎn)矩,不要輕易將頻率提高到工頻以上。 (3) 恒功率負(fù)載 恒功率負(fù)載指轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比,但功率保持恒定的負(fù)載,如卷取機(jī)、機(jī)床等。對(duì)恒功率特性的負(fù)載配用變頻器時(shí),應(yīng)注意的問(wèn)題:在工頻以上頻率范圍內(nèi)變頻器輸出電壓為定值控制,,所以電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為恒功率特性,使用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)與通用變頻器的組合沒(méi)有問(wèn)題。而在工頻以下頻率范圍內(nèi)為U/f定值控制,電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩又相反傾向,標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)與通用變頻器的組合難以適應(yīng),因此要專門設(shè)計(jì)。 發(fā)熱問(wèn)題及對(duì)策 變頻器發(fā)熱是由于內(nèi)部的損耗而產(chǎn)生的,以主電路為主,約占98%,控制電路占2%。為保證變頻器正常可靠運(yùn)行,必須對(duì)變頻器進(jìn)行散熱。主要方法有: (1) 采用風(fēng)扇散熱:變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇可將變頻器箱體內(nèi)部散熱帶走。 (2) 環(huán)境溫度:變頻器是電子裝置,內(nèi)含電子元件機(jī)電解電容等,所以溫度對(duì)其壽命影響較大。通用變頻器的環(huán)境運(yùn)行溫度一般要求-10℃~+50℃,如果能降低變頻器運(yùn)行溫度,就延長(zhǎng)了變頻器的使用壽命,性能也穩(wěn)定。
一臺(tái)變頻器拖多臺(tái)電機(jī),應(yīng)該注意什么?
1、需要每個(gè)電機(jī)的輸入端帶一個(gè)熱繼電器。否則電機(jī)可能燒毀。 因?yàn)?,變頻器的過(guò)電流保護(hù)設(shè)定不會(huì)為一臺(tái)電機(jī)保護(hù)。而是所有電機(jī)額定電流的總和。這樣,起不到對(duì)一臺(tái)電機(jī)的保護(hù)作用。一旦出現(xiàn)一臺(tái)電機(jī)過(guò)流、過(guò)載,變頻器不可能跳閘保護(hù),這樣電機(jī)就會(huì)燒毀。 所以,每個(gè)電機(jī)必須接一個(gè)熱繼電器。
2、變頻器必須帶制動(dòng)電阻。以防電機(jī)燒毀。 在啟動(dòng)、停止時(shí),由于每個(gè)電機(jī)的情況不一樣,可能會(huì)出現(xiàn)電機(jī)速度不均衡,造成實(shí)際速度大于電機(jī)的同步速度的發(fā)電現(xiàn)狀。這樣,同樣,會(huì)出現(xiàn)電機(jī)燒毀、變頻器過(guò)壓現(xiàn)象。用制動(dòng)電阻可以盡快釋放能量。
變頻器基頻設(shè)置參數(shù)的概念
一、基頻參數(shù)的概念 變頻器基頻參數(shù)的示意圖(略) 基頻以下,變頻器的輸出電壓隨輸出頻率的變化而變化,V/F=常數(shù),適合恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性。 基頻以上,變頻器的輸出電壓維持電源額定電壓不變,適合恒功率負(fù)載特性。 二、如何設(shè)置基頻 基頻參數(shù)設(shè)置應(yīng)該以電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)設(shè)置,而不能根據(jù)負(fù)載特性設(shè)置,即使電動(dòng)機(jī)選型不適合負(fù)載特性,以必須盡量遵循電動(dòng)機(jī)的參數(shù),否則,容易過(guò)流或過(guò)載。 例如:如果電機(jī)的額定工作頻率為50HZ,基頻應(yīng)設(shè)置為50HZ;如果電機(jī)的額定工作頻率為60HZ,基頻應(yīng)設(shè)置為60HZ;如果電機(jī)的額定工作頻率為100HZ,基頻應(yīng)設(shè)置為100HZ。 如果電動(dòng)機(jī)選擇專用的交流變頻電機(jī),電機(jī)一般都標(biāo)注恒轉(zhuǎn)矩、恒功率調(diào)速范圍。如果標(biāo)注5~100HZ為恒轉(zhuǎn)矩,100~150HZ為恒功率,基頻應(yīng)該設(shè)置為100HZ。 二、基頻設(shè)置的注意點(diǎn) 基頻參數(shù)直接反映變頻器輸出電壓和輸出頻率的關(guān)系,如果設(shè)置不當(dāng)容易造成電動(dòng)機(jī)的過(guò)流或過(guò)載。如圖2所示。 如圖2所示,一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)的額定工作頻率為50HZ,額定電壓380V。 如果變頻器的基頻設(shè)置低于50HZ(如基頻1),V/F比例高,同等頻率的輸出電壓高,輸出電流高,在啟動(dòng)時(shí),容易造成過(guò)流。 如果變頻器的基頻設(shè)置高于50HZ(如基頻2),V/F比例低,同等頻率的輸出電壓低,輸出電流低,在啟動(dòng)時(shí),容易造成無(wú)法啟動(dòng)而過(guò)載。
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