变频器的选用及故障干扰处理.docx

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1、变频器的选用及故障干扰处理摘要本文介绍如何合理选择变频器，同时也给出了变频器在 实际应用中的干扰问题及解决的措施；讲述了实际应用中变 频器的故障原因及分析方法和排除手段。1变频器的合理选用选用变频器的类型，按照生产机械的类型、调速范围、 静态速度精度、起动转矩的要求，决定选用那种控制方式的 变频器最合适。所谓合适是既要好用，又要经济，以满足工 艺和生产的基本条件和要求。1.1需要控制的电机及变频器自身(1)电机的极数。一般电机极数以不多于4极为宜，否 那么变频器容量就要适当加大。(2)转矩特性、临界转矩、加速转矩。在同等电机功率 情况下，相对于高过载转矩模式，变频器规格可以降额选取。(3)电磁

2、兼容性。为减少主电源干扰，使用时可在中间 电路或变频器输入电路中增加电抗器，或安装前置隔离变压 器。一般当电机与变频器距离超过50m时，应在它们中间串 入电抗器、滤波器或采用屏蔽防护电缆。表1为不同类型变频器的主要性能、应用场合；表2为 常见输送设备的负载特性和负载转矩特性，可供变频器选型 时参考。1.2变频器功率的选用变频器负载率b与效率h的关系曲线见图1。图1变频器负载率b与效率h的关系曲线可见：当 b =50%时，h =94%；当 b =100%时，h = 96%。虽然b增一倍，h变化仅2%,但对中大功率例几 百KW至几千KW电动而言亦是可观的。系统效率等于变频 器效率与电动机效率的乘积

3、，只有两者都处在较高的效率下 工作时，那么系统效率才较高。从效率角度出发，在选用变频 器功率时，要注意以下几点：(1)变频器功率值与电动机功率值相当时最合适，以利 变频器在高的效率值下运转。表1表2(2)在变频器的功率分级与电动机功率分级不一样时， 那么变频器的功率要尽可能接近电动机的功率，但应略大于电 动机的功率。(3)当电动机属频繁起动、制开工作或处于重载起动且 较频繁工作时，可选取大一级的变频器，以利用变频器长期、 平安地运行。(4)经测试，电动机实际功率确实有富余，可以考虑选 用功率小于电动机功率的变频器，但要注意瞬时峰值电流是 否会造成过电流保护动作。(5)当变频器与电动机功率不一样

4、时，那么必须相应调整 节能程序的设置，以利到达较高的节能效果。1.3 变频器箱体构造的选用变频器的箱体构造要与环境条件相适应，即必须考虑温 度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素。常见有以下 几种构造类型可供用户选用：(1)敞开型I P 0 0型本身无机箱，适用装在电控箱内 或电气室内的屏、盘、架上，尤其是多台变频器集中使用时， 选用这种型式较好，但环境条件要求较高；(2)封闭型I P 2 0型适用一般用途，可有少量粉尘或 少许温度、湿度的场合；(3)密封型I P 4 5型适用工业现场条件较差的环境；(4)密闭型I P 6 5型适用环境条件差，有水、尘及一 定腐蚀性气体的场合。1.4 变频器

5、容量确实定合理的容量选择本身就是一种节能降耗措施。根据现有 资料和经验，比拟简便的方法有三种：(1)电机实际功率确定发。首先测定电机的实际功率， 以此来选用变频器的容量。(2)公式法。设平安系数取1. 05,那么变频器的容量Pb为： Pb = 1. 05Pm / h m Xcosy (kW),式中，Pm 为电机负载；hm 为电机功率。计算出Pb后，按变频器产品目录选具体规格。当一台变频器用于多台电机时，应满足：至少要考虑一 台电动机启动电流的影响，以防止变频器过流跳闸。(3)电机额定电流法变频器。变频器容量选定过程，实 际上是一个变频器与电机的最正确匹配过程，最常见、也较 平安的是使变频器的容

6、量大于或等于电机的额定功率，但实 际匹配中要考虑电机的实际功率与额定功率相差多少，通常 都是设备所选能力偏大，而实际需要的能力小，因此按电机 的实际功率选择变频器是合理的，防止选用的变频器过大， 使投资增大。对于轻负载类，变频器电流一般应按1. 1IN（IN 为电动机额定电流）来选择，或按厂家在产品中标明的与变 频器的输出功率额定值相配套的最大电机功率来选择。1. 5主电源（1）电源电压及波动。应特别注意与变频器低电压保护 整定值相适应（出厂时一般设定为0. 80. 9UN）,因为在实 际使用中，电网电压偏低的可能性较大。（2）主电源频率波动和谐波干扰。这方面的干扰会增加 变频器系统的热损耗，

7、导致噪声增加，输出降低。（3）变频器和电机在工作时，自身的功率消耗。在开展 系统主电源供电设计时，两者的功率消耗因素都应考虑进去。2抗干扰变频器由主回路和控制回路两大局部组成，由于主回路 的非线性（开展开关动作），变频器本身就是谐波干扰源， 所以对电源侧和输出侧的设备会产生影响。与主回路相比， 变频器的控制回路却是小能量、弱信号回路，极易遭受其它 装置产生的干扰。因此，变频器在安装使用时，必须对控制 回路采取抗干扰措施。2. 1变频器的基本控制回路同外部开展信号交流的基本回路有模拟与数字两种： 4-20 mA电流信号回路（模拟）；15V / 05V 电压信号回路（模拟）。开关信号回路，变频器的

8、开停指 令、正反转指令等（数字）。外部控制指令信号通过上述基本回路导入变频器，同时 干扰源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒体入侵 变频器。2. 2干扰的基本类型及抗干扰措施。(1)静电耦合干扰：指控制电缆与周围电气回路的静电 容耦合，在电缆中产生的电势。措施：加大与干扰源电缆的距离，到达导体直径4 0倍 以上时，干扰程度就不大明显。在两电缆间设置屏蔽导体, 再将屏蔽导体接地。(2)静电感应干扰：指周围电气回路产生的磁通变化在 电缆中感应出的电势。措施：一般将控制电缆与主回路电缆或其它动力电缆分 离铺设，别离距离通常在3 0 cm以上(最低为1 0 cm), 别离困难时，将控制电缆穿过铁

9、管铺设。将控制导体绞合, 绞合间距越小，铺设的路线越短，抗干扰效果越好。(3)电波干扰：指控制电缆成为天线，由外来电波在电 缆中产生电势。措施：同(1 )和(2 )所述。必要时将变频器放入铁 箱内开展电波屏蔽，屏蔽用的铁箱要接地。(4)接触不良干扰：指变频器控制电缆的电接点及继电 器触电接触不良，电阻发生变化产生的干扰。措施：对继电器触点接触不良，采用并联触点或镀金触 点继电器或选用密封式继电器。对电缆连接点应定期做拧紧 加固处理。(5)电源线传导干扰：指各种电气设备从同一电源系统 获得供电时，由其它设备在电源系统直接产生电势。措施：变频器的控制电源由另外系统供电；在控制电源 的输入侧装设线路

10、滤波器；装设绝缘变压器，且屏蔽接地。(6)接地干扰：指机体接地和信号接地。对于弱电压电 流回路及任何不合理的接地均可诱发的各种意想不到的干 扰，比方设置两个以上接地点，接地处会产生电位差，产生 干扰。措施：速度给定的控制电缆取1点接地，接地线不作为 信号的通路使用。电缆的接地在变频器侧开展，使用专设的 接地端子，不与其它接地端子共用。并尽量减少接地端子引 接点的电阻，一般不大于100Q。2. 3其它考前须知(1)装有变频器的控制柜，应尽量远离大容量变压器和 电动机。其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设备。(2)弱电压电流控制电缆不要接近易产生电弧的断路器 和接触器。(3)控制电缆建议采用1.25mm2或2 mm2屏蔽绞合绝缘 电缆。(4)屏蔽电缆的屏蔽要连续到电缆导体同样长。电缆在 端子箱中连接时，屏蔽端子要互相连接。3故障分析及排除3.1变频器的主要故障原因及预防措施(1)安装环境图2 变频器故障解析图如图2变频器故障解析示意图可知，如果使用矢量控制 变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”，其中“起动转矩 缺陷”，“环境条件变化造成出力下降”等故障原因，将得到 很好的克服。该功能是利