變頻器選型注意事項(xiàng)及保養(yǎng)
隨著通用變頻器市場的日益繁榮导而，變頻器及其附屬設(shè)備的選擇、安裝隔崎、調(diào)試今艺、日常維護(hù)及維修工作量劇增，給用戶帶來巨大的困擾爵卒，甚至造成重大直接和間接損失虚缎。變頻器不是在任何情況下都能正常使用，因此用戶有必要對負(fù)載钓株、環(huán)境要求和變頻器有更多了解实牡，電動機(jī)所帶動的負(fù)載不一樣，對變頻器的要求也不一樣轴合。變頻器的正確選擇對于控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行是非常關(guān)鍵的创坞。選擇變頻器時(shí)必須要充分了解變頻器所驅(qū)動的負(fù)載特性。人們在實(shí)踐中常將生產(chǎn)機(jī)械分為三種類型： 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載值桩、恒功率負(fù)載和風(fēng)機(jī)摆霉、水泵負(fù)載。
1奔坟、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載
負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n無關(guān)携栋，任何轉(zhuǎn)速下TL總保持恒定或基本恒定。例如傳送帶偎旱、攪拌機(jī)船庐，擠壓機(jī)等摩擦類負(fù)載以及吊車、提升機(jī)等位能負(fù)載都屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載地捂。變頻器拖動恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載時(shí)羽捻，低速下的轉(zhuǎn)矩要足夠大，并且有足夠的過載能力滤重。如果需要在低速下穩(wěn)速運(yùn)行酣疏，應(yīng)該考慮標(biāo)準(zhǔn)異步電動機(jī)的散熱能力涮巩，避免電動機(jī)的溫升過高。
2诬曙、功率負(fù)載
機(jī)床主軸和軋機(jī)矩沥、造紙機(jī)、塑料薄膜生產(chǎn)線中的卷取機(jī)霹孙、開卷機(jī)等要求的轉(zhuǎn)矩咪干，大體與轉(zhuǎn)速成反比，這就是所謂的恒功率負(fù)載辐赞。負(fù)載的恒功率性質(zhì)應(yīng)該是就一定的速度變化范圍而言的部翘。當(dāng)速度很低時(shí)，受機(jī)械強(qiáng)度的限制响委，TL 不可能無限增大新思，在低速下轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩性質(zhì)。負(fù)載的恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)對傳動方案的選擇有很大的影響晃酒。電動機(jī)在恒磁通調(diào)速時(shí)表牢，最大允許輸出轉(zhuǎn)矩不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速贝次；而在弱磁調(diào)速時(shí)，最大允許輸出轉(zhuǎn)矩與速度成反比彰导，屬于恒功率調(diào)速蛔翅。如果電動機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的范圍與負(fù)載的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率范圍相一致時(shí)，即所謂“匹配”的情況下位谋，電動機(jī)的容量和變頻器的容量均最小山析。
3、平方轉(zhuǎn)距負(fù)載
在各種風(fēng)機(jī)掏父、水泵羽嘉、油泵中，隨葉輪的轉(zhuǎn)動鹏亥，空氣或液體在一定的速度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的阻力大致與速度n的2次方成正比反腺。隨著轉(zhuǎn)速的減小，轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的2 次方減小脾飘。這種負(fù)載所需的功率與速度的3 次方成正比聊浊。當(dāng)所需風(fēng)量、流量減小時(shí)短连，利用變頻器通過調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量斩缘、流量，可以大幅度地節(jié)約電能根术。由于高速時(shí)所需功率隨轉(zhuǎn)速增長過快泳隶，與速度的三次方成正比他幢，所以通常不應(yīng)使風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載超工頻運(yùn)行灭大。
變頻器的選項(xiàng)原則及注意事項(xiàng)：
1订咆、根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器
a：風(fēng)機(jī)和水泵是最普通的負(fù)載：對變頻器的要求最為簡單，只要變頻器容量等于電動機(jī)容量即可（空壓機(jī)位仁、深水泵柑贞、泥沙泵、快速變化的音樂噴泉需加大容量）聂抢。
b：起重機(jī)類負(fù)載：這類負(fù)載的特點(diǎn)是啟動時(shí)沖擊很大钧嘶，因此要求變頻器有一定余量。同時(shí)琳疏，在重物下放肘有决，會有能量回饋，因此要使用制動單元或采用共用母線方式空盼。
c：不均行負(fù)載：有的負(fù)載有時(shí)輕书幕，有時(shí)重，此時(shí)應(yīng)按照重負(fù)載的情況來選擇變頻器容量揽趾，例如軋鋼機(jī)機(jī)械台汇、粉碎機(jī)械、攪拌機(jī)等篱瞎。
d：大慣性負(fù)載：如離心機(jī)苟呐、沖床、水泥廠的旋轉(zhuǎn)窯遥局，此類負(fù)載慣性很大付箩，因此啟動時(shí)可能會振蕩，電動機(jī)減速時(shí)有能量回饋莽烫。應(yīng)該用容量稍大的變頻器來加快啟動瞭谴，避免振蕩。配合制動單元消除回饋電能汉渣。
2册压、選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電機(jī)的額定功率只能作為參考肆洽。另外易麻，應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波，會使電動機(jī)的功率因數(shù)和效率變壞社咒。因此秽祷，用變頻器給電動機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動機(jī)的電流會增加10％而溫升會增加20％左右位俩。所以在選擇電動機(jī)和變頻器時(shí)矗寂，應(yīng)考慮到這種情況碳胳，適當(dāng)留有余量，以防止溫升過高沫勿，影響電動機(jī)的使用壽命挨约。
3、長期低速動轉(zhuǎn)产雹，由于電機(jī)發(fā)熱量較高诫惭，風(fēng)扇冷卻能力降低，因此必須采用加大減速比的方式或改用6級電機(jī)蔓挖，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在較高頻率附近夕土。
4、對于一些特殊的應(yīng)用場合瘟判，如高環(huán)境溫度怨绣、高開關(guān)頻率、高海拔高度等拷获，此時(shí)會引起變頻器的降容篮撑，變頻器需放大一檔選擇。
5匆瓜、變頻器安裝地點(diǎn)必需符合標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的要求电伐，否則易引起故障或縮短使用壽命；變頻器與驅(qū)動馬達(dá)之間的距離一般不超過50米跪悼，若需更長的距離則需降低載波頻率或增加輸出電抗器選件才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)闰妓。
6、變頻器若要長電纜運(yùn)行時(shí)陕绢，此時(shí)應(yīng)該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠骗采。所以變頻器應(yīng)放大一闯揪、兩檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
7词趾、使用變頻器控制高速電機(jī)時(shí)避某，由于高速電動機(jī)的電抗小，會產(chǎn)生較多的高次諧波审陌。而這些高次諧波會使變頻器的輸出電流值增加蚯垫。因此，選擇用于高速電動機(jī)的變頻器時(shí)疤格，應(yīng)比普通電動機(jī)的變頻器稍大一些咳碰。
8、變頻器用于變極電動機(jī)時(shí)圾笨，應(yīng)充分注意選擇變頻器的容量教馆，使其最大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下逊谋。另外，在運(yùn)行中進(jìn)行極數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)土铺，應(yīng)先停止電動機(jī)工作胶滋，否則會造成電動機(jī)空轉(zhuǎn)，惡劣時(shí)會造成變頻器損壞悲敷。
9究恤、驅(qū)動防爆電動機(jī)時(shí)，變頻器沒有防爆構(gòu)造后德，應(yīng)將變頻器設(shè)置在危險(xiǎn)場所之外部宿。
10、使用變頻器驅(qū)動齒輪減速電動機(jī)時(shí)探遵，使用范圍受到齒輪轉(zhuǎn)動部分潤滑方式的制約窟赏。潤滑油潤滑時(shí)，在低速范圍內(nèi)沒有限制箱季；在超過額定轉(zhuǎn)速以上的高速范圍內(nèi)棕健，有可能發(fā)生潤滑油用光的危險(xiǎn)。因此雳雄，不要超過最高轉(zhuǎn)速容許值秕肚。
11、變頻器驅(qū)動繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)時(shí)匙久，由于繞線電動機(jī)與普通的鼠籠電動機(jī)相比袭吗，繞線電動機(jī)繞組的阻抗小，因此趾马，容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現(xiàn)象苏昨，所以應(yīng)選擇比通常容量稍大的變頻器。
12毁察、變頻器驅(qū)動同步電動機(jī)時(shí)赘湾，與工頻電源相比，會降低輸出容量10％～20％尚染，變頻器的連續(xù)輸出電流要大于同步電動機(jī)額定電流與同步牽入電流的標(biāo)幺值的乘積律逼。
13、對于壓縮機(jī)逗柴、振動機(jī)等轉(zhuǎn)矩波動大的負(fù)載和油壓泵等有峰值負(fù)載情況下蛹头，如果按照電動機(jī)的額定電流或功率值選擇變頻器的話，有可能發(fā)生因峰值電流使過電流保護(hù)動作現(xiàn)象戏溺。因此渣蜗，應(yīng)了解工頻運(yùn)行情況，選擇比其最大電流更大的額定輸出電流的變頻器于购。
14袍睡、變頻器驅(qū)動潛水泵電動機(jī)時(shí)知染，因?yàn)闈撍秒妱訖C(jī)的額定電流比通常電動機(jī)的額定電流大， 所以選擇變頻器時(shí)斑胜，其額定電流要大于潛水泵電動機(jī)的額定電流控淡。
15、當(dāng)變頻器控制羅茨風(fēng)機(jī)或特種風(fēng)機(jī)時(shí)止潘，由于其起動電流很大掺炭，所以選擇變頻器時(shí)一定要注意變頻器的容量是否足夠大。
16凭戴、選擇變頻器時(shí)涧狮，一定要注意其防護(hù)等級是否與現(xiàn)場的情況相匹配。否則現(xiàn)場的灰塵逆酣、水汽會影響變頻器的長久運(yùn)行刹越。
17、單相電動機(jī)不適用變頻器驅(qū)動殖锹。
變頻器常見問題
變頻器的安裝
變頻器最好垂直安裝在控制柜內(nèi)的中部靡循，正上方和正下方要避免安裝可能阻擋排風(fēng)、進(jìn)風(fēng)的大元件席磕，上铣滥、下部邊緣距離控制柜頂部、底部照窥、或者隔板肃萍、或者必須安裝的大元件等的最小間距，并且變頻器需進(jìn)行定期維護(hù)羹李，及時(shí)清理內(nèi)部的粉塵等股航。
干擾問題
當(dāng)變頻器的供電系統(tǒng)附近，存在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)猖驹、電鍍電源泪桥、電解電源或者采用滑環(huán)供電的場合，變頻器本身容易因?yàn)楦蓴_而出現(xiàn)保護(hù)久窟。建議采用如下措施：
(1) 在變頻器輸入側(cè)添加電感和電容，構(gòu)成LC濾波網(wǎng)絡(luò)本缠。
(2) 變頻器的電源線直接從變壓器側(cè)供電斥扛。
(3) 在條件許可的情況下，可以采用單獨(dú)的變壓器丹锹。
(4) 在采用外部開關(guān)量控制端子控制時(shí)稀颁，連接線路較長時(shí)，建議采用屏蔽電纜楣黍。當(dāng)控制線路與主回路電源均在地溝中埋設(shè)時(shí)匾灶，除控制線必須采用屏蔽電纜外棱烂，主電路線路必須采用鋼管屏蔽穿線，減小彼此干擾阶女，防止變頻器的誤動作颊糜。
(5) 在采用外部模擬量控制端子控制時(shí)，如果連接線路在1M以內(nèi)秃踩，采用屏蔽電纜連接衬鱼，并實(shí)施變頻器側(cè)一點(diǎn)接地即可；如果線路較長酿萄，現(xiàn)場干擾嚴(yán)重的場合序机，建議在變頻器側(cè)加裝DC/DC隔離模塊或者采用經(jīng)過V/F轉(zhuǎn)換，采用頻率指令給定模式進(jìn)行控制争峭。
(6) 在采用外部通信控制端子控制時(shí)寥只，建議采用屏蔽雙絞線，并將變頻器側(cè)的屏蔽層接地(PE)馍逗，如果干擾非常嚴(yán)重冻找，建議將屏蔽層接控制電源地(GND)。對于RS232通信方式烦盛，注意控制線路盡量不要超過15m梦迂，如果要加長，必須隨之降低通信波特率紧邑，在100m左右時(shí)豫阻，能夠正常通信的波特率小于600bps。對于RS485通信伞缺，還必須考慮終端匹配電阻等苍糠。對于采用現(xiàn)場總線的高速控制系統(tǒng)，通信電纜必須采用專用電纜啤誊，并采用多點(diǎn)接地的方式岳瞭，才能夠提高可靠性。
電網(wǎng)質(zhì)量問題
在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)蚊锹、電鍍電源瞳筏、電解電源等場合，電壓經(jīng)常出現(xiàn)閃變牡昆；在一個(gè)車間中姚炕，有幾百臺變頻器等容性整流負(fù)載在工作時(shí)，電網(wǎng)的諧波非常大丢烘，對于電網(wǎng)質(zhì)量有很嚴(yán)重的污染柱宦，對設(shè)備本身也有相當(dāng)?shù)钠茐淖饔茫p則不能夠連續(xù)正常運(yùn)行，重則造成設(shè)備輸入回路的損壞掸刊∶飧猓可以采取以下的措施：集中整流的直流共母線供電方式
(1) 在高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、電鍍電源忧侧、電解電源等場合建議用戶增加無功靜補(bǔ)裝置堵沈，提高電網(wǎng)功率因數(shù)和質(zhì)量。
(2) 在變頻器比較集中的車間红狗，建議采用集中整流烂锤，直流共母線供電方式。建議用戶采用12脈沖整流模式暂呈。優(yōu)點(diǎn)是架暗，諧波小、節(jié)能辜辰，特別適用于頻繁起制動约粒、電動運(yùn)行與發(fā)電運(yùn)行同時(shí)進(jìn)行的場合。
(3) 變頻器輸入側(cè)加裝無源LC濾波器束敦，減小輸入諧波侨直，提高功率因數(shù)，成本較低匾瓣，可靠性高靠婴，效果好。
(4) 變頻器輸入側(cè)加裝有源PFC裝置袱耽，效果最好杀餐，但成本較高。
變頻器的保養(yǎng)
1)工作溫度朱巨。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件史翘，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)品一般要求為0～55℃冀续，但為了保證工作安全琼讽、可靠，使用時(shí)應(yīng)考慮留有余地洪唐，最好控制在40℃以下钻蹬。在控制箱中，變頻器一般應(yīng)安裝在箱體上部凭需，并嚴(yán)格遵守產(chǎn)品說明書中的安裝要求脉让，絕對不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。
2)環(huán)境溫度功炮。溫度太高且溫度變化較大時(shí)，變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會大大降低薪伏，甚至可能引發(fā)短路事故墅瑟。必要時(shí)，必須在箱中增加干燥劑和加熱器疯蓄。
3)腐蝕性氣體枪素。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大，不僅會腐蝕元器件的引線猩镰、印刷電路板等芹倔，而且還會加速塑料器件的老化，降低絕緣性能氨鹤，在這種情況下威脯，應(yīng)把控制箱制成封閉式結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行換氣何煞。
4)振動和沖擊跨略。裝有變頻器的控制柜受到機(jī)械振動和沖擊時(shí)，會引起電氣接觸不良柿患。這時(shí)除了提高控制柜的機(jī)械強(qiáng)度烁犀、遠(yuǎn)離振動源和沖擊源外，還應(yīng)使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關(guān)之類產(chǎn)生振動的元器件森枪。設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后视搏，應(yīng)對其進(jìn)行檢查和維護(hù)。
5)防止電磁波干擾县袱。變頻器在工作中由于整流和變頻浑娜，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表显拳、儀器有一定的干擾因此棚愤，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)，應(yīng)該選用金屬外殼杂数，屏蔽變頻器對儀表的干擾宛畦。所有的元器件均應(yīng)可靠接地，除此之外揍移，各電氣元件次和、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應(yīng)接地那伐。如果處理不好電磁干擾踏施，往往會使整個(gè)系統(tǒng)無法工作，導(dǎo)致控制單元失靈或損壞披滑。
6)防止輸入端過電壓徒锄。變頻器電源輸入端往往有過電壓保護(hù)，但是，如果輸入端高電壓作用時(shí)間長安芋，會使變頻器輸入端損壞才延。因此，在實(shí)際運(yùn)用中售芳，要核實(shí)變頻器的輸入電壓陈园、單相還是三相和變頻器使用額定電壓。特別是電源電壓極不穩(wěn)定時(shí)要有穩(wěn)壓設(shè)備肿犁，否則會造成嚴(yán)重后果湘志。
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