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低壓變頻器應(yīng)用分析

文檔作者：張朝偉文檔來(lái)源：中海煉化惠州煉化分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月09日
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曼l 變頻技術(shù)
低壓變頻器應(yīng)用分析
張朝偉
(中海煉化惠州煉化分公司，廣東惠州 516086)
[摘要] 針對(duì)低壓變頻器故障率較高現(xiàn)狀，從選型、安裝調(diào)試和運(yùn)維等方面分析其原因，以供同行參考。
關(guān)鍵詞 低壓變頻器選型安裝調(diào)試運(yùn)維
1低壓變頻器選型注意事項(xiàng)
1．1低壓變頻器選型
目前，大多用戶均根據(jù)變頻器生產(chǎn)廠家的說(shuō)明書或選
型手冊(cè)進(jìn)行低壓變頻器選型。通常，變頻器生產(chǎn)廠家會(huì)提
供變頻器額定電流，可配用電機(jī)的額定功率和額定容量。
其中可配用電機(jī)的參數(shù)均為變頻器生產(chǎn)廠家根據(jù)本廠家或
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)給出，不能真實(shí)反映變頻器帶負(fù)載的能力，
因此，選擇變頻器時(shí)一定以電機(jī)額定電流不超過(guò)變頻器額
定電流為原則，以生產(chǎn)廠家提供的可配用電機(jī)的參數(shù)為參
考。另外，選擇變頻器時(shí)還應(yīng)了解工藝情況和電機(jī)有關(guān)參
數(shù)，并注意電機(jī)的類型和工作特性。
(1)變頻器額定電流的選擇。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，為保證
變頻器的安全可靠運(yùn)行，變頻器的額定電流一定要大于所
帶負(fù)載(電機(jī))的額定電流，特別是對(duì)于負(fù)載性質(zhì)經(jīng)常變化
的電機(jī)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，變頻器額定電流為1．O5倍及以上電
機(jī)額定電流為宜。
(2)變頻器額定電壓的選擇。變頻器額定電壓按變頻
器輸入側(cè)母線電壓選擇。原則上，變頻器額定電壓需與輸
入電壓一致，輸人電壓過(guò)高會(huì)損壞變頻器。
1．2低壓變頻器選型中常見問(wèn)題
(1)負(fù)載類型和變頻器匹配。石油化工行業(yè)負(fù)載主要
有泵類和風(fēng)機(jī)類。其中，泵類又分為水泵、油泵、助劑
泵、計(jì)量泵、提升泵、攪拌泵、洗滌泵等，提升泵、攪拌
泵、洗滌泵多為重載負(fù)荷，其余為常規(guī)負(fù)載；風(fēng)機(jī)類又分
為空氣冷卻風(fēng)機(jī)、鍋爐引送風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)
等，空氣冷卻風(fēng)機(jī)、鍋爐引送風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)為重載負(fù)荷，一
般按重載負(fù)荷考慮，其余為常規(guī)負(fù)荷。在選用變頻器時(shí)，
應(yīng)按負(fù)載性質(zhì)選型。若不清楚負(fù)載類型，或負(fù)載類型在不
同工藝條件下有變化，則建議按重載負(fù)荷選擇變頻器，以
避免選型不匹配。
(2)環(huán)境條件對(duì)變頻器的影響。通常，變頻器對(duì)環(huán)境
溫度和濕度要求較高。環(huán)境溫度在3O℃及以下，相對(duì)濕度
在8O％及以下，海拔高度在1 O00m以下時(shí)，變頻器按額
定電流運(yùn)行較安全；如果環(huán)境溫度超過(guò)4O℃ ，那么隨著環(huán)
境溫度的升高，變頻器的實(shí)際容量和實(shí)際運(yùn)行電流會(huì)逐步
降低；如果環(huán)境相對(duì)濕度超過(guò)90 ，那么就有可能結(jié)露，
會(huì)導(dǎo)致變頻器內(nèi)部元器件短路；如果海拔高度超過(guò)
1 O00m，那么變頻器輸出功率會(huì)下降。除此之外，變頻器
應(yīng)避免安裝在粉塵環(huán)境中。
(3)變頻器可選件選型。變頻器可選件選型不當(dāng)，會(huì)
導(dǎo)致變頻器故障率偏高，集中表現(xiàn)在濾波器、電抗器選型
較差。
2低壓變頻器一次回路接線方式選擇
在低壓變頻器一次回路中，進(jìn)線開關(guān)、變頻器本體、
保護(hù)控制系統(tǒng)的安裝位置基本一致，而接觸器、濾波器、
電抗器在一次回路中安裝位置不同會(huì)產(chǎn)生不同效果。
2．1接觸器安裝位置選擇
接觸器主要有兩種接線方式：安裝于變頻器本體后和
安裝于變頻器本體前。接觸器安裝于變頻器本體后，電機(jī)
處于備用狀態(tài)時(shí)，變頻器在帶電狀態(tài)。其優(yōu)點(diǎn)為變頻器在
電機(jī)頻繁啟動(dòng)時(shí)不存在頻繁沖擊；缺點(diǎn)是變頻器長(zhǎng)期帶
電，存在電能損耗。接觸器安裝于變頻器本體前，電機(jī)處
于備用狀態(tài)時(shí)，變頻器在停電狀態(tài)。其優(yōu)點(diǎn)為電機(jī)處于備
用狀態(tài)時(shí)完全斷電，無(wú)電能損耗；缺點(diǎn)是電機(jī)頻繁啟動(dòng)對(duì)
變頻器造成頻繁充電沖擊，影響變頻器元器件的使用壽
命。綜上，若電機(jī)不頻繁啟動(dòng)，則可將接觸器安裝于變頻
器本體前，但將接觸器安裝于變頻器本體后更佳；若電機(jī)
頻繁啟動(dòng)，則建議將接觸器安裝于變頻器本體后。
2．2濾波器選擇
在變頻器電源側(cè)對(duì)諧波要求非常高或不允許有諧波產(chǎn)
生的情況下，必須配置輸入濾波器。輸出濾波器一般在控
制要求精度高時(shí)選用。輸入濾波器主要是對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行濾
波，抑制電網(wǎng)諧波作用于變頻器，同時(shí)抑制變頻器整流產(chǎn)
生的諧波返回電網(wǎng)。輸出濾波器主要是對(duì)變頻器輸出波形
進(jìn)行優(yōu)化，濾除諧波，使輸出波形更趨正弦化。
2．3電抗器選擇
輸入電抗器可抑制電網(wǎng)側(cè)諧波，保護(hù)整流橋。輸出電
抗器在變頻器輸出電纜超過(guò)規(guī)定長(zhǎng)度(一般允許電纜長(zhǎng)度
為250m)時(shí)選配。輸入電抗器用來(lái)限制電網(wǎng)電壓突變和操
收稿日期：2o13—03—25
作者簡(jiǎn)介：張朝偉(1969一)，電氣高級(jí)工程師，從事石油化工行業(yè)電氣運(yùn)行維護(hù)管理工作。
48 J WWW．chinaet．net l電工技術(shù)
變頻技術(shù)I
作過(guò)電壓引起的電流沖擊，平滑電源電壓中包含的尖峰脈
沖或平滑橋式整流電路換相時(shí)產(chǎn)生的電壓缺陷。輸出電抗
器的主要作用是補(bǔ)償長(zhǎng)線分布電容，提高輸出高頻阻抗，
減少高頻漏電流，延長(zhǎng)變頻器到電機(jī)的電纜距離。是否選
用電抗器，用戶可根據(jù)自身情況決定，建議選配輸入／輸
出電抗器。
2．4 測(cè)量用電流互感器位置選擇
通常，對(duì)于功率不小于30kW 電機(jī)的控制回路，要求
安裝電流表。目前，測(cè)量用電流互感器普遍有兩種安裝方
式：一為安裝于進(jìn)線開關(guān)側(cè)，即變頻器前側(cè)，其優(yōu)點(diǎn)是顯
示較穩(wěn)定，且測(cè)量值為工頻電流，缺點(diǎn)為變頻器運(yùn)行時(shí)不
能顯示真實(shí)的電機(jī)運(yùn)行電流；二為安裝于一次回路輸出
側(cè)，即變頻器后側(cè)，其優(yōu)點(diǎn)為無(wú)論變頻運(yùn)行還是工頻運(yùn)
行，均可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)此回路電機(jī)的運(yùn)行電流，缺點(diǎn)為變頻運(yùn)
行時(shí)顯示電流為非工頻電流，不穩(wěn)定。根據(jù)實(shí)際情況，建
議將測(cè)量用電流互感器安裝于變頻器后側(cè)，以便于監(jiān)測(cè)電
機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流。
3變頻器安裝環(huán)境選擇
在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，變頻器在較差環(huán)境中工作時(shí)故障率
明顯較高，特別對(duì)溫度、濕度和灰塵較為敏感，因此選擇安
裝環(huán)境時(shí)一定要選擇溫度、濕度可控，灰塵小的環(huán)境。
3．1環(huán)境溫度
變頻器極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)品設(shè)計(jì)使用環(huán)境一
般為0~55~C，但實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，溫度最好控制在35~C以
下，否則溫度越高，變頻器帶負(fù)載能力將逐步降低。
3．2環(huán)境濕度
變頻器周圍環(huán)境濕度較大時(shí)，變頻器內(nèi)部易結(jié)露，特
別是濕度大于90 時(shí)，其內(nèi)部元器件的絕緣性能會(huì)大幅降
低，甚至可能引發(fā)短路事故。因此，一定要控制好變頻器
的環(huán)境濕度，必要時(shí)采取除濕措施。
3．3腐蝕性氣體
變頻器應(yīng)避免在腐蝕性較大的氣體環(huán)境中使用，否則
腐蝕性氣體會(huì)腐蝕電子元器件的引線、印刷電路板等，而
且還會(huì)加速電路板的老化，降低絕緣性能，縮短變頻器的
使用壽命。
3．4灰塵環(huán)境
變頻器應(yīng)盡量避免在灰塵大的環(huán)境中使用，特別在具
有焦化粉塵的環(huán)境，若必須使用，一定要定期清掃灰塵，
否則，灰塵積存較多會(huì)導(dǎo)致變頻器電子元器件短路損壞。
4變頻器運(yùn)維注意事項(xiàng)
(1)在石油化工行業(yè)，很多設(shè)備要求變頻器具有晃電
自啟動(dòng)功能。雖然多數(shù)變頻器具有此功能，但是廠家參考
默認(rèn)值為非自啟動(dòng)。
(2)變頻器具有過(guò)電流保護(hù)自動(dòng)復(fù)位功能，復(fù)位次數(shù)
可設(shè)定為0～5次(默認(rèn)值為5)。為了更好地記錄故障，建
議用戶將復(fù)位次數(shù)設(shè)為0，即不允許自動(dòng)復(fù)位，這樣便于
查找故障，并可避免電機(jī)過(guò)載運(yùn)行。
(3)根據(jù)實(shí)際情況，將變頻器風(fēng)扇故障停機(jī)改為報(bào)
警，可避免風(fēng)扇故障引起變頻器跳閘。
(4)一定要按變頻器說(shuō)明書的上電順序上電，以避免
損壞變頻器。
(5)變頻器運(yùn)行過(guò)程中一定要定期巡檢，及時(shí)查看變
頻器運(yùn)行情況。
(6)變頻器運(yùn)行頻率最好不低于15Hz，盡可能杜絕低
于5Hz。
(7)變頻器要定期維護(hù)，特別是運(yùn)行于灰塵較大環(huán)境
的變頻器，一定要定期清掃灰塵。清掃灰塵時(shí)最好使用吸
塵器，應(yīng)杜絕采用濕布擦拭變頻器的電子元器件。需要清
洗時(shí)，可采用電子元器件專用清洗劑進(jìn)行清洗。變頻器的
冷卻風(fēng)扇要定期檢查，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)更換，避免因風(fēng)扇故
障導(dǎo)致變頻器局部發(fā)熱。
5結(jié)束語(yǔ)
綜上分析可看出，低壓變頻器故障由多方面原因引
起。在實(shí)際應(yīng)用中，一定要根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)正確選擇低壓
變頻器，注意將變頻器安裝在合適的工作環(huán)境中，合理設(shè)
置變頻器的有關(guān)參數(shù)，同時(shí)做好定期運(yùn)維工作，以保證低
壓變頻器的安全可靠運(yùn)行。
(編輯彭 湃)
(上接第37頁(yè))
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(編輯楊正君)
電工技術(shù)I 2013l 7期l49

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