主頁 > 技術文章 > 工業(yè)自動化設備中變頻器使用要注意的問題 2024-10-24

工業(yè)自動化設備中變頻器使用要注意的問題

近年來隨著電力電子技術、功率半導體器件及變頻控制理論的發(fā)展，變頻器作為一種智能控制電源已被廣泛應用于各行業(yè)，國產(chǎn)變頻器日漸出現(xiàn)在市場上，主要以通用型變頻器為主。在自動化變頻器的使用中，由于對變頻器的選型及使用不當，往往會引起變頻器不能正常運行、甚至引發(fā)設備故障，導致生產(chǎn)中斷，帶來不必要的經(jīng)濟損失。本文主要講述變頻器通用型為例在應用中出現(xiàn)的常見故障及處理方法和使用應注意的幾個問題，以便用戶參考。
1、選型：
    一臺喂料油隔泵采用自動化變頻控制，電機型號為JR127_10、115kW，Ue＝380V，Ie=231A,使用FRNll0P7-4EX變頻器。運行中發(fā)現(xiàn)有時雖然給定頻率高，但實際頻率調不上去、變頻器跳閘頻繁，故障指示為“OLl”，即變頻器過載。經(jīng)檢查，變頻器的額定電流為210A，而油隔泵電機在高下料量時運行電流在220A左右波動，驅動轉矩達到極限設定，使頻率不能上調，運行電流大于變頻器額定電流，變頻器過流跳停。分析認為其原因是變頻器容量選擇偏小。
    變頻器的選型應滿足以下條件：
(1)電壓等級與控制電機相符。
(2)額定電流為控制電機額定電流的1．1~1．5倍。
(3)根據(jù)被控設備的負載特性選擇變頻器的類型。
    油隔泵為恒轉矩負載，最好選用驅動轉矩極限范圍寬的G7變頻器。選擇FRNl60G7_4EX，變頻器額定電壓為400V，額定輸出電流為304A，驅動轉矩極限為150％，改用FRNl60G7。4EX后，上述問題再也沒有發(fā)生。
2、安裝環(huán)境：
    由于變頻器集成度高，整體結構緊湊，自身散熱量較大，因此對安裝環(huán)境的溫度、濕度和粉塵含量要求高。在工業(yè)自動化設備中的變頻器安裝于操作室內，因安裝車間屬于干法車間，變頻器運行環(huán)境差，操作室粉塵多，夏季室內溫度高，曾多次發(fā)生變頻器故障。在對操作室進行密封和加冷卻設施后，情況大為改善。后來因操作室集中空調冷凝水較多，距離柜子太近，發(fā)生了一起變頻器控制板元件損壞的故障�？梢娫诎惭b變頻器的同時，必須為變頻器提供一個好的運行環(huán)境。
3、參數(shù)設定：
    變頻器的設定參數(shù)多，每個參數(shù)均有一定的選擇范圍，使用中常常遇到因個別參數(shù)設置不當，導致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。
(1)外加起停按鈕及電位器調頻無效。變頻器出廠時設定為通過鍵盤面板操作，外部控制無效，端子FWD_CM用短接片短接。選擇外部起停及調頻控制時，必須將該短接片去掉。出現(xiàn)上面問題，可能是FWD，CM短接片未取掉，操作方式和調頻方式參數(shù)選擇錯誤所致，應重點對該部分進行檢查。
(2)變頻器在電機空載時工作正常，但不能帶載起動。這種問題常常出現(xiàn)在恒轉矩負載。山西鋁廠一臺FRNl60P7。4EX變頻器在試車時電機空試正常、但一帶負荷即跳閘，提高了加減速時間后仍無法帶載。繼續(xù)檢查轉矩提升值，將轉矩提升值由“2”改為“7”后，提高了低頻時的電壓輸出。改善了低頻時的帶載特性，電機帶載正常。遇到上述問題時應重點檢查加、減速時間設定及轉矩提升設定值。
(3)變頻器投入運行、電機還未起動就過載跳停。工廠一臺7．5kW_6極電機采用變頻控制，變頻器在投入運行起動時、頻繁跳停。經(jīng)查原設定時將偏置頻率設定為2H2、變頻器在接到運行指令但未給出調頻信號之前、受控電機將一直接收2H2的低頻運行指令而無法起動。經(jīng)測定該電機堵轉電流達到47A，約為電機額定電流3倍，變頻器過載保護動作屬正常。改偏置頻率為0Hz，電機起動正常。
(4)頻率已經(jīng)達到較大值，但電機轉速仍不高。一臺新投用的變頻器頻率設置顯示已經(jīng)很大，但電機轉速明顯較同頻率下其它電機低。檢查頻率增益設定值為150％。由頻率設定信號增益定義可知：設定增益為設定模擬頻率信號對輸出頻率的比率，假設設定頻率為30Hz，實際輸出頻率僅為20H2。將設定增益改為100％后，問題得到解決。
(5)頻率上升到一定數(shù)值，繼續(xù)向上調節(jié)時，頻率保持在一定值不斷跳躍，轉速不能提高。變頻器工作時，將自動計算輸出轉矩，并將輸出轉矩限制在設定值內。如果驅動轉矩設定值偏小，將可能因輸出轉矩受到限制，使變頻器輸出頻率達不到給定頻率。遇到上面的問題，應檢查驅動轉矩設定值是否偏小，變頻器的容量是否偏小，再設法解決。
4、故障診斷：
    在工業(yè)自動化設備中的變頻器擁有較強的故障診斷功能，對變頻器內部整流、逆變部分，CPU及外圍通訊與電動機等故障進行保護。變頻器在保護跳閘后故障復位前，將一直顯示故障代碼。根據(jù)故障指示代碼確定故障原因，可縮小故障查找范圍，大大減少故障查找時間。
(1)一臺變頻器在清掃后啟動時，顯示“OH2”故障指示跳停，OH2指變頻器外部故障。出廠時連接外部故障信號的端子“THR”與“CM”之間用短接片短接，因這臺變頻器沒有加裝外保護，THR_CM仍應短接。經(jīng)檢查，由于66THR”與“CM’之間的短接片松動，在清掃時掉下�；謴投探悠笞冾l器運行正常。
(2)變頻器一啟動就跳停，故障指示為“OCl”、OCl為加速時過電流，懷疑為電機故障，將變頻器與電機連接線斷開，檢查電機繞組匝間短路。更換電機后變頻器運行正常。
(3)夏季如果變頻器操作室的制冷、通風效果不良，環(huán)境溫度升高，則經(jīng)常發(fā)生“OHl”、“OH3”過熱保護跳停。這時應檢查變頻器內部的風扇是否損壞，操作室溫度是否偏高，應采取措施進行強制冷卻，保證變頻器安全過夏。
(4)變頻器在頻率調到15Hz以上時，“LU”欠電壓保護動作。“LU”保護信號指整流電壓不足。我們從整流部分向變頻器電源輸入端檢查，發(fā)現(xiàn)電源輸入側缺相，由于電壓表從另外兩相取信號，電壓表指示正常，沒有及時發(fā)現(xiàn)變頻器輸入側電源缺相。輸入端缺相后，由于變頻器整流輸出電壓下降，在低頻區(qū)、因充電電容的作用還可調頻，但在頻率調至一定值后，整流電壓下降較快、造成變頻器“LU”跳閘。
5、維護：
在工業(yè)自動化設備中的變頻器運行過程中，可以從設備外部目視檢查運行狀況有無異常，專職點檢員可以通過鍵盤面板轉換鍵查閱變頻器的運行參數(shù)，如輸出電壓、輸出電流、輸出轉矩、電機轉速等，掌握變頻器日常運行值的范圍，以便及時發(fā)現(xiàn)變頻器及電機問題。此外，還要注意以下幾點：
(1)設專人定期對變頻器進行清掃、吹灰，保持變頻器內部的清潔及風道的暢通。
(2)保持變頻器周圍環(huán)境清潔、干燥。嚴禁在變頻器附近放置雜物．
(3)每次維護變頻器后，要認真檢查有無遺漏的螺絲及導線等，防止小金屬物品造成變頻器短路事故。
(4)測量變頻器(含電機)絕緣時，應當使用500V兆歐表。如僅對變頻器進行檢測，要拆去所有與變頻器端子連接的外部接線。清潔器件后，將主回路端子全部用導線短接起來，將其與地用兆歐表試驗，如果兆歐表指示在5M歐以上，說明是正常的，這樣做的目的是減少搖測次數(shù)。

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