轧钢工程变频电机的调试技术

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摘要：本文主要介绍了根据工业轧钢工程中变频电机的调试方法及过程，从变频器工作原理、内部构造以及辅助变频电机工作的一些必不可少的设备进行了简要的分析。

中图分类号：TN77文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

1变频电机原理简介

变频电机，顾名思义就是可以通过改变电机的频率来调节电机的转速，根据电机的同步转速公式n=60f/p， n: 同步速度 f: 电源频率p: 电机极对数，变频电机电气控制核心部分就是变频器，变频是改变f然后改变n转速来实现的。如果仅改变频率而不改变电压，频率降低时会使电机出于过电压（过励磁），导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，最高只能是等于电机的额定电压。

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器通常采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

2变频电机的调试

2.1变频系统的电源及通讯

变频柜的主进线电源都取自入口10KV开关站，经整流变压器后，380V电压进入变频进线柜。由整流回路将380VAC变为600VDC，改变电源频率后经逆变变为电机工作电压380VAC。变频控制电源取自负荷中心，经控制变压器，将380VAC变为110VAC，变频器的380VAC风机电源和110VAC抱闸直接取自负荷中心，控制、风机、抱闸电源均在变频柜内从进线处由母线连接，并联到每个单独回路。编码器24VDC电源由变频柜内110VAC经整流模块取得。

变频系统的通讯由通信总线连接，根据工艺要求，总线经由相似工艺段的不同电机串联，将数据经变频系统的整流、逆变回路发送于主PLC。

2.2变频电机的调试

在电气安装电缆敷设、接线完毕后进入调试阶段。调试前应熟悉电气原理图，确认安装接线正确。调试主要分为通电前检查、通电设定、电机空载运行、电机负载运行四个阶段。

2.2.1通电前检查

（1） 察看变频器安装空间、通风情况、是否安全足够;铭牌是否同电机匹配;控制线是否布局合理，以避免干扰;进线与出线绝对不得接反，变频器的内部主回路负极端子N不得接到电网中线上，各控制线接线应正确无误。（2） 当变频器与电机之间的导线长度超过约50m，当该导线布在铁管或蛇皮管内长度超过约30m，存在变频器输出导线对地分布电容很大，应在变频器输出端子上先接交流电抗器，然后接到后面的导线上，最后是负载，以免过大的电容电流损坏逆变模块。在输出侧导线长的时候，还要将PWM的调制载频设置在低频率，以减少输出功率管的发热，以便降低损坏的概率。（3) 确认变频器工作状态与工频工作状态的互相切换要有接触器的互锁，不能造成短路，并且两种使用状态时电机转向相同。

（4) 电网供电不应有缺相，测定电网交流电压和电流值、控制电压值等是否在规定值，测量绝缘电阻应符合要求，电源进线端压敏电阻的保护，用高电压兆欧计时要分辩是否压敏电阻已动作。

2.2.2通电和设定

(1) 通电.通电后首先观察显示器，并按日立产品使用手册变更显示内容，检查有否异常。听看风机运转否，检查进线和出线电压，听电机运转声音是否正常，检查电机转向反了没有，反了首先要更换电机线校正。(2) 设定.设定前先读懂日立产品使用手册，电机能脱离负载的先脱离负载。变频器在出厂时设定的功能不一定刚好符合实际使用要求，因此需进行符合现场所需功能的设定。

3电机空载运行

电机空载运行前，特别注意的是对主回路的绝缘测定，如主回路端无断路器，切不可用500V摇表来测绝缘，容易将变频电路板击穿。将电机所带的负载脱离后，做以下空载运行检查:

(1) 检查电机转向;(2) 各频率点有否异常振动、共振、声音不正常，如有共振应设法使变频器频率设定点避开该点;(3) 按设定的程序从头到尾试一遍确认没有问题;(4) 模拟日常会发生的操作，将各种可能操作做一遍确认无误;(5) 听电机因调制频率产生的振动噪声是否在允许范围内，如不合适可更改调制频率，频率选高了振动噪音减小，但变频器温升增加，电机输出力矩有所下降，可能的话，调制频率低一些为好。(6) 测量输出电压和电流对称程度，对电机而言不得有10%以上不平衡

4电机负载运行

（1) 按正常负载运行，用钳型电流表测各相输出电流是否在预定值之内。(2) 对有转速反馈的闭环系统要测量转速反馈是否有效。做一下人为断开和接入转速反馈，看一看对电机电压电流转速的影响程度。(3) 检查电机旋转平稳性，加负载运行到稳定温升，电机和变频器的温度有否太高，如有太高应调整，调整可从改变以下参数着手:负载、频率、V/f曲线、外部通风冷却、变频器调制频率等。(4) 试验电动机的升降速时间有否过快过慢，不适合应重新设置。(5) 试验各类保护显示的有效性，在允许范围内尽量多做一些非破坏性的各种保护的确认。(6) 按现场工艺要求试运行一周，随时监控，并做好记录作为今后工况数据对照。

经历以上调试阶段后，电机单试基本完毕。等整个工艺生产线进行联调时，根据现场工艺要求，再对电机进行微调。

5 结语

综上所述，要对变频电机进行完整的调试，我们必须对它的电气原理、性能作用要有一个全面的了解。特别是变频系统和其它电气、机械设备控制与被控制的接口，对于我们施工单位来讲显得尤为重要。

参考文献

[1] 张燕宾.变频调速应用技术〔M〕.北京：机械工业出版社，2002

[2] 张宝玉 张毅 曹丽 自动检测技术及控制系统 北京:化学工业出版社.2004

[3] 裴岩 刘利民 变频系统综合设计与实践 内蒙古:内蒙古大学出版社