冶金企业变频器的选型与使用

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[摘 要]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。它把工频电源变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。

[关键词]变频器 选型 参数设置 维护

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0005-01

一、引言

随着电力电子技术的不断发展完善，新的控制理论的提出与完善，交流变频调速技术日益显现出优异的控制及调速性能，高效率、易维护等特点，加之它的价格不断下降，使其在机械设备的调速领域中应用日益广泛。现在变频调速装置在工厂中已经得到了广泛的应用，作为一名电气方面的专业技术人员，对变频器的使用与维护是我必须了解的知识，下面总结一下我对变频器使用及维护中的一些心得体会。

二、变频器使用之选型

变频器的正确选用对于机械设备电控系统的正常运行是至关重要的。选择变频器，首先要按照机械设备的类型、负载转矩特性、调速范围、静态速度精度、起动转矩和使用环境的要求，然后决定选用何种控制方式和防护结构的变频器最合适。所谓合适是在满足机械设备的实际工艺生产要求和使用场合的前提下，实现变频器应用的最佳性价比。

2.1 机械设备的负载转矩特性

人们在实践中常将生产机械根据负载转矩特性的不同，分为三大类型：恒转矩负载、恒功率负载和流体类负载。

2.1.1恒转矩负载

在这类负载中，负载转矩TL与转速n无关，任何转速下TL总保持恒定或基本恒定，负载功率则随着负载速度的增高而增加。变频器拖动恒转矩性质的负载时，低速时的输出转矩要足够大，并且要有足够的过载能力。如果需要在低速下长时稳速运行，应该考虑标准笼型异步电动机的散热能力，避免电动机温升过高。

2.1.2恒功率负载

这类负载的特点是需求转矩TL与转速n大体成反比，但其乘积即功率却近似保持不变。负载的恒功率性质应该是就一定的速度变化范围而言的。当速度很低时，受机械强度的限制，TL不可能无限增大，在低速下转变为恒转矩性质。负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有很大的影响。电动机在恒磁通调速时，最大允许输出转矩不变，属于恒转矩调速；而在弱磁调速时，最大允许输出转矩与速度成反比，属于恒功率调速。

2.2 根据负载特性选取适当控制方式的变频器

随着技术的进步，变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。下表综述了近年来各种变频器控制方式的性能特点。

综上所述，异步电动机变频控制选用不同的控制方法，就可以得到不同性能特点的调速特性。

三、变频器使用之参数设置

常用变频器，一般出厂时，厂家对每一个参数都有一个默认值，这些参数叫工厂值。在这些参数值的情况下，用户能以面板操作方式正常运行的，但用面板操作并不能满足大多数传动系统的要求。所以，用户在正确使用变频器之前，要对变频器参数从以下几个方面进行考虑：

3.1 确认电机参数，变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。

3.2 变频器采取的控制方式，即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。

3.3 设定变频器的启动方式，一般变频器在出厂时设定从面板启动，用户可以根据实际情况选择启动方式，可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。

3.4 给定信号的选择，一般变频器的频率给定也可以有多种方式，面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定，当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和。正确设置以上参数之后，变频器基本上能正常工作，如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。

四、使用之参数设置类故障的处理

一旦发生了参数设置类故障后，变频器都不能正常运行，一般可根据说明书进行修改参数。如果以上不行，最好是能够把所有参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置，对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。

1.过压类故障

变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以 380V线电压计算，则平均直流电压Ud= 1.35 U线=513V。在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上至760V左右时，变频器过电压保护动作。因此，变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器，常见的过电压有两类。 一是输入交流电源过压 。 这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发生在节假日负载较轻，电压升高或降低而线路出现故障，此时最好断开电源，检查、处理。二是发电类过电压 。这种情况出现的概率较高，主要是电机的同步转速比实际转速还高，使电动机处于发电状态，而变频器又没有安装制动单元，可以引起这一故障。

2.过流类故障

过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。

3.过载类故障

过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短，直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。

五、变频器的安装设计基本要求

1、变频器应该安装在控制柜内部。

2、变频器最好安装在控制柜内的中部；变频器要垂直安装，正上方和正下方要避免安装可能阻挡排风、进风的大元件。

3、变频器上、下部边缘距离控制柜顶部、底部、或者隔板、或者必须安装的大元件等的最小间距，应该大于300mm。

4、如果特殊用户在使用中需要取掉键盘，则变频器面板的键盘孔，一定要用胶带严格密封或者采用假面板替换，防止粉尘大量进入变频器内部。

5、对变频器要进行定期维护，及时清理内部的粉尘等。

6、其它的基本安装、使用要求必须遵守用户手册上的有关说明；如有疑问请及时联系相应厂家技术支持人员。

六、结束语

以上是我在生产中通过使用变频器和学习相关知识，对变频器的使用及维护等方面的一些观点，希望可以帮助到大家更好的了解变频器，更好的使用它。

参考文献

[1] 王伟.变频器选型问题浅析[J].装备制造.2010（04）.

[2] 李玉华，韩金玲.通用变频器的调试与维护[J].农业科技与装备.2009（02）.

[3] 杨卫红，卫永锋.变频器在企业生产中的应用[J].山西冶金.2009（02）.