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

工業(yè)自動化設(shè)備中變頻器使用要注意的問題

近年來隨著電力電子技術(shù)、功率半導(dǎo)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(yīng)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(dāng)，往往會引起變頻器不能正常運(yùn)行、甚至引發(fā)設(shè)備故障，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。本文主要講述變頻器通用型為例在應(yīng)用中出現(xiàn)的常見故障及處理方法和使用應(yīng)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(jī)型號為JR127_10、115kW，Ue＝380V，Ie=231A,使用FRNll0P7-4EX變頻器。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)有時雖然給定頻率高，但實際頻率調(diào)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(jī)在高下料量時運(yùn)行電流在220A左右波動，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩達(dá)到極限設(shè)定，使頻率不能上調(diào)，運(yùn)行電流大于變頻器額定電流，變頻器過流跳停。分析認(rèn)為其原因是變頻器容量選擇偏小。
    變頻器的選型應(yīng)滿足以下條件：
(1)電壓等級與控制電機(jī)相符。
(2)額定電流為控制電機(jī)額定電流的1．1~1．5倍。
(3)根據(jù)被控設(shè)備的負(fù)載特性選擇變頻器的類型。
    油隔泵為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，最好選用驅(qū)動轉(zhuǎn)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(qū)動轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(shè)備中的變頻器安裝于操作室內(nèi)，因安裝車間屬于干法車間，變頻器運(yùn)行環(huán)境差，操作室粉塵多，夏季室內(nèi)溫度高，曾多次發(fā)生變頻器故障。在對操作室進(jìn)行密封和加冷卻設(shè)施后，情況大為改善。后來因操作室集中空調(diào)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(yùn)行環(huán)境。
3、參數(shù)設(shè)定：
    變頻器的設(shè)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(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)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(diào)頻無效。變頻器出廠時設(shè)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(diào)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(diào)頻方式參數(shù)選擇錯誤所致，應(yīng)重點(diǎn)對該部分進(jìn)行檢查。
(2)變頻器在電機(jī)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(zhuǎn)矩負(fù)載。山西鋁廠一臺FRNl60P7。4EX變頻器在試車時電機(jī)空試正常、但一帶負(fù)荷即跳閘，提高了加減速時間后仍無法帶載。繼續(xù)檢查轉(zhuǎn)矩提升值，將轉(zhuǎn)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(jī)帶載正常。遇到上述問題時應(yīng)重點(diǎn)檢查加、減速時間設(shè)定及轉(zhuǎn)矩提升設(shè)定值。
(3)變頻器投入運(yùn)行、電機(jī)還未起動就過載跳停。工廠一臺7．5kW_6極電機(jī)采用變頻控制，變頻器在投入運(yùn)行起動時、頻繁跳停。經(jīng)查原設(shè)定時將偏置頻率設(shè)定為2H2、變頻器在接到運(yùn)行指令但未給出調(diào)頻信號之前、受控電機(jī)將一直接收2H2的低頻運(yùn)行指令而無法起動。經(jīng)測定該電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流達(dá)到47A，約為電機(jī)額定電流3倍，變頻器過載保護(hù)動作屬正常。改偏置頻率為0Hz，電機(jī)起動正常。
(4)頻率已經(jīng)達(dá)到較大值，但電機(jī)轉(zhuǎn)速仍不高。一臺新投用的變頻器頻率設(shè)置顯示已經(jīng)很大，但電機(jī)轉(zhuǎn)速明顯較同頻率下其它電機(jī)低。檢查頻率增益設(shè)定值為150％。由頻率設(shè)定信號增益定義可知：設(shè)定增益為設(shè)定模擬頻率信號對輸出頻率的比率，假設(shè)設(shè)定頻率為30Hz，實際輸出頻率僅為20H2。將設(shè)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(diào)節(jié)時，頻率保持在一定值不斷跳躍，轉(zhuǎn)速不能提高。變頻器工作時，將自動計算輸出轉(zhuǎn)矩，并將輸出轉(zhuǎn)矩限制在設(shè)定值內(nèi)。如果驅(qū)動轉(zhuǎn)矩設(shè)定值偏小，將可能因輸出轉(zhuǎn)矩受到限制，使變頻器輸出頻率達(dá)不到給定頻率。遇到上面的問題，應(yīng)檢查驅(qū)動轉(zhuǎn)矩設(shè)定值是否偏小，變頻器的容量是否偏小，再設(shè)法解決。
4、故障診斷：
    在工業(yè)自動化設(shè)備中的變頻器擁有較強(qiáng)的故障診斷功能，對變頻器內(nèi)部整流、逆變部分，CPU及外圍通訊與電動機(jī)等故障進(jìn)行保護(hù)。變頻器在保護(hù)跳閘后故障復(fù)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(hù)，THR_CM仍應(yīng)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�(fù)短接片后變頻器運(yùn)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(jī)故障，將變頻器與電機(jī)連接線斷開，檢查電機(jī)繞組匝間短路。更換電機(jī)后變頻器運(yùn)行正常。
(3)夏季如果變頻器操作室的制冷、通風(fēng)效果不良，環(huán)境溫度升高，則經(jīng)常發(fā)生“OHl”、“OH3”過熱保護(hù)跳停。這時應(yīng)檢查變頻器內(nèi)部的風(fēng)扇是否損壞，操作室溫度是否偏高，應(yīng)采取措施進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，保證變頻器安全過夏。
(4)變頻器在頻率調(diào)到15Hz以上時，“LU”欠電壓保護(hù)動作。“LU”保護(hù)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(cè)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(cè)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(diào)頻，但在頻率調(diào)至一定值后，整流電壓下降較快、造成變頻器“LU”跳閘。
5、維護(hù)：
在工業(yè)自動化設(shè)備中的變頻器運(yùn)行過程中，可以從設(shè)備外部目視檢查運(yùn)行狀況有無異常，專職點(diǎn)檢員可以通過鍵盤面板轉(zhuǎn)換鍵查閱變頻器的運(yùn)行參數(shù)，如輸出電壓、輸出電流、輸出轉(zhuǎn)矩、電機(jī)轉(zhuǎn)速等，掌握變頻器日常運(yùn)行值的范圍，以便及時發(fā)現(xiàn)變頻器及電機(jī)問題。此外，還要注意以下幾點(diǎn)：
(1)設(shè)專人定期對變頻器進(jìn)行清掃、吹灰，保持變頻器內(nèi)部的清潔及風(fēng)道的暢通。
(2)保持變頻器周圍環(huán)境清潔、干燥。嚴(yán)禁在變頻器附近放置雜物．
(3)每次維護(hù)變頻器后，要認(rèn)真檢查有無遺漏的螺絲及導(dǎo)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(jī))絕緣時，應(yīng)當(dāng)使用500V兆歐表。如僅對變頻器進(jìn)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(dǎo)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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