主頁 > 技術(shù)文章 > 關(guān)于延長變頻器的使用壽命 2024-10-25

關(guān)于延長變頻器的使用壽命

描述：在現(xiàn)代工業(yè)自動化設(shè)備中，變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備，利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機(jī)的軟起動、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過流/過壓/過載保護(hù)等功能。在工業(yè)自動化程度中得到了廣泛的應(yīng)用。
如何延長變頻器在工業(yè)自動化設(shè)備使用中壽命，是行業(yè)內(nèi)人員都非常關(guān)注的問題，從變頻器的應(yīng)用環(huán)境、電磁干擾與抗干擾、電網(wǎng)質(zhì)量等方面進(jìn)行了分析，提出了使用變頻器時應(yīng)注意的問題及相應(yīng)的改進(jìn)建議，相信這對提高變頻器在工業(yè)自動化設(shè)備使用壽命會有顯著的效果。

一、電磁干擾對變頻器的影響：
　　在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，多采用微機(jī)或者PLC 控制技術(shù)，在系統(tǒng)設(shè)計或者改造過程中，一定要注意變頻器對微機(jī)控制板的干擾問題。變頻器受外界干擾來源，由于用戶自己設(shè)計的微機(jī)控制板一般工藝水平差，不符合EMC國際標(biāo)準(zhǔn)，在采用變頻器后，產(chǎn)生的傳導(dǎo)和輻射干擾，往往導(dǎo)致工業(yè)自動化控制系統(tǒng)工作異常，因此需要采取下述必要措施。
1、良好的接地。電機(jī)等強(qiáng)電控制系統(tǒng)的接地線必須通過接地匯流排可靠接地，微機(jī)控制板的屏蔽地，應(yīng)單獨接地。對于某些干擾嚴(yán)重的場合，建議將傳感器、I/0接口屏蔽層與自動化控制板的控制地相連。
2、給微機(jī)控制板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環(huán)等，可以有效抑制傳導(dǎo)干擾。另外，在輻射干擾嚴(yán)重的場合，如周圍存在GSM、或者小靈通基站時，可以對微機(jī)控制板添加金屬網(wǎng)狀屏蔽罩進(jìn)行屏蔽處理。
3、給變頻器輸入端加裝EMI 濾波器，可以有效抑制變頻器對電網(wǎng)的傳導(dǎo)干擾，加裝輸入交流和直流電抗器，可以提高功率因數(shù)，減小諧波污染，綜合效果好。在某些工業(yè)自動化設(shè)備中電機(jī)與變頻器之間距離超過100 m 的場合，需要在變頻器側(cè)添加交流輸出電抗器，解決因為輸出導(dǎo)線對地分布參數(shù)造成的漏電流保護(hù)和減少對外部的輻射干擾。一個行之有效的方法就是采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法，并將鋼管外殼或者電纜屏蔽層與大地可靠連接。值得注意的是在不添加交流輸出電抗器時，如果采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法，增大了輸出對地的分布電容，容易出現(xiàn)過流。當(dāng)然在實際應(yīng)用中一般采取其中的一種或者幾種方法。
4、對模擬傳感器檢測輸入和模擬控制信號進(jìn)行電氣屏蔽和隔離。在變頻器組成的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)設(shè)計過程中，建議盡量不要采用模擬控制，特別是控制距離大于1m，跨控制柜安裝的情況下。因為變頻器一般都有多段速設(shè)定、開關(guān)頻率量輸入輸出，可以滿足要求。如果非要用模擬量控制時，建議一定采用屏蔽電纜，并在傳感器側(cè)或者變頻器側(cè)實現(xiàn)遠(yuǎn)端一點接地。如果干擾仍舊嚴(yán)重，需要實現(xiàn)DC/DC隔離措施�？梢圆捎脴�(biāo)準(zhǔn)的DC/DC模塊，或者采用對v/f轉(zhuǎn)換光隔離,再采用頻率設(shè)定輸入的方法。
二、工業(yè)自動化設(shè)備中變頻器的使用環(huán)境：
1、工作溫度。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)品一般要求為0～55℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時應(yīng)考慮留有余地，最好控制在40℃以下。在控制箱中，變頻器一般應(yīng)安裝在箱體上部，并嚴(yán)格遵守產(chǎn)品說明書中的安裝要求，絕對不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。
2、環(huán)境濕度。濕度太高且溫度變化較大時，變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。必要時，必須在箱中增加干燥劑和加熱器。
3、腐蝕性氣體。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大，不僅會腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會加速塑料器件的老化，降低絕緣性能，在這種情況下，應(yīng)把控制箱制成封閉式結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行換氣。
4、振動和沖擊。裝有工業(yè)自動化設(shè)備中變頻器的控制柜受到機(jī)械振動和沖擊時，會引起電氣自動化設(shè)備接觸不良。這時除了提高控制柜的機(jī)械強(qiáng)度、遠(yuǎn)離振動源和沖擊源外，還應(yīng)使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關(guān)之類產(chǎn)生振動的元器件。工業(yè)自動化設(shè)備運(yùn)行一段時間后，應(yīng)對其進(jìn)行檢查和維護(hù)。
5、防止電磁干擾。電焊機(jī)、動力機(jī)械；遠(yuǎn)離放射線物質(zhì)及可燃物；避免直接日照：遠(yuǎn)離腐蝕性液體、瓦斯
6、防止輸入端過電壓。變頻器電源輸入端往往有過電壓保護(hù)，但是，如果輸入端高電壓作用時間長，會使變頻器輸入端損壞。因此，在實際運(yùn)用中，要核實變頻器的輸入電壓、單相還是三相和變頻器使用額定電壓。特別是電源電壓極不穩(wěn)定時要有穩(wěn)壓設(shè)備，否則會造成嚴(yán)重后果。
三、工業(yè)自動化設(shè)備中變頻控制柜的設(shè)計：
1、變頻控制柜電氣原理圖設(shè)計合理：變頻器上口不加漏電保護(hù)器、下口不加接觸器（無變頻工頻轉(zhuǎn)換）、電容、變頻柜有散熱風(fēng)扇、變頻器不用上口接觸器控制啟停。
2、變頻柜內(nèi)元器件的布局：變頻柜內(nèi)器件的合理布局和有效距離，要有足夠的散熱空間，走線合理
3、變頻器參數(shù)的合理設(shè)置：變頻器的啟動停止要合理不要用上口接觸器控制啟停、根據(jù)需要設(shè)置自由停車或減速停車。變頻器的加速減速時間、變頻器內(nèi)電機(jī)參數(shù)
四、工業(yè)自動化設(shè)備中變頻器的保養(yǎng)：
變頻器要適時清灰保養(yǎng)。保養(yǎng)要清除變頻器內(nèi)部和風(fēng)路內(nèi)的積灰，臟物，；在保養(yǎng)的同時要仔細(xì)檢查變頻器，察看變頻器內(nèi)有無發(fā)熱變色部位，水泥電阻有無開裂現(xiàn)象，電解電容有無膨脹漏液防爆孔突出等現(xiàn)象，PCB 板有否異常，有沒有發(fā)熱燒黃部位。保養(yǎng)結(jié)束后，要恢復(fù)變頻器的參數(shù)和接線，送電，帶電機(jī)工作在3Hz 的低頻運(yùn)行，以確保變頻器工作正常。
五、結(jié)語：
　　從工業(yè)自動化設(shè)備中變頻器實際應(yīng)用系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題出發(fā)，從外界因素的干擾、使用環(huán)境、電網(wǎng)質(zhì)量等方面，有針對性地提出了在實際應(yīng)用中由于不良因素對變頻器的影響，然后就此問題總結(jié)出一些解決問題的方法及改進(jìn)的建議，對于工業(yè)自動化設(shè)備中變頻器延長使用壽命能起到很好的效果，在實際工程中應(yīng)用有一定的參考價值。

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