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变频器使用中的探讨

变频器使用中的探讨

点击数:7672 次   录入时间:03-04 11:38:25   整理:http://www.55dianzi.com   电工电器基础

  1.变频器前加接触器
  
  有人喜欢在变频器前增加接触器,认为在出现故障时,可以把接触器断开,从而达到保护变频器的目的。可问题的关键是变频器出现故障的信号,怎么取出和利用?只能利用变频器本身故障时的接点输出,来切断接触器。如果这样,变频器发出故障指示时,就同时封锁内部脉冲,停止工作。再来切断主接触器,完全是“事后诸葛亮”。因此,不能将接触器作为变频器的启动或停止开关使用。严重时可能会造成变频器的损坏。

  另外,这样做有几个弊病:(1)切断主电源后,BOP上的故障代码看不见,不利于故障的分析和排除。(2)接触器不得电,控制命令和功能都失效,无法施加。这样,每次操作就得先送电,不然,先送了控制命令后,再送主接触器,变频器不会启动。(3)多一个元件多一个故障点,还可能出现缺相的故障。

  2.输出端不宜配接触器
  
  当变频器处于正常运行状态时,输出端的接触器突然掉电又瞬间合上,或者误操作停、开接触器一次,变频器的报警和故障两类信号均会出现。因为变频器的捕捉再启动功能,是基于变频器本身电源也中断(电源消隐)又上电时。故障已确认,并且给定命令始终存在(0N命令一直存在),电动机才立即重新启动。这时,变频器自动捕捉电动机自由旋转时的转速,并使电动机按常规斜坡函数曲线升速到原给定的频率点。

  在不正常情况下,也有可能引起电动机的自动再启动。

  如当变频器处于启动运行状态时,即先启动了变频器,然后合上输出接触器,这种误操作,电动机几乎接近全压启动。

  不是变频器报A0922无负载,就是F0001过流。反而难以启动。或者出现接触器接触不良的情况,即缺相。此时,变频器报A0523输出侧一相断线等诸多不利情况。

  另外,当变频器的输出端接两台以上交流电机时,可以直接并联,也可以在每个电机上串接电抗器或热继电器加以隔离。这时,可采取每个电机分别串接的办法。多个小电机的功率并联总和应小于变频器的功率,不能超出。每个热继电器按每个独立电机的功率配,假如其中一个电机过载后,其热继电器的常闭触点关断其接触器,甩开过载电机。但变频器不会无载报警,还是算处于正常状态。如果变频器到电机的连接线超过50m,最好采用串接电抗器的办法,以减少电磁辐射的影响。

  多台串接接触器的电机,存在着不同步启动或停止的情况;不同步启动时,会使后启动的电机过电流。先停止的电机因其是电感性负载断电,会产生很高的瞬间反向电压,或者电机的停车发电回馈等诸多危险,将可能造成变频器的报警或损坏!所以,输出端不宜再接接触器,而宜采用在每个电机上串接电抗器的办法。

  3.电流、速度表的显示
  
  由于BOP操作面板安装在变频器上,要接到操作台上显示,就不容易实现了。一般用电流表,速度表作显示。

  若用指针式电流表,则需要配电流互感器。如果电流互感器的接人方式不对,显示值就不是真实的。如接在变频器的出口端,显示就会出问题,因为变频器的出口端电流值波形,含有丰富的谐波而不是正弦波,也不是50Hz的频率,而用指针式电流表测试电流值,要求被测对象是50Hz的正弦波,才能显示正确的有效值,达到仪表的精度等级。因此,将电流互感器接在变频器的出口端,是不对的(只有接在入口端)。

  实际变频器本身提供两路模拟量输出口,是标准的Ⅲ型信号配置,变频器出厂缺省设置为4~20mA。外接DP3等型号的数码显示仪表,刚好匹配。如果仪表的输入信号只能接收0~10V的电压信号,则可修改程序:变频器定义模拟输出的类型PO776=1,则模拟输出O~10V电压,和仪表对口。

  在选择时,什么功能的仪表,就显示什么值(实际可通过PO77l=21~27来改变输出功能电流、电压、频率等)。如仪表是3位半的转速表,变频器输出20mA电流值时(或者lOv电压),仪表对应数码显示1450rmp/min。

  4.检查变频器不宜用摇表
  
  当变频器出现故障时,常用摇表对电动机进行绝缘测试,如果不拆除与变频器的连线(拆除与变频器的连线时,要等变频器中的电容存电泄放干净后,方可进行)。摇表的电压会损坏变频器中的电子元件,造成变频器的人为损坏。或者变频器中储能元件里的能量没有泄放,会和摇表的输出电压叠加,危害更大,应予避免。

  另外,检修变频器内部,也要等其中储能元件的能量泄放干净方能进行,否则有触电的危险。

  5.变频器的调速范围
  
  尽管变频器的调速范围很广,但不是无限制的。有的人认为把速度调低,就可以取代齿轮减速箱的作用,这是不对的。

  因为,变频器在低速时,输出电压较低,交流电机的力矩相应降低,继续带动原来的额定负载,就会出现过电流现象。尽管可以修改参数提升力矩,但范围也是有限的。

  把设定频率往上调的范围也是有限的,尽管变频器可以把频率设置得很高,但因为执行机构——普通异步交流电机的额定使用频率是50Hz(专用变频电机例外)。当电机频率上升到60 Hz时,电机磁通将趋于饱和,电机出力不够,迫使电机电流增大,造成电机发热严重。按照常理,速度上升功率对应增加。但是交流异步电机变频调速,是V/f方式,频率上升到拐点后,电流不再上升,进入恒功率调速。对于变频电机来说,比普通电机的调速性能好得多。因此。一般普通异步电机的过载因子P640只有选到110%才是安全的。也即变频器的上限频率最多只在60 Hz左右。

  由此可知,变频器对异步电机的调速范围,一般不限值只能到20 Hz,上限为60Hz。

  6.电动机的冷却
  
  由于交流电机的转速一般是从额定转速往下调节,对应交流电机尾部冷却风扇的转速,也跟随电机变化。如果采用变频电机,单独接线,就不存在这个问题。我们知道,风机的风量与转速成指数关系,转速只下降一点,风量就下降很多,以致达不到冷却效果,造成电机发热。例如电机工作在25Hz时,电机尾部的冷却风扇风量,将下降到额定值风量的1/4以下,因为(1/2)2=1/4。

  采用一般异步交流电动机进行变频调速,其冷却的问题容易忽略。因此,在设计时,就要考虑冷却效果,即适当放宽交流电机的额定功率。在旧电机改造时,更要考虑冷却效果,必要时得另加外置风机。

  7.变频器的保护
  
  变频器保护功能完善,不用再增加一些“措施”。如外接熔断器、热继电器、电动机综合保护装置等,避免画蛇添足。

  8.电机的启动
  
  交流电机从静止到运转,启动电流是额定电流的五六倍甚至更高。因而采用电抗器、星三角等降压启动方式,来降低或限制启动电流。而用变频器交流电机,就方便很多,只需修改软件,便可轻而易举的实现。因此,使用变频调速就能充分降低交流电机启动电流,提高电机绕组承受力,延长电机的寿命,减少对电网的冲击等。



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  几点注意事项:

  (1)零启动方式如图下所示的接线方式,当启动命令闭合后,电位器可能处在两个极端的位置,一个是最小位置,一个是最大位置。

  在最小位置处,慢慢旋转电位器,到所需要的工作频率。

  同时观察电机的启动情况。在较低频率的情况下,电机首先建立定子磁通(低压建立磁通,电流不会很大),一旦磁通形成,频率和电压的关系建立,变频器就可以按照V/F或矢最控制方式带动负载启动。

  当电位器在最大位置时,相当于全压启动,变频器往往容易出现过流报警和故障现象。这个现象就要设法避免。

  (2)电压缓启动方式如图4所示的接线方式,当启动命令闭合后,变频器以某一固定频率启动电机。这个固定频率可能不是最低,或者在最大位置处,仍然达不到降低或限制启动电流的作用。这时,适当延长斜坡上升时间P1120,或者再激活电压软启动参数P1350,降低启动电流,使电机缓慢地顺利启动。也就说明所带负载不是很重,可以通过这种方式启动。

  并可以观察启动电流,看大电流的持续时间有多长。

  (3)启动提升问题不管何种方式,通过变频器均能减少启动电流。但是启动负载较重时,电机就不能顺利启动,会出现“憋轴”现象。长时间持续的大电流会使变频器报警或故障动作。这种情况,说明启动电压过低或斜坡上升时间过长,或者电位器在最小位置处(电位器不能从零开始,要有一个最低频率值)。改善方法有二:1)电位器的下端设置下偏置电阻,让电位器回到最小时,也保持一个最小给定值。2)修改程序参数中P1080,最小频率等于5Hz。这样电位器关断到最小时。变频器还是有5Hz的输出。这样虽然解决了启动,但对于必须完全停止,不能保持最低频率值的情况,此法就行不通了。

  因此,按斜坡上升时间,且这种直线启动的方式不行时,必须激活参数P1312,提升启动力矩;连续提升参数P1310;加速度提升参数P1311;提升结束点的频率值P1316等参数。这里提升和降低是一对矛盾,应当合理的选择参数值。在启动的初期,适当的提升启动电压,让电机形成启动转矩(而不是堵转),能够转动后,再按照V/F关系斜坡上升,达到设定值。这样,把提升量叠加在斜坡上升直线上,得到一个合理的启动曲线。优化这些参数,便可以得到最佳效果。

  9.电动机的停止
  
  电机的停止也不能被忽略,停机时,由于负载的惯性,电机尤法马上停止。因而常使用机械制动及在电气上的能耗制动、再生回馈制动、反接发电制动等。西门子的变频器有3种停止方式供选择;Offl使变频器按照选定的斜坡下降速率减速并停车;Off2使电动机依惯性滑行,最后停车;Off3使电动机快速地减速停车或者直流注入制动、复合制动方式。

  假如采用电气制动。西门子M系列的变频器。只能使用直流注入制动的方式。因为,变频器的电气结构是电压型逆变器,整流桥是二极管,无法向电网回馈。所以,只有按照一定斜率的方式停止,若速度指令下降得稍快时,就会出现速度超调现象。因而要快速停止,必须是能耗制动。

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