高壓變頻器及其附屬設(shè)備的安裝、調(diào)試、日常維護(hù)及維修工作如果不得當(dāng)，容易給用戶造成直接或間接損失。本文根據(jù)大量實(shí)際應(yīng)用情況，從應(yīng)用環(huán)境、電磁干擾與抗干擾、電網(wǎng)質(zhì)量、電機(jī)絕緣等方面對(duì)高壓變頻器在應(yīng)用中需要注意的問題進(jìn)行了分析，并提出了一些建議。

一、工作環(huán)境問題

在變頻器實(shí)際應(yīng)用中，由于國內(nèi)客戶除少數(shù)有專用機(jī)房外，大多為了降低成本，將變頻器直接安裝于工作現(xiàn)場。工作現(xiàn)場一般粉塵大、溫度高，南方有濕度大的問題，在有色冶金行業(yè)還有金屬粉塵，在化工行業(yè)還有腐蝕性氣體和粉塵等等，因此必須根據(jù)現(xiàn)場情況做出相應(yīng)的對(duì)策。

1.1變頻器的安裝設(shè)計(jì)基本要求

(1) 在多粉塵場所，特別是多金屬粉塵、絮狀物的場所使用變頻器時(shí)，要求整體密封，通過專門設(shè)計(jì)的進(jìn)、出風(fēng)口進(jìn)行通風(fēng)，在進(jìn)風(fēng)口處安裝防塵網(wǎng)或過濾網(wǎng)等。

(2) 安裝、使用必須遵守用戶手冊(cè)要求，如有疑問請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系廠家技術(shù)支持人員。

1.2變頻器的防塵設(shè)計(jì)要求

(1)風(fēng)道要設(shè)計(jì)合理，排風(fēng)通暢，避免在風(fēng)道內(nèi)形成渦流，產(chǎn)生灰塵堆積。

(2)風(fēng)道高度要合理，不影響排風(fēng)。出風(fēng)口要安裝防護(hù)網(wǎng)，防止絮狀雜物落入。

(3)確保控制柜頂部的軸流風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向正確，向外抽風(fēng)。安裝所需螺釘必須采用止逆彈件，防止風(fēng)機(jī)脫落造成柜內(nèi)元件和設(shè)備的損壞。建議在風(fēng)機(jī)和柜體之間加裝橡膠減振墊圈，可以減小風(fēng)機(jī)震動(dòng)造成的噪音。

(4)對(duì)變頻器柜要進(jìn)行定期維護(hù)，及時(shí)清理內(nèi)部、外部的粉塵、絮毛等雜物。維護(hù)周期可根據(jù)具體情況而定，但應(yīng)該小于2～3個(gè)月，對(duì)于粉塵嚴(yán)重的場所，建議維護(hù)周期在1周左右。

1.3變頻器的防潮設(shè)計(jì)要求

大多數(shù)廠家變頻器內(nèi)部的金屬結(jié)構(gòu)件均未進(jìn)行防潮濕霉變的特殊處理，如果變頻器長期應(yīng)用于潮濕和含有腐蝕性氣體的場合，金屬結(jié)構(gòu)件如螺釘?shù)群苋菀桩a(chǎn)生銹蝕。因此，必須對(duì)變頻器采取積極、有效、合理的防潮濕、防腐蝕氣體的措施：

(1) 變頻器可以安裝在單獨(dú)的、密閉的采用空調(diào)通風(fēng)的機(jī)房或高壓電器開關(guān)室內(nèi)。

(2) 采用獨(dú)立進(jìn)風(fēng)口。單獨(dú)的進(jìn)風(fēng)口可以設(shè)在機(jī)房墻壁的底部，通過獨(dú)立密閉的通道與外部干凈環(huán)境連接，此方法需要在進(jìn)風(fēng)口處安裝一個(gè)防塵過濾網(wǎng)。

(3) 密閉的高壓電器室內(nèi)可以加裝吸濕的干燥劑或者吸附毒性氣體的活性材料，并定期更換。

二、干擾問題

2.1 變頻器對(duì)DCS控制板的干擾

在遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，變頻器多采用DCS、PLC或者遠(yuǎn)程開關(guān)進(jìn)行控制，但變頻器產(chǎn)生的傳導(dǎo)和輻射干擾往往導(dǎo)致控制系統(tǒng)工作有時(shí)異常，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)或者改造過程中，一定要注意變頻器對(duì)DCS控制板的干擾問題。

(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，DCS控制板的屏蔽地，比較好單獨(dú)接地。對(duì)于某些干擾嚴(yán)重的場合，建議將傳感器、I/O接口屏蔽層與控制板的控制地相連。

(2) 給DCS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。在輻射干擾嚴(yán)重的場合，如周圍存在GSM或者小靈通機(jī)站時(shí)，可以對(duì)微機(jī)控制板添加金屬網(wǎng)狀屏蔽罩進(jìn)行屏蔽處理。

(3) DCS控制板的電源抗干擾措施：給變頻器輸入加裝EMI濾波器，可以有效抑制變頻器對(duì)電網(wǎng)的傳導(dǎo)干擾，加裝輸入交流和直流電抗器L1、L2，可以提高功率因數(shù)，減小諧波污染。電機(jī)與變頻器之間距離超過100m，需要在變頻器側(cè)添加交流輸出電抗器L3，解決因?yàn)檩敵鰧?dǎo)線對(duì)地分布參數(shù)造成的漏電保護(hù)和減少對(duì)外部的輻射干擾。一個(gè)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。請(qǐng)注意，在不添加交流輸出電抗器L3時(shí)，如果采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法，增大了輸出對(duì)地的分布電容，容易出現(xiàn)過流。生產(chǎn)中一般只采取其中的一種或者幾種方法。

(4) 減小變頻器對(duì)外部控制設(shè)備的干擾措施：對(duì)模擬傳感器檢測輸入和模擬控制信號(hào)進(jìn)行電氣屏蔽和隔離。在變頻器組成的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，建議不采用模擬控制，特別是控制距離大于1M，跨控制柜安裝的情況下。因?yàn)樽冾l器一般都有多段速設(shè)定、開關(guān)量輸入輸出，可以滿足要求。如果非要用模擬量控制時(shí)，建議采用屏蔽電纜，并在傳感器側(cè)或者變頻器側(cè)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端一點(diǎn)接地。如果干擾仍舊嚴(yán)重，需要實(shí)現(xiàn)DC/DC隔離措施，可以采用標(biāo)準(zhǔn)的DC/DC模塊，或者采用V/F轉(zhuǎn)換，光藕隔離再采用頻率設(shè)定輸入的方法。

2.2 變頻器本身抗干擾問題

當(dāng)變頻器的供電系統(tǒng)附近存在高頻沖擊負(fù)載場合，變頻器本身容易因?yàn)楦蓴_而出現(xiàn)保護(hù)。建議采用如下措施：

(1) 變頻器的電源線直接從變壓器側(cè)供電。

(2) 如果條件許可，可以采用單獨(dú)的變壓器。

(3) 在采用外部開關(guān)量控制端子控制時(shí)，連接線路較長時(shí)，建議采用屏蔽電纜。當(dāng)控制線路與主回路電源均在地溝中埋設(shè)時(shí)，除控制線必須采用屏蔽電纜外，主電路線路必須采用鋼管屏蔽穿線，減小彼此干擾，防止變頻器的誤動(dòng)作。

(4) 在采用外部模擬量控制端子控制時(shí)，如果連接線路在1M以內(nèi)，采用屏蔽電纜連接，并實(shí)施變頻器側(cè)一點(diǎn)接地即可；如果線路較長，現(xiàn)場干擾嚴(yán)重，建議在變頻器側(cè)加裝DC/DC隔離模塊或者采用經(jīng)過V/F轉(zhuǎn)換，采用頻率指令給定模式進(jìn)行控制。

(5) 在采用外部通信控制端子控制時(shí)，建議采用屏蔽雙絞線，并將變頻器側(cè)的屏蔽層接地(PE)，如果干擾非常嚴(yán)重，建議將屏蔽層接控制電源地(GND)。

三、電網(wǎng)質(zhì)量問題

在高頻沖擊負(fù)載場合，電壓經(jīng)常出現(xiàn)閃變。在一個(gè)電力分配系統(tǒng)中，有幾臺(tái)變頻器等容性整流負(fù)載在工作時(shí)，電網(wǎng)的諧波非常大，對(duì)于電網(wǎng)質(zhì)量有輕微的污染，對(duì)設(shè)備本身也有一定的破壞作用，輕則不能連續(xù)正常運(yùn)行，重則造成設(shè)備輸入回路有損傷。因此在高頻沖擊負(fù)載場合建議用戶增加無功靜補(bǔ)裝置，提高電網(wǎng)功率因數(shù)和質(zhì)量。

四、外部環(huán)境易引發(fā)的問題

如果變頻器操作室的制冷、通風(fēng)效果不良或風(fēng)扇損壞，易發(fā)生過熱保護(hù)跳停。應(yīng)注意保持變頻器周圍環(huán)境清潔、干燥，嚴(yán)禁在變頻器附近放置雜物，應(yīng)使之遠(yuǎn)離振動(dòng)源和沖擊源。

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，盡量降低各類電磁干擾。測量變頻器（含電機(jī)）絕緣時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用2500v兆歐表。如僅對(duì)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。

如果工作環(huán)境內(nèi)腐蝕性氣體濃度較大，不僅會(huì)腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會(huì)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。

（1）輕載過電流

如果負(fù)載很輕，卻又過電流跳閘，應(yīng)首先檢查電動(dòng)機(jī)磁路是否飽和。勵(lì)磁電流或磁通大幅度增加往往導(dǎo)致磁路飽和，此時(shí)鐵心和線圈會(huì)過熱。如磁路飽和，可通過反復(fù)調(diào)整u/f比來使變頻器正常啟動(dòng)。

（2）重載過電流

有些生產(chǎn)機(jī)械在運(yùn)行過程中負(fù)荷突然加重，甚至“卡住”，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大幅度下降，電流急劇增加，過載保護(hù)來不及動(dòng)作，導(dǎo)致過電流跳閘。

解決方法：首先了解機(jī)械本身是否有故障，如果有故障，則修理機(jī)器；如果這種過載屬于生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，則應(yīng)考慮加大電動(dòng)機(jī)和負(fù)載之間的傳動(dòng)比。適當(dāng)加大傳動(dòng)比，可減輕電動(dòng)機(jī)軸上的阻轉(zhuǎn)矩，避免出現(xiàn)帶不動(dòng)的情況。如無法加大傳動(dòng)比，則考慮增大電動(dòng)機(jī)和變頻器的容量。

（3）升速或降速中過電流

這往往是由于升速或降速過快而引起的。可通過延長升（降）速時(shí)間或準(zhǔn)確預(yù)置升（降）速自處理（防失速）功能解決。

（4）過載

如出現(xiàn)過載現(xiàn)象，應(yīng)重點(diǎn)檢查以下三方面：機(jī)械負(fù)荷是否過重？三相電壓是否平衡？是否是由于變頻器內(nèi)部的電流檢測部分發(fā)生故障而引起的誤動(dòng)作？之后依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理。

五、結(jié)束語

以上內(nèi)容是根據(jù)變頻器實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，從應(yīng)用環(huán)境、電磁兼容、電網(wǎng)質(zhì)量、電機(jī)絕緣等方面，有針對(duì)性地提出了一些解決問題的方法及改進(jìn)建議，希望在大家實(shí)際應(yīng)用中起到一定的參考價(jià)值。