浅谈变频器的使用

摘 要：该文通过对西门子空冷型完美无谐波系列变频器的型号选择、工作环境、故障诊断及维护方面问题的阐述，提出对西门子完美无谐波系列变频器在使用过程中应注意的问题及建议。

关键词：变频器 型号 工作环境 参数设定 故障诊断

中图分类号：N7 T73 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（a）-0085-01

大庆油田宏伟热电厂热网线路水泵中有8台采用了西门子空冷型完美无谐波系列变频器。变频器采用一拖二的方式对8台线路水泵进行控制，即8台线路水泵选用了4台变频器。变频器的型号选择及使用维护不得当，不但会使变频器不能正常工作，甚至还会损坏设备，导致热网系统不能正常的运行，造成严重的经济损失。该文以西门子完美无谐波系列变频器为例，对变频器在使用中应该注意的一些问题进行探讨。

1 变频器的型号选择

实际应用中，首先要考虑变频器是否能满足以下几个基本的条件：变频器与电动机的电压等级应相符；变频器的额定电流应为电动机额定电流的1.1～1.5倍；变频器特性应满足负载电动机的特性。

实际工作中，经常会出现变频器与电动机不匹配的现象，热网#2变频器控制#3、#4线路水泵，电动机型号为：电动机额定功率710KW，额定电压6KV，额定电流83A，使用西门子空冷型完美无谐波系列NBH高压变频器，运行中发现有时虽然给定频率高，但实际频率调不上去，变频器频繁跳闸，故障记录指示为“In Torq Limit Rollback”，即转矩限幅值降容。经检查，变频器的额定电流为86 A，而电动机在运行时电流会在额定电流83 A上下波动，当超过86 A时，变频器驱动转矩达到极限设定，使频率不能上调，运行电流大于变频器额定电流，变频器过载动作跳闸。经过分析认为原因是变频器容量选择偏小。

2 安装环境

2.1 物理环境

2.1.1 工作温度

变频器内部的电子元件功率都较大，容易受到工作温度的影响，因此，工作环境的温度一般为0～45 ℃，为确保变频器能更加安全可靠的工作，在使用时应考虑留有余地，应控制在40 ℃以下。要严格按照说明书要求进行安装，发热元件要与柜体保持足够距离，并且不要紧贴地面进行安装。

2.1.2 环境温度

确保变频器工作环境恒温，并在要求范围内。在大负荷期间，我厂热网线路水泵变频间的温度最高可达45 ℃以上，曾多次引起变频器报警或跳闸，最终我们在变频间靠近室外的墙体加了6个通风口，才使环境温度得以改善。此外，如果变频器工作环境温度较高且变化较大，内部会产生结露现象，设备的绝缘会大大降低，甚至引起短路。

2.1.3 腐蚀性气体

变频器工作环境若腐蚀性气体浓度较大，一方面会腐蚀元器件的引出引入线，单元板等，另一方面还会加速塑料器件的老化，使绝缘水平降低，因此，我们应把设备箱体制成封闭式结构，并设有换气装置。在工作中，我们要经常性的检查变频器内部通风的情况，通风不畅时，及时更换滤网，从而有效地保证变频器内部空气的流通，也使热量及时的散发。

2.2 电气环境

2.2.1 防止电磁波干扰

变频器在工作中由于整流和变频，周围会产生频率较高的电磁波，对附近的仪表、仪器都造成比较严重的干扰。所以，柜内的仪表和电子设备系统，都应选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰。除此之外，各元件、仪器及仪表之间的连络线应选用带有屏蔽层的电缆，并将屏蔽层接地。电磁干扰如果不有效的防止，常常会使系统无法正常工作，出现控制单元失灵甚至损坏等情况。我们在对#2变频器进行调试的过程中，由于电缆的屏蔽层没有可靠地接地，导致了C1单元故障，将接地恢复完好后，故障立即消失。由此可见，电磁干扰对变频器有很大的影响。

2.2.2 防止输入端过电压

变频器的高压输入电源一般都有过电压保护，但如果输入端高电压作用时间长，就会使变频器损坏。在实际运用中，一定要核实变频器的输入电压等级以及相数是否和变频器的额定电压一致。

3 故障诊断

变频器拥有较强的故障诊断功能，对变频器内部整流部分、逆变部分、CPU及通信与电动机等故障进行保护。变频器在保护跳闸后，故障复位前，将一直显示故障代码。根据故障指示代码确定故障原因，可缩小故障查找范围，缩短了查找故障的时间。下面分析一些常见的故障。

例1 夏季如果变频器操作室的制冷、通风效果不良，环境温度升高，则变频器经常发“CPU Temperature Alarm”或“CPU Temperature Fault”信号，即CPU温度超过70℃报警信号或CPU温度超过85℃故障信号。这时要检查室内温度是否过高，变频器散热风扇是否损坏以及CPU散热器是否完好。应采取措施进行强制冷却，保证变频器安全过夏。

例2 变频器一启动便跳闸，故障信号为“Mtr Therm Over Alarm”，即电动机热过载故障。说明电机温度或电机电流超出过载时间参数指定的时间，应该检查过载时间参数设定是否正确，查看电动机是否堵转以及过负荷保护是否动作。

例3 变频器运行中跳闸，同时发“Over Speed Fault”故障信号，即超速故障。说明电机速度超过限幅值菜单中过速设定值参数。通常由不正确设置或调整变频器引起。应检查电机参数菜单和变频器参数菜单中的参数是否与电机和变频器铭牌值一致。

4 维护

4.1 外观检查

变频器运行过程中，可目测设备外部运行是否存在异常，巡检时可以通过键盘面板转换键查阅变频器的运行参数，如输出电压、输出电流、输出转矩、电动机转速等，掌握变频器日常运行值的范围，以便及时发现变频器及电动机问题。

4.2 环境维护

定期安排工作人员对变频器进行清扫、吸尘、保持变频器内部的清洁及风道的畅通。同时保持变频器周围环境清洁、干燥，变频器附近严禁放置杂物。每次清洁打扫后，要再认真检查，确保无遗漏的螺丝及导线等小金属物品，对变频器造成短路事故。

5 结语

变频器在节能减排方面效果显著，能有效提高各项生产指标，但如果不能正确合理的使用、维护变频器，不但不能使变频器发挥最大效能，而且还会给设备稳定运行带来潜在威胁。

本文结合生产实践，从西门子空冷型完美无谐波变频器入手，分析变频器日常使用及维护中应该注意的问题，在此基础上提出了一些常见问题的解决方法，相信会取得较好的效果，满足生产要求。

参考文献

[1] 空冷型完美无谐波系列新一代控制NBH高压变频器产品目录.手册号：902232?_C.

[2] 马小亮.大功率交-直-交变频调速及矢量控制技术[M].北京：机械工业出版社，1998.

[3] 黄俊.电力电子变流技术[M].北京：机械工业出版社，2003.