浅析变频器的应用与维护

摘 要：随着科技不断发展，变频技术已经得到广泛的应用，其技术水平也在不断提高，现在通用变频器的需求市场不断增大，市场的旺盛需求导致变频器的生产规模也相应增加，变频器的售价也有所降低，又促进更多的产业使用变频器，变频器在各个领域得到广泛的应用。文章对变频器的常见故障、故障原因、使用注意事项、维修维护方法进行了阐述。文章结合本人多年的实践工作经验对变频器应用和维护提出一些建议，望与业内专家人士进行沟通探讨。

关键词：变频器；应用；维护；故障

机械安装变频器后可以实现无极调速和软启动功能，这就让机械的生产效率、生产控制精度和产品的质量不断提高。让机械生产更自动化和节能化，交流制动系统的控制性能提升。在过去，比如说水泵、风机这些传统机械进行调节时，一般的调节方法都是在出口、入口处设置挡板，通过调节挡板的面积来控制送水量或送风量，这种方法虽然是能调节送风、送水量，但是会造成动能损失，大量的能源在调节过程中损失。且因为水泵、送风机都是平方转矩负载，其基础功率非常的大，如果采用变频器来控制送水、送风的压力，不再采用挡板法，这至少能节约20%以上的能量，有的机械节能率甚至能达到50%。变频器在使用中会容易受到外界因素的干扰，比如说工作场地内温度变化、电源质量优劣、现场的工作粉尘都可能会造成变频器出现故障。变频器本身工作也会产生一些不好的影响，如导致电动机发热、高次谐波干扰等。

1 内部原因故障类型与原因

1.1 过载故障

过载是导致变频器发生故障的最常见原因。电源电压不够高、加速用时过短、制动量过大都可能会导致变频器过载。针对此故障我们解决方法主要对电源电压进行检查，让电压能升高到变频器额定电压范围内，放慢加速脚步，延长加速时间，控制制动额载并且延长制动时间。定期对机械进行保养，补充机械剂。

1.2 过电流和过压

逆变管、整流桥出现损坏会导致变频器刚通上电就发生电流故障，要及时检修更换零件。如果把电动机拿下后不再报警，就说明电机与变频器的连接线路断路了。过流往往是因为机械卡死，导致超载。根据以上几个原因有针对性的进行检查能提高故障排查效率。

1.3 参数设置不当导致的故障

针对不同的机械设备的电动机，变频器启动的方式、参数设置、控制设定都要相应进行调整。当参数设定不当导致发生故障时，可以根据变频器与电动机的说明或故障代码来更改参数，也可以直接恢复出厂设置来进行参数调整。

2 变频器的干扰基本类型及抗干扰维护措施

2.1 静电感应干扰

定义：变频器周围的电器回路可能造成磁通变化，在相应的电缆当中出现电势。这个干扰的影响力大小是干扰磁通的大小、电缆闭环面积大小和电缆与干扰源的安置位置等因素决定。应对措施：（1）让控制器的电缆与变频器回路电缆或其他机械设备电缆分开，尽量让电缆与电缆之间的距离保证在10厘米以上，30厘米最佳。如果因为空间限制原因无法让电缆之间保持距离，那么可以选择将不同的电缆穿钢管来屏蔽处理。（2）在电缆选择时，尽量选取有屏蔽网线层的电线，并且这个屏蔽网线层的一端要接地线。（3）如果电缆与电缆之间需要交叉铺设时最好选择90度直角铺设保证电缆接触面积最小。切不可平行铺设。

2.2 静电耦合干扰

定义：变频器的控制电缆与其控制总线与机械内其他电回路产生静电耦合现象。如果受到静电耦合干扰可以采取以下措施进行控制干扰。应对措施：（1）电缆间设置屏蔽导体，并且将这个导体连接到地线上。（2）控制电缆与电源电缆之间要保持距离，电源电缆的电流大很容易对其他线路产生电磁反应。

2.3 线路接触不良干扰

定义：变频器的控制电缆的接电点与继电器的接电点接触不良从而在电缆当中产生一些电磁干扰。应对措施：（1）如果是因为继电器的接电触点接触不良的原因，那么就可以将接点触点并联，选用高导电性的镀金触点的继电器，或者选购继电器时选则密封型继电器，实在无法解决时采用接触器来替代继电器。（2）如果是因为电缆接电触点接触不良的原因，就需要定期对接电点进行检查，及时的将松开的接点拧紧并加固。

2.4 供电干扰

定义：电源在实际中不可能只对变频器进行供电，会有很多其他的用电设备从同一电源处接电，这些其他的用电设备会在电源系统中产生一定的干扰。应对措施：（1）将变频器控制电源与其他设备的电源区分开，使用不同的供电系统。（2）如果无法将电源区分使用，那么就需要在变频器的输入端安装一个线路滤波器。（3）给变频器安装隔离变压器，且变压器要接地线。

2.5 接地干扰

定义：因为各个接地回路设置不合理，比如说会有多个接地点设置，那么就会有电位差产生，接地就失去了意义。应对措施：（1）各设备的接地点必须统一，不要造成多个接地点出现。（2）接地行为要在变频器的侧边进行，并设置专用的接地端，此接地端不与其他设备的接地端子共用，并控制接地端的相对地电阻，建议控制在10欧姆内。

3 谐波问题及对策

3.1 问题表现

变频器受到谐波干扰的影响很大，目前所有的变频器的用电流程都包括了滤波、整流、逆变这三个基础部分。整流采用了三相桥式，一般来说整流的问题不是很大。造成谐波产生一般是因为滤波环节和逆变环节，一般变频器滤波采用大电容设备来滤波。逆变环节使用三相桥式IGBT逆变器。其输出端就有谐波和低次谐波，这些谐波会引起转矩型脉动，这种谐波脉动对电动机的拖动负载有很大的影响，高次谐波会使变频器的输出电缆出现流量很大漏电，使得电动机不能达到额定输出量。

3.2 应对策略

（1）解决散热问题就需要使用变频调速专用电动机。（2）选购变频器时要选谐波产生小的变频器，从而在源头上降低谐波干扰。（3）对变频器安装专用的滤波器，并对谐波的相位、幅值进行专门检测，让滤波器生成一个与之相反等量的电流，从而抵消谐波干扰。（4）供电电源要提高它的内阻抗，因为变压器设置的短路阻抗值越大，谐波的分量值就越小。（5）设计安置电抗器，在变频器的输出、输入端设计安装上合适的谐波滤波器或电抗器，滤波器可以选用LO型，这种滤波器吸收谐波能力强，很好的抑制谐波干扰。

4 结束语

随着科技的不断发展，变频技术也更加成熟，变频器在各设备中的使用率越来越高，所以我们要更加的重视变频器的应用与维护工作，保证其正常工作不受电磁这些外在因素的干扰。在安装过程需要注意控制电缆与其他电缆设计安装，使用时要核对好参数再使用，如果发生故障要有针对性的根据故障表现状态来进行检修。对电机、电缆、变频器要定期检查和保养。变频器的调速传动系统的设计与应用的发展是我们要密切关注的，这也是变频器能够得到很好推广与应用的基本保障。对于变频器现存的问题希望通过变频器本身设计的功能来补偿来解决。让变频器的节能、保护功能发扬光大，为整个社会发展做出贡献。

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