通用變頻器應(yīng)用的故障與對(duì)策
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
一部分專業(yè)人員認(rèn)為，變頻器內(nèi)部的過載保護(hù)只是為保護(hù)其自身而設(shè)，對(duì)電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)不適用，為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)，必須另設(shè)熱繼電器。在實(shí)際應(yīng)用中，筆者所見各種變頻調(diào)速控制方案也絕大多數(shù)在電路的不同位置設(shè)置了熱繼電器，以完成所控單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的過負(fù)荷保護(hù)，這顯然又是一種誤解。
對(duì)一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)四極電動(dòng)機(jī)的控制方案而言，使用變頻器電子熱過載繼電器保護(hù)電動(dòng)機(jī)過載，無疑要優(yōu)于外加熱繼電器，對(duì)普通電動(dòng)機(jī)可利用其矯正特性解決低速運(yùn)行時(shí)冷卻條件惡化的問題，使保護(hù)性能更可靠。尤其是新型高機(jī)能變頻器(如富士 9S系列)現(xiàn)已在用戶手冊(cè)中給出設(shè)定曲線，用戶可根據(jù)工藝條件設(shè)定。通常，考慮到變頻器與電動(dòng)機(jī)的匹配，電子熱過載繼電器可在50%~105%額定電流范圍內(nèi)選擇設(shè)定。
只有在下列情況時(shí)，才用常規(guī)熱繼電器代替電子熱繼電器：
-149; 所用電動(dòng)機(jī)不是四極電動(dòng)機(jī)-149; 使用特殊電動(dòng)機(jī)(非標(biāo)準(zhǔn)通用電動(dòng)機(jī))-149; 一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)-149; 電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)
但是，如果用戶有豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)時(shí)，筆者仍建議通過電子熱繼電器的合理設(shè)定(引入校正系數(shù))來完成單臺(tái)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的過載保護(hù)。
當(dāng)變步器選用外部熱繼電器進(jìn)行電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)時(shí)，熱繼電器應(yīng)裝設(shè)于變頻器輸出側(cè)，常見的裝于輸入側(cè)的方案起不到保護(hù)作用(變頻器的變頻變壓特性使 其低頻時(shí)輸入電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于輸出電流)。過載保護(hù)應(yīng)根據(jù)設(shè)備工藝要求情況，采用變頻器停止命令(斷開 CM)或空轉(zhuǎn)停車(斷開BX)命令實(shí)現(xiàn)停車，不宜通過電源接觸器實(shí)現(xiàn)。
裝設(shè)于變頻器和電動(dòng)機(jī)間的接觸器在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)通斷，將產(chǎn)生操作過電壓，對(duì)變頻器造成損害，因此，用戶手冊(cè)要求原則上不要在變頻器與電動(dòng)機(jī)之間裝設(shè)接觸器。但是，當(dāng)變頻器用于下列情況時(shí)，仍有必要設(shè)置：
當(dāng)用于節(jié)能控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)時(shí)常工作于額定轉(zhuǎn)速，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需切除變頻器時(shí)。
參與重要工藝流程，不能長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，需切換備用控制系統(tǒng)以提高系統(tǒng)可靠性時(shí)。
一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)(包括互為備用的電動(dòng)機(jī))時(shí)。變頻器輸出側(cè)設(shè)置電磁時(shí)，設(shè)計(jì)外圍電路應(yīng)避免接觸器在變頻器有輸出時(shí)動(dòng)作，任何時(shí)候嚴(yán)禁將電源接入變頻器輸出端。
目前，有些用戶為了方便測(cè)試負(fù)荷電纜和電動(dòng)機(jī)絕緣，在變頻器輸出側(cè)設(shè)置自動(dòng)空氣開關(guān)，用以在測(cè)試時(shí)切除變頻器，該法弊大于利。由于變頻器輸出電纜(線)要求選用屏蔽電纜或穿管敷設(shè)，纜線故障幾率很小，通常情況下測(cè)量電動(dòng)機(jī)及電纜絕緣時(shí)，可選用鉛絲或軟銅線將變頻器輸入、輸出、直流電抗器和制動(dòng)單元聯(lián)接端子可靠短接后進(jìn)行測(cè)試，僅在需要測(cè)量電纜相間絕緣時(shí)拆線檢測(cè)，確無必要增加投資，否則還要采取可靠措施，防止在運(yùn)行中誤操作。
5、電流檢測(cè)時(shí)電漢互感器的設(shè)置及電流表的選擇
由于設(shè)計(jì)人員或用戶容易忽視變頻器輸出頻率的變化特性，在電流檢測(cè)及儀表選型上經(jīng)學(xué)出現(xiàn)錯(cuò)誤。變頻器輸出側(cè)電流測(cè)量應(yīng)使用電磁經(jīng)系儀表，以獲得所需的測(cè)量精度。
例如，某雜志刊登的《一起變頻器不能復(fù)位的故障處理》一文，提出變頻器輸出側(cè)不能使用普通電流互感器，這是錯(cuò)誤的論點(diǎn)。在變頻器輸出側(cè)使用普通電流互感器是可以完成輸出電流檢測(cè)的。由電流互感器鐵心磁通密度計(jì)算公式 Bmake=K2/4.44fSmW2可知，鐵心的磁通密度與交流電流頻率的變化成反比，忽略次要因素時(shí)，其電流誤差(即變化誤差)和相位誤差可看作與電流頻率變化成反比，只是當(dāng)電流頻率超過1kHz時(shí)，鐵心溫度會(huì)增高。但是，由于互感器正常運(yùn)行時(shí)激磁電流設(shè)計(jì)得很小(主要為了減小誤差)，因此，普通電流互感器用于50Hz頻率附近時(shí)，其電流誤差是很小的。
通過實(shí)際校驗(yàn)對(duì)比可知，當(dāng)變頻器輸出頻率在10~50Hz之間變化時(shí)，電磁系電流表指示誤差很小，實(shí)測(cè)誤差在1.27%以下，并與電流頻率變化成反比(以變頻器輸出電流指示為基準(zhǔn))，能夠滿足輸出電流監(jiān)視的要求。此外，尤其是當(dāng)變頻調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)負(fù)載變化不太大的往復(fù)運(yùn)動(dòng)設(shè)備時(shí)，由于設(shè)備傳動(dòng)力矩的周期性變化，使變頻器輸出電流產(chǎn)生一定波動(dòng)，變頻器的LED數(shù)碼顯示電流值跳字嚴(yán)重，造成觀察讀數(shù)困難，采用模擬電流表可有效地解決這個(gè)問題。
應(yīng)當(dāng)注意的是，使用指針式電流表測(cè)量變頻器輸出側(cè)電流時(shí)，必須選擇電磁經(jīng)系儀表(手冊(cè)通常稱作動(dòng)鐵式)，使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按用戶手冊(cè)的規(guī)定選擇安裝，以保證應(yīng)有的精度。如選用整流系儀表(該錯(cuò)誤非常普遍)時(shí)，經(jīng)實(shí)測(cè)在 19~50Hz區(qū)間，指示誤差為69.7%~16.66%，且為負(fù)偏差。
此外，由于變頻器的輸入電流一般不大于輸出電流，因此，輸入側(cè)設(shè)置電流監(jiān)視意義不大，一般有信號(hào)燈指示電源即可，如電壓不穩(wěn)時(shí)可設(shè)電壓表監(jiān)視。大容量變頻器低頻運(yùn)行時(shí)，其輸入側(cè)電流表可能無指示。
評(píng)論