变频器是一个智能电力电子电器,是弱电和强电相结合,有很高的科技含量。在日常的应用、 维护维修中,远比其他电器要复杂。但在使用中,由于它的智能化,出现故障,可进行报警,我们通过报警的提示,可进行故障的排除,这又是智能电器使用方便的一面。下面就变频器在应用维护过程中的一些基本知识做一简要介绍。
一、 变频器的安装及接线
变频器的正确安装是变频器正常发挥作用的基础,主要包括以下几个方面。
1. 变频器的安装环境
(1)周围温度、湿度
变频器的工作环境温度一般为-
(2)周围环境
变频器应安装在不受阳光直射、无灰尘、无腐蚀性气体、无可燃气体;无油污、蒸汽滴水等环境中;安装场所的周围振动加速度应小于
(3)海拔高度
变频器应用的海拔高度应低于
2. 安装方式及要求
(1)墙挂式安装
用螺栓垂直安装在坚固的物体上。正面是变频器文字键盘,请勿上下颠倒或平放安装。周围要留有一定空间,上下
(2)柜中安装
控制柜中安装变频器的上方柜顶要安装排风扇,如图2所示。控制柜中安装多台变频器要横向安装,且排风扇安装位置要正确,如图3所示。
图3 图4
3. 变频器在多粉尘现场的安装
在多粉尘(特别是多金属粉尘、絮状物)的场所使用变频器时,正确、合理的防尘措施是保证变频器正常工作的必要条件。
(1)安装设计要求
在控制柜中安装变频器,最好安装在控制柜的中部或下部。要求垂直安装,其正上方和正下方要避免安装可能阻挡进风、出风的大部件;变频器四周距控制柜顶部、底部、隔板或其它部件的距离不应小于
3.控制柜通风、防尘、维护要求
(1)总体要求:控制柜应密封,使用专门设计的进风和出风口进行通风散热。
控制柜顶部应设有出风口、防风网和防护盖;底部应设有底板、进线孔、进风口和防尘网。
(2)风道要设计合理,使排风通畅,不易产生积尘。
(3)控制柜内的轴流风机的风口需设防尘网,并在运行时向外抽风。
(4)对控制柜要定期维护,及时清理内部和外部的粉尘、絮毛等杂物。对于粉尘严重的场所,维护周期在1个月左右。
5.主电路控制开关及导线线径选择
(1)电源控制开关及导线线径选择
电源控制开关及导线线径的选择与同容量的普通电动机选择方法相同,按变频器的容量选择即可。因输入侧功率因数较低,应本着宜大不宜小的原则选择线径。
(2)变频器输出线径选择
变频器工作时频率下降,输出电压也下降。在输出电流相等的条件下,若输出导线较长(L>
ΔU ≤(2 ~ 3)%UX
上两式中,UX —电动机的最高工作电压,单位为V;
IN —电动机的额定电流,单位为A;
R0 — 单位长度导线电阻,单位为mΩ∕m;
l — 导线长度,单位为m 。
3.控制电路导线线径选择
小信号控制电路通过的电流很小,一般不进行线径计算。考虑到导线的强度和连接要求,一般选用0.75(mm)2及以下的屏蔽线或绞合在一起的聚乙烯绞线。
接触器、按钮开关等强电控制电路导线线径可取
4. 安装布线
合理选择安装位置及布线是变频器安装的重要环节。电磁选件的安装位置、各连接导线是否屏蔽、接地点是否正确等,都直接影响到变频器对外干扰的大小及自身的工作情况。
(1)布线原则
变频器与外围设备之间布线时应注意:
①逆变输出端子U、V、W连接交流电动机时,输出的是与正弦交流电等效的高频脉冲调制波。
② 当外围设备与变频器共用一供电系统时,要在输入端安装噪声滤波器,或将其他设备用隔离变压器或电源滤波器进行噪声隔离。
③ 当外围设备与变频器装入同一控制柜中且布线又很接近变频器时,可采取以下方法抑制变频器干扰:
将易受变频器干扰的外围设备及信号线远离变频器安装;信号线使用屏蔽电缆线,屏蔽层接地。亦可将信号电缆线套入金属管中;信号线穿越主电源线时确保正交。
在变频器的输入输出侧安装无线电噪声滤波器或线性噪声滤波器(铁氧体共模扼流圈)。滤波器的安装位置要尽可能靠近电源线的入口处,并且滤波器的电源输入线在控制柜内要尽量短。
变频器到电动机的电缆要采用4芯电缆并将电缆套入金属管,其中一根的两端分别接到电动机外壳和变频器的接地侧。
④ 避免信号线与动力线平行布线或捆扎成束布线;易受影响的外围设备应尽量远离变频器安装;易受影响的信号线尽量远离变频器的输入输出电缆。
⑤ 当操作台与控制柜不在一处或具有远方控制信号线,要对导线进行屏蔽,并特别注意各连接环节,以避免干扰信号串入。
⑥ 接地端子的接地线要粗而短,接点接触良好。必要时采用专用接地线。
在变频器的输入输出侧安装无线电噪声滤波器或线性噪声滤波器(铁氧体共模扼流圈)。滤波器的安装位置要尽可能靠近电源线的入口处,并且滤波器的电源输入线在控制柜内要尽量短。
布线原则参看图5、图6、图7所示。
图5 加装屏蔽和采用屏蔽电缆
图6 屏蔽线要采用单端接地
图7 分区安装
二、 变频器的日常故障现象
变频器使用理念: 勤养少修,延长使用寿命。
1. 变频器使用过程中的几个主要方面
(1)过热及散热
过热:变频器容量选择留出余量,制动电阻选择留出余量,以保证变频器在工作中不过热。
散热:运行过程中积聚的灰尘、油腻及冷却风机故障等,都影响到变频器的正常散热。
2. 振动
振动会使变频器的接插件和接线端子产生松动,引起接触不良;使模块紧固螺钉松动,造成模块过热损坏;使元件晃动,管脚达到疲劳极限后折断。。
3. 元器件老化
电容老化:容量下降到85%以下时,会影响变频器正常工作,认为寿命终止;开关电源滤波电容老化:控制电路及驱动电路无法正常工作;主电路电容老化:充放电量不足,带载不能正常运行。线路老化:电路绝缘老化,易引起短路。
屏蔽层老化,易串入干扰。
4. 气体腐蚀
造成覆铜板开路,元件管脚开路,接插件接触不良等故障。
5. 运行过程中的过电压及过电流
雷击、电网不正常波动。特别是自发电的企业,发电机输出不稳,造成大面积变频器损坏。
三、变频器的日常维护
1. 操作面板检查:外观、指示灯、显示有无异常;
2. 各处电源检查:用整流型电压表检查各处电压情况
三相应该平衡且各相电压值在正常范围内,直流电压值在正常范围内,否则停机检查。
3. 线路检查:各处导线有无发热、变形及松动;
4. 冷却风机检查:转速是否正常,灰尘及油垢清理。
5. 散热器检查:温度是否正常,正常时不烫手;
6. 振动检查:手摸外壳,无剧烈振动感。否则,可加橡胶垫或利用变频器的回避频率设置功能避开共振点。
7. 注意变频器周围的异味。
8.安装地点及环境是否有异常。
四、定期检修(必须要有一定的变频器应用知识)
1. 时间间隔:1年一次。
2. 检修方式:停机检修、运行检修。
3. 停机检修
①清洗
将接线端子全部断开。用吸尘器或吹风机去尘;拆卸较大部件擦拭、擦洗;尤其是冷却风机。
② 主回路检修
滤波电容容量监测,外观检查,寿命大约为5年,接近寿命时半年一次。
制动电阻阻值测量及外观检查;继电器触点、外观及导线检查,动作是否失灵;
整流模块内部元件检查:检查二极管正、反向电阻,正向电阻在几十欧姆,反向电阻为∝。
注意:测量时,滤波电容一定要放电。
主回路绝缘测量:用绝缘电阻表,绝缘值大于
③ 保护电路的检修
主要是取样电路元件和接线的检查。电压互感器:接线;电流互感器:接线;
电压分压电阻:阻值、外观;压敏电阻:外观;热敏电阻:外观。
④ 冷却风机检修
运行时间 :一般2~3年,时间长会使风力减弱;运行状况:轴及扇叶有无异常;接线加固。
⑤ 控制、驱动电源电路检查
目测元件、线路板有无异常:锈蚀、发霉等要清除,必要时明线搭桥;电解电容老化:一般使用3~ 5年左右更换1次(更换要有专业知识); 检查插件有无松动及短线。
⑥ 接线点的加固及接触处理。
4. 通电运行检查
经过定期维护的变频器控制系统,必须进行通电试运行检查。
① 接好线路;
② 变频器接通电源
③ 测量输入电压是否正常(交流侧、直流侧)
④ 测量输出电压应不超过40V(变频器还未运行)
⑤ 给运行指令
测量输出电压时不能用数字万用表。速度上升时过电流:延长上升时间;
停机时过电压:制动电阻问题,经常过电压的考虑逆变模块故障或载波频率;
压频比不合适:U/f曲线选择。
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