摘要：作者在實(shí)際工作中，遇到了很多由于變頻器使用方法不正確而產(chǎn)生的問(wèn)題，例如安裝環(huán)境的不正常而影響工作。作者經(jīng)查閱相關(guān)資料與自己的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，本文中介紹了變頻器在使用中應(yīng)該注意的事項(xiàng)，接入電源的異常，雷擊或感應(yīng)雷電給變頻器造成的影響，外部設(shè)備造成的變頻器故障等原因使變頻器不能正常工作以及介紹故障的防范措施，做到如何減少對(duì)周邊設(shè)備的干擾，做到設(shè)備安全運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：變頻器；使用問(wèn)題；防范措施

1   前  言
任何設(shè)備在使用過(guò)程中，都免不了發(fā)生故障，變頻器及其外配器件也不例外。變頻器由主回路、電源回路、IPM驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路、冷卻風(fēng)扇等幾部分組成。其結(jié)構(gòu)多為單元化或模塊化形式。由于使用方法不正確或設(shè)置環(huán)境不合理，將容易造成變頻器誤動(dòng)作及發(fā)生故障，或者無(wú)法滿足預(yù)期的運(yùn)行效果。為了防患于未然，事先對(duì)故障原因進(jìn)行認(rèn)真分析并規(guī)避顯得尤為重要。下面就變頻器在安裝過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題及設(shè)備的安裝使用中應(yīng)該注意之問(wèn)題及變頻器本身在使用時(shí)對(duì)周圍設(shè)備的影響做一個(gè)概括性論述，以減少損失，提高效率，做到安全作業(yè)。

2  變頻器的使用及故障防范措施                                                                                2.1  安裝環(huán)境對(duì)變頻器影響
變頻器屬于電子器件裝置，在其規(guī)格說(shuō)明書中有詳細(xì)安裝使用環(huán)境的要求。在特殊情況下，若確實(shí)無(wú)法滿足這些要求，必須盡量采用相應(yīng)抑制措施：1）潮濕和塵埃：使用環(huán)境如果潮濕、有塵埃等會(huì)造成電子器件生銹、接觸不良或短路，作為防范措施，應(yīng)保持環(huán)境干燥并采用封閉式結(jié)構(gòu)防塵；2）腐蝕性氣體:使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大，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，所以，應(yīng)避免安裝在有腐蝕性氣體的地方；3）溫度是影響電子器件壽命及穩(wěn)定性的重要因素，特別是半導(dǎo)體器件。溫度太高且溫度變化較大時(shí)，變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會(huì)大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。必要時(shí)，必須在箱中增加干燥劑和加熱器。對(duì)于特殊的高寒場(chǎng)合，為防止微處理器因溫度過(guò)低不能正常工作，應(yīng)采取設(shè)置空間加熱器等必要措施；4）振動(dòng)和沖擊:裝有變頻器的控制柜受到機(jī)械振動(dòng)和沖擊時(shí)，會(huì)引起電氣接觸不良。這時(shí)除了提高控制柜的機(jī)械強(qiáng)度、遠(yuǎn)離振動(dòng)源和沖擊源之外，還應(yīng)使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關(guān)之類產(chǎn)生振動(dòng)的元器件。設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢查和維護(hù)；5）電磁波干擾:變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對(duì)附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)，應(yīng)該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對(duì)儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應(yīng)接地。如果處理不好電磁干擾，往往會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法工作，導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。
2.2  接入電源異常
 接入電源異常表現(xiàn)為各種形式，但大致分為以下3種，即缺相、低電壓與停電，有時(shí)也出現(xiàn)它們的混合形式。這些異常現(xiàn)象的主要原因多半是輸電線路因風(fēng)、雪、雷擊造成的，有時(shí)也因?yàn)橥还╇娤到y(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)對(duì)地短路及相間短路。對(duì)接入輸電線路的檢查和巡視是查找電源異常的辦法。電壓波動(dòng)也是接入電源異常的一種，有些電網(wǎng)或自行發(fā)電單位，會(huì)出現(xiàn)頻率波動(dòng)，并且這些現(xiàn)象有時(shí)在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)出現(xiàn)，為保證設(shè)備的正常運(yùn)行，對(duì)變頻器供電電源也提出相應(yīng)要求。如果附近有直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)和電磁爐等設(shè)備，這些設(shè)備投入時(shí)造成的電壓降低也會(huì)造成頻率波動(dòng)，這些設(shè)備應(yīng)和變頻器供電系統(tǒng)分離，減小相互影響；對(duì)于要求瞬時(shí)停電后仍能繼續(xù)運(yùn)行的設(shè)備，除選擇合適價(jià)格的變頻器外，還應(yīng)預(yù)先考慮電機(jī)負(fù)載的降速比例。當(dāng)變頻器和外部控制回路都采用瞬間停電補(bǔ)償方式時(shí)，失壓回復(fù)后，通過(guò)測(cè)速電機(jī)測(cè)速來(lái)防止在加速中的過(guò)電流。對(duì)于要求必須連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備，應(yīng)對(duì)變頻器加裝自動(dòng)切換的不停電電源裝置。像帶有二極管 <http://www.diangon.com/wenku/rd/yuanqijian/>輸入及使用單相控制電源的變頻器，雖然在缺相狀態(tài)，但也能繼續(xù)工作，但整流器中個(gè)別器件電流過(guò)大，及電容器的脈沖電流過(guò)大，若長(zhǎng)期運(yùn)行將對(duì)變頻器的壽命及可靠性造成不良影響，應(yīng)及早檢查處理?！?】
2.3   雷擊或感應(yīng)雷電
雷擊或感應(yīng)雷擊形成的沖擊電壓有時(shí)也能造成變頻器的損壞。此外，當(dāng)電源系統(tǒng)一次側(cè)帶有真空斷路器時(shí)，斷路器開閉也能產(chǎn)生較高的沖擊電壓。變壓器一次側(cè)真空斷路器斷開時(shí)，通過(guò)耦合在二次側(cè)形成很高的電壓沖擊尖峰。為防止因沖擊電壓造成過(guò)電壓損壞，通常需要在變頻器的輸入端加壓敏電阻等吸收器件，保證輸入電壓不高于變頻器主回路所允許的最大電壓。當(dāng)使用真空斷路器時(shí)，應(yīng)盡量采用沖擊形成追加RC浪涌吸收器。若變壓器一次側(cè)有真空斷路器，應(yīng)在控制時(shí)序上保證真空斷路器動(dòng)作前先將變頻器斷開?！?】
2.4   電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高及運(yùn)行范圍
對(duì)于現(xiàn)有電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造時(shí)，由于自冷電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)冷卻能力下降造成電機(jī)過(guò)熱。此外，因?yàn)樽冾l器輸出波形中所含有的高次諧波勢(shì)必增加電機(jī)的鐵損和銅損，因此在確認(rèn)電機(jī)的負(fù)載狀態(tài)和運(yùn)行范圍之后，采取以下的相應(yīng)措施：對(duì)電機(jī)進(jìn)行強(qiáng)冷通風(fēng)或提高電機(jī)規(guī)格等級(jí)；更換變頻專用電機(jī)；限定運(yùn)行范圍，避開低速區(qū)?！?】

3   變頻器的故障原因及預(yù)防措施
任何設(shè)備在使用過(guò)程中，都免不了發(fā)生故障，變頻器及其外配器件也不例外。變頻器由主回路、電源回路、IPM驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路、冷卻風(fēng)扇等幾部分組成。其結(jié)構(gòu)多為單元化或模塊化形式。由于使用方法不正確或設(shè)置環(huán)境不合理，將容易造成變頻器誤動(dòng)作及發(fā)生故障，或者無(wú)法滿足預(yù)期的運(yùn)行效果。為防患于未然，事先對(duì)故障原因進(jìn)行認(rèn)真分析尤為重要。【4】
3.1   主回路常見故障分析
　　主回路主要由三相或單相整流橋、平滑電容器、濾波電容器、IPM逆變橋、限流電阻、接觸器等元件組成。其中許多常見故障是由電解電容引起。電解電容的壽命主要由加在其兩端的直流電壓和內(nèi)部溫度所決定，在回路設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)選擇了電容器的型號(hào)，所以內(nèi)部的溫度對(duì)電解電容器的壽命起決定作用。電解電容器會(huì)直接影響到變頻器的使用壽命，一般溫度每上升10攝氏度，壽命減半。因此一方面在安裝時(shí)要考慮適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度，另一方面可以采取措施減少脈動(dòng)電流。采用改善功率因素的交流或直流電抗器可以減少脈動(dòng)電流，從而延長(zhǎng)電解電容器的壽命。在電容器維護(hù)時(shí)，通常以比較容易測(cè)量的靜電容量來(lái)判斷電解電容器的劣化情況，當(dāng)靜電容量低于額定值的80%，絕緣阻抗在5M歐姆以下時(shí)，應(yīng)考慮更換電解電容器?！?】
3.2   冷卻系統(tǒng)
　　冷卻系統(tǒng)主要包括散熱片和冷卻風(fēng)扇。其中冷卻風(fēng)扇壽命較短，臨近使用壽命時(shí)，風(fēng)扇產(chǎn)生震動(dòng)，噪聲增大最后停轉(zhuǎn)，變頻器出現(xiàn)IPM過(guò)熱跳閘。冷卻風(fēng)扇的壽命受限于軸承，大約為10 000～35 000h。當(dāng)變頻器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要2～3a更換一次風(fēng)扇或軸承。為了延長(zhǎng)風(fēng)扇的壽命，一些產(chǎn)品的風(fēng)扇只在變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)而不是電源開啟時(shí)運(yùn)行?！?】
3.3   外部的電磁感應(yīng)干擾
　　 如果變頻器周圍存在干擾源，它們將通過(guò)輻射或電源線侵入變頻器的內(nèi)部，引起控制器回路誤動(dòng)作，造成工作不正?；蛲C(jī)，嚴(yán)重時(shí)甚至損壞變頻器。減少噪聲干擾的具體方法有：變頻器周圍所有繼電器、接觸器的控制圈上，加裝防止沖擊的吸收裝置，如RC浪涌吸收器，其接線不能超過(guò)20cm；盡量縮短控制回路的配線距離，并使其主回路分離；變頻器控制回路配線交合節(jié)距離應(yīng)在15mm以上，與主回路保持10cm以上的間距；變頻器距離電動(dòng)機(jī)很遠(yuǎn)時(shí)（超過(guò)100m），這時(shí)一方面可加大導(dǎo)線截面面積，保證線路壓降在2%以內(nèi)，同時(shí)應(yīng)加裝變頻器輸出電抗器，用來(lái)補(bǔ)償因長(zhǎng)距離導(dǎo)線產(chǎn)生的分布電容的充電電流。變頻器接地端子應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行接地，必須在專用接地點(diǎn)可靠接地，不能同電焊、動(dòng)力接地混用；變頻器輸出端安裝無(wú)線電噪聲濾波器，減少輸入高次諧波，從而可降低從電源到電子設(shè)備的噪聲影響；同時(shí)在變頻器的輸出端也安裝無(wú)線電噪聲濾波器，以降低其輸出端的線路噪聲?！?】

4   結(jié)  語(yǔ)
變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過(guò)改變電機(jī)工作電源頻率方式來(lái)控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。科技含量較高，因此，其故障多種多樣。我們只能用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法，探索出一套快速有效處理變頻器故障的辦法。以上只是本人在實(shí)踐中的一點(diǎn)心得，如有不足，敬請(qǐng)指教。作者以后還會(huì)繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，不斷的實(shí)踐，不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，將高科技產(chǎn)品技術(shù)更好地應(yīng)用到我們周圍的生產(chǎn)實(shí)際中來(lái)，以減少變頻器的故障，提高應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)水平，為礦山生產(chǎn)順利進(jìn)行，也為企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益多做貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：
1 王兆義·變頻器應(yīng)用[M]·北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010年。
2 蘇陳云·中高壓變頻器楷波分析[D]·廣東廣州，華南理工大學(xué)碩士論文，2010年5月。
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4 魏召剛，《工業(yè)變頻器原理及應(yīng)用》，電子工業(yè)出版社，2006年9月。
5 王兆義·變頻器應(yīng)用[M]·北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010年。
6 白金鋒，董鋒斌·變頻器輸入與輸出濾波保護(hù)[J]·自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2006年9月：20～23。
7 董鋒斌·變頻器的輸入與輸出保護(hù)[J]·電器時(shí)代，2006年11月：15～18。

作者簡(jiǎn)介：吳明德 (1984- )，男，漢族，江西景德鎮(zhèn)人，電氣助理工程師，現(xiàn)從事礦山電氣設(shè)備管理工作。通信地址：江西省德興市花橋鎮(zhèn)江西金山礦業(yè)有限公司,郵編：334213,聯(lián)系電話：15979366062。