1、根据负载特性选择,如负载为恒转矩负载需选siemensMM420/MM440变频器,如负载为风机、泵类负载应选择MM430变频器。
2、选择变频器时应以实际电流值作为变频器选择的依据,电机的额定功率只能作为参考。另外,应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波,会使的功率因数和效率变坏。因此用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较,电动机的电流会增加10%而温升会增加20%左右。所以在选择电动机和变频器时,应考虑到这种情况,适当留有余量,以防止温升过高,影响电动机的使用寿命。
3、变频器若要长电缆运行时,此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合的影响,避免变频器出力不够。所以变频器应放大一、两档选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。
4、对于一些特殊的应用场合,如高环境温度、高开关频率(尤其是在楼宇自控等对噪音限制较高的应用场所使用时需注意)、高海拔高度等,此时会引起变频器的降容,变频器需放大一档选择。
5、当变频器用于控制并联的几台电机时,一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和在变频器的容许范围内。如果超过规定值,要放大一档或两档来选择变频器。另外在此种情况下,变频器的控制方式只能为V/F控制方式,并且变频器无法实现电动机的过流、过载保护,此时需在每台电动机侧加熔断器来实现保护。
6、使用变频器控制高速电机时,由于高速电动机的电抗小,会产生较多的高次谐波。而这些高次谐波会使变频器的输出电流值增加。因此,选择用于高速电动机的变频器时,应比普通电动机的变频器稍大一些。
7、变频器用于变极电动机时,应充分注意选择变频器的容量,使其最大额定电流在变频器的额定输出电流以下。另外,在运行中进行极数转换时,应先停止电动机工作,否则会造成电动机空转,恶劣时会造成变频器损坏。
8、驱动防爆电动机时,变频器没有防爆构造,应将变频器设置在危险场所之外。
9、使用变频器驱动齿轮减速电动机时,使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。润滑油润滑时,在低速范围内没有限制;在超过额定转速以上的高速范围内,有可能发生润滑油用光的危险。因此,不要超过最高转速容许值。
10、变频器驱动绕线转子时,大多是利用已有的电动机。绕线电动机与普通的鼠笼电动机相比,绕线电动机绕组的阻抗小。因此,容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象,所以应选择比通常容量稍大的变频器。一般绕线电动机多用于飞轮力矩GD2较大的场合,在设定加减速时间时应多注意。
11、变频器驱动时,与工频相比,会降低输出容量10%~20%,变频器的连续输出电流要大于同步电动机额定电流与同步牵入电流的标幺值的乘积
12、对于压缩机、振动机等转矩波动大的负载和油压泵等有峰值负载情况下,如果按照电动机的额定电流或功率值选择变频器的话,有可能发生因峰值电流使过电流保护动作现象。因此,应了解工频运行情况,选择比其最大电流更大的额定输出电流的变频器。
13、变频器驱动潜水泵电动机时,因为潜水泵电动机的额定电流比通常电动机的额定电流大,所以选择变频器时,其额定电流要大于潜水泵电动机的额定电流。
14、当变频器控制罗茨风机或特种风机时,由于罗茨风机为容积形鼓风机,具有输出风压高的特点。从电机特性来看,其转矩特性近似为恒转矩特性,其起动电流很大,所以选择变频器时一定要注意变频器的容量是否足够大。
15、选择变频器时,一定要注意其防护等级是否与现场的情况相匹配。否则现场的灰尘、水会影响变频器的长久运行。
16、单相电动机不适用变频器驱动。
17、电机负载非常轻时,即使电机负载电流在变频器额定电流之内,亦不能使用比电机容量小很多的变频器。这是因为电机的电抗随电机的容量而不同,即使电机负载相同,电机容量越大其脉动电流值也越大,因而有可能超过变频器的电流容许值。
18、如果变频器的供电电源是自备电源,可以加上进线电抗器。
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一、正确使用变频器应注意事项
1、环境温度对变频器的使用寿命有很大的影响。环境温度每升10℃,则变频器寿命减半,所以周围环境温度及变频器散热的问题一定要解决好。
2、正确的接线及参数设置。在安装变频器之前一定要熟读其手册,掌握其用法、注意事项和接线;安装好后,再根据使用正确设置参数。
3、注意转速与扬程的关系。电机的选择及其较佳工作段是比较重要的问题。如果变频器长时间运行在5HZ以下,则电机发热成了突出问题。
4、V/f控制属于恒转矩调整。而矢量控制使电机的输出转矩和电压的平方成正比的增加,从而改善电机在低速时的输出转矩。
5、若系统采用工频/变频切换方式运行,工频输出与变频输出的互锁要可靠。而且开停泵、工频/变频切换都要停变频器,再操作接触器。由于触点粘连及大容量接触器电弧的熄灭需要一定时间,上述切换的顺序、时间要考虑周全。
6、外部控制信号失效的问题。一般是几种情况:信号模式不正确、端子接线错误、参数设置不正确或外部信号自身有问题。
7、过电流跳闸和过载跳闸的区别。过电流主要用于保护变频器,而过载主要用于保护电动机。因为变频器的容量有时需要比电动机的容量加大一挡或两挡,这种情况下,电动机过载时,变频器不一定过电流。过载保护由变频器内部的电子热保护功能进行,在预置电子热保护时,应该准确地预置“电流取用比”即电动机额定电流和变频器额定电流之比的百分数。
8、干扰问题。
⑴良好的接地。电机等强电控制系统的接地线必须通过接汇流排可靠接地。控制系统可以独立接地,接地电阻小于1Ω。传感器、I/O接口屏蔽层与控制系统的控制地相连。
⑵给仪表等输入电源加装EMI滤波器、共模电感、高频磁环等。
⑶给变频器输入加装EMI滤波器,可以有效抑制变频器对电网的传导干扰,加装输入交流和直流电抗器,可以提高功率因数,减少谐波污染,综合效果好。某些电机与变频器之间距离超过100m的场合,需要在变频器侧添加交流输出电抗器,解决因为输出导线对地分布参数造成的漏电流保护的减少对外部的辐射干扰。
二、变频器使用中出现的故障及处理
1、变频器频率达不到正常工作的频率(40HZ)。一台SAMCO-i变频器,通过外部端子模拟量控制,有一次频率只能达到20HZ,依次检查各参数,最高频率和上限频率均为50HZ,可见参数没有问题,立即改为面板给定频率,则最高频率可运行到50HZ。由此看来,问题出在模拟量输入电路或变频器自身原器件上,用万用表检查热电阻,线性非常好,没有问题,最后打开变频器检查发现一贴片电容损坏,更换后,变频器恢复正常。
2、变频器频繁过流报警。
⑴参数设置不正确引起的。如变频器加速时间设置过短,则变频器输出频率的变化远远超过电机频率的变化,变频器启动时,因过流而跳闸。依据不同的负载情况相应地调整加速时间,就能消除此故障。
⑵输出负载发生短路,如一台富士变频器启动就跳闸,查其输出侧接触器电缆头部分锈蚀、松动,开机时发生电弧,导致保护动作。
⑶检测电路的损坏也会显示过渡报警。其中霍尔传感器受温度、湿度等环境因素的影响,工作点漂移。
⑷负载过大也可能引起。如一台西门子M420变频器,由于机械卡死。
3、一台西门子6SE7036变频器启动过一段时后跳闸。显示“F023”(逆变器超出极限温度),查是因为风扇保险坏导致温度过高而跳闸,更换保险。
4、一台西门子6SE7036变频器的PMU面板液晶显示屏显示字母“E”,变频器不能正常工作,按P键盘及重新停送电均无效,查操作手册也无相关说明,在检查外接24VDC电源时,发现电压较低,换一个电源后,变频器恢复正常。
5、变频器欠压、过压报警,这有主电源引起的;也有机器检测电路损坏引起的。
⑴如6SE7036变频器F008故障(Ud⑵一台SAMCO-I变频器停机时过压跳闸。变频器的设置参数很多,如果个别参数设置不当,会导致变频器不能正常工作。过压出现在停机时,主要原因是减速时间太短(若无制动电阻及制动单元)电机转速大于同步转速,转子电动势和电流增加,使电机处于发电状态,回馈的能量通过变环节是与大功率开关管并联的二极管流回直流环节,使直流母线电压升高,调整时间参数后,故障消除。
6、一台西门子MM3变频器,经常“无故”停机。再次开机可能又是正常的,经过比较观察,发现上电后主接触器吸合不正常,有时会掉电,乱跳。结果发现是开关电源到接触器的一只滤波电容漏电,造成电压偏低,这时如果供电电源电压偏高还问题不大,如果供电电压偏低就会导致接触器吸合不正常造成无故停机。
7、一台核子称使用的是西门子M420变频器,在运行过程中,经常突然停机,重新启动,又能运行。检查变频器的参数设置都是正确。怀疑PROFIBUS-DP线有问题,重新放一根PROFIBUS-DP线,故障仍然存在。接上编程器查看变频器启动条件,所有的启动点都不可能断,只有核子称PLC与主PLC通讯之间的点可能断,经过几天的观察,这个点在很短的时间内,断了又恢复正常,因此,笔者用了一个断电延时计时器,就处理了此故障。
8、四台22KW的电机原来用Y-启动,改为用富士变频器。经常出现“U002”过电压报警。检查进线电压,都是380±10%内,参数也正常,复位后正常,但过不了多久这出现同样的故障,最后查阅变频器使用说明书,富士变频器的电压不是参数设置里设置,而是通过跳线设置的,重新跳线后,故障处理了。
9、变频器不能上PROFIBUS-DP网。变频器上红灯一直常亮,依次检查变频器上PROFIBUS-DP的几个参数P0700、P0719、P0918、P1000,都是正确的。那就只可能是网线或网卡的问题,换一个网卡,问题解决了。
总之,在变频器的常见故障中,大的元件如IGBT功率模块出问题的不多,由其外围电路引起的故障所占比例较大。在日常维护时,应注意检查电网电压,改善变频器、电机及线路的周边环境,定期清除变频器内部灰尘,检查端子是否紧固,通过加强设备管理最大限度地降低变频器的故障率。同时做好故障记录,注意分析故障发生的负载状态、操作过程、故障现象等都十分重要,有利于日后的工作。
首先看电机拖动的是什么负载,如果是有专用型的,就要选用专用型的变频器,如果没有,就选通用型的变频器;
其次,就是看电机的额定电流,变频器的输出电流,要比电机的额定电流稍微大一些为佳;比方说,电机的额定电流为35A,15KW的变频器差不多是可以满足使用要求的,但可以是放大一档,选用18.5KW的变频器,这样可以保证变频器经久耐用。
我们可以将生产机械分为恒功率负载、恒转矩负载和风机、水泵负载等三种类型,不同的负载类型对变频器的要求不尽相同,我们应按照具体情况合理匹配。
1、恒功率负载
机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机、开卷机等要求的转矩,大体与转速成反比,属于恒功率负载。负载的恒功率性质应该是就一定的速度变化范围而言的。当速度很低时,受机械强度的制约,在低速下将变化为恒转矩负载。电动机在恒磁通调整速度时,为恒转矩调速;而在弱磁调速时为恒功率调速。
2、风机、泵类负载
风机、水泵、油泵等设备随叶轮的转动,随着转速的减小,转矩按转速的平方减小,负载所需的功率与速度的3次方成正比相关性。当所需风量、流量减小时,利用变频器通过调速的方式来调节风量、流量,可以大幅节电。由于高速时所需功率随转速增长过快,因而不应使风机、泵类负载超工频运行。
3、恒转矩负载
任何转速下TL总保持恒定或基本恒定。变频器拖动恒转矩性质的负载时,低速下的转矩要足够大,并且有足够的过载能力。如果需要在低速下稳速运行,应该考虑电机的散热性能,避免电机因温升过高而烧毁。
我们可以将生产机械分为恒功率负载、恒转矩负载和风机、水泵负载等三种类型,不同的负载类型对变频器的要求不尽相同,我们应按照具体情况合理匹配。