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工控变频器使用中的六大误区及对策

日期: 2019-10-17
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  在科技高速发展的今天,随着工业自动化程度的不断提高,变频器目前也得到了非常广泛的应用。选择一款合适的变频器,对于保证变频器正常的高效的工作是十分重要的,然而在实际使用中,需注意某些误区。


  误区一:在变频器输出回路连接电磁开关、电磁接触器


  在实际应用中,一些场合需要使用到接触器进行变频器切换:如当变频故障时切换到工频状态运行,或是当采用一拖二方式,一台电动机故障,变频器转向拖动另一台电动机等情况。所以许多用户会认为在变频器输出回路加装电磁开关、电磁接触器是标准的配置,是安全断开电源的方式,事实上这种做法存在较大的隐患。


  弊端:在变频器还在运行的时候,接触器先行断开,突然中断负载,浪涌电流会使过电流保护动作,会给整流逆变主电路产生一定的冲击。严重的,甚至会使变频器输出模块IGBT造成损坏。同时,在带感性电动机负载时,感性磁场能量无法快速释放,将产生高电压,损伤电动机和连接电缆的绝缘。


  应对策略:将变频器输出侧直接与电动机电缆相连,正常起停电动机可以通过触发变频器控制端子来实现,达到软起软停的效果。若必须在变频调速器输出侧使用接触器,则必须在变频调速器输出与接触器动作之间,加以必要的控制联锁,保证只有在变频调速器无输出时,接触器才能动作。


  误区二:设备正常停运时,断开变频器交流输入电源


  在设备正常停运时,很多用户习惯于断开变频器交流输入电源开关,认为那样更安全、也可以节能。


  弊端:此种做法,表面上似乎可以起到保护变频器不受电源故障冲击的作用。实际上,变频器长时间不带电,加上现场环境湿度影响,会造成内部电路板受潮而发生缓慢氧化、逐渐出现短路现象。这就是在变频器断电停运一段时间后,再次送电时会频繁报软故障的原因。


  应对策略:除设备检修外,应使变频器长时间处于带电状态。除此之外,还应开启变频控制柜的上下风扇、在柜内放置干燥剂或安装自动温湿度控制加热器,保持通风和环境干燥。


  误区三:露天或粉尘环境下安装的变频器控制柜采用密封型式


  在部分厂矿、地下室、露天安装使用的变频器控制柜,会经受着如高温、粉尘、潮湿等恶劣环境的严酷考验。为此,很多用户会选用密封型式的变频柜。这样虽然在一定程度上可以起到防雨、防尘的效果,但同时也带来了变频器散热不良的问题。


  弊端:控制柜密封严实会使得变频器因通风散热能力不足而引起内部元器件过热,热敏元件保护动作,造成故障跳闸,设备被迫停运。


  应对策略:在变频器控制柜上部加装透气的防雨罩,且带有防尘滤网,同时作为排气口。下部也同样开槽安装带滤网的风扇,作为进气口。可以形成空气流通,同时过滤环境里的粉尘。冷却空气流通方向:从底部流向顶部。变频器之间的横向安装距离应不小于5mm,进入变频器的冷却空气温度不能超过+40摄氏度。如果环境温度长时间在+40摄氏度以上,则需考虑将变频器安装在带空调的小室内。


  在控制箱中,变频器一般应安装在箱体上部,绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。


  误区四:为提高电压品质,在变频器输出端并联功率因数补偿电容器


  部分企业由于用电容量限制,电压品质得不到保障,特别是大型用电设备投用时,会造成厂站内母线电压降低,负载功率因数明显随着下降。为提高电压品质,用户通常在变频器输出端并联功率因数补偿电容器,希望可以改善电动机功率因数。


  弊端:将功率因数补偿电容器与浪涌吸收器连接在电机电缆上(在传动单元和电机之间),它们的影响不仅会降低电机的控制精度,还会在传动单元输出侧形成瞬变电压,引起ACS800传动单元的永久性损坏。如果在ACS800的三相输入线上并联功率因数补偿电容器,必须确保该电容器和ACS800不会同时充电,以避免浪涌电压损坏变频器。变频器的电流流入改善功率因数用的电容器,由于其充电电流造成变频器过电流(OCT),所以不能起动。


  应对策略:将电容器拆除后运转,至于改善功率因数,在变频器的输入侧接入AC电抗器是有效的。


  误区五:选用断路器作为变频器热过载和短路保护,效果比熔断器好


  断路器具备较为完善的保护功能,已广泛应用在配电设备中,大有取代传统熔断器的趋势。现在许多厂商生产的成套变频调速设备,也基本上都配置断路器(空气开关),其实这也存在一些安全隐患。


  弊端:在电源电缆发生短路故障时,断路器保护动作跳闸由于断路器本身的固有动作时间而产生延时,此期间会将短路电流引入变频器内部,造成元件损坏。


  应对策略:只要电缆是根据额定电流选型的,变频器传动单元就能保护自身、输入端和电机电缆,以防止热过载,并不需要附加额外的热过载保护设备。配置熔断器将可在短路情况下保护输入电缆,在传动装置内部短路时减少装置损坏和防止相连设备的损坏。


  检查配置的熔断器动作时间应低于0。5秒。动作时间取决于熔断器类型(gG或aR)、供电网路阻抗、电源电缆的横截面积、材料和长度。当使用gG熔断器超出0。5秒动作时间时,快熔(aR)在多数情况下可将动作时间减少到一个可接受水平。熔断器必须为无延时类型。


  断路器对传动设备不能提供足够快的保护,因为它们的反应速度比熔断器慢。因此需要快速保护时,应使用熔断器而不是断路器。


  误区六:变频器选型只需考虑负载功率


  许多用户在采购变频器时,通常只根据驱动电动机的功率来匹配变频器容量。其实,电动机所带动的负载不一样,对变频器的要求也不一样。


  弊端:由于电动机所带的负载特性存在差异,如果不充分考虑综合因素,可能会造成变频器使用不当而损坏,同时由于未配备必要的制动单元和滤波器,可能会引起安全风险。


  应对策略:针对负载的特性和类型,合理选用变频器的容量和配置。

  1、风机和水泵是最普通的负载:对变频器的要求最为简单,只要变频器容量等于电动机容量即可(空压机、深水泵、泥沙泵、快速变化的音乐喷泉需加大容量)。

  2、起重机类负载:这类负载的特点是启动时冲击很大,因此要求变频器有一定余量。同时,在重物下放肘,会有能量回馈,因此要使用制动单元或采用共用母线方式。

  3、不均行负载:有的负载有时轻,有时重,此时应按照重负载的情况来选择变频器容量,例如轧钢机机械、粉碎机械、搅拌机等。

  4、大惯性负载:如离心机、冲床、水泥厂的旋转窑,此类负载惯性很大,因此启动时可能会振荡,电动机减速时有能量回馈……应该用容量稍大的变频器来加快启动,避免振荡。配合制动单元消除回馈电能。


  变频器在于其他智能设备(PLC、DCS系统)配合后,可实现多重控制策略和闭环调节,其本身也具备较为完善的保护功能。但在实际应用中,却存在许多误区。正视矛盾的所在,规避风险,合理运用,才是提高变频器效率和使用寿命的关键,也能减少不必要的损失。

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