一、在變頻器輸出回路連接電磁開關(guan) 、電磁接觸器
在實際應用中,一些場合需要使用到接觸器進行變頻器切換:如當變頻故障時切換到工頻狀態運行,或是當采用一拖二方式,一台電動機故障,變頻器轉向拖動另一台電動機等情況。所以許多用戶會(hui) 認為(wei) 在變頻器輸出回路加裝電磁開關(guan) 、電磁接觸器是標準的配置,是安全斷開電源的方式,事實上這種做法存在較大的隱患。
在變頻器還在運行的時候,接觸器先行斷開,突然中斷負載,浪湧電流會(hui) 使過電流保護動作,會(hui) 給整流逆變主電路產(chan) 生一定的衝(chong) 擊。嚴(yan) 重的,甚至會(hui) 使變頻器輸出模塊IGBT造成損壞。同時,在帶感性電動機負載時,感性磁場能量無法快速釋放,將產(chan) 生高電壓,損傷(shang) 電動機和連接電纜的絕緣。
解決(jue) 辦法:將變頻器輸出側(ce) 直接與(yu) 電動機電纜相連,正常起停電動機可以通過觸發變頻器控製端子來實現,達到軟起軟停的效果。若必須在變頻調速器輸出側(ce) 使用接觸器,則必須在變頻調速器輸出與(yu) 接觸器動作之間,加以必要的控製聯鎖,保證隻有在變頻調速器無輸出時,接觸器才能動作。
二、設備正常停運時,斷開變頻器交流輸入電源
在設備正常停運時,很多用戶習(xi) 慣於(yu) 斷開變頻器交流輸入電源開關(guan) ,認為(wei) 那樣更安全、也可以節能。
此種做法,表麵上似乎可以起到保護變頻器不受電源故障衝(chong) 擊的作用。實際上,變頻器長時間不帶電,加上現場環境濕度影響,會(hui) 造成內(nei) 部電路板受潮而發生緩慢氧化、逐漸出現短路現象。這就是在變頻器斷電停運一段時間後,再次送電時會(hui) 頻繁報軟故障的原因。
解決(jue) 辦法:除設備檢修外,應使變頻器長時間處於(yu) 帶電狀態。除此之外,還應開啟變頻控製櫃的上下風扇、在櫃內(nei) 放置幹燥劑或安裝自動溫濕度控製加熱器,保持通風和環境幹燥。
三、露天或粉塵環境下安裝的變頻器控製櫃采用密封型式
在部分廠礦、地下室、露天安裝使用的變頻器控製櫃,會(hui) 經受著如高溫、粉塵、潮濕等惡劣環境的嚴(yan) 酷考驗。為(wei) 此,很多用戶會(hui) 選用密封型式的變頻櫃。這樣雖然在一定程度上可以起到防雨、防塵的效果,但同時也帶來了變頻器散熱不良的問題。
控製櫃密封嚴(yan) 實會(hui) 使得變頻器因通風散熱能力不足而引起內(nei) 部元器件過熱,熱敏元件保護動作,造成故障跳閘,設備被迫停運。
解決(jue) 辦法:在變頻器控製櫃上部加裝透氣的防雨罩,且帶有防塵濾網,同時作為(wei) 排氣口。下部也同樣開槽安裝帶濾網的風扇,作為(wei) 進氣口。可以形成空氣流通,同時過濾環境裏的粉塵。冷卻空氣流通方向:從(cong) 底部流向頂部。變頻器之間的橫向安裝距離應不小於(yu) 5mm,進入變頻器的冷卻空氣溫度不能超過+40攝氏度。如果環境溫度長時間在+40攝氏度以上,則需考慮將變頻器安裝在帶空調的小室內(nei) 。
在控製箱中,變頻器一般應安裝在箱體(ti) 上部,絕對不允許把發熱元件或易發熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。
四、為(wei) 提高電壓品質,在變頻器輸出端並聯功率因數補償(chang) 電容器
部分企業(ye) 由於(yu) 用電容量限製,電壓品質得不到保障,特別是大型用電設備投用時,會(hui) 造成廠站內(nei) 母線電壓降低,負載功率因數明顯隨著下降。為(wei) 提高電壓品質,用戶通常在變頻器輸出端並聯功率因數補償(chang) 電容器,希望可以改善電動機功率因數。
將功率因數補償(chang) 電容器與(yu) 浪湧吸收器連接在電機電纜上(在傳(chuan) 動單元和電機之間),它們(men) 的影響不僅(jin) 會(hui) 降低電機的控製精度,還會(hui) 在傳(chuan) 動單元輸出側(ce) 形成瞬變電壓,引起ACS800傳(chuan) 動單元的永久性損壞。如果在ACS800的三相輸入線上並聯功率因數補償(chang) 電容器,必須確保該電容器和ACS800不會(hui) 同時充電,以避免浪湧電壓損壞變頻器。變頻器的電流流入改善功率因數用的電容器,由於(yu) 其充電電流造成變頻器過電流(OCT),所以不能起動。
解決(jue) 辦法:將電容器拆除後運轉,至於(yu) 改善功率因數,在變頻器的輸入側(ce) 接入AC電抗器是有效的。
五、選用斷路器作為(wei) 變頻器熱過載和短路保護,效果比熔斷器好
斷路器具備較為(wei) 完善的保護功能,已廣泛應用在配電設備中,大有取代傳(chuan) 統熔斷器的趨勢。現在許多廠商生產(chan) 的成套變頻調速設備,也基本上都配置斷路器(空氣開關(guan) ),其實這也存在一些安全隱患。
在電源電纜發生短路故障時,斷路器保護動作跳閘由於(yu) 斷路器本身的固有動作時間而產(chan) 生延時,此期間會(hui) 將短路電流引入變頻器內(nei) 部,造成元件損壞。
解決(jue) 辦法:隻要電纜是根據額定電流選型的,變頻器傳(chuan) 動單元就能保護自身、輸入端和電機電纜,以防止熱過載,並不需要附加額外的熱過載保護設備。配置熔斷器將可在短路情況下保護輸入電纜,在傳(chuan) 動裝置內(nei) 部短路時減少裝置損壞和防止相連設備的損壞。
檢查配置的熔斷器動作時間應低於(yu) 0.5秒。動作時間取決(jue) 於(yu) 熔斷器類型(gG或aR)、供電網路阻抗、電源電纜的橫截麵積、材料和長度。當使用gG熔斷器超出0.5秒動作時間時,快熔(aR)在多數情況下可將動作時間減少到一個(ge) 可接受水平。熔斷器必須為(wei) 無延時類型。
斷路器對傳(chuan) 動設備不能提供足夠快的保護,因為(wei) 它們(men) 的反應速度比熔斷器慢。因此需要快速保護時,應使用熔斷器而不是斷路器。
六、變頻器選型隻需考慮負載功率
許多用戶在采購變頻器時,通常隻根據驅動電動機的功率來匹配變頻器容量。其實,電動機所帶動的負載不一樣,對變頻器的要求也不一樣。
由於(yu) 電動機所帶的負載特性存在差異,如果不充分考慮綜合因素,可能會(hui) 造成變頻器使用不當而損壞,同時由於(yu) 未配備必要的製動單元和濾波器,可能會(hui) 引起安全風險。
解決(jue) 辦法:針對負載的特性和類型,合理選用變頻器的容量和配置。
(1)風機和水泵是最普通的負載:對變頻器的要求最為(wei) 簡單,隻要變頻器容量等於(yu) 電動機容量即可(空壓機、深水泵、泥沙泵、快速變化的音樂(le) 噴泉需加大容量)。
(2)起重機類負載:這類負載的特點是啟動時衝(chong) 擊很大,因此要求變頻器有一定餘(yu) 量。同時,在重物下放肘,會(hui) 有能量回饋,因此要使用製動單元或采用共用母線方式。
(3)不均行負載:有的負載有時輕,有時重,此時應按照重負載的情況來選擇變頻器容量,例如軋鋼機機械、粉碎機械、攪拌機等。
(4)大慣性負載:如離心機、衝(chong) 床、水泥廠的旋轉窯,此類負載慣性很大,因此啟動時可能會(hui) 振蕩,電動機減速時有能量回饋……應該用容量稍大的變頻器來加快啟動,避免振蕩。配合製動單元消除回饋電能。
變頻器在於(yu) 其他智能設備(PLC、DCS係統)配合後,可實現多重控製策略和閉環調節,其本身也具備較為(wei) 完善的保護功能。但在實際應用和安裝環境中,卻存在許多誤區。正視矛盾的所在,規避風險,合理運用,才是提高變頻器效率和使用壽命的關(guan) 鍵。