【E課堂】變頻器的常見(jiàn)使用問(wèn)題與對策

　　13、怎么解決電機的機械振動(dòng)?

　　*設備的共振：用回避頻率處理 *如變頻器提供了參數修正不穩定現象，由小到大逐漸改變該設定值(去除不穩定現象) 備注：10Hz-40Hz輕負載時(shí)容易產(chǎn)生不穩定現象。

　　14、電機損耗及發(fā)熱問(wèn)題，如何解決?

　　使用變頻器后，由于高次諧波的影響，溫度比工頻驅動(dòng)高(主要是二次銅損增大)對于大多數風(fēng)冷電機來(lái)說(shuō)，在保持低于50Hz連續運行，散熱效果變差。

　　*對策： ①加交流輸出電抗器(阻抗為3%) ②采用變頻電機。 速度為額定速度1/2時(shí)，輸出轉矩降低10%，速度為額定速度1/3時(shí)，輸出轉矩降低20%。

　　15、如何避免電機絕緣擊穿事故?

　　由輸出線(xiàn)上的分布電容和分布電感的共振產(chǎn)生浪涌電壓，疊加到輸出電壓而產(chǎn)生的。晶體管、IGBT的開(kāi)關(guān)頻率越高，配線(xiàn)越長(cháng)，產(chǎn)生的浪涌電壓越高，最大時(shí)，可產(chǎn)生直流電壓2倍的浪涌電壓。

　　*對策： 采用高絕緣強度的電機加交流輸出電抗器(阻抗為3%) 加輸出電感L、電容C、電阻R濾波器。

　　*如果絕緣問(wèn)題存在的話(huà)，會(huì )在短期內出現問(wèn)題。

　　16、怎么設定加減速時(shí)間及轉矩提升?

　　*負載的慣量大，一般起動(dòng)轉矩小。所以，加減速度時(shí)間值設定大時(shí)，轉矩提升值要設定小。

　　*起動(dòng)轉矩大的負載，一般慣量小。所以，加減速時(shí)間設定小時(shí)，轉矩提升要設定大一些。而且①如果加減速時(shí)間長(cháng)，大電流流過(guò)的時(shí)間長(cháng)。 ②逐步加大轉矩提升，電流會(huì )逐步減小，直到電流反而增大時(shí)，停止轉矩補償的提升。③始動(dòng)頻率設得高一些(5-10Hz)

　　*用無(wú)速度傳感器模式，自動(dòng)設轉矩補償。

　　17、PWM和PAM的不同點(diǎn)是什么?

　　PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調制)縮寫(xiě)，按一定規律改變脈沖列的脈沖寬度，以調節輸出量和波形的一種調值方式。 PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脈沖幅度調制) 縮寫(xiě)，是按一定規律改變脈沖列的脈沖幅度，以調節輸出量值和波形的一種調制方式。

　　18、為什么變頻器的電壓與電流成比例的改變?

　　異步電動(dòng)機的轉矩是電機的磁通與轉子內流過(guò)電流之間相互作用而產(chǎn)生的，在額定頻率下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就過(guò)大，磁回路飽和，嚴重時(shí)將燒毀電機。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時(shí)控制變頻器輸出電壓，使電動(dòng)機的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現象的產(chǎn)生。這種控制方式多用于風(fēng)機、泵類(lèi)節能型變頻器。

　　19、采用變頻器運轉時(shí)，電機的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉矩怎樣?

　　采用變頻器運轉，隨著(zhù)電機的加速相應提高頻率和電壓，起動(dòng)電流被限制在150%額定電流以下(根據機種不同，為125%~200%)。用工頻電源直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為6~7倍，因此，將產(chǎn)生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長(cháng))。起動(dòng)電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動(dòng)轉矩為70%~120%額定轉矩;對于帶有轉矩自動(dòng)增強功能的變頻器，起動(dòng)轉矩為100%以上，可以帶全負載起動(dòng)。

　　20、失速防止功能是什么意思?

　　如果給定的加速時(shí)間過(guò)短，變頻器的輸出頻率變化遠遠超過(guò)轉速(電角頻率)的變化，變頻器將因流過(guò)過(guò)電流而跳閘，運轉停止，這就叫作失速。為了防止失速使電機繼續運轉，就要檢出電流的大小進(jìn)行頻率控制。當加速電流過(guò)大時(shí)適當放慢加速速率。減速時(shí)也是如此。兩者結合起來(lái)就是失速防止功能。

　　21、什么是再生制動(dòng)?

　　電動(dòng)機在運轉中如果降低指令頻率，則電動(dòng)機變?yōu)楫惒桨l(fā)電機狀態(tài)運行，作為制動(dòng)器而工作，這就叫作再生(電氣)制動(dòng)。

　　22、是否能得到更大的制動(dòng)力?

　　從電機再生出來(lái)的能量貯積在變頻器的濾波電容器中，由于電容器的容量和耐壓的關(guān)系，通用變頻器的再生制動(dòng)力約為額定轉矩的10%~20%。如采用選用件制動(dòng)單元，可以達到50%~100%。

　　23、在同一工廠(chǎng)內大型電機一起動(dòng)，運轉中變頻器就停止，這是為什么?

　　電機起動(dòng)時(shí)將流過(guò)和容量相對應的起動(dòng)電流，電機定子側的變壓器產(chǎn)生電壓降，電機容量大時(shí)此壓降影響也大，連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷，因而有時(shí)保護功能(IPE)動(dòng)作，造成停止運轉。

　　24、變頻器能用來(lái)驅動(dòng)單相電機嗎?可以使用單相電源嗎?

　　基本上不能用。對于調速器開(kāi)關(guān)起動(dòng)式的單相電機，在工作點(diǎn)以下的調速范圍時(shí)將燒毀輔助繞組;對于電容起動(dòng)或電容運轉方式的，將誘發(fā)電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相，但對于小容量的，也有用單相電源運轉的機種。

　　25、使用帶制動(dòng)器的電機時(shí)應注意什么?

　　制動(dòng)器勵磁回路電源應取自變頻器的輸入側。如果變頻器正在輸出功率時(shí)制動(dòng)器動(dòng)作，將造成過(guò)電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動(dòng)器動(dòng)作。

　　26、想用變頻器傳動(dòng)帶有改善功率因數用電容器的電機，電機卻不動(dòng)，清說(shuō)明原因?變頻器的電流流入改善功率因數用的電容器，由于其充電電流造成變頻器過(guò)電流(OCT),所以不能起動(dòng)，作為對策，請將電容器拆除后運轉;至于改善功率因數，在變頻器的輸入側接入AC電抗器是有效的。

　　27、變頻器的壽命有多久?

　　變頻器雖為靜止裝置，但也有像濾波電容器、冷卻風(fēng)扇那樣的消耗器件，如果對它們進(jìn)行定期的維護，可望有10年以上的壽命。

　　28、變頻器內藏有冷卻風(fēng)扇，風(fēng)的方向如何?風(fēng)扇若是壞了會(huì )怎樣?

　　對于小容量也有無(wú)冷卻風(fēng)扇的機種。有風(fēng)扇的機種，風(fēng)的方向是從下向上，所以裝設變頻器的地方，上、下部不要放置妨礙吸、排氣的機械器材。還有，變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風(fēng)扇發(fā)生故障時(shí)，由電扇停止檢測或冷卻風(fēng)扇上的過(guò)熱檢測進(jìn)行保護。

　　29、濾波電容器為消耗品，那么怎樣判斷它的壽命?

　　作為濾波電容器使用的電容器，其靜電容量隨著(zhù)時(shí)間的推移而緩緩減少，定期地測量靜電容量，以達到產(chǎn)品額定容量的85%時(shí)為基準來(lái)判斷壽命。

　　30、變頻器的載波頻率對運行的影響?

　　(1)載波頻率升高,變頻器最大輸出電流將降低. (2)載波頻率增加,可減小電機噪音. (3)載波頻率升高,產(chǎn)生的諧波干擾越嚴重。

　　31、變頻器的載波頻率與變頻器出線(xiàn)長(cháng)度的關(guān)系?

　　32、變頻器的載波頻率與電動(dòng)機功率關(guān)系?

　　33、變頻器的接地?

　　正確接地是變頻器提高控制系統靈敏度、抑制噪聲的重要手段，接地電阻應小于4歐姆。接地導線(xiàn)截面積不小于2.5MM2,長(cháng)度控制在20M以?xún)?。變頻器的接地必須與動(dòng)力設備的接地點(diǎn)分開(kāi)，不能共地。信號輸入線(xiàn)的屏蔽層，應接至接地端上。變頻器與控制柜之間的接地應連同，如安裝有困難，可用銅芯導線(xiàn)跨接。

　　34、減少變頻器諧波對其它設備影響的方法?

　　1.增加交流/直流電抗器 采用交流/直流電抗器后(如圖1)，進(jìn)線(xiàn)電流的THDv大約降低30%~50%，是不加電抗器諧波電流的一半左右。

　　2.無(wú)源濾波器 采用無(wú)源濾波器后(如圖2)，滿(mǎn)載時(shí)進(jìn)線(xiàn)中的THDv可降至5%~10%，滿(mǎn)足EN61000-3-12和IEEE519-1992的要求，技術(shù)成熟，價(jià)格適中。適用于所有負載下的THDv<30%的情況。缺點(diǎn)是輕載時(shí)功率因數會(huì )降低。

　　3.輸出電抗器也可以采用在變頻器到電動(dòng)機之間增加交流電抗器的方法(如圖3)，主要目的是減少變頻器的輸出在能量傳輸過(guò)程中，線(xiàn)路產(chǎn)生的電磁輻射。該電抗器必須安裝在距離變頻器最近的地方，盡量縮短與變頻器的引線(xiàn)距離。如果使用鎧裝電纜作為變頻器與電動(dòng)機的連線(xiàn)時(shí)，可不使用這方法，但要做到電纜的鎧在變頻器和電動(dòng)機端可靠接地，而且接地的鎧要原樣不動(dòng)接地，不能扭成繩或辨，不能用其它導線(xiàn)延長(cháng)，變頻器側要接在變頻器的地線(xiàn)端子上，再將變頻器接地。

　　35、減少或削弱變頻器諧波及電磁輻射對設備干擾的方法?

　　1.使用隔離變壓器使用隔離變壓器主要是應對來(lái)自于電源的傳導干擾(如圖4)。使用具有隔離層的隔離變壓器，可以將絕大部分的傳導干擾阻隔在隔離變壓器之前。同時(shí)還可以兼有電源電壓變換的作用。隔離變壓器常用于控制系統中的儀表、PLC，以及其它低壓小功率用電設備的抗傳導干擾。

　　2.使用濾波模塊或組件目前市場(chǎng)中有很多專(zhuān)門(mén)用于抗傳導干擾的濾波器模塊或組件，這些濾波器具有較強的抗干擾能力，同時(shí)還具有防止用電器本身的干擾傳導給電源，有些還兼有尖峰電壓吸收功能，對各類(lèi)用電設備有很多好處。常用雙孔磁芯濾波器的結構見(jiàn)圖5所示。還有單孔磁芯的濾波器，其濾波能力較雙孔的弱些，但成本較低。

　　3.作好信號線(xiàn)的抗干擾信號線(xiàn)承擔著(zhù)檢測信號和控制信號的傳輸任務(wù)，毋庸置疑，信號傳輸的質(zhì)量直接影響到整個(gè)控制系統的準確性、穩定性和可靠性，因此做好信號線(xiàn)的抗干擾是十分必要的。 對于信號線(xiàn)上的干擾主要是來(lái)自空間的電磁輻射，有常態(tài)干擾和共模干擾兩種。常態(tài)干擾的抑制 常態(tài)干擾是指疊加在測量信號線(xiàn)上的干擾信號，這種干擾大多是頻率較高的交變信號，其來(lái)源一般是耦合干擾?！　　　∫种瞥B(tài)干擾的方法有：(1)在輸入回路接RC濾波器或雙T濾波器。(2)盡量采用雙積分式A/D轉換器，由于這種積分器工作的特點(diǎn)，具有一定的消除高頻干擾的作用。(3)將電壓信號轉換成電流信號再傳輸的方式，對于常態(tài)的干擾有非常強的抑制作用。 共模干擾的抑制 共模干擾是指信號線(xiàn)上共有的干擾信號，一般是由于被測信號的接地端與控制系統的接地端存在一定的電位差所制，這種干擾在兩條信號線(xiàn)上的周期、幅值基本相等，所以采用上面的方法無(wú)法消除或抑制。

　　對共模干擾的抑制方法如下： (1)采用雙差分輸入的差動(dòng)放大器，這種放大器具有很高的共模抑制比。(2)把輸入線(xiàn)絞合，絞合的雙絞線(xiàn)能降低共模干擾，由于改變了導線(xiàn)電磁感應e的方向，從而使其感應互相抵消，如圖6示。

　　(3)采用光電隔離的方法，可以消除共模干擾。 (4)使用屏蔽線(xiàn)時(shí)，屏蔽層只一端接地。因為若兩端接地，由于接地電位差在屏蔽層內會(huì )流過(guò)電流而產(chǎn)生干擾，因此只要一端接地即可防止干擾。

　　為了抑制干擾，應該做到以下幾點(diǎn)：(1)輸入線(xiàn)路要盡量短。 (2)配線(xiàn)時(shí)避免和動(dòng)力線(xiàn)接近，信號線(xiàn)與動(dòng)力線(xiàn)分開(kāi)配線(xiàn)，把信號線(xiàn)放在有屏蔽的金屬管內，或者動(dòng)力線(xiàn)和信號線(xiàn)分開(kāi)距離要在40cm以上。 (3)為了避免信號失真，對于較長(cháng)距離傳輸的信號要注意阻抗匹配。