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小豬快跑123
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樓主  發(fā)表于: 2014-04-11 11:05

      隨著通用變頻器市場的日益繁榮,其年用量愈日劇增,但是,變頻器在不同的運行條件下還存在一些不盡人意的地方,導(dǎo)致其使用壽命縮短及其附屬設(shè)備的安裝、調(diào)試、日常維護及維修工作量也相應(yīng)增加,從而給用戶造成了重大的直接和間接經(jīng)濟損失。現(xiàn)從變頻器的應(yīng)用環(huán)境、電磁干擾與抗干擾、電網(wǎng)質(zhì)量等方面進行了分析,提出了使用變頻器時應(yīng)注意的問題及相應(yīng)的改進建議,相信這對提高變頻器使用壽命會有顯著的效果。
一、電磁干擾對變頻器的影響
在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中,多采用微機或者PLC 控制技術(shù),在系統(tǒng)設(shè)計或者改造過程中,一定要注意變頻器對微機控制板的干擾問題。變頻器受外界干擾來源如圖1 所示,由于用戶自己設(shè)計的微機控制板一般工藝水平差,不符合EMC國際標(biāo)準(zhǔn),在采用變頻器后,產(chǎn)生的傳導(dǎo)和輻射干擾,往往導(dǎo)致控制系統(tǒng)工作異常,因此需要采取下述必要措施。
1、良好的接地。電機等強電控制系統(tǒng)的接地線必須通過接地匯流排可靠接地,微機控制板的屏蔽地,應(yīng)單獨接地。對于某些干擾嚴(yán)重的場合,建議將傳感器、I/0接口屏蔽層與控制板的控制地相連。
2、給微機控制板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環(huán)等,可以有效抑制傳導(dǎo)干擾。另外,在輻射干擾嚴(yán)重的場合,如周圍存在GSM、或者小靈通基站時,可以對微機控制板添加金屬網(wǎng)狀屏蔽罩進行屏蔽處理。
3、給變頻器輸入端加裝EMI 濾波器,可以有效抑制變頻器對電網(wǎng)的傳導(dǎo)干擾,加裝輸入交流和直流電抗器,可以提高功率因數(shù),減小諧波污染,綜合效果好。在某些電機與變頻器之間距離超過100 m 的場合,需要在變頻器側(cè)添加交流輸出電抗器,解決因為輸出導(dǎo)線對地分布參數(shù)造成的漏電流保護和減少對外部的輻射干擾。一個行之有效的方法就是采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法,并將鋼管外殼或者電纜屏蔽層與大地可靠連接。值得注意的是在不添加交流輸出電抗器時,如果采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法,增大了輸出對地的分布電容,容易出現(xiàn)過流。當(dāng)然在實際應(yīng)用中一般采取其中的一種或者幾種方法。
4)對模擬傳感器檢測輸入和模擬控制信號進行電氣屏蔽和隔離。在變頻器組成的控制系統(tǒng)設(shè)計過程中,建議盡量不要采用模擬控制,特別是控制距離大于1m,跨控制柜安裝的情況下。因為變頻器一般都有多段速設(shè)定、開關(guān)頻率量輸入輸出,可以滿足要求。如果非要用模擬量控制時,建議一定采用屏蔽電纜,并在傳感器側(cè)或者變頻器側(cè)實現(xiàn)遠端一點接地。如果干擾仍舊嚴(yán)重,需要實現(xiàn)DC/DC隔離措施。可以采用標(biāo)準(zhǔn)的DC/DC模塊,或者采用對v/f轉(zhuǎn)換光隔離,再采用頻率設(shè)定輸入的方法。
二、工作環(huán)境的影響
在變頻器實際應(yīng)用中,由于國內(nèi)客戶除少數(shù)有專用機房外,大多為了降低成本,將變頻器直接安裝于工業(yè)現(xiàn)場。工作現(xiàn)場一般有灰塵大、溫度高、濕度大的問題,還有如鋁行業(yè)中有金屬粉塵、腐蝕性氣體等等。因此必須根據(jù)現(xiàn)場情況做出相應(yīng)的對策,如圖2 所示。
1、變頻器應(yīng)該安裝在控制柜內(nèi)部。
2、變頻器最好安裝在控制柜內(nèi)的中部;變頻器要垂直安裝,正上方和正下方要避免安裝可能阻擋排風(fēng)、進風(fēng)的大元件。
3、變頻器上、下部邊緣距離控制柜頂部、底部、或者隔板、或者必須安裝的大元件等的最小間距,應(yīng)該大于300 mm。
4、如果特殊用戶在使用中需要取掉鍵盤,則變頻器面板的鍵盤孔,一定要用膠帶嚴(yán)格密封或者采用假面板替換,防止粉塵大量進入變頻器內(nèi)部。
5、在多粉塵場所,特別是多金屬粉塵、絮狀物的場所使用變頻器時,總體要求控制柜整體密封,專門設(shè)計進風(fēng)口、出風(fēng)口進行通風(fēng);控制柜頂部應(yīng)該有防護網(wǎng)和防護頂蓋出風(fēng)口;控制柜底部應(yīng)該有底板和進風(fēng)口、進線孔,并且安裝防塵網(wǎng)。
6、多數(shù)變頻器廠家內(nèi)部的印制板、金屬結(jié)構(gòu)件均未進行防潮濕霉變的特殊處理,如果變頻器長期處于惡劣工作環(huán)境下,金屬結(jié)構(gòu)件容易產(chǎn)生銹蝕。導(dǎo)電銅排在高溫運行情況下,會更加劇銹蝕的過程,對于微機控制板和驅(qū)動電源板上的細(xì)小銅質(zhì)導(dǎo)線,銹蝕將造成損壞。因此,對于應(yīng)用于潮濕和和含有腐蝕性氣體的場合,必須對所使用變頻器的內(nèi)部設(shè)計有基本要求,例如印刷電路板必須采用三防漆噴涂處理,對于結(jié)構(gòu)件必須采用鍍鎳鉻等處理工藝。除此之外,還需要采取其它積極、有效、合理的防潮濕、防腐蝕氣體的措施。
三、電網(wǎng)質(zhì)量對變頻器的影響
在沖擊負(fù)載如電焊機、電弧爐、軋鋼機等場合,電壓經(jīng)常出現(xiàn)閃變;在一個車間中,有多臺變頻器等容性整流負(fù)載在工作時,其產(chǎn)生的諧波對于電網(wǎng)質(zhì)量有很嚴(yán)重的污染,對設(shè)備本身也有相當(dāng)?shù)钠茐淖饔茫p則不能夠連續(xù)正常運行,重則造成設(shè)備輸入回路的損壞。可以采取下列的措施。
1、在沖擊負(fù)載如電焊機、電弧爐、軋鋼機等場合建議用戶增加無功靜補裝置,提高電網(wǎng)功率因數(shù)和質(zhì)量。
2)、在變頻器比較集中的車間,建議采用集中整流,直流共母線供電方式。建議用戶采用12脈沖整流模式。優(yōu)點是諧波小、節(jié)能,特別適用于頻繁起動、制動,電動機處于既電動運行與發(fā)電運行的場合。
3、變頻器輸入側(cè)加裝無源LC濾波器,減小輸入諧波,提高功率因數(shù),可靠性高,效果好。
4、變頻器輸入側(cè)加裝有源PFC 裝置,效果最好,但成本較高。
四、結(jié)語
      從變頻器實際應(yīng)用系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題出發(fā),從外界因素的干擾、使用環(huán)境、電網(wǎng)質(zhì)量等方面,有針對性地提出了在實際應(yīng)用中由于不良因素對變頻器的影響,然后就此問題總結(jié)出一些解決問題的方法及改進的建議,對于變頻器延長使用壽命能起到很好的效果,在實際工程中應(yīng)用有一定的參考價值。

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