續(xù)：變頻器的用途及使用簡述（一）

【變頻器的功能】

（一）節(jié)能

例：某鋼廠輒鋼車間的加熱爐鼓風機電動機的數(shù)據(jù)是：Pmn=55KW，Nmn=980r/min。在輸出風量相同的前提下，配用變頻器前后的實測數(shù)據(jù)是：

（1）?配用變頻器前（用風門調(diào)節(jié)風量）

U1=380V，I1=82A，P1=48KW。

（2）??配用變頻器后

U1=380V，I1=42A，P1=27KW。（所測數(shù)據(jù)均為電源測的數(shù)據(jù)）

（二）?調(diào)速

調(diào)速對于普通異步電機的無級調(diào)速，必須采用變頻變壓，同時進行的方法才能夠?qū)崿F(xiàn)，異步電機的調(diào)速如，公式（４－１）因此利用變頻技術(shù)，調(diào)整電機的供電頻率，使電機得到任意轉(zhuǎn)速。

　　　　?????????n＝６０ｆ（１－Ｓ）／Ｐ　（公式４－１）　　

Ｎ：表示轉(zhuǎn)速?。妫罕硎绢l率　Ｓ：表示滑差率?。校罕硎倦姍C極對數(shù)

從電機的設(shè)計特性，如單純改變頻率，會造成嚴重的磁過飽和或轉(zhuǎn)矩變軟，根據(jù)電機轉(zhuǎn)矩特性公式（４－２）可知只要在頻率f變化時，電壓Ｖ跟蹤變化，保持壓頻比Ｖ／Ｆ為常數(shù)，即可保證電機在變頻調(diào)速的同時，保證恒轉(zhuǎn)矩輸出。如下圖所示

　　??????????????????

????????????????????Ｍ＝Ｋ（Ｖ／Ｆ）　　????????（公式４－２）　

Ｍ：表示轉(zhuǎn)矩?。郑罕硎倦妷?/span>???　?。疲罕硎绢l率??????Ｋ：為系數(shù)

?

變頻調(diào)速的工作特點是：

【1】??大多數(shù)在長期連續(xù)運行的狀態(tài)下工作，屬于連續(xù)恒定負載，并且在正常情況下，不會出現(xiàn)過載現(xiàn)象。

【2】???大多數(shù)風機和泵類產(chǎn)品都和電動機連成一體，成為整體產(chǎn)品。因此在采用變頻調(diào)速時，不存在重選電動機容量以及計算傳動比等問題。

例：變頻調(diào)速用于泵水管道

液體流量的十分急劇的變化將在管道內(nèi)產(chǎn)生壓強過高或過低的沖擊力。采用了變頻調(diào)速的拖動方式后，可以根據(jù)需要，設(shè)定其升速時間和降速時間，使管道系統(tǒng)內(nèi)的流量變化率減小到允許范圍內(nèi)，從而達到理想的使用效果。

（三）自動化控制

通過外接接口對變頻器實行自動化控制，如同步控制，調(diào)速控制，往復控制等。

例：軋染機用于染布，全機共有六個單元，其功能分別為打底、烘干、顯色、平洗、烘干和落布。利用自動化控制分別用1單元，2單元，6單元來表示。通過每個單元的控制來實現(xiàn)傳動機的各部分傳動。1單元稱為主令單元，工作時，需要多大的運行速度，由主令單元決定和調(diào)整。

2---6單元稱為從動單元，它們的速度必須嚴格地跟蹤主令單元，以保持布速同步。

【變頻器的應用環(huán)境】由于使用方法不正確或放置環(huán)境不合理，將容易造成變頻器誤動作及發(fā)生故障，或無法滿足預期的運行效果，為防患于未然，事先對故障原因進行認真分析顯得尤為重要。?????
（一）、物理環(huán)境

【1】工作溫度。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)品一般要求為0～55℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時應考慮留有余地，最好控制在40℃以下。在控制箱中，變頻器一般應安裝在箱體上部，并嚴格遵守產(chǎn)品說明書中的安裝要求，絕對不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。???

【2】環(huán)境溫度。溫度太高且溫度變化較大時，變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。必要時，必須在箱中增加干燥劑和加熱器。因為變頻器的壽命受設(shè)置場所的環(huán)境溫度的影響很大，故使用時降低環(huán)境溫度是確保長期正常使用的重要因素，同時要經(jīng)常檢查散熱風扇是否正常運轉(zhuǎn)。

??【3】腐蝕性氣體。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大，不僅會腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會加速塑料器件的老化，降低絕緣性能，在這種情況下，應把控制箱制成封閉式結(jié)構(gòu)，并進行換氣。

??【4】振動和沖擊。裝有變頻器的控制柜受到機械振動和沖擊時，會引起電氣接觸不良。這時除了提高控制柜的機械強度、遠離振動源和沖擊源外，還應使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關(guān)之類產(chǎn)生振動的元器件。設(shè)備運行一段時間后，應對其進行檢查和維護。

（二）、電氣環(huán)境

防止電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)，應該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應接地。如果處理不好電磁干擾，往往會使整個系統(tǒng)無法工作，導致控制單元失靈或損壞。

（三）、接地

變頻器正確接地是提高控制系統(tǒng)靈敏度、抑制噪聲能力的重要手段，變頻器接地端子E(G)接地電阻越小越好，接地導線截面積應不小于2mm，長度應控制在20m以內(nèi)。變頻器的接地必須與動力設(shè)備接地點分開，不能共地。信號輸入線的屏蔽層，應接至E(G)上，其另一端絕不能接于地端，否則會引起信號變化波動，使系統(tǒng)振蕩不止。變頻器與控制柜之間應電氣連通，如果實際安裝有困難，可利用銅芯導線跨接。

（四）、防雷

在變頻器中，一般都設(shè)有雷電吸收電路，主要防止瞬間的雷電侵入，使變頻器損壞?。但在實際工作中，特別是電源線架空引入的情況下，單靠變頻器的吸收網(wǎng)絡(luò)是不能滿足要求的。在雷電活躍地區(qū)，這一問題尤為重要，如果電源是架空進線，在進線處裝設(shè)變頻專用避雷器(選件)，或有按規(guī)范要求在離變頻器20m的遠處預埋鋼管做專用接地保護。如果電源是電纜引入，則應做好控制室的防雷系統(tǒng)，以防雷電竄入破壞設(shè)備。實踐表明，這一方法基本上能夠有效解決雷擊問題。

（五）、其他

【1】電源側(cè)若裝有漏電斷路器時，應使用帶高頻的開關(guān)。

【2】防止輸入端過電壓。變頻器電源輸入端往往有過電壓保護，但是，如果輸入端高電壓作用時間長，會使變頻器輸入端損壞。因此，在實際運用中，要核實變頻器的輸入電壓、單相還是三相和變頻器使用額定電壓。特別是電源電壓極不穩(wěn)定時要有穩(wěn)壓設(shè)備，否則會造成嚴重后果。

【3】試運行之前，應充分檢查接線是否正確，特別是不能將輸入線和輸出線接錯，否則會燒壞變頻器。

【4】不要在變頻器和電動機之間設(shè)置超前補償電容或浪涌抑制器。

【5】接到控制電路接線端子的接線，須使用屏蔽線或膠合線，此外，接線時應充分離開主回路和強電回路。

【6】對于經(jīng)常頻繁啟動、制動的變頻器，需要設(shè)置制動電阻，并且建議安裝在變頻器的外部。制動電阻的溫度有可能會升到150度以上，應對主機的安裝位置及裝配面的材質(zhì)予以考慮。

【7】針對各種水泥廠在羅茨風機、立窯卸料機、水泵等設(shè)備應用，現(xiàn)將變頻器經(jīng)常碰到的問題以及解決方法作一個簡單介紹，供大家使用時參考。

⑴??機械共振問題：有個別廠家在使用變頻器前，無機械共振現(xiàn)象的。但利用變頻調(diào)速之后，在某些頻率，機械共振很強烈，有的甚至影響到整座建筑，其原因是原風機系統(tǒng)只是設(shè)計在５０ＨＺ市電下運行，改變頻后，則在１５－５０ＨＺ之間無級變化。因此在某些頻率點上造成機械共振，調(diào)試時必須細心檢查是否存在機械共振的問題，如果有應采用頻率回避的方法，即在發(fā)生共振的頻率范圍，跳過該頻率范圍使變頻器不輸出發(fā)生共振的頻率范圍。

⑵??電機低速運行的散熱問題：由于電機的散熱是由電機轉(zhuǎn)子帶的風葉吹風進行的，電機的轉(zhuǎn)速降低時，吹風量減小，低速時，散熱風量不夠，長期運行會造成電機過熱，因此在長期低速運行時，必須另加散熱風扇。

【?選型原則】

????首先要根據(jù)機械對轉(zhuǎn)速(最高、最低)和轉(zhuǎn)矩(起動、連續(xù)及過載)的要求，確定機械要求的最大輸入功率(即電機的額定功率最小值)。有經(jīng)驗公式：

????P=nT/9950(kW)

????式中——機械要求的輸入功率(kW)；?n——機械轉(zhuǎn)速(r/min)；??T——機械的最大轉(zhuǎn)矩(N·m)。

????然后，選擇電機的極數(shù)和額定功率。電機的極數(shù)決定了同步轉(zhuǎn)速，要求電機的同步轉(zhuǎn)速盡可能地覆蓋整個調(diào)速范圍，使連續(xù)負載容量高一些。為了充分利用設(shè)備潛能，避免浪費，可允許電機短時超出同步轉(zhuǎn)速，但必須小于電機允許的最大轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)矩取設(shè)備在起動、連續(xù)運行、過載或最高轉(zhuǎn)速等狀態(tài)下的最大轉(zhuǎn)矩。最后，根據(jù)變頻器輸出功率和額定電流稍大于電機的功率和額定電流的原則來確定變頻器的參數(shù)與型號。

????需要注意的是，變頻器的額定容量及參數(shù)是針對一定的海拔高度和環(huán)境溫度而標出的，一般指海拔1000m以下，溫度在40℃或25℃以下。若使用環(huán)境超出該規(guī)定，則在確定變頻器參數(shù)、型號時要考慮到環(huán)境造成的降容因素。

【變頻器的外部配置及應注意的問題?】

【1】??選擇合適的外部熔斷器，以避免因內(nèi)部短路對整流器件的損壞。變頻器的型號確定后，若變頻器內(nèi)部整流電路前沒有保護硅器件的快速熔斷器，變頻器與電源之間應配置符合要求的熔斷器和隔離開關(guān)，不能用空氣斷路器代替熔斷器和隔離開關(guān)。

【2】?選擇變頻器的引入和引出電纜，根據(jù)變頻器的功率選擇導線截面合適的三芯或四芯屏蔽動力電纜。尤其是從變頻器到電機之間的動力電纜一定要選用屏蔽結(jié)構(gòu)的電纜，且要盡可能短，這樣可降低電磁輻射和容性漏電流。當電纜長度超過變頻器所允許的輸出電纜長度時，電纜的雜散電容將影響變頻器的正常工作，為此要配置輸出電抗器。對于控制電纜，尤其是I/0信號電纜也要用屏蔽結(jié)構(gòu)的。對于變頻器的外圍元件與變頻器之間的連接電纜其長度不得超過10m。???

【3】?輸入側(cè)裝交流電抗器或EMC濾波器，根據(jù)變頻器安裝場所的其它設(shè)備對電網(wǎng)品質(zhì)的要求，若變頻器工作時已影響到這些設(shè)備的正常運行，可在變頻器輸入側(cè)裝交流電抗器或EMC濾波器，抑制由功率器件通斷引起的電磁干擾。若與變頻器連接的電網(wǎng)的變壓器中性點不接地，則不能選用EMC濾波器。當變頻器用500V以上電壓驅(qū)動電機時，需在輸出側(cè)配置du/dt濾波器，以抑制逆變輸出電壓尖峰和電壓的變化，有利于保護電機，同時也降低了容性漏電流和電機電纜的高頻輻射，以及電機的高頻損耗和軸承電流。使用du/dt濾波器時要注意濾波器上的電壓降將引起電機轉(zhuǎn)矩的稍微降低；變頻器與濾波器之間電纜長度不得超過3m。

?完。