在現(xiàn)代工業(yè)控制中，利用變頻器控制電機的電氣傳動系統(tǒng)具有節(jié)能效果顯著、調節(jié)控制方便、維護簡單、網絡集中遠程控制、PLC控制系統(tǒng)等優(yōu)點。變頻器的這些優(yōu)點使其廣泛應用于工業(yè)自動控制領域。本文對變頻器在應用中出現(xiàn)的故障問題進行了分析，并介紹了處理方法。
1變頻器應用中的一些問題
1.1諧波問題
變頻器主電路中的開關器件在開通和關斷電路的過程中會產生諧波。低次諧波通常對電機負載影響較大，引起轉矩脈動；但高次諧波增加了變頻器輸出電纜的漏電流，使電機輸出不足。諧波干擾還會導致繼電保護裝置誤動作，使電氣儀表測量不準確，甚至無法正常工作。
1.2噪音和振動問題
使用變頻器調速會產生噪聲和振動，因為變頻器輸出波形中含有高次諧波成分。隨著工作頻率的變化，基波分量和高次諧波分量在較寬范圍內變化，可能與電機的機械固有振動頻率發(fā)生共振，這種共振就是噪聲和振動的來源。
1.3發(fā)熱問題
變頻器運行時由于內部損耗而產生熱量，占主回路的98%，占控制回路的2%左右。同時，在夏季，當環(huán)境溫度過高時，變頻器的溫度上升到80~90℃。因為變頻器是電子器件，包括電子器件和電解電容等。，溫度過高容易導致元器件失效，使液晶屏數(shù)據無法顯示，變頻器保護動作經常發(fā)生。
因此，需要將變頻器輸出的諧波抑制在允許的范圍內，同時消除或減弱噪聲和振動，并對變頻器進行散熱，以延長變頻器的使用壽命。
2變頻器應用中一些問題的分析與處理
2.1諧波問題的處理
處理諧波問題就是切斷干擾的傳播路徑，抑制干擾源上的高次諧波。
截止干擾傳播途徑有:
1)切斷共用接地線傳播干擾的途徑。電源線的接地應與控制線的接地分開，即將電源設備的接地端子連接到接地線上，將控制設備的接地端子連接到設備面板的金屬外殼上。
2)將信號線的走線與干擾源電流分開是消除這種干擾的有效方法，即高壓電纜、電力電纜、控制電纜、儀表電纜和計算機電纜分開走線。
有幾種方法可以抑制干擾源上的高次諧波:
1)增加變頻器電源的內部阻抗。通常供電設備的內部阻抗可以緩沖變頻器DC濾波電容器的無功功率。內部阻抗越大，諧波含量越小。這個內部阻抗就是變壓器的短路阻抗。所以在選擇變頻器電源時，最好選擇短路阻抗大的變壓器。
2)安裝過濾器。在變頻器前安裝LC無源濾波器，濾除高次諧波，通常是5次和7次諧波。
3)安裝電抗器。在變頻器前側安裝線路電抗器，可以抑制電源側過壓。
4)設置有源濾波器進行有源濾波是自動產生一個與諧波電流幅值相同而相位正好相反的電流，使諧波電流得到有效吸收。
2.2噪音和振動問題的處理
1)當變頻器output中的低次諧波分量與轉子的固有機械頻率共振時，噪聲增大；當變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵芯、套管、軸承架等發(fā)生諧振時。在它們的自然頻率附近，噪聲增加。
變頻器驅動電機產生的噪聲，尤其是刺耳的噪聲，與PWM控制的開關頻率有關，尤其是在低頻區(qū)。為了解決這個問題，通常在變頻器的輸出端連接一個交流電抗器。如果電磁轉矩存在裕量，可以將u/f設置得更小，以穩(wěn)定和降低噪聲。
2)變頻器在運行過程中，輸出波形中的高次諧波所產生的磁場會對許多機械零件產生電磁驅動力，驅動力的頻率在接近或重合于這些機械零件的固有頻率時會發(fā)生共振。低次諧波分量是對振動影響較大的主要因素，在PAM模式和方波PWM模式下影響較大。而采用SPWM時，低次諧波分量小，影響也小。
或者消除振動的方法是在變頻器的輸出側接一個交流電抗器，吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流分量。當采用PAM模式或方波PWM模式變頻器時，可以改用SPWM模式變頻器來減小脈動轉矩，這樣可以減弱或消除振動，防止機械零件因振動而損壞。
2.3發(fā)熱的治療
General變頻器一般要求工作在-l0℃~+50℃。為了保證變頻器的可靠運行，延長變頻器的使用壽命，必須對變頻器進行冷卻。冬天可以用變頻器的內置風扇帶走變頻器盒子內部的熱量；夏天的時候，溫度本身就是40℃，被變頻器的內置風扇帶走的內熱只能提高室內溫度和變頻器箱溫。這時候最好的辦法就是在配電室變頻器箱旁邊的墻壁上下均勻適當?shù)拇驇讉€φ500mm的洞，同時保證控制柜變頻器周圍有一定的空間，并保持完好。如果這樣不行，就打開風扇，或者在洞口安裝排氣扇和風道，將變頻器產生的熱量強制排出室外。最后，可以考慮用空調對安裝變頻器的空間進行強制降溫。
結論3
加強對變頻器應用中故障的研究是十分必要的，對變頻器的正常使用、挖潛增效具有重要意義。
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