3、變頻器控制回路的抗干擾措施
由于主回路的非線性(進行開關(guān)動作),變頻器本身就是諧波干擾源,而其周邊控制回路卻是小能量,弱信號回路,極易遭受其他裝置產(chǎn)生的干擾,造成變頻器自身和周邊設(shè)備無法正常工作。因此,變頻器在安裝使用時,必須對控制回路采取抗干擾措施。
?。?)變頻器的基本控制回路
一般而言,同外部進行信號交流的基本回籠路有模擬與數(shù)字兩種:
①4~20MA電流信號回路(模擬);1~5V/0~5V電壓信號回路(模擬)。
②開關(guān)信號回路,變頻器的開停指令,正反轉(zhuǎn)指令等(數(shù)字)。
外部控制,指令信號通過上述基本回路導(dǎo)入變頻器,同時干擾源也在其回路上產(chǎn)生干擾電勢,以控制電纜為媒介侵入變頻器。
?。?)干擾的基本類型及抗干擾措施
?、凫o電耦合干擾,指控制電纜與周圍電氣回路的靜電容耦合在電纜中產(chǎn)生的電勢。當(dāng)加大與干擾源電纜的距離,達到導(dǎo)體直徑40倍以上時,干擾程度就會不太明顯,也可在兩電纜間設(shè)置屏敝導(dǎo)體,再將屏蔽導(dǎo)體接地。
?、陟o電感應(yīng)干擾,指周圍電氣回路產(chǎn)生的磁通變化在電纜中感應(yīng)出的電勢。其強度取決于干擾源電纜產(chǎn)生的磁通大小、控制電纜形成的閉環(huán)面積和干擾源電纜與控制電纜間的相對角度。可將控制電纜與主回路電纜或其他動力電纜分離鋪設(shè)。分離距離通常應(yīng)在30cm以上(最少不低于10cm)。分離困難時,將控制電纜穿過鐵管鋪設(shè),也可將控制導(dǎo)體絞合,絞合間距越小,鋪設(shè)的路線越短,抗干擾效果越好。
?、垭姴ǜ蓴_,指控制電纜成為天線,由外來電波在電纜中產(chǎn)生電勢。抗干擾措施同①②,必要時將變頻器放入鐵箱內(nèi)進行電波屏蔽,屏蔽用的鐵箱務(wù)必接地。
?、芙佑|不良干擾,指變頻器控制電纜的電接點及繼電器觸點接觸不良,電阻發(fā)生變化在電纜中產(chǎn)生的干擾,對此,采用并聯(lián)觸點或提高電器件等級來解決。對于電纜連接點應(yīng)定期做擰緊加固處理。
?、萁拥馗蓴_,指機體接地或信號接地,對于弱電壓,電流回路,任何不合理的接地均可誘發(fā)各種意想不到的干擾,比如設(shè)置兩個以上接地點,接地處會產(chǎn)生電位差,產(chǎn)生干擾??蓪⑺俣冉o定的控制電纜取一點接地,接地線不作為信號的通路使用,電纜的接地在變頻器側(cè)進行,使用專設(shè)的接地端子,不與其他接地端子共用。
?。?)其他注意事項
?、傺b有變頻器的控制柜,應(yīng)盡量遠離大容量變壓器和電動機。其控制電纜線路也應(yīng)避開這些漏磁通大的設(shè)備。
②弱電壓電流控制電纜不要接近易產(chǎn)生電弧的電器件。
?、劭刂齐娎|建議采用1.25mm2或2mm2屏蔽絞合絕緣電纜。
④屏蔽電纜的屏蔽要連接到電纜導(dǎo)體同樣長。電纜在端子箱中連接時,屏蔽端子要互相連接。
4、變頻器的常見故障分析
(1)變頻器充電起動電路故障,通用變頻器一般為用壓型變頻器,采用交—直—交工作方式。當(dāng)變頻器剛上電時,由于直流側(cè)的平波電容容量非常大,充電電流很大,通常采用一個起動電阻來限制充電電流,常見的兩種變頻起動電路如圖2所示。充電完成后,控制電路通過繼電器的觸點或昌閘管將電阻短路。起動電路故障一般表現(xiàn)為起動電阻燒壞,變頻器報警顯示為直流線線電壓故障。一般,變頻器的設(shè)計時,為了減小變頻器的體積而選擇較小起動電阻,其值多為10—50Ω,功率為10—50W;當(dāng)變頻器的交流輸入電源頻繁接通,或者旁路觸器的觸點接觸不良時,都會導(dǎo)致起動電阻燒壞。因此在替換電阻的同時,必須找出原因,如果故障是由輸入側(cè)電源頻率開始引起的,必須消除這種現(xiàn)象才能將變頻器投入使用,如果故障只由旁路觸元件引起,則必須更換這些器件。
?。?)變頻器無故障顯示,卻不能高速運行,經(jīng)檢查變頻器參數(shù)設(shè)置正確,調(diào)速輸入信號正常,經(jīng)上電運行測試,變頻器直流母線電壓只有450V左右(正常應(yīng)在580V-600V),再測輸入側(cè),發(fā)現(xiàn)缺了一相。故障原因是輸入側(cè)的一個空氣開關(guān)一相接觸不良造成的。造成變頻器輸入缺相不報警,仍能在低頻段工作,是因為多數(shù)變頻器的母線電壓下限為400V,只有當(dāng)母線電壓降至400V以下時,變頻器才報告故障。而`當(dāng)兩相輸入時,直流母線電壓為380V×1.2=452V>400V。當(dāng)變頻器不運行時,由于平波電容的作用,直流電壓也可達到正常值,新型的變頻器都采用PWM控制技術(shù),調(diào)壓調(diào)頻的工作在逆變橋完成,所以在低頻段輸入缺相時仍可以正常工作,但因輸入電壓,輸出電壓低,造成異步電動機轉(zhuǎn)速低頻率上不去。
(3)變頻器顯示過流,出現(xiàn)這種顯示時,首先檢查加速時間參數(shù)是否太短,力矩提升參數(shù)是否太大,然后檢查負載是否太重。如果沒有這些現(xiàn)象,可以斷開輸出側(cè)的電流互感器和直流側(cè)的霍爾電流檢測點,復(fù)位后運行,看是否出現(xiàn)過流現(xiàn)象。如果是,很可能是IPM模塊出現(xiàn)故障,因為IPM模塊內(nèi)含有過壓過流,欠壓,過載、過熱,缺相、短路等保護功能,而這些故障信號都是經(jīng)模塊控制引腳的輸出Fn引腳傳送到控制器的。微控制器接收到故障信息后,一方面封鎖脈沖輸出,另一方面將故障信息顯示在面板上。應(yīng)更換IPM模塊。
(4)變頻器顯示過壓故障,變頻器出現(xiàn)過壓故障,一般是雷雨天氣,由于雷電串入變頻器的電源中,使變頻器直流側(cè)的電壓檢測器動作而跳閘,這種情形,通常只需斷開變頻器電源1分鐘左右再上電即可,另一種情況是變頻器驅(qū)動大慣性負載,而出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象。這種情況下,一是將減速時間參數(shù)加長或增大制動電阻(制動單元);二是將變頻器的停止方式設(shè)置為自由停車方式。
?。?)電機發(fā)熱,變頻器顯示過載,對于已經(jīng)投入運行的變頻器,必須檢查負載狀況,對于新安裝的變頻器出現(xiàn)這種故障,很可能是V/F曲線設(shè)置不當(dāng)或電機參數(shù)設(shè)置有問題,此時必須正確設(shè)置好各種參數(shù),另外,電機在低頻的工作時散熱性能變差,也會出現(xiàn)這種情況,這時就需加裝散熱裝置。
5、結(jié)束語
采用變頻器作為異步電動機驅(qū)動器,盡管其可靠性很高,但是如果使用不當(dāng)或偶然事件,也會造成變頻器的損壞,要想在生產(chǎn)過程中,使用好變頻器,熟悉變頻器的結(jié)構(gòu)原理,了解常見故障,對于技術(shù)人員尤為重要