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變頻器的控制電路及幾種常見故障分析

  
評(píng)論: 更新日期:2010年12月06日


  
  3、變頻器控制回路的抗干擾措施
  
  由于主回路的非線性(進(jìn)行開關(guān)動(dòng)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(hào)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(shí),必須對(duì)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(jìn)行信號(hào)交流的基本回籠路有模擬與數(shù)字兩種:
 ?、?~20MA電流信號(hào)回路(模擬);1~5V/0~5V電壓信號(hào)回路(模擬)。
 ?、陂_關(guān)信號(hào)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(hào)通過上述基本回路導(dǎo)入變頻器,同時(shí)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(dá)到導(dǎo)體直徑40倍以上時(shí),干擾程度就會(huì)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(qiáng)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(duì)角度??蓪⒖刂齐娎|與主回路電纜或其他動(dòng)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(shí),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(shí)將變頻器放入鐵箱內(nèi)進(jìn)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(diǎn)及繼電器觸點(diǎn)接觸不良,電阻發(fā)生變化在電纜中產(chǎn)生的干擾,對(duì)此,采用并聯(lián)觸點(diǎn)或提高電器件等級(jí)來解決。對(duì)于電纜連接點(diǎn)應(yīng)定期做擰緊加固處理。
 ?、萁拥馗蓴_,指機(jī)體接地或信號(hào)接地,對(duì)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(gè)以上接地點(diǎn),接地處會(huì)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(diǎn)接地,接地線不作為信號(hào)的通路使用,電纜的接地在變頻器側(cè)進(jìn)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(xiàng)
  
  ①裝有變頻器的控制柜,應(yīng)盡量遠(yuǎn)離大容量變壓器和電動(dòng)機(jī)。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。
  ③控制電纜建議采用1.25mm2或2mm2屏蔽絞合絕緣電纜。
 ?、芷帘坞娎|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(shí),屏蔽端子要互相連接。
  
  4、變頻器的常見故障分析
  
 ?。?)變頻器充電起動(dòng)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(shí),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(gè)起動(dòng)電阻來限制充電電流,常見的兩種變頻起動(dòng)電路如圖2所示。充電完成后,控制電路通過繼電器的觸點(diǎn)或昌閘管將電阻短路。起動(dòng)電路故障一般表現(xiàn)為起動(dòng)電阻燒壞,變頻器報(bào)警顯示為直流線線電壓故障。一般,變頻器的設(shè)計(jì)時(shí),為了減小變頻器的體積而選擇較小起動(dòng)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(diǎn)接觸不良時(shí),都會(huì)導(dǎo)致起動(dòng)電阻燒壞。因此在替換電阻的同時(shí),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(yùn)行,經(jīng)檢查變頻器參數(shù)設(shè)置正確,調(diào)速輸入信號(hào)正常,經(jīng)上電運(yùn)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(gè)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(bào)警,仍能在低頻段工作,是因?yàn)槎鄶?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(shí),變頻器才報(bào)告故障。而`當(dāng)兩相輸入時(shí),直流母線電壓為380V×1.2=452V>400V。當(dāng)變頻器不運(yùn)行時(shí),由于平波電容的作用,直流電壓也可達(dá)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(shí)仍可以正常工作,但因輸入電壓,輸出電壓低,造成異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低頻率上不去。
 ?。?)變頻器顯示過流,出現(xiàn)這種顯示時(shí),首先檢查加速時(shí)間參數(shù)是否太短,力矩提升參數(shù)是否太大,然后檢查負(fù)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(diǎn),復(fù)位后運(yùn)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?yàn)镮PM模塊內(nèi)含有過壓過流,欠壓,過載、過熱,缺相、短路等保護(hù)功能,而這些故障信號(hào)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(dòng)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(dòng)大慣性負(fù)載,而出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象。這種情況下,一是將減速時(shí)間參數(shù)加長或增大制動(dòng)電阻(制動(dòng)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(jī)發(fā)熱,變頻器顯示過載,對(duì)于已經(jīng)投入運(yùn)行的變頻器,必須檢查負(fù)載狀況,對(duì)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(jī)參數(shù)設(shè)置有問題,此時(shí)必須正確設(shè)置好各種參數(shù),另外,電機(jī)在低頻的工作時(shí)散熱性能變差,也會(huì)出現(xiàn)這種情況,這時(shí)就需加裝散熱裝置。
  
  5、結(jié)束語
  
  采用變頻器作為異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)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(huì)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(duì)于技術(shù)人員尤為重要

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