變頻器的維護(hù)與保護(hù)

摘要：隨著大功率晶閘管設(shè)計(jì)、制造工藝的成熟，變頻器的可靠性越來(lái)越高，價(jià)格也越來(lái)越合理，變頻器在冶煉廠的應(yīng)用越來(lái)越普及，不但節(jié)省了能源，提高了自動(dòng)化水平、也為生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳送、信息化奠定了基礎(chǔ)。文中介紹了變頻器使用中應(yīng)注意的問(wèn)題，分析了變頻器的維護(hù)要點(diǎn)，并對(duì)冶煉廠變頻器常見(jiàn)故障處理進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：冶煉廠;變頻器;使用環(huán)境;維護(hù)與保養(yǎng)

1引言

變頻器是通過(guò)改變電源頻率方式來(lái)控制交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的電氣控制設(shè)備。由于具有節(jié)能效果好、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，變頻器在冶煉廠得以大規(guī)模地應(yīng)用。由于內(nèi)部有大量的電子元件，變頻器受周?chē)h(huán)境條件如溫度、濕度、灰塵等影響較大。如果及時(shí)清掃除塵、維護(hù)保養(yǎng)得當(dāng)，就能減少突發(fā)故障、延長(zhǎng)使用壽命。否則，就會(huì)故障頻發(fā)，縮短使用壽命。如何對(duì)變頻器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，使之高效持久運(yùn)行，業(yè)已成為供水企業(yè)設(shè)備管理的重要課題。

2變頻器使用中應(yīng)注意的問(wèn)題

2.變頻器選型。變頻器的選型應(yīng)滿足以下條件：電壓等級(jí)與控制電機(jī)相符。額定電流為控制電機(jī)額定電流的1.1～1.5倍。根據(jù)被控設(shè)備的負(fù)載特性選擇變頻器的類(lèi)型。

2.2變頻器安裝環(huán)境。變頻器不宜安裝在震動(dòng)的地方，振動(dòng)加速度要限制在0.3～0.6g以下。安裝場(chǎng)所的周?chē)鷾囟炔荒艹^(guò)（-10～+40℃）?？諝庀鄬?duì)濕度≤90%，無(wú)凝露，避免變頻器在太陽(yáng)下直曬。變頻器要安裝在清潔的場(chǎng)所。

2.3變頻器安裝要求。變頻器只能垂直并列安裝，上下左右間隙≥100mm。變頻器與電機(jī)必須接地。電機(jī)電纜布線距離不大于500米;動(dòng)力線與控制線必須分開(kāi)走線;變頻器旁邊不要安裝大電流且經(jīng)常動(dòng)作的接觸器，因?yàn)樗鼘?duì)變頻器干擾非常大，經(jīng)常使變頻器誤動(dòng)作。變頻器的輸出只能接電阻或電感性負(fù)載，而不能接電容性負(fù)載。當(dāng)電機(jī)需頻繁制動(dòng)時(shí)，要外接制動(dòng)電阻。變頻器的接線。（1）變頻器輸入端最好接上一個(gè)空氣開(kāi)關(guān)，保護(hù)電流值不能過(guò)大，以防止發(fā)生短路時(shí)燒毀變頻器。（2）輸入控制線盡量不要太長(zhǎng)。因?yàn)檫@樣容易使出入信號(hào)受電磁波干擾而產(chǎn)生誤動(dòng)作，超過(guò) 2 米長(zhǎng)的最好用屏蔽線。

2.4變頻器參數(shù)設(shè)定。變頻器的設(shè)定參數(shù)多，每個(gè)參數(shù)均有一定的選擇范圍，使常常遇到因個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。

2.5變頻器的調(diào)試。（1）變頻器帶電機(jī)空載運(yùn)行設(shè)置電機(jī)的基本參數(shù);將變頻器設(shè)置為本地操作模式，按運(yùn)行、停止鍵，觀察電機(jī)是否正常啟動(dòng)、停止;熟悉變頻器的故障代碼，變頻器運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)進(jìn)行處理。（2）帶載試運(yùn)行。手動(dòng)操作變頻器面板的運(yùn)行、停止鍵，觀察變頻器顯示屏及電機(jī)運(yùn)行停止過(guò)程有無(wú)異?，F(xiàn)象;如果電機(jī)停止過(guò)程中變頻器出現(xiàn)過(guò)流保護(hù)，應(yīng)重新設(shè)定減速時(shí)間或增加最大電流保護(hù)值，至少有 10～20%的保護(hù)余量。

3變頻器的維護(hù)要點(diǎn)

3.1日常巡回檢查

變頻器故障大多是發(fā)生在運(yùn)行過(guò)程中。而一些異?，F(xiàn)象往往是故障隱患的征兆。若能在運(yùn)行過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些異?，F(xiàn)象，認(rèn)真加以分析，并及時(shí)采取措施，就能最大限度地避免故障發(fā)生。所以，對(duì)運(yùn)行中的變頻器進(jìn)行日常巡檢，非常有必要。日常巡檢主要是確認(rèn)兩點(diǎn)：一是要確認(rèn)設(shè)備處于一個(gè)良好的外部環(huán)境，如溫度、濕度、通風(fēng)等滿足變頻器正常運(yùn)行的要求;二是要確認(rèn)設(shè)備處于一個(gè)良好的技術(shù)狀態(tài)，如電壓、電流、頻率等均在正常的區(qū)間范圍。

變頻器主回路是由整流橋、平滑電容器、濾波電容器、IPM 逆變橋、限流電阻等元件組成。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大量的故障是由電解電容損壞引起的。而電解電容的壽命主要是由直流工作電壓和內(nèi)部溫度所決定。在正常運(yùn)行情況下，直流工作電壓相對(duì)處于比較穩(wěn)定的區(qū)間，而內(nèi)部溫度則對(duì)電解電容器的壽命起到?jīng)Q定性的作用。一般來(lái)講，溫度每上升 10℃，電解電容的壽命就會(huì)減半。所以在日常巡檢的過(guò)程中，要格外關(guān)注冷卻風(fēng)扇的運(yùn)行情況。

風(fēng)扇故障有兩類(lèi)：一是電氣故障，二是機(jī)械故障。電氣故障大多是斷路，風(fēng)扇因此而停止不轉(zhuǎn)。這類(lèi)故障若在巡檢中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)立即進(jìn)行排除。機(jī)械故障大多是軸承損壞。風(fēng)扇在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲和振動(dòng)明顯增大，就是軸承損壞的征兆。冷卻風(fēng)扇的壽命就是受限于軸承，壽命大約為20kh～40kh。按變頻器連續(xù)不間斷運(yùn)行計(jì)算，2～4年就需更換。冷卻風(fēng)扇大多為通用件。預(yù)訂備件時(shí)，要保證電源、功率、風(fēng)量、外形和安裝尺寸與原件相一致。

3.2定期停機(jī)檢查

利用每年一次的大修時(shí)間，將檢查重點(diǎn)放在變頻器日常運(yùn)行時(shí)無(wú)法巡視到的部位。

（1）除塵。拆下面板，用毛刷清掃電路板、IGBT 模塊、輸入輸出電抗器等部位。臟污部分，須用棉布沾上酒精清除。電力電子器件失效受損的主要根源就是水和灰塵。一旦器件表面有灰塵，就容易吸附水分。有了水分，就更容易積灰塵。如此下去，就會(huì)惡性循環(huán)。所以，變頻器拆檢維護(hù)的重點(diǎn)就是除塵。除塵不是簡(jiǎn)單的清潔衛(wèi)生問(wèn)題，而是關(guān)系到變頻器能否安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）檢查導(dǎo)線及其連接件。首先要抹去導(dǎo)線表面的灰塵再進(jìn)行檢查。只有抹去灰塵，才能發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線絕緣是否受損或變色，相間是否有黑點(diǎn)等放電痕跡。如發(fā)現(xiàn)，應(yīng)立即更換。其次要檢查固定導(dǎo)線的螺絲。由于溫度變化等多種因素的影響，螺絲等緊固部件容易松動(dòng)。所以，要認(rèn)真檢查固定導(dǎo)線的螺絲是否有發(fā)熱變色痕跡。檢查過(guò)程中，應(yīng)盡可能把所有的螺絲都緊一下，以防止因螺絲連接不緊而導(dǎo)致接觸電阻增大，引起發(fā)熱。如有螺絲打滑或生銹，應(yīng)立即更換。如果端子排由于長(zhǎng)期發(fā)熱已經(jīng)變形，應(yīng)立即更換端子排。

（3）檢查濾波電容。濾波電容的主要作用是平滑直流電壓，吸收直流中的低頻諧波。它連續(xù)工作產(chǎn)生的熱量和變頻器本身產(chǎn)生的熱量都會(huì)加速電解液的干涸，減少電容量。對(duì)其進(jìn)行檢查時(shí)，首先是檢查外觀，看是否有裂紋、漏液和膨脹等。其次是測(cè)量電容量，若低于額定容量的80%，應(yīng)更換。

（4）收尾工作。拆解檢查都結(jié)束后，要確認(rèn)沒(méi)有螺絲等含金屬成分的小器件遺漏在變頻器內(nèi)，也沒(méi)有棉布的殘留絲絮扯掛在器件上，以防止投運(yùn)后形成短路、放電。

4變頻器常見(jiàn)故障處理

4.1充分利用自診斷功能

變頻器本身具有各種保護(hù)和診斷的功能，如過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)等。一旦出現(xiàn)故障，變頻器內(nèi)部的保護(hù)元件會(huì)動(dòng)作，亮起報(bào)警指示燈，液晶屏?xí)@示故障信息代碼。根據(jù)信息代碼的提示，就可大致分析判斷出故障范圍。如果顯示是輕微故障，對(duì)變頻器進(jìn)行復(fù)位即可。如復(fù)位后不能恢復(fù)正常，就采用手動(dòng)初始化，再重新輸入相應(yīng)的設(shè)定參數(shù)。如還不能恢復(fù)正常，就要根據(jù)故障現(xiàn)象，結(jié)合信息代碼提示，來(lái)檢查變頻器相應(yīng)的部位和元器件。

4.2減少電磁干擾

變頻器內(nèi)部有大量電子元件，對(duì)電磁干擾比較敏感。電磁干擾會(huì)引起控制回路誤動(dòng)作，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞變頻器本身。若變頻器周?chē)嬖诟蓴_源，就需要采取措施，如加裝電抗器或獨(dú)立接地。關(guān)于接地方式，在建筑電氣領(lǐng)域是有爭(zhēng)議的。根據(jù)筆者的理解，統(tǒng)一接地的方式主要是為了減少雷擊損害，獨(dú)立接地的方式主要是為了防止電磁干擾。兩者防范對(duì)象不同，各有側(cè)重。所以，要根據(jù)實(shí)際情況，選擇合理的接地方式。鑒于變頻器大多是在室內(nèi)使用，而且配電柜電源側(cè)已經(jīng)安裝防浪涌保護(hù)器，基本可不用再單獨(dú)考慮防范雷擊。若時(shí)常發(fā)生電磁干擾，就應(yīng)考慮獨(dú)立接地。

結(jié)束語(yǔ)

冶煉廠在使用變頻器的同時(shí)，不要忽略了變頻器的維護(hù)保養(yǎng)。使用變頻器時(shí)，應(yīng)了解并掌握其各類(lèi)常遇故障的產(chǎn)生原因、判斷方法和相關(guān)處理措施?？傊?，冶煉廠必須做好變壓器的維護(hù)和保護(hù)，保障變頻器的長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

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