淺談變頻器應用中出現問題及解決措施

王小靚

摘 要：作為電能控制裝置，變頻器在工業生產中得到了廣泛的應用，為工業生產的正常運行提供了有利的條件。在變頻器應用的過程中，會存在一定的干擾問題，影響到運行效率與質量。文章介紹了變頻器的應用以及在應用過程中出現問題的處理，對于變頻器在工業生產中能夠發揮出更大的作用具有重要的意義。

關鍵詞：變頻器；應用；問題；處理方法

1 變頻器的應用現狀

在現代化工業生產中，基本實現了自動化、智能化生產，所以大型電子設備應用的比較廣泛，在生產效率以及生產質量方面比較高，有利于工業生產的快速發展。在電子設備運轉中，電動機的運轉需要超強的調速功能，才能夠保證生產的正常運行，而交流電動機調速一直以來都是一個難題，所以直流調速應用的較多，但是由于直流調速機的體積較大，需要占用較大的生產面積，并且在運轉的過程中噪聲較大，電能消耗高，一旦發生故障，在維修方面具有一定的難度。基于眾多的缺點，直流調速已經無法適應現代化生產的需求。

通過上面的描述，可以發現調速技術在工業生產中的重要性，在科學技術快速發展的形勢下，變頻器調速技術應運而生，逐漸在交流電動機中使用，并且發揮了重要的作用。變頻器調速技術融合了自動化、微電子、電氣等多種高新技術，采用先進的設計系統，符合現代自動化、智能化生產的需求。由于變頻器的軟啟動方式，有利的減少了設備和電動機之間的磨損，延長設備和電動機的使用壽命，提高了使用效率。在自動化生產中，變頻器調速機對于生產的精度以及質量有促進作用，并且可以提高機械設備的運行效率，重要的是具有節能效果。變頻器調速機在工業生產中取得了良好的效果，所以應用范圍逐漸擴大，逐步取代了直流調速機的應用，所以變頻器具有非常廣闊的市場前景。

2 應用中出現的問題及解決方法

2.1 電磁干擾

2.1.1 主要電磁干擾源和干擾途徑

由于工業生產中應用的電子設備較多，所以在運行的過程中會有噪聲和無用信號的電磁干擾，在接收的過程中造成一定的影響。所造成的干擾主要是變頻器和外部組件之間形成的互相干擾，主要表現在如下兩個方面。

（1）外部組件對變頻器的干擾。變頻器的整流設備、交直流互換設備、電子電壓調整設備、照明設備等對整個局域電網來說是非線性負載，它所產生的諧波會對同一電網的其他電子、電氣設備產生諧波干擾。主要是這些負荷都使電網中的電壓、電流產生波形畸變，從而對電網中其他設備產生有害的干擾。變頻器的供電電源受到電網中畸變的波形干擾后，若置之不理，電網噪聲就會通過電網電源電路干擾變頻器，使其不能正常工作。

（2）變頻器對外部組件的干擾。變頻器相對整個局域電網來說也是非線性負載，因此變頻器也對周圍其他組件產生干擾。另外，變頻器的逆變器大多采用PWM技術，當工作于開關模式并作高速切換時，產生大量耦合性噪聲。因此，變頻器對居于電網內其他的電子、電氣設備來說也是一個電磁干擾源。

2.1.2 抗電磁干擾的措施

（1）空間隔離

空間隔離主要是將容易產生干擾的兩個設備在空間位置上分開放置，這樣在產生電磁干擾時，在傳輸的過程中就會減弱或者消失，減少對其他設備造成的干擾。但是受到面積的限制，要想實現完全意義上的空間隔離不太現實，會占用很多的空間。針對這種狀況，可以將容易受到干擾的弱電控制設備與變頻器分開放置，在允許的范圍內盡量遠離，在中間可以放置動力配電柜等不易受干擾的設備。

（2）濾波裝置

變頻器在運行的過程中會產生大量的高次諧波，對于局域電網以及其他組件的正常運行造成嚴重的干擾。如果使用大功率的變頻器，對功率因數較低的電網來講干擾更大。針對這種情況一方面可以使用無功補償裝置對功率因數進行調節，另外還可以在變頻器的輸入輸出端安裝濾波器，以此來降低電磁干擾。

（3）干擾屏蔽

最好的屏蔽方式變頻器完全封閉在金屬殼內，然后金屬殼再接地，這樣基本上就能保證變頻器對外界的輻射干擾減小到最小值，使其對電子線路和設備的影響減到最低。另外，變頻器是由極精細的微處理器等集成電路組成的，對其他組件產生的電磁干擾比較敏感，很容易由此引起嚴重的錯誤。其他組件的電磁干擾從變頻器控制電纜為途徑進人，所以要對電纜采取較強的抗干擾措施。一般措施是：模擬量控制線路一定要使用屏蔽線，屏蔽層。靠近變頻器一側應接控制電路的公共端，而不能接在變頻器的接地湍或者直接接地。屏蔽層的另一端懸空處理就可以。

2.2 振動干擾

變頻器運行時產生的高次諧波引起的磁場會對許多機械部件產生電磁策動力，策動力的頻率如果和某些機械部件的頻率接近或相等，就會產生電磁原因導致的振動。

減弱或消除振動的方法主要是在變頻器和電動機之間接入交流電抗器，主要是為了減弱變頻器輸出電流中的高次諧波。此電抗器一定要安裝在距離變頻器最近的地方，以減少引線的距離。

2.3 發熱問題

在變頻器長期運行的過程中，會產生大量的熱量，其中一部分熱量由于不能及時擴散而殘留在設備內部，加速了設備的老化，所有的熱量基本都由主電路產生。所以針對這種現象，為了延長變頻器的使用壽命，提高運行效率，要對其進行降溫處理，主要措施有以下幾個方面。

2.3.1 采用風扇散熱。通過設備內部的風扇可以降低產生的熱量，同時還可以在設備的機房中安裝循環通風系統，來保證室內的溫度，從而達到變頻器降溫的目的。

2.3.2 調節環境溫度。變頻器是極精細的電子設備，包含多種電子元件和電解電容等組件，溫度的高低直接影響著其使用壽命的長短。一般變頻器的運行環境一般要求在-10～50℃之間，如果能降低變頻器運行的環境溫度，既延長了變頻器的使用壽命，又能保障設備性能的穩定。所以比較重要的設備機房都會設有專門的散熱冷卻系統，主要包括加裝空調、加裝風道、加裝水冷設備。

3 結束語

變頻器的應用有利的推動了工業生產的發展，并且在自動化和智能化生產中發揮了重要的作用。在實際運行的過程中，會因為電子設備之間產生的電磁干擾而影響到生產的正常運行，所以對存在的問題進行分析，找出問題的原因，有利于在技術以及工藝方面的改進，進一步完善變頻器的應用，為工業生產創造更大的經濟效益。

參考文獻

[1]崔江海.高壓變頻器應用中的若干問題及對策[J].變頻器世界，2009.

[2]吳忠智，黃立培，吳加林.調速用變頻器及配套設備選用指南[S].北京：機械工業出版社，2006.

[3]吳忠智，吳加林.變頻器應用手冊[S].北京：機械工業出版社，2008.