探析變頻器在應用過程中存在的問題及處理

李樹光

（方大特鋼煉鋼廠,南昌 330012)

作為電機調速的主要裝置，變頻器在我廠的各個生產領域均得到了廣泛應用，其中爐體傾動、氧槍升降、鋼包車行走、連鑄振動、拉矯機、移鋼機等都運用了變頻器，我廠65t轉爐自2004年投產以來，爐體傾動變頻器出現了干擾、高次諧波、負載匹配等問題，針對這部分問題本文提出了處理方法，并應用到了我廠實際中。

1 變頻器干擾問題及處理

干擾分外界對變頻器的干擾和變頻器對外界的干擾。

1.1 外界對變頻器的干擾及處理

外界對變頻器的干擾主要來自電源進線，當電源電壓出現很高的峰值，整流二極管因承受不了過高的電壓而損壞。主要通過在變頻器的輸入側接入交流電抗器解決。

1.2 變頻器對外界的干擾及處理

（1）空中輻射方式，以電磁波的方式向外輻射。主要通過吸收解決。（2）電磁感應方式，通過線間電感而感應；靜電感應方式，通過線間電容而感應。主要通過正常的布線和采用屏蔽線解決。（3）線路傳播方式，主要通過電網傳播。主要通過增大線路在干擾頻率下的阻抗削弱。

2 諧波問題及處理

2.1 增加供電電源內阻抗

選擇變頻器的供電電源時，最好選擇短路阻抗大的變壓器。我廠的煉鋼1#、2#變壓器在選型上沒有考慮到，阻抗分別為4.50%和4.51%。

2.2 安裝電抗器

在變頻器的輸出側和電機之間串入電抗器，可以削弱輸出電流中的諧波成分。我廠爐體采用的是在輸入側串入了4EU3051-5UA00型電抗器。

2.3 設置專用諧波器

設置專用濾波器用來檢測變頻器和相位，并產生一個與諧波電流的幅值相同且相位正好相反的電流，通到變頻器中，從而可以有效地吸收諧波電流。

3 負載的匹配處理

生產機械所帶負載有三種類型：恒轉矩負載、風機泵類負載和恒功率負載。不同的負載選型，應選不同類型的變頻器。

3.1 恒轉矩負載

分為摩擦負載和位能式負載。摩擦負載一般要求大的啟動轉矩和制動轉矩，因此變頻器應選擇具有恒頂轉矩特性，而且啟動和制動轉矩均較大，過載時間和過載能力的變頻器。位能負載一般要求大的啟動轉矩和能量回饋功能，應選擇具有四象限運行能力的變頻器，我廠選用的變頻器就屬于次類型的變頻器，要求啟動轉矩大。

3.2 風機泵類負載

這類負載對變頻器的性能要求不高，所以選擇具有U/F=const控制模式的變頻器即可，如果將變頻器輸出頻率提高到工頻以上時，負載功率急劇增加，會引起電動機過熱或停轉，因此切勿輕易將頻率提高到工頻以上。

3.3 恒功率負載

對恒功率特性的負載配用變頻器時，應注意在工頻以上頻率范圍內變頻器輸出電壓為定值控制，可使用標準電動機與通用變頻器的組合。而在工頻以下頻率范圍內為U/F定值控制，電動機產生的轉矩與負載轉矩有相反傾向，標準電動機與通用變頻器的組合難以適應，故應專門設計。

4 方大特鋼煉鋼廠案例分析

我廠的爐體傾動系統使用的是西門子的6SE7032-IEG60系列變頻器，自2004年兩座65t轉爐投產以來，開始階段運行情況比較好，隨著爐座冶煉次數的增加，傾動系統也暴露了一部分問題，最主要的問題是，變頻器的運行極不穩定。65t轉爐的設計在正常的情況下爐口比爐底輕，爐體能靠自重回復到零位，但是由于冶煉中的出鋼和倒渣的影響，爐體變成了頭部比腳部重，所以爐體在出鋼過程中，我們往回搖爐時，松開抱閘的時間很短，但是電機運行到額定轉矩的時間比松開抱閘的時間長，導致爐體向出鋼面傾翻，出現了幾次比較大的鋼水溢出事故，給轉爐生產和安全帶來了很大的影響。因此我廠組織人員對變頻器進行跟蹤調查，改變了報閘松開的時間，使他和達到額定轉矩的時間基本上一致，經過這次參數調整以后，我廠再也沒有發生鋼水溢出事故。

我廠1#65t轉爐在生產過程中，4#變頻器發生了堵轉跳閘事故（F015），我們發現爐體出鋼時發生的跳閘事故，初步分析原因是隨著爐體冶煉次數增加，爐口部位結渣太多，導致整個爐體中心向爐口方向轉移，搖動轉爐所需要的力矩太大，導致變頻器堵轉，并且轉爐機械系統也存在卡阻現象，對傾動系統所需要的啟動力矩要加大好多。經過我們改變變頻器里面關于堵轉時間的參數，增大堵轉允許時間，現在再沒發生堵轉跳閘事故。

另外，我廠的連鑄系統的變頻器也出現過另外一種情況，我廠連鑄系統的振動、拉矯、移鋼采用的是MM 440型變頻器，在運行時，經常發生跳閘事故。經過分析MM 440型變頻器采用是歐洲標準，對電網的要求相當高，不允許電網的電壓波動大，而我廠的電力電網的電壓波動比較大，因此總造成變頻器跳閘事故，我們把變壓器的輸入檔調至最低的一檔，徹底的解決了這個問題。

綜上所述，隨著我國現代工業的不斷發展及變頻器新技術的不斷應用與改進，變頻器會日益方便我們的生產生活，提高生產效率，節約企業能源。但是變頻干擾、高次諧波、負載匹配等問題對設備穩定運行所帶來的威脅也是不容小覷的，因此盡量抑制變頻干擾的產生成為擺在技術人員面前的一項重點難點課題。以上通過對變頻器應用過程中存在的問題進行分析，提出了相應的處理方法，并運用到我廠實際案例中，效果滿意，滿足了生產要求，減少了不必要的損失。

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