變頻器在現代工業生產中的應用與維護探討

周二剛

（山西職業技術學院，山西 太原 030006）

變頻器在現代工業生產中的應用與維護探討

周二剛

（山西職業技術學院，山西 太原 030006）

隨著我國工業發展水平的不斷發展，對工業生產技術和設備的要求越來越高。自動化控制技術已經廣泛應用于我國現代化工業生產中，在我國建設資源節約型社會的背景下，變頻器作為可調速驅動系統的一種，在我國工業生產中得到了廣泛的應用。變頻器通過對電動機電源頻率和幅度的控制，達到了較好的節能效果，對于促進我國工業自動化水平的提升具有重要意義。本文對變頻器在我國工業生產中的應用及維護進行了分析。

變頻器；工業生產；應用；功能；維護

電動機是我國工業生產中重要的動力設備，是保證工業生產能夠正常運行的主要動力來源之一。由于受到工作環境和運行方式的影響，傳統的控制電動機轉速的方式效率較低，設備占地面積較大，維修困難。而變頻器的出現有效的改變了這一現象，通過變頻技術與微電子技術的結合，對電機工作電源的頻率方式進行控制來提供穩定的電源電壓，具有良好的節能、調速的作用。此外，變頻器還具有過流、過壓、過載等保護功能，變頻器的應用是我國工業自動化控制水平提升的重要標志。

1 變頻器在現代工業生產中的應用

（1）變頻器在工業生產節能中的應用。變頻是變頻器的重要功能，通過變頻能夠降低機械設備的能源消耗，提高運行效率。為保證設備運行的可靠性，部分機械設備如水泵、風機等，在設計階段都會為動力驅動留有一定的富余量。但是在電機沒有達到滿負荷運行狀態時，產生的多余的力矩就會消耗一定的有功功率和電能，造成能源損耗，而傳統的節能方式是調節電機轉速，由于技術落后反而造成更多能源的消耗。而變頻器則會根據流量的變化產生可變的電壓和頻率，對風機或水泵等機械水泵的轉速進行調節，使電機能夠在不同負荷狀態下調節自身的轉速，降低能源消耗，達到較好的節能效果。

（2）降低線路無功功率損耗。無功功率是工業生產中耗能較大的因素，其會增加線路損耗，降低設備使用壽命，浪費電能，降低有功功率。使用變頻器能夠提高電源使用效率，降低無功功率的損耗。變頻器可通過內部濾波電容的作用，降低無功功率損耗，增加電網的有功功率，從而實現功率因數補償節能的作用。

（3）實現電機設備的軟啟動。電動機在啟動時會產生較高的啟動電流，往往會達到額定電流的數倍，電機硬啟動時的大電流和振動會對設備、線路、管路等造成很大的損害，嚴重影響其使用壽命。而使用變頻節能裝置后，變頻器的軟啟動功能可使啟動電流從零開始，并且最大值也不會超過額定電流，這種軟啟動的方式有效減輕了啟動電流對電網的沖擊，節省了設備的維修維護費用。

（4）變頻器在工業生產中的保護功能。變頻器對電機設備的保護主要包括修正保護和停止保護兩類。修正保護是指變頻器在檢知異常狀態后可自動地進行異常修正動作，如再生過電壓失速防止、電流失速防止；停止保護是指檢測到異常狀態后自動封鎖電力半導體器件控制信號，使電機停止運行。

（5）變頻器在泵類工業機械設備中的應用。泵類機械設備是工業生產中比較常見的設備，如果泵類設備的負載變化較大，會降低設備的使用壽命，并且影響到設備運行的可靠性。變頻器在泵類機械設備中的應用，利用其強大的調速功能，可有效控制泵類設備負載情況。對變頻器輸出進行控制，能夠讓泵類負載達到生產工藝的條件，得到最好的節能效果，與此同時還能夠提高生產水平，加快工業自動化的進程，而且還可以讓器材的使用壽命延長，使產品的質量水平得到提高，使得生產效率得到提高，使得企業能夠獲取到更高的經濟利益。

（6）變頻器在工業生產機械風機負載中的應用。風機主要應用于工業生產中的冷卻體系、鍋爐體系、烘干體系、排風體系中，為了保證達到良好的工藝水平和工作狀況，需要對風量、溫度等因素進行控制。傳統的方法為調整風口、擋板開合程度，但是風機始終恒速運行，無法滿足生產工藝條件標準，又浪費能源和耗損設備器材。而利用變頻器對風機進行控制，它的無級調速性能能夠使風機的調速范圍更大，可靠性高，操作簡便，可以達到生產工藝和工作狀況的高條件。

2 變頻器的維護

因為變頻器的結構較為復雜，且各種電子元器件的組成較為精密，所以對使用環境和運行方式有一定的要求，如果變頻器出現故障，會直接影響到工業生產的效率和經濟效益。所以為了保證變頻器的正常運行，需要做好變頻器的維護工作，加強對變頻器故障原因分析，提前做好各項應對措施。根據故障原因來源可分為外部故障和內部故障，下面對此進行分析，并提出相應的防范措施。

2.1 變頻器外部引起的故障

（1）變頻器的工作環境。因為變頻器是由精密的電子元器件組成，所以工作環境的好壞會對變頻器運行的安全性和可靠性有直接影響。如果運行環境的溫度過高，會直接縮短電子元器件的使用壽命和運行的可靠性；外部的沖擊和振動會導致變頻器內部電子元器件產生機械損傷；環境的濕度、腐蝕性氣體以及塵埃等會導致電子元器件出現銹蝕、接觸不良、絕緣性能下降等現象，從而形成短路導致變頻器故障的發生；如果工作環境中存在電磁干擾，就會對變頻器的控制系統產生干擾，出現誤動作而導致工作異常或者停機；變頻器的供電系統中如果有直接起動的電動機或者電磁爐等設備，會對變頻器供電系統產生影響；雷擊、感應雷電形成的沖擊電壓會對變頻器造成一定的損失，所以要做好防雷措施。

（2）變頻器外部運行維護。為了保證變頻器運行的安全性和可靠性，需要對其工作環境做好各種防范措施。為了避免運行環境溫度過高，應該避免變頻器受到日光直射，還可安裝散熱裝置來降低溫度；為防止振動和沖擊，應該選擇振動或者可受到沖擊較少的位置，還可使用橡膠等避震措施；及時探測運行環境的濕度并進行調節，加強日常清潔工作，減少灰塵，控制柜做好防腐處理，采用封閉式結構；為降低電磁等干擾，可采用屏蔽線回路的方式，安裝防干擾裝置，縮短控制回路的配線距離，單獨使用接地端子等方式；對于有直接起動的設備，應該與變頻器的供電系統相分離，減少影響程度。為了降低停電造成的影響，變頻器和外部控制回路可采用瞬停補償方式，避免過電流的影響，為提高運行效率，還可加裝自動切換電源裝置，保持電力供應；加強防雷裝置的使用，可在變頻器輸入端加壓敏電阻，還可安裝其他避雷設施。做好各項防范措施，為變頻器提供一個安全可靠的運行環境，提高變頻器的運行效率，保證工業生產的正常運行。

2.2 變頻器內部故障

（1）內部原因故障類型。變頻器內部故障主要有過載、過電流和參數設置不當等幾方面原因，電源電壓不高、加速用時過短以及制動量過大都可能會引發變頻器出現過載現象，導致變頻器故障的發生；由于機械卡死會導致超載，從而出現過電流故障；如果變頻器的運行參數設置不當，就會對啟動、運行和控制等各個環節產生影響。變頻器的內部故障基本都是由于設置不當或者控制不嚴格導致的，對變頻器的正常運行會產生不良影響。

（2）變頻器內部故障運行維護。為了保證變頻器能夠正常運行，應該加強防范過載、過電流、過壓、欠壓、參數設置不當等故障現象的發生。對于過載故障而言，要加強對機械的維護保養，經常檢查電源電壓，將電壓維持在變頻器的額定電壓范圍內；對于過電流故障，要及時檢查變頻器和電機的連接線路以及各種零件的運行狀態，防止過電流故障的發生；在變頻器生產調試時都會設置默認參數作為出廠值，但是在實際使用過程中，為了滿足實際生產的需求會重新調整面板的參數，一定要由專業人員根據生產需求正確設置參數，保證變頻器的正常運行。

為了加強對變頻器的運行維護管理，應該制定完善的檢修管理制度，根據實際生產需求，采取定期檢修或者狀態檢修，確定檢修范圍和檢修內容，制定合理的檢修計劃。在檢修的過程中，嚴格按照檢修規范程序執行，因為變頻器裝置中都是精密的電子元器件，所以檢修時一定要認真細致，避免因為檢修而造成意外損壞。在檢修時，不僅要對變頻器內部的元器件和線路等進行檢查，還應該檢查其運行環境，為變頻器提供一個良好的運行環境。對變頻器進行日常維護管理，可及時發現安全隱患，盡早排除故障，提高變頻器運行的穩定性和可靠性，這是避免故障發生的主要途徑。檢修時，應該對經常發生故障的部位進行更加認真細致的檢查，杜絕一切隱患的發生，延長變頻器的使用壽命。

3 結語

在工業生產實現大范圍自動化控制的背景下，生產效率明顯提升，為了適應我國工業生產節能降耗的政策號召，變頻器在工業生產中得到了廣泛的應用。變頻器的應用，達到了明顯的節能效果，有效降低生產成本，提高生產效率。由于變頻器裝置比較精密，所以要加強對變頻器運行的維護管理，做好各項故障防范措施，降低故障的發生率，提高變頻器運行的穩定性和可靠性。隨著科學技術的不斷發展，變頻器技術也不斷完善，在精確性、自動化和高效化方面不斷提升。

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TM921.51

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1671-0711（2017）12（上）-0059-02