使用變頻器時應注意的問題

張金達

摘 要：隨著通用變頻器的大量使用，變頻器的日常維護及維修工作也相應繁重，據初步分析，有很多是由于變頻器的運行環境和工作條件不盡人意造成的，導致變頻器運行性能下降，使用壽命縮短。作者從變頻器的選用與安裝、變頻器的抗干擾措施、電網質量、日常維護等方面進行分析，提出了使用變頻器時應注意的問題及相應的改進建議。

關鍵詞：變頻器；日常維護及維修；注意的問題

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.019

1 變頻器的選用

1.1 變頻器類型的選擇

變頻器的類型主要應根據所驅動的負載性質和變頻調速方案中所確定的控制方式制動方式來選擇。如風機水泵類的二次方負載，使用線性控制方式，則可選用風機水泵類的專用變頻器。對于恒轉矩負載，調速性能要求比較高，使用矢量控制方式，則可選用高性能的具有矢量控制功能的變頻器。當變頻器需要與外部控制系統采用通信方式連接時，選擇變頻器時還需考慮變頻器的通信能力及采用的通信協議等。

1.2 變頻器容量的計算與選擇

在變頻器的技術性能規格中有變頻器的最大適配電動機容量這一數據，但實際上限制變頻器使用功率的是輸出電流的大小，因此直接按照變頻器的最大適配電動機容量來選擇變頻器的容量是不合適的，變頻器的容量選擇由很多因素，但基本原則是變頻器的額定電流一定要大于被驅動電動機在運行中可能出現的最大電流。

1.3 變頻器的型號選擇與注意事項

選擇變頻器時，還應考慮負載的特點。如電機長期低速運轉，電機的風扇自我冷卻能力下降，因此可考慮通過傳動機構減速的方式。或者選用極數較多的電動機，使電機盡量在較高的頻率運行，以提高變頻器的效率。

2 變頻器的安裝環境

在變頻器實際應用中，多數用戶將變頻器直接安裝于工業現場。因此應當根據生產現場的環境來采取相應的措施。

（1）變頻器必須安裝在符合變頻器工作要求的環境下，不然的話容易引發運行故障，或者使變頻器老化，壽命縮短。（2）變頻器要安裝在控制柜內的中部，便于檢查和維修。變頻器要垂直安裝，周圍應留有足夠空間，便于通風和散熱。（3）有的用戶在使用中為防止他人篡改數據而取消變頻器的鍵盤，則變頻器的面板位置要采取密封措施，以防止有粉塵進入變頻器。（4）在有煙霧粉塵嚴重的場所，使用變頻器時可考慮將電氣控制柜整體密封，專門設計通風口，并且在電氣控制柜的頂部安裝防塵網。

3 變頻器的電磁干擾

3.1 變頻器的電磁干擾

目前，一般的電氣控制系統大多采用微機或PLC 控制技術，一定要注意變頻器對微機控制板的干擾問題，否則可能導致控制系統工作異常。

（1）變頻器的良好接地可保證電氣控制系統正常工作，同時也是抑制系統噪聲的重要手段，建議將變頻器的接地與其他動力設備接地點分開。（2）變頻器與被驅動電動機之間的距離不宜過長。若確需長距離控制則建議采取技術措施，如降低載波頻率或增加輸出電抗器選件，以使設備正常運轉。（3）在微機控制板的輸入電源側采用加裝濾波器、共模電感、高頻磁環等措施，可以有效抑制傳導干擾。（4）在變頻器的電源側加裝濾波器，可有效抑制對電網的傳導干擾。如果變頻器與被驅動電動機之間距離較長，則應當在變頻器的輸出端加設交流輸出電抗器。（5）對于由各種傳感器檢測輸入的模擬控制信號，應當進行電氣屏蔽和隔離。盡量不采用模擬量控制。一般變頻器都具有多段頻率（轉速）設定控制，對于一般的控制要求都可以滿足。

3.2 變頻器的電網干擾

在驅動沖擊性負載時，電壓可能出現閃變。另外，變頻器在運行時產生的諧波對電網有一定的危害，對變頻器設備本身也不利，可以適當考慮選取以下措施。

（1）在使用變頻器比較集中的場所，可采用集中整流，直流共母線供電方式，當然其成本較高。（2）在變頻器輸入電源側加裝無源濾波器，以減小輸入諧波，提高功率因數。或在變頻器輸入電源側加裝有源PFC 裝置，其可靠性較高，效果好。（3）在驅動沖擊性負載時，可加裝無功靜補裝置，以提高電網功率因數。（4）在采用外部開關量控制端子時，如連接線路較長，可采用屏蔽電纜，以減小干擾。（5）可采用直接從變壓器側供電給變頻器。或使用單獨的變壓器給變頻器供電。（6）當采取外部通信方式控制變頻器時，可考慮使用屏蔽雙絞線，并將屏蔽層接地。對于現場總線控制的高速控制系統，應采用專用通信電纜，并進行多點接地，以提高變頻器控制系統運行的可靠性。

4 變頻器的維護

變頻器是一種精密的靜止型電力電子裝置，其核心部件基本上可以認為是不用維護的。但如果使用不當，仍可能發生運行故障，因此要進行日常的檢查與維護。

（1）安裝有變頻器的電氣控制柜在受到機械振動或者沖擊時，可能會產生電氣上接觸不良的問題。因此設備運行一段時間后，應對其進行檢查和維護。（2）在氣溫變化較大時，變頻器的內部容易出現結露，此時變頻器的絕緣性能就會降低，嚴重時可能會引發短路事故。因此，必要的時候可以在電氣控制箱中放置干燥劑，或采取加熱除濕措施。（3）在日常運行維護中，要經常檢查變頻器的輸出電流，如果輸出電流在同樣工況下高于平時，應該及時查明原因。（4）在日常運行中，必須經常對空調通風設備進行直觀檢查，運行期間應該經常檢查變頻器散熱器的溫度，如果發現有溫度高于平時的現象，則很有可能是變頻器的通風散熱情況有了變化，要及時查明原因并進行處理。（4）在對變頻器進行檢查時，必須斷開變頻器的電源，并保證變頻器內部主電路的濾波電容器有充分的放電時間，以免濾波電容器的殘余電壓引起觸電危險。（5）變頻器中的冷卻風扇濾波電容等屬于變頻器的損耗件，需要定期更換，冷卻風扇的更換標準通常是三年，濾波電解電容器的更換標準通常是五年。

本文作者根據廣大用戶在變頻器實際應用中出現的問題，從變頻器的如何選用與安裝、變頻器的抗干擾措施、電網質量以及日常維護檢查等方面，分析了各種因素對變頻器的影響，并提出解決問題的方法和建議，對于變頻器安全運行、提高生產效率、延長使用壽命具有很好的效果，有一定的參考價值。