變頻器的選用、安裝及調試技術探討

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(中國石油天然氣第七建設有限公司，山東 膠州 266300)

通常情況下，變頻器的功效就是實現對電動機調速的功能，擁有調速區域廣泛且功能強大，性能有效等眾多特點。在各個行業中被廣泛的運用。在石油化工企業中，運用變頻器可有效確保生產系統獲得平穩度和安全，同時還擁有一定的節能效果。

1 變頻器的選擇

1.1 選擇有效的品牌

根據當前市場情況來講，運用最多的就是日本所生產的變頻器，在我國占據較大的比例，之后一些歐美國家緊跟其后，都爭相奪得我國的市場。然而，我國生產的變頻器也有運用的，同樣也獲得了一定的市場[1]。從整體角度來講，最為人們熟知的就是日本的產品，外形精致，功能強大是其具備的特點，也因此而深受人們喜愛。歐美的一些國家，生產的變頻器功能較為先進且平穩性極高，因此也捕獲了一些人的追捧。然而，我國國內的產品是價格較低且功能都屬于專屬的，簡單易操作被大量的運用。

1.2 挑選有效的類型

根據用途的不同，可對變頻器實施分類。通常情況下，專用以及通用變頻器都屬于工業變頻器。其存在的技術參數有以下幾種：1)控制信號種類；2)控制模式；3)啟動轉矩模式；4)轉矩以及轉速控制的精度；5)通信接口。一般變頻器操作非常簡便，且通信接口以及上位機通訊都非常的容易。在實際生活中可以看出，屬于中小型容量的變頻器主要的控制模式是通過U/F的方式實施控制的，歸于通用變頻器區域。此外，還擁有矢量控制功能，此適量控制性能都比U/F好掌控，但是，在價格方面也要比U/F控制貴出許多[2]。另外，一種變頻器就是通過直接轉矩實施控制的一種變頻器，在動態性能方面較為優質，其中轉矩以及轉速方面的控制精度也非常高，這也標志著當代變頻器技術的超高水平。

1.3 其余考慮問題

首先需要挑選有效的容量。在挑選容量時，需依照電動機指定的電流以及額定功率來詳細計算負載產生的電流，這樣能使得負載電流超不過變頻器的額定電流，不然會導致變頻器使用時間降低。其次需思考負載的種類。依照實際負載的種類，可將其分為三種負載轉矩一種是降轉矩負載，第二種是恒功率負載，第三種是恒轉矩負載。對于降轉矩來講，風機類歸于降轉矩，通常我們會挑選擁有U/F恒壓變頻來掌控變頻器，在薄膜生產線中，一般是卷取機以及金屬切削機床為主要的主軸和軋機等機器都是恒功率負載種類。通常選用機械變速以及變頻機相結合亦或變極電動機和變頻器相融合的方式達到目的。恒轉矩負載通常有攪拌機、提升機以及吊車等摩擦種類的負載以及位能負載。在挑選轉矩控制模式時，通常選用具備高性能的變頻器。最后選用專用變頻器[3]。在電梯、空調、紡織等機械區域內，可有效挑選對本行業具有一定特定的專用變頻器，如此以來，可獲得更全面的運用效果。

2 變頻器的安裝

2.1 環境要求

在安裝變壓器時，對于四周的環境也有一定的規定，變頻器受到溫度的影響非常大，因為變頻器是由電力電子設備構成的，所以，使用變頻器的時間長短以及有效性等原因在一定程度上由溫度所決定，通常情況下，溫度在-10～40 ℃之間。此外，還應思考變頻器本身散熱以及四周環境都有可能發生的狀況，因此對于溫度來講，在控制溫度時需余留一些余量。

2.2 環境濕度的要求

在安裝變頻器時，需注意四周一年四季的濕度變化，一般來講，在安裝變頻器的地方濕度不應該大于90%，值得注意的是，表面不應存在結露[4]。

2.3 振動和沖擊的要求

當在安裝變頻器時，如果內部的元器件以及焊接點等部分發生松懈時，會導致電氣接觸不良的事件發生，嚴重點會產生短路事故的發生。所以，一般情況下，在進行安裝變頻器時，需要求安裝場所的振動頻率控制在0.6g之下，在較為特殊的場地需增加防震橡膠等措施，來達到耐震的目的。

2.4 安裝場地

變頻在安裝過程中，會受到散熱熱能的影響，因此，規定變頻器的最大輸出電流以及電壓都不能超出額定范圍內。當高度超過1000 m時，會導致變頻器的散熱能力逐漸降低，所以，在安裝變頻器時，其高度需控制在1000 m之下。

2.5 安裝變頻器對安裝現場的要求

對于變頻器來講，其安裝現場不允許出現帶有腐蝕性物體以及容易發生爆炸的液體等。現場不能出現灰塵和纖維物體以及金屬顆粒等。杜絕陽光直射，不存在電磁干擾。

3 變頻器的安裝模式

當變頻器在運行過程中，會出現有功功率的損耗，將會變化為熱能，導致本身的溫度直線上升。然而，當溫度太高時，對于其余設備老講，都會對其產生損害，所以，在安裝變頻器時，首先考慮的問題就是散熱問題。運用有效的安裝模式可在一定程度上確保熱量能準時消散。

3.1 壁掛式安裝

在保證安裝位置能承受變頻器的基礎上，這時，變頻器可以直接靠墻并與安裝位置垂直，對于出風口位置的方向需朝上，這樣能保證出風口進出流暢。對于距離的選擇，其變頻器和四周的物體需達到如下條件，一是兩端要大于等于100 mm，上下要大于等于150 mm。

3.2 柜式安裝

當四周環境較為繁瑣，且變頻器需要和其余控制電器安裝在一塊時，在安裝時，可運用柜式安裝的方式進行安裝。在進行柜式安裝時，需注意以下幾個問題，在安裝單臺變頻器時，需盡可能的運用柜外冷卻的方式，這樣做能達到塵埃少且環境較為潔凈[5]。當運用柜內冷卻模式時，在變頻器的頂端需安置上抽風式冷卻風扇，來達到降溫的目的，值得注意的是，應盡可能的安裝在變頻器的正上方，以此確保空氣流通。當安置多臺變頻器時，需盡可能的并列安裝，當必須運用縱向安裝的方式時，要在兩臺變頻器中間加入隔板。

4 變頻器的調試

為了更好的讓變頻器應用到各種負載中，并長時間平穩的運行，良好的調式是非常重要的，其對應的調式方法可按以下步驟實施：(1)對變頻器實施空載通電檢驗。首先將變頻器的一端接地。之后確定好變頻器上的電壓和頻率以及電網等都相一致之后，方可傳輸電，當變頻器運行到150Hz時，需測量變頻器UVW三端的輸出電壓是不是能維持電力平衡。最后當斷電后如果沒有顯示，需接上電機線。(2)變頻器帶電空載運行。首先需設置基本的電機額定參數，整體考慮變頻器的工作電流。其次需設立變頻器中最大的輸出頻率和基頻以及轉矩的特點。之后要設立變頻器電機中的參數，當變頻器運行達到滿頻率時，測試輸出的各項電壓與電流，都要看是不是和鍵盤監視相一致。(3)帶載試運行。手動操作變頻器面板上存在的停止鍵，詳細查看電機運行停止過程中的變化，并對變頻器實施監測，查看是不是存在其余現象。在啟動一級停止電機過程中，當變頻器發生過流保護動作時，需重新設置加速以及減速的時間。當變頻器持續在運行時的故障，應當適當的加大最大電流保護數值，然而，不可取消保護，最少需保護百分之十到百分之二十的保護余量。

在變頻器和上位機相連接處實施系統調試。完成設定之后，需良好的連接好變頻器的控制連接以及上位控制連接，改變變頻器的操作方式，更新為段子控制。依照上位機系統的要求，需合理調節變頻器接受頻率信號端子的電壓，有效的采集變頻器對模擬頻率信號的采樣速度。當急需其余的監視表頭時，需有效挑選模擬輸出監視量，并有效整理調整變頻器輸出監視的量端量程。

5 石油化工生產運用變頻器的重要性

當石化企業85%之上的電力消耗在交流電動機上時，交流電動機拖動泵類以及風機類的負載會占據較大部分，然而存在節電潛力最大的要數泵類和風機類負載。在裝置變電所中安裝變頻調速器，由它提供一定的電量，無需更改以往原有機泵管線，進行安裝時，方便且操作簡單，只需改動旋鈕即可，能達到調整變速的目的，可直觀的查看所需頻率，同時也能遙控，遠距離以及隔墻進行操作。同時也能實現無級調速以及顯示出故障點的目的。造變頻調速器中存在的中央處理器，能起到檢測以及保護的目的。她保護功能較為全面，同時保護的反應速度以及精度都會比普通電氣保護有所提升。當運用變頻器之后，對電動機的保護會更加健全，有助于電動機的有效運行。合理的運用變頻器可在一定程度上降低機泵的電能消耗。當流量減小時，節能率會大幅度的提升，并且，當變頻器調速器的性能價格會比總的表現降低的方向，其容量會進一步的大型化以及高壓化。因此，在石化企業全方位促進下，促進變頻時非常有必要的。

6 運用變頻器需注意的問題

在運用變頻器之前，需合理對功能以及參數實施設定，當存在設置不恰當時，會產生變頻器的輸出值不能達到實際所需，更為嚴重的是達不到正常的運用。當變頻器達到一定的工藝要求時，需限制原有裝置的機泵，此外，針對負載特別高的，其負載變化太大的設備不應該運用。變頻器的輸出屬于非正炫波，所以，運用時，需給予一定的保護措施。許多變頻器的掌控電路都運用了微處理器，控制信號稱之為弱電型，為進一步預防外部干擾導致變頻器不能正常的運用，在運用控制電纜時，不應該根據控制信號進行分類配置。站在開關信號的角度來講，可采用控制電纜的方式進行掌控，針對弱電模擬信號來講，速度控制信號以及測量信號，都需運用計算機屏蔽控制電纜，與此同時，還應該合理分配動力以及掌控好電纜分槽配線。

7 變頻器調試技術的處理方法

7.1 外部電磁干擾的處理措施

變頻器頻率的輸出能控制室線路以及強電纜在相同電纜溝內敷設。四周依然存在一些干擾源，導致掌控的回路產生誤差操作，使得工作沒辦法正常，亦或造成停機事件的發生。首先需詳細的了解變頻器說明書，并尋找有效的解決方法。對于此掌控回路需運用屏蔽控攬的方式，在電纜溝內實施分層敷設，對于變頻器接地端子需依照規定合理設置接地，設置嘈音濾波器在變頻器的輸入端。通過合理運用如上措施，變頻器會正常的工作，但是，控制室的微機接受不到反饋的信號。通過一番的檢查，控制室中的DCS只能接受4～20mA的電流模擬信號，這時段的變頻器輸出會輸出電壓0～10V的信號，并增加設置電流變送器，將0～10V的電壓信息逐漸變化為4～20mA的電流信號，通常這時段控制室的微機反饋信號為正常。

7.2 機器運行中過流故障處理方法

當風機電機在低頻狀況下運行時，大致會運行2天左右就會發生故障跳車的事情，檢查變頻器故障會顯示出過流的情況發生，當再次啟動時，就會很快發生跳車的事情產生。依照此問題，我們需加大加速的時間，并提升過載倍數，依照終端污水處理來研究抵減轉矩的特性，調整厚愛過載的特點。通過詳細的調整之后，當次風機在運行低頻情況時，在大約4天的時間產生跳車的事情發生。通詳細的檢查，各個部位的機器都屬于正常。在檢查現場電機時，會發生次風機在低頻運轉時，電機端的軸承溫度大約為95℃，發熱現場較為嚴重。此電機為普通電機，當低頻時，發熱量會從端部到蓋風扇出散熱，造成熱量沒有辦法及時散出。導致過流的事情產生。在風機房內加大軸流風機，并適當的增大水冷循環，能對電機加強散熱。通過以上改造之后，次風機變頻將會正常運行。

8 結束語

綜上所述，隨著變頻器在我國各個方面得到廣泛的運用，其發展潛力非常大，能在一定程度上為企業帶來較為驚人的效益以及價值。然而，許多變頻器在實際運用時，依然存在較多的問題，需要科技人員慢慢發掘其中產生的問題，并積極的解決。另外，在運用變頻器達到節能時，可實現很高的節電率，第一步需做的就是要達到運用的要求，之后有效的更新現有工作情況的參數值，能實現很高的節電率。與此同時，不能單純的加強節電率，將運用的要求忽視，只有良好的處理好以上存在的矛盾，方可尋找到有效的節能方案。