故障判斷
1、整流模塊損壞
通常是由于電網(wǎng)電壓或內部短路引起。在排除內部短路情況下,更換整流橋。在現(xiàn)場處理故障時,應重點檢查用戶電網(wǎng)情況,如電網(wǎng)電壓,有無電焊機等對電網(wǎng)有污染的設備等。
2、逆變模塊損壞
通常是由于電機或電纜損壞及驅動電路故障引起。在修復驅動電路之后,測驅動波形良好狀態(tài)下,更換模塊。在現(xiàn)場服務中更換驅動板之后,須注意檢查馬達及連接電纜。在確定無任何故障下,才能運行變頻器。
起動時一升速就跳閘,這是過電流十分嚴重的現(xiàn)象,主要檢查
① 工作機械有沒有卡住
② 負載側有沒有短路,用兆歐表檢查對地有沒有短路
③ 變頻器功率模塊有沒有損壞
④ 電動機的起動轉矩過小,拖動系統(tǒng)轉不起來
起動時不馬上跳閘,而在運行過程中跳閘,主要檢查
① 升速時間設定太短,加長加速時間
② 減速時間設定太短,加長減速時間
③ 轉矩補償(U/F比)設定太大,引起低頻時空載電流過大
④ 電子熱繼電器整定不當,動作電流設定得太小,引起變頻器誤動作
絕緣柵雙極晶體管(IGBT) IGBT是MOSFET和GTR相結合的產物,是柵極為絕緣柵結構(MOS結構)的晶體管,它的三個極分別是集電極C、發(fā)射極E和柵極G。
工作特點是,控制部分與場效應晶體管相同,控制信號為電壓信號Uge,輸入阻抗很高,柵極電流I≈0,故驅動功率很小。而起主電路部分則與GTR相同,工作電流為集電極電流I。
至今,IGBT的擊穿電壓也已做到1200V,集電極飽和電流已超過1500A,由IGBT作為逆變器件的變頻器容量已達到250KVA以上。
此外,其工作頻率可達20KHZ。由IGBT作為逆變器件的變頻器的載波頻率一般都在10KHZ以上,故電動機的電源波形比較平滑,基本無電磁噪聲。
在變頻器工作時,流過變頻器的電流是很大的, 變頻器產生的熱量也是非常大的,不能忽視其發(fā)熱所產生的影響
通常,變頻器安裝在控制柜中。我們要了解一臺變頻器的發(fā)熱量大概是多少. 可以用以下公式估算: 發(fā)熱量的近似值= 變頻器容量(KW)×55 [W]
在這里, 如果變頻器容量是以恒轉矩負載為準的 (過流能力150% * 60s)
如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器, 并且也在柜子里面, 這時發(fā)熱量會更大一些。 電抗器安裝在變頻器側面或測上方比較好。
這時可以用估算: 變頻器容量(KW)×60 [W]
因為各變頻器廠家的硬件都差不多, 所以上式可以針對各品牌的產品.
注意: 如果有制動電阻的話,因為制動電阻的散熱量很大, 因此安裝位置和變頻器隔離開, 如裝在柜子上面或旁邊等。
采用變頻器調速,將產生噪聲和振動,這是變頻器輸出波形中含有高次諧波分量所產生的影響。隨著運轉頻率的變化,基波分量、高次諧波分量都在大范圍內變化,很可能引起與電動機的各個部分產生諧振等。噪聲問題及對策
(1)用變頻器傳動電動機時,由于輸出電壓電流中含有高次諧波分量,氣隙的高次諧波磁通增加,故噪聲增大。電磁噪聲由以下特征:由于變頻器輸出中的低次諧波分量與轉子固有機械頻率諧振,則轉子固有頻率附近的噪聲增大。變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵心機殼軸承架等諧振,在這些部件的各自固有頻率附近處的噪聲增大。
變頻器傳動電動機產生的噪聲特別是刺耳的噪聲與PWM控制的開關頻率有關,尤其在低頻區(qū)更為顯著。一般采用以下措施平抑和減小噪聲:在變頻器輸出側連接交流電抗器。如果電磁轉矩有余量,可將U / f定小些。采用特殊電動機在較低頻的噪聲音量較嚴重時,要檢查與軸系統(tǒng)(含負載)固有頻率的諧振。
(2) 振動問題及對策變頻器工作時,輸出波形中的高次諧波引起的磁場對許多機械部件產生電磁策動力,策動力的頻率總能與這些機械部件的固有頻率相近或重合,造成電磁原因導致的振動。對振動影響大的高次諧波主要是較低次的諧波分量,在PAM方式和方波PWM方式時有較大的影響。但采用正弦波PWM方式時,低次的諧波分量小,影響變小。
減弱或消除振動的方法,可以在變頻器輸出側接入交流電抗器以吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流成分。使用PAM方式或方波PWM方式變頻器時,可改用正弦波PWM方式變頻器,以減小脈動轉矩。從電動機與負載相連而成的機械系統(tǒng),為防止振動,必須使整個系統(tǒng)不與電動機產生的電磁力諧波。負載匹配及對策生產機械的種類繁多,性能和工藝要求各異,其轉矩特性不同,因此應用變頻器前首先要搞清電動機所帶負載的性質,即負載特性,然后再選擇變頻器和電動機。負載有三種類型:恒轉矩負載、風機泵類負載和恒功率負載。不同的負載類型,應選不同類型的變頻器。
(3) 恒轉矩負載恒轉矩負載又分為摩擦類負載和位能式負載。摩擦類負載的起動轉矩一般要求額定轉矩的150%左右,制動轉矩一般要求額定轉矩的左右,所以變頻器應選擇具有恒定轉矩特性,而且起動和制動轉矩都比較大,過載時間和過載能力大的變頻器,如FR-A540系列。位能負載一般要求大的起動轉矩和能量回饋功能,能夠快速實現(xiàn)正反轉,變頻器應選擇具有四象限運行能力的變頻器,如FR-A241系列。
(4) 風機泵類負載風機泵類負載是典型的平方轉矩負載,低速下負載非常小,并與轉速平方成正比,通用變頻器與標準電動機的組合合適。這類負載對變頻器的性能要求不高,只要求經(jīng)濟性和可靠性,所以選擇具有U/f=const控制模式的變頻器即可,如FR-A540(L)。如果將變頻器輸出頻率提高到工頻以上時,功率急劇增加,有時超過電動機變頻器的容量,導致電動機過熱或不能運轉,故對這類負載轉矩,不要輕易將頻率提高到工頻以上。
(5) 恒功率負載恒功率負載指轉矩與轉速成反比,但功率保持恒定的負載,如卷取機、機床等。對恒功率特性的負載配用變頻器時,應注意的問題:在工頻以上頻率范圍內變頻器輸出電壓為定值控制,,所以電動機產生的轉矩為恒功率特性,使用標準電動機與通用變頻器的組合沒有問題。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又相反傾向,標準電動機與通用變頻器的組合難以適應,因此要專門設計。