变频器的使用与维护课件_第1页
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文档简介

通用变频器作为电力电子设备与数字控制装置,对其使用环境有一定的要求;变频器所在的环境温度越高,腐蚀性气体浓度越大,其寿命就越短。同时,在安装时要求有良好的通风条件,环境中不能有过多的腐蚀性气体和灰尘。在高海拔地区使用变频器时,变频器中的平波电容器的内外压力不平衡,可能导致电容器爆裂;在不加装特殊装置的情况下,一些元件也会误动作。使用变频器传动异步电动机时,电源侧和电动机侧电路中将产生高次谐波。对于由此种高次谐波引起的静电、电磁干扰,在变频器的外购件装置选用上要作相应的考虑。通用变频器作为电力电子设备与数字控制装置,对其使用1安装使用环境要求

(1)上限温度,单元型变频器装入控制柜使用时,考虑到框内预测温升为10℃,则上限温度多定为50℃。全封闭结构、上限温度为40℃的壁挂型变频器装入控制柜使用时,为了减小温升,可以装设厂家选用件通风板或者取掉单元外罩等。(2)下限温度,在不发生冻结的前提条件下,周围温度的下限值多为0℃或-10℃。周围温度的测量安装使用环境要求(1)上限温度,单元型变频器装入控制柜使2

各变频器说明书对运行时空气湿度的要求都是相对湿度不超过95%RH,也即保证不凝露,这个条件一般很容易达到防潮思路是保持柜内温度不要低于周围环境温度,可以加装红外线空间加热器,一个800mm×600mm×2200mm的柜体加热功率几百瓦即可。在系统运行期间空间加热器应该关闭,系统停止运行一段时间(如1小时)后接通,可以制定操作规程由人工手动控制,也可以利用系统的控制设备来进行逻辑控制。各变频器说明书对运行时空气湿度的要求都是相对湿3

粉尘和油雾进入变频器后,会吸附在散热片表面以及印制电路表面,降低散热系数,恶化使用条件,如果是导电粉尘,则还会降低表面绝缘能力,产生漏电流乃至发生短路。密闭柜体能够阻隔粉尘和油雾进入,但为了散热需要,密闭柜体必须采用强制通风,而进风口和出风口必须采取过滤措施。专门的空气过滤材料能够很好地滤除粉尘和油雾。粉尘和油雾进入变频器后,会4

制动电阻的安装

1—配置具有散热功能的盖子,防止产生像火灾这样的危险;

2—需要采用冷却风扇;3—放电电阻器制动电阻需要散热,应该安装在通风良好的地方,采用开启式支架或者半开启箱体作为安装结构。制动电阻上带有数百伏电压,要采取措施来防止人员触电危险

制动电阻的安装1—配置具有散热功能的盖5电阻器的表面温度可能上升到约300℃。而且当安装两个以上电阻时,应注意安装表面的材料及电阻的安放位置。

电阻器的表面温度可能上升到约300℃。而且当安装两个以上电阻6变频器的使用与维护课件7安装注意事项

1—变频器同发热设备的间隙足够长(5cm以上);2—在内部温度和变频器周围温度并不很高的

位置为安装风扇的最佳位置,风扇必须要提供足够的风量;3—在此位置安装的其他设备不应该

阻碍冷空气的流通,并且对于易受到热影响的设备不应该安装在此;4—正确的安装方向;

安装注意事项1—变频器同发热设备的间隙足够长(5cm以上)85—放电电阻或能产生大热量的类似设备应该安装在外面;6—具有足够的间隙(10cm以上),以方便连接套管或冷空气的吸入;7—控制信号电缆与主电路(功率电阻路)电缆连线分离,并不要使它们弯曲;8—空气过滤网要定期清扫检查以防止阻塞;9—功率因数改善电抗器5—放电电阻或能产生大热量的类似设备应该安装在外面;9

变频器的安装

变频器的安装10

11

变频器的安装方向

变频器的安装方向12

安装柜的几种设计形式

安装柜的几13

变频器的防尘

变频器的防尘问题应引起广大用户的重视,下面是几点防尘措施。(1)设计专门的变频器室

(2)将变频器安装在设有风机和过滤装置的柜子里

(3)选用防尘能力较强的变频器

(4)减少变频器的空载运行时间

(5)建立定期除尘制度

变频器的防尘变频器的防尘问题应引起广大用户的重视,14

变频器的接线

(1)主电路的接线

注意,不能用接触器的触头来控制变频器的运行和停止,而应该使用控制面板上的操作键或接线端子上的控制信号;变频器的输出端不能接电力电容器或浪涌吸收器;电动机的旋转方向如果和生产要求不一致,最好用调换变频器输出相序的方法,不要用调换控制端子FWD或REV的控制信号来改变电动机的旋转方向。变频器的接线(1)主电路的接线注意,不能用接触15变频器的使用与维护课件16

变频器的输入端和输出端是绝对不允许接反的,如果将输入电源接到了U、V、W端,则不管哪个逆变管导通,都将引起两相间的短路而将逆变管烧坏,变频器的输入端和输出端是绝对不允许接反的,如17

输入端的接线

输入端的接线18

模拟信号的抗干扰能力较低,因此必须使用屏蔽线。屏蔽层靠近变频器的一端,应接控制电路的公共端,而不要接到变频器的地端(E)或大地,如下图所示。屏蔽层的另一端应该悬空,布线时还应该遵守变频器使用说明书的有关规定。模拟信号的抗干扰能力较低,因此必须使用屏蔽线。屏19

频率设定电位器的接线:频率设定电位器必须根据其端子号进行正确连接,如图所示,否则变频器将不能正确工作。频率设定电位器的接线频率设定电位器的接线:频率设定电位器必须根据其端子号进20

输出端的接线

输出端的接线21

变频器的接地

(a)专用地线(好);(b)共用地线(可);(c)共用地线(不可)变频器的接地22

23

制动单元的接线

制动单元的接线24变频器的接线,还应注意以下问题(1)选择主回路电缆时,须考虑电流容量、短路保护、电缆压降等因素。一般情况下,变频器输入电流的有效值比电机电流大,变频器与电机之间的连接电缆尽量短,

(2)控制电缆的截面选择必须考虑机械强度、线路压降、费用等因素。建议使用截面积为1.25mm2或2mm2的电缆,如果铺设距离短,线路压降在容许值以下时,使用0.75mm2的线较为经济。变频器的接线,还应注意以下问题(1)选择主回路电缆时,须考25变频器的测量电路

变频器的测量电路26效率测定有两种,一种是测定含电机在内的总效率,一种是测定变频器本身的效率。总效率的测定连接线路如图所示

对于400V以上的高压回路,示波器等测量仪器的电源要隔离后再使用,如下图所示。另外,对于多元件的光导摄像仪等,要选择测定点,以保证不超过各元件间的耐压。效率测定有两种,一种是测定含电机在内的总效率,一种是测定变频27变频器的使用与维护课件281.整流器和逆变器测试在变频器的R、S、T和U、V、W端子上,用万用表电阻挡,改换测笔的正负极性,根据读数即可判定模块的好坏。一般不导通时读数为∞,导通时为数欧姆或几十欧姆。模块测试所用的电路和符号如图所示,模块的好坏可按表所示进行判断1.整流器和逆变器测试29变频器的使用与维护课件30模块测试判断表性能模块电表极性测定值整流

模块V1RP不导通PR导通V2SP不导通PS导通模块测试判断表性能电表极性测31大功率晶体管(GTR)的简易测量

如果大功率晶体管(GTR)有问题,在没有GTR测试设备的条件下可用万用表简易判断,步骤如下:(1)关断输入电源,确保CHARGE灯不亮后,拆除端子上的R、S、T和U、V、W接线。(2)拆除控制电路板上的连接件,将电路板连同附件板一起从设备上拆下。(3)如果模块是并联使用,拔出模块B2、E2和B2x、E2x中的并联端子(只拔电线的端子插头,不要拔电线本身),然后测试每个模块,模块的原理图和端子平面图如图5-26所示。(4)把万用表置到1Ω或10Ω挡,如图5-27所示为正常。大功率晶体管(GTR)的简易测量如果大功率晶体管(GTR)32GTR模块的原理及端子平面图GTR模块的原理及端子平面图33GTR模块的测量在上图中,注意当被测量的两端不通时,万用表测到的电阻值为无穷大;当被测量的两端导通时,万用表测到的电阻值为几欧至几十欧,用这种方法可初步判断GTR是否已坏。GTR模块的测量在上图中,注意当被测量的两端不通时,万用表34大功率晶体管(GTR)的更换

如果检测出GTR已坏,可按下述步骤更换GTR。(1)拆除已损坏模块上的主电路接线。(2)拔出损坏模块上的基极控制信号线(拔时手拿端子插头,不要拔电线)。(3)把固定模块的螺丝钉拧下,取出已损坏的GTR。(4)选择与损坏模块参数相同的器件,测量合格后,在该GTR的底部涂少量导热硅胶,涂匀后将底部覆盖住即可。大功率晶体管(GTR)的更换如果检测出GTR已坏,可按下述35(5)将变频器底部板座清洗干净,把已涂过硅胶的GTR放到更换的位置上,拧紧固定螺丝,拧四个螺丝时注意用力要均衡。(6)将基极信号引线脚插在GTR的基极上即可,对标有“不能用手触摸部件”的地方尽量不要触摸,如果需要触摸,手应先与大地接通的金属接触后再去处理这些部件。(7)恢复控制电路和主电路接线。(8)连接完后,用万用表测量P-N端子及每个输出线之间的电阻,确定无短路现象。(5)将变频器底部板座清洗干净,把已涂过硅胶的GTR放到更换36输入功率的测量

输入功率的测量37绝缘电阻的测量

(1)外接线路绝缘电阻的测量。为了防止兆欧表的高电压施加到变频器上,在测量外接线路的绝缘电阻时,必须把需要测量的外接线路从变频器上拆下后再进行测量,并注意检查兆欧表的高电压是否有可能通过其他回路施加到变频器上,如果有,则应将所有有关的连线全部拆下。(2)变频器主电路绝缘电阻的测量。必须把所有进线端(R、S、T)和出线端(U、V、W)都连接起来后再测量其绝缘电阻,如下图所示,兆欧表指示值不小于5MΩ为正常。

绝缘电阻的测量(1)外接线路绝缘电阻的测量。为了防止兆欧表38用兆欧表测试电路(3)控制电路绝缘电阻的测量。为防止高压损坏电子元件,一般不要用兆欧表或其他有高电压的仪器进行测量。改用万用表的高阻挡来测量,测量值大于1MΩ为正常

用兆欧表测试电路(3)控制电路绝缘电阻的测量。为防止高压损39变频器的调试与维护

调试前,首先检查变频器的型号是否有误,随机附件是否齐全端子之间、外露导电部分是否有短路、接地现象,接地是否可靠,确认所有开关都处于断开状态,保证通电后变频器不会异常起动或发生其他异常动作。特别需要检查是否有下述接线错误:(1)输出端子(U、V、W)是否误接了电源线。(2)制动单元用端子是否误接了制动单元放电电阻以外的导线。(3)屏幕线的屏蔽部分是否像使用说明书规定的那样正确连接了。完成上述检查后,再进行下列所述各项调试。变频器的调试与维护调试前,首先检查变频器的型号是否有误,随40变频器的通电和预置

熟悉键盘,即了解键盘上各键的功能,进行试操作,并观察显示的变化情况等。按说明书要求进行“起动”和“停止”等基本操作,观察变频器的工作情况是否正常,同时也要进一步熟悉键盘的操作。进行功能预置,预置完毕后,先对几个较易观察的项目——如升速和降速时间、点动频率、多挡变速时的各挡频率等——检查变频器的执行情况是否与预置的内容相符合。将外接输入控制线接好,逐项检查各外接控制功能的执行情况,同时检查三相输出电压是否平衡。变频器的通电和预置熟悉键盘,即了解键盘上各键的功能,进行试41变频器的空载试验步骤

(1)先将频率设置于0位,合上电源后微微提升工作频率,观察电动机的起转情况及旋转方向是否正确。如方向相反,则予以纠正。(2)将频率上升至额定频率,让电动机运行一段时间。如一切正常,再选若干个常用的工作频率,也使电动机运行一段时间。(3)将给定频率信号突降至0(或按停止按钮),观察电动机的制动情况变频器的空载试验步骤(1)先将频率设置于0位,合上电源后微42日常维护与检查

日常检查包括不停止通用变频器运行或不拆卸其盖板进行通电和起动试验,通过目测通用变频器的运行状况,确认有无异常情况,通常检查如下内容:键盘面板、是否有异常声音、周围环境、各连接线及外围电器元件是否有松动、进线电源是否异常。

日常维护与检查日常检查包括不停止通用变频器运行或不拆卸其盖43定期检查

变频器需要作定期检查时,须在停止运行后切断电源打开机壳后进行。但必须注意,变频器即使切断了电源,主电路直流部分滤波电容器放电也需要时间,须待充电指示灯熄灭后,用万用表等确认直流电压已降到安全电压(DC25V以下),然后再进行检查。运行期间应定期(例如,每3个月或1年)停机检查以下项目:定期检查变频器需要作定期检查时,须在停止运行后切断电源打开44(1)功率元器件、印制电路板、散热片等表面有无粉尘、油雾吸附,有无腐蚀及锈蚀现象。粉尘吸附时可用压缩空气吹扫,散热片油雾吸附可用清洗剂清洗。出现腐蚀和锈蚀现象时要采取防潮防蚀措施,严重时要更换受蚀部件。(1)功率元器件、印制电路板、散热片等表面有无粉尘、油雾吸附45(2)检查滤波电容和印制板上电解电容有无鼓肚变形现象,有条件时可测定实际电容值。出现鼓肚变形现象或者实际电容量低于标称值的85%时,要更换电容器。更换的电容器要求电容量、耐压等级以及外形和连接尺寸与原部件一致。(3)散热风机和滤波电容器属于变频器的损耗件,有定期强制更换的要求。(2)检查滤波电容和印制板上电解电容有无鼓肚变形现象,有条件46[例1]富士FRN200G7-4EX变频器,通电后键盘面板无显示。分析检修:无显示应查电源是否正常。拆下主板,通电后测量+5V、±15V及+24V电源均正常,而控制信号无响应,估计CPU不工作或损坏的可能性很大。测IC1的CPU脚21,RST2为低电平,表示CPU复位,即CPU未工作。追踪RST2信号是由运放IC10的14脚经R135后输出,测量IC10输入端为高电平,正常,且电阻R135完好。判断IC10损坏,更换后显示恢复正常故障排除实例

[例1]富士FRN200G7-4EX变频器,通电后键盘面板无47[例2]富士(FUJI)FVR055G7S-4EX,通电后各种显示正常,但无输出电压。分析检修:先查交流电源主回路通道完好无损,核对控制回路,接线无错误。考虑到面板显示正常,说明变频器本身无故障,可能是由于某一控制信号丢失或不能正常工作。进一步检查外部控制回路,发现FWD(正转)与CM(公共端)之间串联的接触器常开辅助触点未接通,使变频器不能正常起动。换了另一对触点后,故障排除。[例2]富士(FUJI)FVR055G7S-4EX,通电后各48[例3]一台型号为AEGMultiverter78/102-400的变频器,得电后即显示“过流”故障,且不能复位。分析维修:停电后检查与变频器相连的电缆及负载电动机,均正常,变频器内也无短路现象。送电后,变频器仍显示“过流”故障且不能被复位。测量控制板A10上的电流反馈测试点,对应U、W两相的测试点电压值为0V,而对应V相的测试点电压值为7.68V,远大于变频器允许通过的最大电流所对应的2.5V。据此判断有两种可能性:一是V相电流互感器损坏;二是接收电流反馈信号的A10板上存在元器件损坏。先更换A10板,故障仍旧存在;更换V相电流互感器后,变频器恢复正常。[例3]一台型号为AEGMultiverter78/1049下面简要介绍一些故障代码的分析方法。(1)过电流保护动作是一类常见的故障,指的是电流超过变频器允许电流极限引起的保护动作,例如,安川G7系列变频器的故障代码“OC”、西门子440变频器的“F0001”、ABB的ACS600变频器的“OVERCURRET”都是这个故障类型。这种故障最大的可能是加速时间设置太低,延长加速时间可以解决,加速中失速防止功能启用时,这个原因的可能性不大。输出侧相间或者对地短路、输出侧接触器动作逻辑错误、有冲击负载时变频器功率选择过小等是另外几个可能的原因。下面简要介绍一些故障代码的分析方法。50(2)电动机过负载保护动作是变频器根据电动机温度模型对电动机实施的保护动作,例如,安川G7系列变频器的“OH4”、西门子440的“F0011”、ABB的ACS600变频器的“MOTORTEMP”属于这个故障类型。(3)直流过电压保护动作是直流电压超过允许值时的保护动作,例如,安川G7系列变频器的“OV”、西门子440变频器的“F0002”、ABB的ACS600变频器的“DCOVERVOLT”属于这类故障。(2)电动机过负载保护动作是变频器根据电动机温度模型对电动机51(4)直流欠电压保护动作是直流电压低于下限引起的保护动作,例如,安川G7系列变频器的“UVl”、西门子440变频器的“F0003”、ABB的ACS600变频器的“DCUNDERVOLT”属于这类故障。(5)变频器超温保护是针对变频器自身的保护,由检测散热片温度超过允许值产生,例如,安川G7系列变频器的“OH”、西门子440变频器的“F0004”、ABB的ACS600变频器的“ACS600TEMP”属于这类故障(4)直流欠电压保护动作是直流电压低于下限引起的保护动作,例52变频器外围设备及选择

变频器常用的外围设备主要有输入变压器、电源断路器、交流接触器、滤波器、电抗器、制动电阻等。电源输入变压器用于将高压电源变换到通用变频器所需的电压等级,如200V或者400V等。由于变频器的输入电流含有一定量的高次谐波,使电源侧的功率因数降低,同时考虑到变频器的运行效率,则变压器的容量常按下式计算,单位为kVA: 变压器的容量=变频器的输出功率/(变频器输入功率因数×变频器效率)变频器外围设备及选择变频器常用的外围设备主要有输入变压器、531.电源侧断路器(1)选用目的:用于变频器、电机与电源回路的通断,并且在出现过流或短路事故时能自动切断变频器与电源的联系,以防事故扩大。(2)选择方法:如果没有工频电源切换电路,由于在变频调速系统中电动机的起动电流可控制在较小范围内,因此电源侧断路器的额定电流可按变频器的额定电流来选用。如果有工频电源切换电路,当变频器停止工作时,电源直接接电动机,所以电源侧断路器应按电动机的起动电流进行选择。最好选用无熔断丝断路器。1.电源侧断路器(1)选用目的:用于变频器、电机与电源回路的542.电源侧接触器

使用目的:电源一旦断电,自动将变频器与电源脱开,以免在外部端子控制状态下重新供电时变频器自行工作,以保护设备的安全及人身安全;在变频器内部保护功能起作用时,通过接触器使变频器与电源脱开。使用时请注意,不要用电磁接触器进行频繁地起动或停止(变频器输入回路的开闭寿命大约为10万次),不能用电源侧的电磁接触器停止变频器2.电源侧接触器使用目的:电源一旦断电,自动55热继电器

通用变频器都具有内部电子热敏保护功能,不需要热继电器保护电机,但遇到下列情况时,应考虑使用热继电器:在10Hz以下或60Hz以上连续运行时;一台变频器驱动多台电动机时。使用时注意:如果导线过长(10m或更长),继电器会过早跳开,此情况下应在输出侧串入滤波器。50Hz时过热继电器的设定值为电机额定电流的1.0倍,60Hz时过热继电器的设定值为电机额定电流的1.1倍。热继电器通用变频器都具有内部电子热敏保护功能,不需要热继电56电抗器

选择合适的电抗器与变频器配套使用,既可以抑制谐波电流,降低变频器系统所产生的谐波总量,提高变频器的功率因数,又可以抑制来自电网的浪涌电流对变频器的冲击,保护变频器、降低电动机噪声。保证变频器和电动机的可靠运行。电抗器选择合适的电抗器与变频器配套使用,既可以抑制谐波电流57电抗器与变频器的连接

电抗器与变频器的连接581.进线电抗器(LA1)

LA1连接在电源与变频器之间,它能限制电网电压突变和操作过电压所引起的冲击电流,有效保护变频器,改善变频器的功率因数,抑制变频器输入电网的谐波电流,大幅度削减5、7、11、13次谐波。应该安装进线电抗器的场合有以下几种:1.进线电抗器(LA1)LA1连接在电源与变频器之间,它能59(1)电源变压器容量为500kVA以上,且变频器安装位置与大容量变压器距离在10m以内。(2)三相电源电压不平衡率K大于3%(3)在同一电源上有晶闸管变流器共同使用,或者进线电源端接有通过开关切换以调整功率因数的电容器装置。(4)需要改善变频器输入侧的功率因数(用电抗器可提高到0.75~0.85)。(1)电源变压器容量为500kVA以上,且变频器安装位置与大60AL1型电抗器技术参数变频器功率

(kW)变频器输出

电流(A)电抗器额定

电流(A)电抗器型号压降为2%(即4.4V)

时电感量(mH)压降为4%(即8.8V)

时电感量(mH)2.267.5AL1-2.21.873.73.7912AL1-3.71.162.35.51216AL1-5.50.8761.757.51723AL1-7.50.611.2112331AL1-110.450.9153142AL1-150.330.6718.53849AL1-18.50.2860.57224358AL1-220.240.48305770AL1-300.20.4377185AL1-370.1650.334586115AL1-450.1220.2255110137AL1-550.1020.275144160AL1-750.0880L1-900.0680.137110216250AL1-1100.0560.112AL1型电抗器技术参数变频器功率

(kW)变频器输出

电流(61ACL系列电抗器外形及安装孔图

ACL系列电抗器外形及安装孔图622.直流电抗器(LD)直流电抗器接在变频器整流环节与逆变环节之间。在变频器整流电路后接入直流电抗器,可以有效地改善变频器的功率因数,功率因数最高可以提高到0.95,同时它还能限制逆变侧短路电流,使逆变系统运行更稳定。2.直流电抗器(LD)直流电抗器接在变频器整流环节与逆变环节63三菱直流电抗器技术参数变频器功率(kW)3.75.57.5111518.52230374555电抗器电流(A)7.110.51420.427.533.940.35567.581.998.7电感量(mH)9.46.24.83.32.42.01.61.20.980.810.67电阻值(m)148886839252017108.56.15三菱直流电抗器技术参数变频器功率(kW)3.75.57.5164常用DCL系列直流电抗器外形尺寸图

常用DCL系列直流电抗器外形尺寸图65采用输出电抗器的主要目的和作用是补偿长线路分布电容的影响,并抑制通用变频输出的谐波分量,起到降低变频器噪声的作用。输出电抗器装于靠近变频器的输出端与电动机之间,以补偿电动机及其电缆相对相和相对地间的分布寄生电容,从而可以延长电动机电缆的接线长度。一般,通用变频器厂商都对允许连接电动机电缆的最大长度作了规定,使用时应参照产品说明书的规定接线。输出电抗器(LA2)

采用输出电抗器的主要目的和作用是补偿长线路分布电容66滤波器

变频器输出侧设置滤波器可以减少电磁噪声和损耗,一般可降低噪声5dB。必须注意滤波器的输入侧接变频器的输出侧,滤波器的输出侧接电动机,决不能接错,否则会烧毁变频器。滤波器变频器输出侧设置滤波器可以减少电磁噪声和损耗,一般可67变频器输入侧电源滤波器

变频器输入侧电源滤波器68变频器的干扰及抑制

变频器的干扰及抑制69噪声的空中传播

噪声的空中传播70电磁感应产生的噪声

电磁感应产生的噪声71静电感应噪声

静电感应噪声72通过电源回路传播噪声

通过电源回路传播噪声73无线电噪声滤波器的连接

无线电噪声滤波器的连接74线噪声滤波器的安装

线噪声滤波器的安装75无线电噪声和线噪声滤波器联合使用

无线电噪声和线噪声滤波器联合使用76RC组成的噪声滤波器

RC组成的噪声滤波器77配线线路辐射的噪声的衰减

配线线路辐射的噪声的衰减78变频器辐射噪声的衰减

变频器辐射噪声的衰减79变频器在控制柜中的防噪声干扰

变频器在控制柜中的防噪声干扰80

屏蔽电缆的连接方法

(a)不接地的端末处理;(b)接地的端末处理屏蔽电缆的连接方法

(a)不接地的端末处理;(b)接地81屏蔽电缆的末端处理方法

屏蔽电缆的末端处理方法82[例1]某纺织厂原有的绦纶长丝前纺3条生产线的卷绕部分采用西门子公司6SE7031系列变频器(45kW),驱动8台永磁同步电动机(每台0.9kW),开环控制方式,工作频率110Hz。后来新增了两条相似生产线,采用西门子6SE32系列变频器,工作频率为260Hz。新生产线投入运行不久,发现原生产线变频器频繁停机,变频器显示为“0009”(待机状态),无任何故障报警记录,经反查检查也未见异常。重新起动变频器,驱动4台电机能正常运行,当驱动4~8台电机时,变频器运行一段时间又停机(每次时间不等)。[例1]某纺织厂原有的绦纶长丝前纺3条生产线的卷绕部分采用西83初步分析判断,变频器停机可能是由以下几种因素造成:①变频器内部器件存在软故障,使其驱动负载能力下降;②所驱动的8台电机中存在机械故障,造成电机过负荷;③变频器输出线之间存在电磁感应干扰。最后由专人值班监视变频器的显示器,记录每次停机时显示器的显示内容和变化。停机开始显示由“0”变化到“2952”,停顿约2~35秒后转换成“0003”,再转换成“0009”待机状态。通过这些观察到的信息,断定变频器停机确实由干扰信号所造成。但变频器与变频器之间均用金属柜隔离,金属柜与大地相连,且变频器与变频器之间的距离也有约2m,干扰信号不易被引入。后进一步检查发现,原生产线变频器输出线穿过了新生产线变频器控制柜的底部,而且新生产线变频器的工作频率又较高(260Hz),确认干扰信号是由控制电缆间的电磁感应所引起。后将该输出电缆移至距新生产线的变频器控制柜约5m的地方,重新起动变频器,此时驱动8台电机,运行正常,变频器停机故障排除。初步分析判断,变频器停机可能是由以下几种因素造成:①变频器内84变频器的维修

1.维修步骤维修通用变频器时,一般都需要遵照以下步骤进行:(1)故障机受理,记录变频器型号、编码、用户等信息。(2)变频器主电路检测维修。(3)变频器控制电路检测维修。(4)变频器上电检测,记录主控板参数。(5)变频器整机带负载测试。(6)故障原因分析总结,填写维修报告并存档。变频器的维修1.维修步骤85变频器的使用与维护课件86(1)安装大铝电解电容器、限流电阻(也称为缓冲电阻)、防雷板、交流接触器、工频变压器在变频器底板。注意:铝电解电容器正、负极方向应正确;铝电解电容器不得悬空,应压到与底板接触。(2)安装整流桥、IPM模块、温度传感器、吸收电阻在变频器散热器上。注意:整流桥、IPM模块底部应均匀涂抹导热硅脂,硅脂厚度为0.1~0.2mm;安装时不得碰伤IPM的引脚插针;整流桥的安装方位要正确。(1)安装大铝电解电容器、限流电阻(也称为缓冲电阻)、防雷板87(3)安装F1443GMl驱动板。注意:将板上4个定位孔及沟槽分别对准IPM的4个引导柱和插针阵列,将板轻轻压到位,不得碰伤IPM插针。(4)安装风扇,插接温度传感器线缆端子到驱动板CN3插座,风扇线缆端子到CN6和CN7插座,接触器常开辅助点线缆端子到CN9插座,接触器线圈供电线缆端子到CN5插座,变压器次级输出线缆端子到CN8插座,3个吸收电阻分别插入J7、J8、Jg、JlO、Jll、Jl2插头,两个20PIN-l.25mm排线插到CNl、CN2插座。(3)安装F1443GMl驱动板。88(5)安装电解电容上固定铜排及均压电阻、变频器端子座,然后再安装其他铜排、整流桥上的转接板及接地线等。(6)装控制板的固定支板架、PCB隔片、主控板,将F1443GMl驱动板上的两根20PIN-l.25mm排线的另一端插入F1452GUll主控板插座。注意,安装控制板的固定支板架时不要将排线压在板下。(7)安装变频器盖板及操作面板。(5)安装电解电容上固定铜排及均压电阻、变频器端子座,然后再89变频器维护时需要注意以下事项

(1)变频器内部有大电解电容,切断电源后电容器上仍有残存电压,因此应在断开电源约10分钟后,“充电”指示灯彻底熄灭或确认正、负母线电压在36V以下时才能进行维护操作。(2)必须是专业人员才能更换零件,严禁将线头或金属物遗留在变频器内部,否则会导致设备损坏。(3)维修前最好记录保留变频器内部的关键参数。变频器维护时需要注意以下事项(1)变频器内部有大电解电容,90(4)更换主控板后,必须在上电运行前进行参数的修改,否则可能会导致相关设备的损坏。(5)在通电状态下不得进行接线或拔插连接插头等操作。(6)不允许将变频器的输出端子(U、V、W)接在交流电网电源上。(7)变频器出厂前已经通过耐压实验,用户不必再进行耐压测试,否则会损坏器件。(4)更换主控板后,必须在上电运行前进行参数的修改,否则可能91维修经验

1.用数字表测量有些用户在给变频器试机时会发现变频器输出电压有1000多伏(输入380V),就会认为“是否是变频器故障?”、“是否会烧电动机?”。通常,变频器只会降压不会升压,在测量时,用普通的数字万用表测量并不能很好地进行读数,这是由于变频器输出电压是高频载波,普通没防干扰的数字表用在这里测量是很不准确的。维修经验1.用数字表测量92用氧化锌压敏电阻与被保护的变频器设备并联使用时,当电路中出现雷电过电压或瞬态操作电压VS时,压敏电阻器和被保护的设备及元器件同时承受VS。由于压敏电阻器响应速度很快,以纳秒级时间迅速呈现优良非线形导电特性,压敏电阻器两端电压迅速下降,远远小于VS,这样被保护的设备及元器件上实际承受的电压就远低于过电压VS,从而使设备及元器件免遭过电压的冲击。用氧化锌压敏电阻与被保护的变频器设备并联使用时,当电路中出现93在维修变频器时,我们常常无法判断在什么情况下整流模块会烧坏。通常,如果只烧坏整流部分,主要是由于电源电压波动大,有瞬间高压输入到变频器,380V输入变频器的整流模块耐压值一般是1600V,所以能把整流模块击穿的电压是相当高的。另外,当整流模块后面的负载(如滤波电容、输出模块)发生短路时,则由于电流太大也可能烧坏整流模块,所以在变频器输入端装上空气开关是很有必要的。在维修变频器时,我们常常无法判断在什么情况下整流模块会烧坏。94很多变频器当散热风扇坏了也不会跳“过热”故障,直到功率模块被烧毁。此时如果是三线风扇,则不会存在这个问题。当风扇被损坏时变频器会报警,但这要增加控制电路。反过来说,有三线风扇的变频器性能会更好一点。很多变频器当散热风扇坏了也不会跳“过热”故障,直到功率模块被95变频器常见问题处理

[例1]通用变频器说明书上通常写着过载能力为150%额定电流、持续时间1min,当过载超过150%时能持续多长时间报警?通用变频器说明书上标注的过载能力为150%额定电流、持续时间1min,是一个极限值;也就是说,超过150%运行是不允许的。实际上,当瞬时过载超过150%时,通用变频器的保护动作时间会按反时限动作曲线变化,具体值虽未提供,但它会以最快的速度动作,否则会损坏变频器。变频器常见问题处理[例1]通用变频器说明书上通常写着过载能96[例2]在通用变频器运行中为什么不能直接断开负载?在通用变频器正常运行过程中突然断开负载,会造成变频器直流中间回路瞬间出现高压,引起过电压保护动作,严重时可能损坏滤波电容,甚至损坏逆变器。因此,停机时或需要工频切换时,应先使变频器降低运行频率或停机,再进行相应操作。[例2]在通用变频器运行中为什么不能直接断开负载?97[例3]多台通用变频器共用一个电源时应怎样接线?多台通用变频器共用一个电源时,应使每台通用变频器均有自己的电源控制回路单独安装熔断器式刀开关、熔断器、低压断路器或接触器,至少要有独立的低压断路器或接触器,根据总体电气设计确定。否则,一旦一台变频器出现故障,可能影响其他变频器的正常工作,并且容易发生相互干扰。[例3]多台通用变频器共用一个电源时应怎样接线?98

[例4]为什么通用变频器对通风条件要求很高?在通用变频器工作过程中,功率模块会产生热量,如果不能及时散热,功率模块的温升会持续升高,从而使工作参数偏离正常值并降低工作能力,严重时功率模块会损坏,导致变频器故障。[例4]为什么99变频器的使用与维护课件100通用变频器作为电力电子设备与数字控制装置,对其使用环境有一定的要求;变频器所在的环境温度越高,腐蚀性气体浓度越大,其寿命就越短。同时,在安装时要求有良好的通风条件,环境中不能有过多的腐蚀性气体和灰尘。在高海拔地区使用变频器时,变频器中的平波电容器的内外压力不平衡,可能导致电容器爆裂;在不加装特殊装置的情况下,一些元件也会误动作。使用变频器传动异步电动机时,电源侧和电动机侧电路中将产生高次谐波。对于由此种高次谐波引起的静电、电磁干扰,在变频器的外购件装置选用上要作相应的考虑。通用变频器作为电力电子设备与数字控制装置,对其使用101安装使用环境要求

(1)上限温度,单元型变频器装入控制柜使用时,考虑到框内预测温升为10℃,则上限温度多定为50℃。全封闭结构、上限温度为40℃的壁挂型变频器装入控制柜使用时,为了减小温升,可以装设厂家选用件通风板或者取掉单元外罩等。(2)下限温度,在不发生冻结的前提条件下,周围温度的下限值多为0℃或-10℃。周围温度的测量安装使用环境要求(1)上限温度,单元型变频器装入控制柜使102

各变频器说明书对运行时空气湿度的要求都是相对湿度不超过95%RH,也即保证不凝露,这个条件一般很容易达到防潮思路是保持柜内温度不要低于周围环境温度,可以加装红外线空间加热器,一个800mm×600mm×2200mm的柜体加热功率几百瓦即可。在系统运行期间空间加热器应该关闭,系统停止运行一段时间(如1小时)后接通,可以制定操作规程由人工手动控制,也可以利用系统的控制设备来进行逻辑控制。各变频器说明书对运行时空气湿度的要求都是相对湿103

粉尘和油雾进入变频器后,会吸附在散热片表面以及印制电路表面,降低散热系数,恶化使用条件,如果是导电粉尘,则还会降低表面绝缘能力,产生漏电流乃至发生短路。密闭柜体能够阻隔粉尘和油雾进入,但为了散热需要,密闭柜体必须采用强制通风,而进风口和出风口必须采取过滤措施。专门的空气过滤材料能够很好地滤除粉尘和油雾。粉尘和油雾进入变频器后,会104

制动电阻的安装

1—配置具有散热功能的盖子,防止产生像火灾这样的危险;

2—需要采用冷却风扇;3—放电电阻器制动电阻需要散热,应该安装在通风良好的地方,采用开启式支架或者半开启箱体作为安装结构。制动电阻上带有数百伏电压,要采取措施来防止人员触电危险

制动电阻的安装1—配置具有散热功能的盖105电阻器的表面温度可能上升到约300℃。而且当安装两个以上电阻时,应注意安装表面的材料及电阻的安放位置。

电阻器的表面温度可能上升到约300℃。而且当安装两个以上电阻106变频器的使用与维护课件107安装注意事项

1—变频器同发热设备的间隙足够长(5cm以上);2—在内部温度和变频器周围温度并不很高的

位置为安装风扇的最佳位置,风扇必须要提供足够的风量;3—在此位置安装的其他设备不应该

阻碍冷空气的流通,并且对于易受到热影响的设备不应该安装在此;4—正确的安装方向;

安装注意事项1—变频器同发热设备的间隙足够长(5cm以上)1085—放电电阻或能产生大热量的类似设备应该安装在外面;6—具有足够的间隙(10cm以上),以方便连接套管或冷空气的吸入;7—控制信号电缆与主电路(功率电阻路)电缆连线分离,并不要使它们弯曲;8—空气过滤网要定期清扫检查以防止阻塞;9—功率因数改善电抗器5—放电电阻或能产生大热量的类似设备应该安装在外面;109

变频器的安装

变频器的安装110

111

变频器的安装方向

变频器的安装方向112

安装柜的几种设计形式

安装柜的几113

变频器的防尘

变频器的防尘问题应引起广大用户的重视,下面是几点防尘措施。(1)设计专门的变频器室

(2)将变频器安装在设有风机和过滤装置的柜子里

(3)选用防尘能力较强的变频器

(4)减少变频器的空载运行时间

(5)建立定期除尘制度

变频器的防尘变频器的防尘问题应引起广大用户的重视,114

变频器的接线

(1)主电路的接线

注意,不能用接触器的触头来控制变频器的运行和停止,而应该使用控制面板上的操作键或接线端子上的控制信号;变频器的输出端不能接电力电容器或浪涌吸收器;电动机的旋转方向如果和生产要求不一致,最好用调换变频器输出相序的方法,不要用调换控制端子FWD或REV的控制信号来改变电动机的旋转方向。变频器的接线(1)主电路的接线注意,不能用接触115变频器的使用与维护课件116

变频器的输入端和输出端是绝对不允许接反的,如果将输入电源接到了U、V、W端,则不管哪个逆变管导通,都将引起两相间的短路而将逆变管烧坏,变频器的输入端和输出端是绝对不允许接反的,如117

输入端的接线

输入端的接线118

模拟信号的抗干扰能力较低,因此必须使用屏蔽线。屏蔽层靠近变频器的一端,应接控制电路的公共端,而不要接到变频器的地端(E)或大地,如下图所示。屏蔽层的另一端应该悬空,布线时还应该遵守变频器使用说明书的有关规定。模拟信号的抗干扰能力较低,因此必须使用屏蔽线。屏119

频率设定电位器的接线:频率设定电位器必须根据其端子号进行正确连接,如图所示,否则变频器将不能正确工作。频率设定电位器的接线频率设定电位器的接线:频率设定电位器必须根据其端子号进120

输出端的接线

输出端的接线121

变频器的接地

(a)专用地线(好);(b)共用地线(可);(c)共用地线(不可)变频器的接地122

123

制动单元的接线

制动单元的接线124变频器的接线,还应注意以下问题(1)选择主回路电缆时,须考虑电流容量、短路保护、电缆压降等因素。一般情况下,变频器输入电流的有效值比电机电流大,变频器与电机之间的连接电缆尽量短,

(2)控制电缆的截面选择必须考虑机械强度、线路压降、费用等因素。建议使用截面积为1.25mm2或2mm2的电缆,如果铺设距离短,线路压降在容许值以下时,使用0.75mm2的线较为经济。变频器的接线,还应注意以下问题(1)选择主回路电缆时,须考125变频器的测量电路

变频器的测量电路126效率测定有两种,一种是测定含电机在内的总效率,一种是测定变频器本身的效率。总效率的测定连接线路如图所示

对于400V以上的高压回路,示波器等测量仪器的电源要隔离后再使用,如下图所示。另外,对于多元件的光导摄像仪等,要选择测定点,以保证不超过各元件间的耐压。效率测定有两种,一种是测定含电机在内的总效率,一种是测定变频127变频器的使用与维护课件1281.整流器和逆变器测试在变频器的R、S、T和U、V、W端子上,用万用表电阻挡,改换测笔的正负极性,根据读数即可判定模块的好坏。一般不导通时读数为∞,导通时为数欧姆或几十欧姆。模块测试所用的电路和符号如图所示,模块的好坏可按表所示进行判断1.整流器和逆变器测试129变频器的使用与维护课件130模块测试判断表性能模块电表极性测定值整流

模块V1RP不导通PR导通V2SP不导通PS导通模块测试判断表性能电表极性测131大功率晶体管(GTR)的简易测量

如果大功率晶体管(GTR)有问题,在没有GTR测试设备的条件下可用万用表简易判断,步骤如下:(1)关断输入电源,确保CHARGE灯不亮后,拆除端子上的R、S、T和U、V、W接线。(2)拆除控制电路板上的连接件,将电路板连同附件板一起从设备上拆下。(3)如果模块是并联使用,拔出模块B2、E2和B2x、E2x中的并联端子(只拔电线的端子插头,不要拔电线本身),然后测试每个模块,模块的原理图和端子平面图如图5-26所示。(4)把万用表置到1Ω或10Ω挡,如图5-27所示为正常。大功率晶体管(GTR)的简易测量如果大功率晶体管(GTR)132GTR模块的原理及端子平面图GTR模块的原理及端子平面图133GTR模块的测量在上图中,注意当被测量的两端不通时,万用表测到的电阻值为无穷大;当被测量的两端导通时,万用表测到的电阻值为几欧至几十欧,用这种方法可初步判断GTR是否已坏。GTR模块的测量在上图中,注意当被测量的两端不通时,万用表134大功率晶体管(GTR)的更换

如果检测出GTR已坏,可按下述步骤更换GTR。(1)拆除已损坏模块上的主电路接线。(2)拔出损坏模块上的基极控制信号线(拔时手拿端子插头,不要拔电线)。(3)把固定模块的螺丝钉拧下,取出已损坏的GTR。(4)选择与损坏模块参数相同的器件,测量合格后,在该GTR的底部涂少量导热硅胶,涂匀后将底部覆盖住即可。大功率晶体管(GTR)的更换如果检测出GTR已坏,可按下述135(5)将变频器底部板座清洗干净,把已涂过硅胶的GTR放到更换的位置上,拧紧固定螺丝,拧四个螺丝时注意用力要均衡。(6)将基极信号引线脚插在GTR的基极上即可,对标有“不能用手触摸部件”的地方尽量不要触摸,如果需要触摸,手应先与大地接通的金属接触后再去处理这些部件。(7)恢复控制电路和主电路接线。(8)连接完后,用万用表测量P-N端子及每个输出线之间的电阻,确定无短路现象。(5)将变频器底部板座清洗干净,把已涂过硅胶的GTR放到更换136输入功率的测量

输入功率的测量137绝缘电阻的测量

(1)外接线路绝缘电阻的测量。为了防止兆欧表的高电压施加到变频器上,在测量外接线路的绝缘电阻时,必须把需要测量的外接线路从变频器上拆下后再进行测量,并注意检查兆欧表的高电压是否有可能通过其他回路施加到变频器上,如果有,则应将所有有关的连线全部拆下。(2)变频器主电路绝缘电阻的测量。必须把所有进线端(R、S、T)和出线端(U、V、W)都连接起来后再测量其绝缘电阻,如下图所示,兆欧表指示值不小于5MΩ为正常。

绝缘电阻的测量(1)外接线路绝缘电阻的测量。为了防止兆欧表138用兆欧表测试电路(3)控制电路绝缘电阻的测量。为防止高压损坏电子元件,一般不要用兆欧表或其他有高电压的仪器进行测量。改用万用表的高阻挡来测量,测量值大于1MΩ为正常

用兆欧表测试电路(3)控制电路绝缘电阻的测量。为防止高压损139变频器的调试与维护

调试前,首先检查变频器的型号是否有误,随机附件是否齐全端子之间、外露导电部分是否有短路、接地现象,接地是否可靠,确认所有开关都处于断开状态,保证通电后变频器不会异常起动或发生其他异常动作。特别需要检查是否有下述接线错误:(1)输出端子(U、V、W)是否误接了电源线。(2)制动单元用端子是否误接了制动单元放电电阻以外的导线。(3)屏幕线的屏蔽部分是否像使用说明书规定的那样正确连接了。完成上述检查后,再进行下列所述各项调试。变频器的调试与维护调试前,首先检查变频器的型号是否有误,随140变频器的通电和预置

熟悉键盘,即了解键盘上各键的功能,进行试操作,并观察显示的变化情况等。按说明书要求进行“起动”和“停止”等基本操作,观察变频器的工作情况是否正常,同时也要进一步熟悉键盘的操作。进行功能预置,预置完毕后,先对几个较易观察的项目——如升速和降速时间、点动频率、多挡变速时的各挡频率等——检查变频器的执行情况是否与预置的内容相符合。将外接输入控制线接好,逐项检查各外接控制功能的执行情况,同时检查三相输出电压是否平衡。变频器的通电和预置熟悉键盘,即了解键盘上各键的功能,进行试141变频器的空载试验步骤

(1)先将频率设置于0位,合上电源后微微提升工作频率,观察电动机的起转情况及旋转方向是否正确。如方向相反,则予以纠正。(2)将频率上升至额定频率,让电动机运行一段时间。如一切正常,再选若干个常用的工作频率,也使电动机运行一段时间。(3)将给定频率信号突降至0(或按停止按钮),观察电动机的制动情况变频器的空载试验步骤(1)先将频率设置于0位,合上电源后微142日常维护与检查

日常检查包括不停止通用变频器运行或不拆卸其盖板进行通电和起动试验,通过目测通用变频器的运行状况,确认有无异常情况,通常检查如下内容:键盘面板、是否有异常声音、周围环境、各连接线及外围电器元件是否有松动、进线电源是否异常。

日常维护与检查日常检查包括不停止通用变频器运行或不拆卸其盖143定期检查

变频器需要作定期检查时,须在停止运行后切断电源打开机壳后进行。但必须注意,变频器即使切断了电源,主电路直流部分滤波电容器放电也需要时间,须待充电指示灯熄灭后,用万用表等确认直流电压已降到安全电压(DC25V以下),然后再进行检查。运行期间应定期(例如,每3个月或1年)停机检查以下项目:定期检查变频器需要作定期检查时,须在停止运行后切断电源打开144(1)功率元器件、印制电路板、散热片等表面有无粉尘、油雾吸附,有无腐蚀及锈蚀现象。粉尘吸附时可用压缩空气吹扫,散热片油雾吸附可用清洗剂清洗。出现腐蚀和锈蚀现象时要采取防潮防蚀措施,严重时要更换受蚀部件。(1)功率元器件、印制电路板、散热片等表面有无粉尘、油雾吸附145(2)检查滤波电容和印制板上电解电容有无鼓肚变形现象,有条件时可测定实际电容值。出现鼓肚变形现象或者实际电容量低于标称值的85%时,要更换电容器。更换的电容器要求电容量、耐压等级以及外形和连接尺寸与原部件一致。(3)散热风机和滤波电容器属于变频器的损耗件,有定期强制更换的要求。(2)检查滤波电容和印制板上电解电容有无鼓肚变形现象,有条件146[例1]富士FRN200G7-4EX变频器,通电后键盘面板无显示。分析检修:无显示应查电源是否正常。拆下主板,通电后测量+5V、±15V及+24V电源均正常,而控制信号无响应,估计CPU不工作或损坏的可能性很大。测IC1的CPU脚21,RST2为低电平,表示CPU复位,即CPU未工作。追踪RST2信号是由运放IC10的14脚经R135后输出,测量IC10输入端为高电平,正常,且电阻R135完好。判断IC10损坏,更换后显示恢复正常故障排除实例

[例1]富士FRN200G7-4EX变频器,通电后键盘面板无147[例2]富士(FUJI)FVR055G7S-4EX,通电后各种显示正常,但无输出电压。分析检修:先查交流电源主回路通道完好无损,核对控制回路,接线无错误。考虑到面板显示正常,说明变频器本身无故障,可能是由于某一控制信号丢失或不能正常工作。进一步检查外部控制回路,发现FWD(正转)与CM(公共端)之间串联的接触器常开辅助触点未接通,使变频器不能正常起动。换了另一对触点后,故障排除。[例2]富士(FUJI)FVR055G7S-4EX,通电后各148[例3]一台型号为AEGMultiverter78/102-400的变频器,得电后即显示“过流”故障,且不能复位。分析维修:停电后检查与变频器相连的电缆及负载电动机,均正常,变频器内也无短路现象。送电后,变频器仍显示“过流”故障且不能被复位。测量控制板A10上的电流反馈测试点,对应U、W两相的测试点电压值为0V,而对应V相的测试点电压值为7.68V,远大于变频器允许通过的最大电流所对应的2.5V。据此判断有两种可能性:一是V相电流互感器损坏;二是接收电流反馈信号的A10板上存在元器件损坏。先更换A10板,故障仍旧存在;更换V相电流互感器后,变频器恢复正常。[例3]一台型号为AEGMultiverter78/10149下面简要介绍一些故障代码的分析方法。(1)过电流保护动作是一类常见的故障,指的是电流超过变频器允许电流极限引起的保护动作,例如,安川G7系列变频器的故障代码“OC”、西门子440变频器的“F0001”、ABB的ACS600变频器的“OVERCURRET”都是这个故障类型。这种故障最大的可能是加速时间设置太低,延长加速时间可以解决,加速中失速防止功能启用时,这个原因的可能性不大。输出侧相间或者对地短路、输出侧接触器动作逻辑错误、有冲击负载时变频器功率选择过小等是另外几个可能的原因。下面简要介绍一些故障代码的分析方法。150(2)电动机过负载保护动作是变频器根据电动机温度模型对电动机实施的保护动作,例如,安川G7系列变频器的“OH4”、西门子440的“F0011”、ABB的ACS600变频器的“MOTORTEMP”属于这个故障类型。(3)直流过电压保护动作是直流电压超过允许值时的保护动作,例如,安川G7系列变频器的“OV”、西门子440变频器的“F0002”、ABB的ACS600变频器的“DCOVERVOLT”属于这类故障。(2)电动机过负载保护动作是变频器根据电动机温度模型对电动机151(4)直流欠电压保护动作是直流电压低于下限引起的保护动作,例如,安川G7系列变频器的“UVl”、西门子440变频器的“F0003”、ABB的ACS600变频器的“DCUNDERVOLT”属于这类故障。(5)变频器超温保护是针对变频器自身的保护,由检测散热片温度超过允许值产生,例如,安川G7系列变频器的“OH”、西门子440变频器的“F0004”、ABB的ACS600变频器的“ACS600TEMP”属于这类故障(4)直流欠电压保护动作是直流电压低于下限引起的保护动作,例152变频器外围设备及选择

变频器常用的外围设备主要有输入变压器、电源断路器、交流接触器、滤波器、电抗器、制动电阻等。电源输入变压器用于将高压电源变换到通用变频器所需的电压等级,如200V或者400V等。由于变频器的输入电流含有一定量的高次谐波,使电源侧的功率因数降低,同时考虑到变频器的运行效率,则变压器的容量常按下式计算,单位为kVA: 变压器的容量=变频器的输出功率/(变频器输入功率因数×变频器效率)变频器外围设备及选择变频器常用的外围设备主要有输入变压器、1531.电源侧断路器(1)选用目的:用于变频器、电机与电源回路的通断,并且在出现过流或短路事故时能自动切断变频器与电源的联系,以防事故扩大。(2)选择方法:如果没有工频电源切换电路,由于在变频调速系统中电动机的起动电流可控制在较小范围内,因此电源侧断路器的额定电流可按变频器的额定电流来选用。如果有工频电源切换电路,当变频器停止工作时,电源直接接电动机,所以电源侧断路器应按电动机的起动电流进行选择。最好选用无熔断丝断路器。1.电源侧断路器(1)选用目的:用于变频器、电机与电源回路的1542.电源侧接触器

使用目的:电源一旦断电,自动将变频器与电源脱开,以免在外部端子控制状态下重新供电时变频器自行工作,以保护设备的安全及人身安全;在变频器内部保护功能起作用时,通过接触器使变频器与电源脱开。使用时请注意,不要用电磁接触器进行频繁地起动或停止(变频器输入回路的开闭寿命大约为10万次),不能用电源侧的电磁接触器停止变频器2.电源侧接触器使用目的:电源一旦断电,自动155热继电器

通用变频器都具有内部电子热敏保护功能,不需要热继电器保护电机,但遇到下列情况时,应考虑使用热继电器:在10Hz以下或60Hz以上连续运行时;一台变频器驱动多台电动机时。使用时注意:如果导线过长(10m或更长),继电器会过早跳开,此情况下应在输出侧串入滤波器。50Hz时过热继电器的设定值为电机额定电流的1.0倍,60Hz时过热继电器的设定值为电机额定电流的1.1倍。热继电器通用变频器都具有内部电子热敏保护功能,不需要热继电156电抗器

选择合适的电抗器与变频器配套使用,既可以抑制谐波电流,降低变频器系统所产生的谐波总量,提高变频器的功率因数,又可以抑制来自电网的浪涌电流对变频器的冲击,保护变频器、降低电动机噪声。保证变频器和电动机的可靠运行。电抗器选择合适的电抗器与变频器配套使用,既可以抑制谐波电流157电抗器与变频器的连接

电抗器与变频器的连接1581.进线电抗器(LA1)

LA1连接在电源与变频器之间,它能限制电网电压突变和操作过电压所引起的冲击电流,有效保护变频器,改善变频器的功率因数,抑制变频器输入电网的谐波电流,大幅度削减5、7、11、13次谐波。应该安装进线电抗器的场合有以下几种:1.进线电抗器(LA1)LA1连接在电源与变频器之间,它能159(1)电源变压器容量为500kVA以上,且变频器安装位置与大容量变压器距离在10m以内。(2)三相电源电压不平衡率K大于3%(3)在同一电源上有晶闸管变流器共同使用,或者进线电源端接有通过开关切换以调整功率因数的电容器装置。(4)需要改善变频器输入侧的功率因数(用电抗器可提高到0.75~0.85)。(1)电源变压器容量为500kVA以上,且变频器安装位置与大160AL1型电抗器技术参数变频器功率

(kW)变频器输出

电流(A)电抗器额定

电流(A)电抗器型号压降为2%(即4.4V)

时电感量(mH)压降为4%(即8.8V)

时电感量(mH)2.267.5AL1-2.21.873.73.7912AL1-3.71.162.35.51216AL1-5.50.8761.757.51723AL1-7.50.611.2112331AL1-110.450.9153142AL1-150.330.6718.53849AL1-18.50.2860.57224358AL1-220.240.48305770AL1-300.20.4377185AL1-370.1650.334586115AL1-450.1220.2255110137AL1-550.1020.275144160AL1-750.0880L1-900.0680.137110216250AL1-1100.0560.112AL1型电抗器技术参数变频器功率

(kW)变频器输出

电流(161ACL系列电抗器外形及安装孔图

ACL系列电抗器外形及安装孔图1622.直流电抗器(LD)直流电抗器接在变频器整流环节与逆变环节之间。在变频器整流电路后接入直流电抗器,可以有效地改善变频器的功率因数,功率因数最高可以提高到0.95,同时它还能限制逆变侧短路电流,使逆变系统运行更稳定。2.直流电抗器(LD)直流电抗器接在变频器整流环节与逆变环节163三菱直流电抗器技术参数变频器功率(kW)3.75.57.5111518.52230374555电抗器电流(A)7.110.51420.427.533.940.35567.581.998.7电感量(mH)9.46.24.83.32.42.01.61.20.980.810.67电阻值(m)148886839252017108.56.15三菱直流电抗器技术参数变频器功率(kW)3.75.57.51164常用DCL系列直流电抗器外形尺寸图

常用DCL系列直流电抗器外形尺寸图165采用输出电抗器的主要目的和作用是补偿长线路分布电容的影响,并抑制通用变频输出的谐波分量,起到降低变频器噪声的作用。输出电抗器装于靠近变频器的输出端与电动机之间,以补偿电动机及其电缆相对相和相对地间的分布寄生电容,从而可以延长电动机电缆的接线长度。一般,通用变频器厂商都对允许连接电动机电缆的最大长度作了规定,使用时应参照产品说明书的规定接线。输出电抗器(LA2)

采用输出电抗器的主要目的和作用是补偿长线路分布电容166滤波器

变频器输出侧设置滤波器可以减少电磁噪声和损耗,一般可降低噪声5dB。必须注意滤波器的输入侧接变频器的输出侧,滤波器的输出侧接电动机,决不能接错,否则会烧毁变频器。滤波器变频器输出侧设置滤波器可以减少电磁噪声和损耗,一般可167变频器输入侧电源滤波器

变频器输入侧电源滤波器168变频器的干扰及抑制

变频器的干扰及抑制169噪声的空中传播

噪声的空中传播170电磁感应产生的噪声

电磁感应产生的噪声171静电感应噪声

静电感应噪声172通过电源回路传播噪声

通过电源回路传播噪声173无线电噪声滤波器的连接

无线电噪声滤波器的连接174线噪声滤波器的安装

线噪声滤波器的安装175无线电噪声和线噪声滤波器联合使用

无线电噪声和线噪声滤波器联合使用176RC组成的噪声滤波器

RC组成的噪声滤波器177配线线路辐射的噪声的衰减

配线线路辐射的噪声的衰减178变频器辐射噪声的衰减

变频器辐射噪声的衰减179变频器在控制柜中的防噪声干扰

变频器在控制柜中的防噪声干扰180

屏蔽电缆的连接方法

(a)不接地的端末处理;(b)接地的端末处理屏蔽电缆的连接方法

(a)不接地的端末处理;(b)接地181屏蔽电缆的末端处理方法

屏蔽电缆的末端处理方法182[例1]某纺织厂原有的绦纶长丝前纺3条生产线的卷绕部分采用西门子公司6SE7031系列变频器(45kW),驱动8台永磁同步电动机(每台0.9kW),开环控制方式,工作频率110Hz。后来新增了两条相似生产线,采用西门子6SE32系列变频器,工作频率为260Hz。新生产线投入运行不久,发现原生产线变频器频繁停机,变频器显示为“0009”(待机状态),无任何故障报警记录,经反查检查也未见异常。重新起动变频器,驱动4台电机能正常运行,当驱动4

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