第10章变频器的安装与维护

1、第10章变频器的安装与维护 装设变频器的场所须满足以下条件： 变频器装设的电气室应湿气少、无水浸入； 无爆炸性、可燃性或腐蚀性气体和液体，粉尘少；装置容易搬入安装； 有足够的空间，便于维修检查； 备有通风口或换气装置以排出变频器产生的热量；与易受变频器产生的高次谐波和无线电干扰影响的装置分离。若安装在室外，必须单独按照户外配电装置设置。 1环境温度 变频器运行中环境温度的容许值一般为-1040 。 2环境湿度 变频器安装环境湿度在40%90%为宜。 3周围气体 周围不可有腐蚀性、爆炸性或可燃性气体。 4振动 设置场所的振动加速度多被限制在以下。 5抗干扰 为防止电磁干扰，控制线应有屏蔽措施，母

2、线与动 力线要保持不少于100mm的距离。 为了保证变频器散热良好，必须将变频器安装在垂直方向，因变频器内部装有冷却风扇以强制风冷，其上下左右与相邻的物品和挡板(墙)必须保持足够的空间。 图9-1 变频器周围的空间 图9-2 多台变频器的安装方法 1) 把变频器用螺栓垂直安装到坚固的物体上，从正面可以看见变频器操作面板的文字位置，不要上下颠倒或平放安装。 2) 变频器在运行中会发热，确保冷却风道畅通，由于变频器内部热量从上部排出，所以不要安装到不耐热机器下面。 3) 变频器在运转中，散热片的附近温度可上升到90，变频器背面要使用耐温材料。 4) 安装在控制柜内时，最好将发热部分露于柜之外的方法

3、降低柜内温度，若不具备将发热部分露于柜外的条件，可装在柜内，但要充分注意换气，防止变频器周围温度超过额定值。 1主回路电缆 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。 变频器与电机之间的连接电缆尽量短，线路压降规定不能超过额定电压的2 。 接地回路须按电气设备技术标准所规定的方式施工，可具体地参考变频器使用说明书。当变频器呈单元型时，接地电缆与变频器的接地端子连接；当变频器被设置在配电柜中时，则与配电柜的接地端子或接地母线相接。根据电气设备技术标准，接地电线必须用直径6mm以上的软铜线。 2控制回路电缆 变频器控制回路的控制信号均为微弱的电压、电流信号，因此，必须对控制回路采

4、取适当的屏蔽措施。 (1) 主、控电缆分离 主回路电缆与控制回路电缆必须分离铺设，相隔距离按电器设备技术标准执行。 (2) 电缆的屏蔽 若干扰存在，则应对控制电缆进行屏蔽：将电缆封入接地的金属管内；将电缆置入接地的金属通道内；采用屏蔽电缆。 (3)采用绞合电缆 弱电压、电流回路(420mA，15V)用电缆，特别是长距离的控制回路电缆采用绞合线，绞合线的绞合间距最好尽可能的小，并且都使用屏蔽铠装电缆。 3. 电缆的接地 正确连接 错误连接 图10-4 屏蔽电缆的连接方法 10.2.1 10.2.1 变频器运行对电网的影响变频器运行对电网的影响 变频器的整流电路和逆变电路都是由非线性器件组成，其电

5、路结构会导致电网的电压电流波形发生畸变。 图10-5 变频器输入电压电流实测波形 图10-6 换相作用造成电源电压波形 若电压畸变率高于5，可以用接入交流电抗器或直流电抗器的方法抑制高次谐波电流 。 图10-8 变频器接入交流电抗器XL 和直流电抗器DL a) 接入电抗值小的XL b) 接入电抗值大的XL c) 同时接入电抗值大的XL和DL 图10-9 接入XL 和DL后的电流波形 PWM控制的逆变电路会产生谐波干扰。图10-10 PWM控制输出的电压波形 图10-11 PWM控制输出的电流波形 变频器产生谐波时，其干扰途径与一般电磁干扰途径相似，分别为传导、辐射和二次辐射、电磁耦合、边传导边

6、辐射等，如图9-12所示。 图10-12 谐波干扰途径 变频器对其他设备干扰的抑止方法：变频器对其他设备干扰的抑止方法： 1）当使用容量大的变频器时，设置专用的变压器连接到高压系统。 2）将动力线的接地与控制线的接地分开 。 3）高压电缆、动力电缆、控制电缆与仪表电缆、计算机电缆分开走线。 4）在变频器前加装LC电路无源滤波器，滤掉高次谐波。 5）变频器本身采用铁壳屏蔽，输出线用钢管屏蔽 。 电网对变频器干扰的因素：电网对变频器干扰的因素： 1 1）电网三相电压不平衡时，会使变频器输入电流的波形）电网三相电压不平衡时，会使变频器输入电流的波形发生畸变。发生畸变。 2 2）当配电网络中接有功率因

7、数补偿电容器及晶闸管整流）当配电网络中接有功率因数补偿电容器及晶闸管整流装置等，与变频器同处于一个网络中，当补偿电容投入装置等，与变频器同处于一个网络中，当补偿电容投入或晶闸管换相时，将造成变频器输入电压波形畸变。或晶闸管换相时，将造成变频器输入电压波形畸变。防止电网对变频器干扰的措施有：防止电网对变频器干扰的措施有：1 1）当变频器的容量较大时，单独配置供电变压器。）当变频器的容量较大时，单独配置供电变压器。2 2）对于配电变压器容量非常大，且变压器容量大于变频器）对于配电变压器容量非常大，且变压器容量大于变频器容量容量1010倍以上时，可在变频器输入侧加装交流电抗器。倍以上时，可在变频器输

8、入侧加装交流电抗器。 3 3）当配电网络有功率因数补偿电容或晶闸管整流装置时，）当配电网络有功率因数补偿电容或晶闸管整流装置时，若在变频器交流侧连接有交流电抗器，为了防止谐振现若在变频器交流侧连接有交流电抗器，为了防止谐振现象发生，在补偿电容器前应串接适当数值的电抗器。象发生，在补偿电容器前应串接适当数值的电抗器。 10.3.1 10.3.1 通电前的检查通电前的检查 （1) 外观、构造检查外观、构造检查 （2) 绝缘电阻的检查绝缘电阻的检查 1 1）主电路：用万用表检查，必须用兆欧表时，应按图）主电路：用万用表检查，必须用兆欧表时，应按图9-149-14连接。连接。 图图10-14 10-1

9、4 用兆欧表测试主电路的绝缘电阻用兆欧表测试主电路的绝缘电阻 2）控制电路）控制电路 不能用兆欧表对控制电路进行测试，只能用高阻量程万用表。不能用兆欧表对控制电路进行测试，只能用高阻量程万用表。 全部全部卸开控制电路端子的外部连接。卸开控制电路端子的外部连接。 进行对地之间电路测试，测量值若在进行对地之间电路测试，测量值若在1M1M以上，就属正常。以上，就属正常。 用万用表测试接触器、继电器等控制电路的连接是否正确。用万用表测试接触器、继电器等控制电路的连接是否正确。 （1 1）观察显示情况）观察显示情况 （2 2）观察风机）观察风机 （3 3）测量进线电压）测量进线电压 （4 4）进行功能预

10、置）进行功能预置 （5 5）观察显示内容）观察显示内容 将变频器的输出端与电动机相接，电动机不带负载，主将变频器的输出端与电动机相接，电动机不带负载，主要测试以下项目：要测试以下项目：（1 1）测试电动机的运转）测试电动机的运转 对照说明书在操作面板上进行一些简单的操作，如启动、对照说明书在操作面板上进行一些简单的操作，如启动、升速、降速、停止、点动等。观察电动机的旋转方向是否升速、降速、停止、点动等。观察电动机的旋转方向是否与所要求的一致？控制电路工作是否正常？通过逐渐升高与所要求的一致？控制电路工作是否正常？通过逐渐升高运行频率，观察电动机在运行过程中是否运转灵活，有无运行频率，观察电动机

11、在运行过程中是否运转灵活，有无杂音？运转时有无振动现象，是否平稳等。杂音？运转时有无振动现象，是否平稳等。（2 2）电动机参数的自动检测）电动机参数的自动检测 对于应用矢量控制功能的变频器，应根据说明书的指导，对于应用矢量控制功能的变频器，应根据说明书的指导，在电动机的空转状态下测定电动机的参数。有的新型系列在电动机的空转状态下测定电动机的参数。有的新型系列变频器也可以在静止状态下进行自动检测。变频器也可以在静止状态下进行自动检测。 将电动机与负载连接起来进行试车。测试的内容如下：将电动机与负载连接起来进行试车。测试的内容如下：1 1低速运行试验低速运行试验 低速运行是指该生产机械所要求的最低

12、转速。电动机应在该转速下运低速运行是指该生产机械所要求的最低转速。电动机应在该转速下运行行1 12 2小时。小时。测试内容：测试内容：(1) (1) 生产机械的运转是否正常生产机械的运转是否正常? ?(2) (2) 电动机在满负荷运行时，温升是否超过额定值电动机在满负荷运行时，温升是否超过额定值? ?2 2全速启动试验全速启动试验 将给定频率设定在最大值，按将给定频率设定在最大值，按“启动按钮启动按钮”，使电动机的转速上升至，使电动机的转速上升至生产机械所要求的最大转速，测试内容：生产机械所要求的最大转速，测试内容：(1) (1) 启动是否顺利？启动是否顺利？ (2) (2) 启动电流是否过大

13、启动电流是否过大？(3) (3) 观察整个启动过程是观察整个启动过程是否平稳？否平稳？ (4) (4) 停机状态下是否旋转停机状态下是否旋转 ？3 3全速停机试验：全速停机试验：(1) (1) 直流电压是否过高？直流电压是否过高？(2)(2)拖动系统能否停住？拖动系统能否停住？4 4高速运行试验：高速运行试验：(1) (1) 电动机的带载能力？电动机的带载能力？ (2) (2) 机械运转是否平稳？机械运转是否平稳？ 10.4.1 10.4.1 维护注意事项维护注意事项（1 1）只有受过专业训练的人才能拆卸变频器并进行维修和器）只有受过专业训练的人才能拆卸变频器并进行维修和器件更换。件更换。（2

14、 2）维修变频器后不要将金属等导电物遗漏在变频器内，否）维修变频器后不要将金属等导电物遗漏在变频器内，否则有可能造成变频器损坏。则有可能造成变频器损坏。（3 3）进行维修检查前，为防止触电危险，请首先确认以下几）进行维修检查前，为防止触电危险，请首先确认以下几项：项： 变频器已切断电源；变频器已切断电源； 主控制板充电指示灯熄灭；主控制板充电指示灯熄灭； 用万用表等确认直流母线间的电压已降到安全电压用万用表等确认直流母线间的电压已降到安全电压(DC36V(DC36V以下以下) )。（4 4）对长期不使用的变频器，通电时应使用调压器慢慢升高）对长期不使用的变频器，通电时应使用调压器慢慢升高变频器

15、的输入电压直至额定电压，否则有触电和爆炸危险。变频器的输入电压直至额定电压，否则有触电和爆炸危险。在变频器的日常维护项目：在变频器的日常维护项目：1) 1) 变频器的运行参数是否在规定范围内，电源电压是否正常。变频器的运行参数是否在规定范围内，电源电压是否正常。2) 2) 变频器的操作面板显示是否正常，仪表指示是否正确，是变频器的操作面板显示是否正常，仪表指示是否正确，是否有振动、震荡等现象。否有振动、震荡等现象。3 3）冷却风扇部分是否运转正常，有无异常声音。）冷却风扇部分是否运转正常，有无异常声音。4) 4) 变频器和电机是否有异常噪音、异常振动及过热的迹象。变频器和电机是否有异常噪音、异

16、常振动及过热的迹象。5 5）变频器及引出电缆是否有过热、变色、变形、异味、噪声）变频器及引出电缆是否有过热、变色、变形、异味、噪声等异常情况。等异常情况。6 6）变频器的周围环境是否符合标准规范，温度和湿度是否正）变频器的周围环境是否符合标准规范，温度和湿度是否正常。常。定期检查项目有：定期检查项目有： 1 1）输入、输出端子和铜排是否过热变色，变形。）输入、输出端子和铜排是否过热变色，变形。 2 2）控制回路端子螺钉是否松动，用螺丝刀拧紧。）控制回路端子螺钉是否松动，用螺丝刀拧紧。 3 3）输入）输入R R、S S，T T与输出与输出U U、V V，W W端子座是否有损伤。端子座是否有损伤。

17、 4 4）R R，S S、T T和和U U、V V、W W与铜排连接牢固否，用扳手拧紧。与铜排连接牢固否，用扳手拧紧。 5 5）主回路和控制回路端子绝缘是否满足要求。）主回路和控制回路端子绝缘是否满足要求。 6 6）电力电缆和控制电缆有无损伤和老化变色。）电力电缆和控制电缆有无损伤和老化变色。 7 7）污损的地方，用抹布沾上中性化学剂擦，除粉尘，保）污损的地方，用抹布沾上中性化学剂擦，除粉尘，保持变频器散热性能良好。持变频器散热性能良好。 9 9）对长期不使用的变频器，应进行定期充电试验。）对长期不使用的变频器，应进行定期充电试验。 9 9）变频器的绝缘测试。）变频器的绝缘测试。 冷却风扇使用

18、冷却风扇使用3 3年应更换。年应更换。直流滤波电容器使用直流滤波电容器使用5 5年应更换。年应更换。电路板上的电解电容器使用电路板上的电解电容器使用7 7年应更换。年应更换。其化零部件根据情况适时进行更换。其化零部件根据情况适时进行更换。 由于变频器输入、输出电压或电流中均含有不同程度的谐波分量，用由于变频器输入、输出电压或电流中均含有不同程度的谐波分量，用不同类别的测量仪器仪表会测量出不同的结果，并有很大差别，甚至是不同类别的测量仪器仪表会测量出不同的结果，并有很大差别，甚至是错误的。因此，在选择测量仪表时应区分不同的测量项目和测试点，选错误的。因此，在选择测量仪表时应区分不同的测量项目和测

19、试点，选择不同的测试仪表，如表择不同的测试仪表，如表10-5所示。所示。 表表10-5 主电路测量推荐使用的仪表主电路测量推荐使用的仪表 变频器主电路的测量电路如图变频器主电路的测量电路如图10-19所示。所示。 图图10-19 变频器主电路的测量变频器主电路的测量 10.5.1 10.5.1 变频器常见故障诊断变频器常见故障诊断 1.1.过电流故障：过电流故障：故障诊断：可能是短路、接地、过负载、负载突变、加故障诊断：可能是短路、接地、过负载、负载突变、加减速时间设定太短、转矩提升量设定不合理、变频器内部故障或谐波干减速时间设定太短、转矩提升量设定不合理、变频器内部故障或谐波干扰大等。扰大等

20、。2.2.过电压故障：过电压故障：故障诊断：电源电压过高、制动力矩不足、中间回路直流故障诊断：电源电压过高、制动力矩不足、中间回路直流电压过高、加减速时间设定的太短、电动机突然甩负载、负载惯性大、电压过高、加减速时间设定的太短、电动机突然甩负载、负载惯性大、载波频率设定不合适等。载波频率设定不合适等。3.3.欠电压故障：欠电压故障：故障诊断：电源电压偏低、电源断相、在同一电源系统中故障诊断：电源电压偏低、电源断相、在同一电源系统中有大起动电流的负载起动、变频器内部故障等。有大起动电流的负载起动、变频器内部故障等。4.4.变频器过热故障：变频器过热故障：故障诊断：负载过大、环境温度高、散热片吸附

21、灰尘故障诊断：负载过大、环境温度高、散热片吸附灰尘太多、冷却风扇工作不正常或散热片堵塞、变频器内部故障等。太多、冷却风扇工作不正常或散热片堵塞、变频器内部故障等。5.5.变频器过载、电动机过载故障：变频器过载、电动机过载故障：故障诊断：负载过大或变频器容量过小、故障诊断：负载过大或变频器容量过小、电子热继电器保护设定值太小、变频器内部故障等。电子热继电器保护设定值太小、变频器内部故障等。 变频器在运行中出现跳闸事故，处理有以下几种方法：变频器在运行中出现跳闸事故，处理有以下几种方法： 1. 1. 电源故障处理电源故障处理 “欠电压欠电压”和和“过电压过电压”显示，待电源恢复正常后即可重新起动。显示，待电源恢复正常后即可重新起动。2. 2. 外部故障处理外部故障处理 如输入信号断路，输出线路开路、断相、短路、