风光牌中低压变频器的安装与调试

1、风光牌中低压变频器的安装与调试    随着变频器在工业生产中的日益普及，变频器作为一种调速节能的产品，已日益受到工矿企业的重视，成为工业生产及生活中不可或缺的工具。在石油、化工、建材、电力、矿山、塑料、冶金、水利等关系国计民生的各行业，变频器正发挥着强大的作用。据统计，在当前及今后的几年，变频器将以10%-15%的销售速度增长，即每年大约为500900万KW，各种功率等级、各种性能、各种用途的变频器都将为用户使用。所以如何让用户用好变频器，真正发挥变频器在调速方便、节能及提高生产工艺方面的优势，作为变频器的生产厂家，是首先应考虑的问题。本文以风光牌变频器

2、在用户当中的使用为例，结合笔者在用户安装调试过程中所遇到的一些问题，粗略的谈一下变频器的安装与调试问题，以供广大的变频器用户在使用时参考。一、变频器的安装及使用条件正象其他的电器设备或装置一样，变频器作为一种电力电子设备，同样有其严格的使用条件和应用场合，任何违反产品使用规范的安装及使用，都将是非法的，不可避免的会带来设备及人、财、物的损失。1、变频器的使用环境及注意事项1.1、变频器要求的工作环境简述如下：1）、工作环境温度10- +40，工作环境的变化应不大于±5h.2）、相对湿度：空气的最大相对湿度不超过90%，每小时相对湿度的变化率不超过5%且不得出现凝露。3）、运行地点无导

3、电或爆炸尘埃，无腐蚀金属或破坏绝缘的气体或蒸汽。4）变频器安装地点所允许的振动条件：振动频率10150Hz，振动加速度不大于5m/s2，当变频器由于安装台基振动可能产生共振时，应对变频器采取减振措施，以避开共振频率。5）交流输入电源：a、电压持续波动不超过±20%。b、频率波动不超过±2%，频率变化每秒不超过±1%。c、三相电压的不平衡度：负序分量不超过正序分量的5%；d、电源谐波成分：电压相对谐波含量的均方根值不超过10%。6）海拔高度：不超过1000m.1.2、注意事项：1）非专业人员不可开盖开柜门使用或检测；2）变频器出厂前已作过耐压试验，用户不可也没有必要

4、再对变频器进行耐压试验；3）电动机上不可并接改善功率因数用的大电容；4）外壳可靠接地；5）不可将三相输入改成两相输入，否则会出现缺相保护；6）低频运行时要考虑电动机自带风扇效果，润滑效果情况，高频运行时要考虑轴承的承受能力。这些阐述了变频器安装的最基本的规则。要深刻理解和熟悉这些规则。2、安装前的准备工作要安装好一台变频器，使它能正常的运行，达到技术及工艺要求，除了满足上述基本规则外，还应注意以下几点：1）、安装前首先要熟悉和掌握生产工艺及技术要求，弄清楚其负载状况，了解变频器在系统中的作用和地位，是要求节能，还是改进生产工艺，还是二者兼之。某些场合并没有节能空间，而硬要求变频器节能，这是不妥

5、当的。2）、变频器带的负载从电气方面而言首先是电机，因此安装前首先要对现场的电机有比较清楚的理解，包括额定电压、额定电流、电机极数、额定功率等，安装的变频器必须与之相匹配，有些特殊场合，如负荷较重、海拔超过1000m（即超过标准海拔高度）、煤矿提升机变频器等，变频器要比负载电机高出一个甚至两个功率等级，一般不允许变频器比负载电机功率等级低，以免变频器超负荷运行而带不动或经常过载保护，造成不必要的麻烦。3）、电机的电气绝缘安装前必须进行检测。绝缘不好的电机不能安装变频器。因为变频器虽然设有短路保护，但瞬间的接地也可能造成某些变频器的损坏。4）、安装前应仔细阅读变频器的使用说明书，结合现场工艺要设

6、置哪几个参数，参数的设置方法等，要熟练掌握。5）、对于某些场合，特别是要求自动控制的而需要附属配件的，如供水用的压力表、传感器、压力变送器及一些配套设施，如PID调节仪、温控仪、定时钟等，有些还需要远控装置，也要熟练掌握。以期能快速的安装、调试到位。6）、要严格按照变频器的使用说明书进行配线，包括主线和控制线，某些情况只能高于说明书要求的规格而不能低于。需要压接接线鼻的地方，要严格按要求压接，规格和工艺要符合标准。7）、在现代工业控制比较复杂的情况下，还要考虑电磁兼容性问题，要考虑变频器的干扰与抗干扰，必要时加装电磁滤波装置。有些场合电机距离变频器可能较远，要考虑加装输出电抗器及滤波器。8）对

7、于位能负载，如煤矿主井绞车、提升机、电梯类，由于存在再生发电状态，要考虑加装制动单元和配套的制动电阻，防止变频器过压保护或损坏。以上这些问题都是我们在安装变频器之前要了解和掌握的，不熟悉这些内容，就可能造成变频器的安装或调试不顺利或根本不成功，造成设备损坏或不能正常使用，这是我们要切记的。二、中压变频器的安装与调试我们这里所说的中压变频器，是指电压等级从750V2300V的变频器，分为两个电压级别，1140V和2300V两种类型的变频器。这种类型的变频器负载一般都是油田上用的潜油电泵，1140V的还有用于抽油机的。我们简要说一下安装调试方法。、安装步骤a、接控制线确认原工频工作时的工作状态首先

8、要了解潜油电泵的工作过程。潜油电泵是一种深置于井下1000米3000米的电泵，由于电缆线较长，地面上的供电设备要能补偿这部分电缆损耗，因此原工频装置要提供比电机额定电压高出100300V的供电电压。电泵及电缆都是高温、高压的设备，在安装前都要进行绝缘测试。用2500V的兆欧表测试，绝缘电阻不应低于50M。要检测原来的工频供电的电压及工作电流，以便调试时参考。由于油田上潜油电泵下泵的深度不同，潜油电泵供电的电压就有所不同。因此对应于同一电压等级的变频器而言，就有不同的电压输入，变频器的控制电压就有所不同。为了解决这一问题，我们在变频器内部安装了一个变压器，对应于不同的电压输入，电压输出都是一样的

9、。对于这类变频器，其输出都只有220V、110V、380V三组电压。220V是给控制电路供电的，110V是给电机保护仪供电的，380V是给电压表供电的。其控制接线如图2示。图1、控制原理图（暂缺）         图2、变压器抽头图    因此要根据原来的供电电压选择合适的控制电源接线端子，将原出厂时空出的两根接线或接在电压最高端（出厂时按最高电压试验）的两根线接在原电压等级的端子上，因有两个变压器，都要进行改接。b、接主线按配线规格，将电源线接在变频器的三相输入（

10、或标记R、）端子上，电机线接在变频器的三相输出（或标记U、V、W）端子上，地线接在变频器上标有“”的端子上。并将相应的罗栓拧紧。、调试a、将柜门上的隔离开关拉下，并将柜门上的“变频启动”按扭旋开，使其呈断开状态。提示送电后，用MF47型或500型万用表的高压挡“2500V”档测量三相输入电压（一定注意安全），应在规定的范围内，并三相相互平衡，若不正确，应停电检查供电电源。b、电源正常后，合上隔离开关闸刀，用万用表检测控制电源的220V电压（测量里面的接线插盒即可）是否在规定的范围内，按其±20%的波动，应在220V±20V范围内，若超出此范围，应拉下高压隔离开关的闸刀，调整

11、控制变压器的接头，直至满足要求为止。c、用一个单相插头取一根线接在控制端子排的“C”端子上，另一头的两相插在接线盒上（老机型一根线接在“C”上，另一根线接在“D”上），合上隔离开关闸刀，变频器应能送上控制电，面板上显示“43.21”过几秒钟“PRO”灯亮（新机型），或只有“PRO”灯亮（老机型），若不显示可将插头反过来重新插一下即可。d、面板显示正常后，可检查变频器的控制功能是否正常。用万用表检测延时可控硅两端的电压（即延时电阻上的电压），应在.00左右。将变频器的“开停机”开关打在“开机”位置，变频器应能开机，调节“频率调节”旋扭，变频器频率应从“.”升至“.”。用万用表测量变频器的三相输出

12、端子（这时应从变频器一侧测量，因柜子并没有接通主电，变频器的主接触器没有吸合），三相电压应相互平衡，对中线也应相互平衡。电压大致是2300V等级的三相电压为15V左右，对中线为10V左右；1140V等级的三相电压为9V左右，对中线为5V左右。若不平衡，应检查柜子在运输过程中有无掉线或其他问题，直至电压完全平衡为止。e、运行参数的设定。这包括变频器参数和电机保护仪参数的设定两步。a)、变频器参数的设定。因变频器出厂时一般是按2300V/125KW或1140V/75KW而设计的，因此应根据现场负载的要求重新设定，包括额定电流、过载保护电流，其他参数一般不需要修改。b)、电机保护仪的参数设定。电机保

13、护仪的参数包括欠载电流、过载电流、欠压设定、过压设定等。这里说明一下。因潜油电泵是深置于油井下油层里的电泵，在运行中靠油的循环来散热。一旦井供液不足，电机将脱离油层运转，电机将干转，这样就很容易烧毁电泵。因此应设定欠载保护，当运行电流低于额定电流的80%时，就停止电机的运行，起到保护电机的作用。参数的设定方法可参照相应的说明书进行，主要有两种，BK-3型和BKJ1型。BK3型的方法是：在显示器显示“”（刚送电或按四次“上档”键）时，可对参数值进行修改。根据需要的数值，按相应的数字键，再按“上档”或“下档”键，最后按相应的功能键，即可完成参数值的修改。BKJI形的方法是：在就绪画面（刚送电或按四

14、次“上档”键）状态下，按一次“上档”键，再按一次“整定值”键，屏幕显示整定值操作画面。画面上有光标闪烁，在光标闪烁位置可输入相应的数据。按“移动”键，光标可上下移动，屏幕右上角的箭头（“”或“”）指出当前的移动方向。按“上档”、“方向”键可以改变箭头的方向。输入完毕后，应按四次“上挡”键保存修改结果。如图        有些井可能本身供液不足，需要降低频率运行，因此可根据具体情况，在泵运行起来后，再根据实际运行电流重新设定参数。f、带载运行。参数设定好后，就可将插盒上的插头拔下，并将外接的“”（或者“C”、“D”两

15、点）点上的线拆掉，就可以带载运行了。将柜门上的“变频启动”按扭按下，待设定的延时时间到后，机内接触器吸合，变频器显示“.”并且“”亮（新机型）或只有“”亮（老机型），将变频器上的“开停机”开关打在“开机”位置，变频器即可从最低频率逐渐上升，调节“频率调节”旋扭，使频率先升至30Hz,用卡流表测量三相输出电流，应基本平衡，不平衡度不应超过20%。然后再升至用户要求的频率。再用卡流表测量输入、输出电流，三相都应基本平衡。若在调节过程中出现频率不上升的情况，即调整频率调节旋扭时，频率不上升，输出电流持续增大，呈限速保护状态，直至过流保护，这可能是低频补偿不足造成，可调节主控板上的补偿电位器（老机型）

16、或通过设定变频器的参数“低频补偿”（新机型）予以解决。调整时注意只要输出电流下来，频率能升上去即可，也不可调整过大，以免过补偿，在运行过程中电流过大而使电机及变频器超电流而不正常运行。正常运行后，可根据运行电流对电机保护仪的参数重新调整一下，以达到可靠保护又能正常运行的状态。对电机的正反转要确认。根据经验，一般情况下，正转比反转电流大，井口的压力指示高。反转一般压力表指针不起。有的井上油慢，要等一段时间才能确定。由于本变频柜还设有工频备用，以便在变频出问题时能临时投入工频，不耽误生产的进行，因此变频正常后还应试一下工频运行，其正反转也应调试正常。正反转调整时，变频调输出，工频调输入，即可使工变

17、频都正常运行。调整完后，用变频运行，正常后，启动电机保护仪，保护仪显示正常后，旋开“变频启动”旋扭（投入电机保护仪保护，不旋开不起作用），柜子上的各种仪表指示都正常，调试即完毕。三、低压变频器的安装调试低压变频器由于所带的负载种类繁多，类型千差万别。因此安装调试相应的也有较大的区别。低压负载从使用变频器的角度来说大体可分为有惯量和无惯量两种，有惯量负载最显著的特征就是在快速停机时存在发电状态，如何处理这部分能量将是关乎变频器是否正常运行的关键。 （一）、 安装变频器初次安装或长期放置后使用，应先对其进行全面的检查。方法如下：1）外观检查，检查有无碰伤损坏，金属部分有无锈蚀，有无结霜凝露。若有结

18、霜凝露，则应烘干4小时（60），或在室温下通风放置24小时。2）对于小功率变频器，轻轻翻动机箱，注意机箱内有无异常声音，若有异常声音，则应打开机箱，寻找并排除其中的异物。3）功率比较大的变频器，则应打开外壳，检查一下在运输或储存过程中有无掉下的线头或颠簸松动的螺栓，若有应重新焊接或紧固。这里要注意几点：a、变频器的安装应符合前面要求的工作环境。b、变频器有壁挂式的，有柜式的，一定要安装稳固，保证工作过程中的安全性。为了通风散热的需要，变频器一定要垂直安装。如图6、7所示。c、 对于柜式结构，为了工作人员便于操作和散热的要求，周边要留有足够的空间：前面间距不小于1.5米，后面和侧面不小于1米。对

19、于壁挂式的，变频器周围也应留有足够的散热空间，变频器的上部距离房间顶部至少1米，下部距地面也至少要1米的距离，才能使变频器通风顺畅，保证可靠的运行。    图6、单台变频器的安装 a) b)    图7、单台变频器的柜式安装    a)柜外冷却方式 b)柜内冷却方式有的房间密封比较严，要配合用户安装排风扇或空调。有些场合环境比较脏、潮湿，要注意采取隔离措施，防尘、防潮。当一台控制柜内装有两台或两台以上变频器时，应尽量并排安装（横向排列）。如必须采用纵向排列时，则应在两台变频器

20、间加一块搁板，以避免下面变频器出来的热风进入到上面的变频器内。如图8所示。             a) b)    图8、两台变频器的柜式安装    a)横向排列 b)纵向排列.1、主电路的接线1、基本接线主线的安装比较简单。将电源线接在变频器的输入（或标记有、的）端子上，将电机线接在变频器的输出（或标记有、的）端子上，并将变频器的接地端子通过地线可靠接地。如图9所示。 &#

21、160;       图9、主电路的基本接线    注意：a、变频器的输入端和输出端绝对不允许接错。万一将电源进线错误的接到了输出端上，则不论哪个逆变管导通，都将引起两相间的短路而将逆变管迅速烧坏。如图10所示。        图10、电源接错的后果b、前面的断路器一般是需要安装的，主要是分断电路用。当变频器出现故障时，尤其是整流电路或主电路损坏时，大电流能及时使断路器跳闸，与网电的其他电路脱开，避免影响其

22、他电路。c、线头压接要可靠。一般使用容量相当的接线鼻压接。一定要压紧，避免大电流长期运行出现过热而烧毁接线或端子。2、线径的选择一般按电动机的接线要求的线径选择，特殊场合要选大一规格的，尤其是电机距离变频器较远的，本着宜大不宜小的原则选配。3、接地每台变频器都有一个专门的接地端子“E”或“”，用户应将此端子与大地可靠连接。当变频器和其他设备，或有多台变频器一起接地时，每台设备都必须分别和地线相接，不允许将一台设备的接地端与另一台设备的接地端相接后再接地。如图11所示。a) b)    图11、变频器和其他设备的接地   &#

23、160;a)正确接法 b）错误接法1.2、控制电路的接线变频器主接线完成后，变频器可以运行。但一般情况下，由于控制及监测的方便，都需要将变频器的操作及显示部分引到方便的地方。有的是现场环境较差，变频器不宜安装，而安装于环境较好的配电室内，而将控制部分引到现场。有的如提升机变频器，控制部分需要与原系统对接，也需要将控制线引出。控制线分模拟量和数字量。1、模拟量。主要包括：输入侧的给定信号线和反馈信号线；输出侧的频率信号线和电流信号线。模拟量信号线的抗干扰能力差，必须使用屏蔽线。屏蔽层的靠近变频器的一端，应接控制电路的公共端，但不要接到变频器的地端（E）或大地，屏蔽层的另一端应该悬空，如图12所示

24、。          图12、屏蔽线的接法    布线的原则应当遵守：A、尽量远离主电路100mm以上。B、尽量不和主电路交叉。必须交叉时，应采取垂直交叉的方式。2、开关量。如启停、点动、多档转速控制等的控制线，都是开关量控制线。一般说来，模拟量控制线的接线原则也都适用于开关量控制线。但开关量的抗干扰能力强，故在距离不很远时，允许使用非屏蔽线，但同一信号的两根线必须互相绞在一起。（二）调试变频器的调试并没有固定的模式，大体上可分为“先空载，继轻载，再重载”几个步骤。

25、1、空载检查及参数予置风光变频器可以在不接通主电源，而只接控制电源的情况下，检查变频器。而其他类变频器则没有这个方便。小功率变频器可以把主接线端子排上的短路片去掉，给三相输入送380V的电源，大功率变频器一般都有控制电压输入端子，可从这儿用一两芯电缆接人380V单相电源检查变频器（注意：接之前应将两端子上与三相输入相连的两根线去掉），参照说明书，熟悉各个键盘的使用及参数的设置方法。熟悉完后，变频器开机，频率升至50Hz,用万用表（最好用指针式）测量三相输出1、闭环系统的原理闭环运行就是选取拖动系统的某一个物理量（如温度、压力、张力、液位等），在某一点（该点对整个系统的运行应具有关键作用或带有普

26、遍性）用相应的传感器或变送器（如热电偶、远传式压力表、温度变送器、压力变送器、张力传感器等）检测后送到PID调节仪上，与系统的期望值（可在PID上设定）进行比例、积分、微分的运算处理，然后送到变频器的频率输入端子，来调节变频器的频率，进而调节电机的转速，使整个拖动系统处于自动调节、稳定运行的状态。系统的检测值称为反馈信号，期望值称为给定信号，或目标信号，系统的调节过程就是这两个信号反复地比较、运算，使其尽量接近的过程。这里以恒压供水为例介绍一下。如下图13所示。    图13、恒压供水系统示意图     

27、    图中水泵电机由变频器VVVF供电。SP是压力传感器，检测管道上的压力，也可以用压力变送器，远传式压力表等，由变频器供给其电源+24V或+5V。它检测到管道压力后变换成420mA电流或05V的电压信号反送给变频器。将变频器设定为PID有效后，变频器有两个模拟信号输入端子：（1）目标信号输入端。即给定端VRF。是一个与压力的控制目标相对应的值。有变频器上的电位器进行设定。也可以由键盘直接给定。当采用专用的PID控制仪时，由专用的SV设定窗口设定。它除了和所要求的压力的控制目标有关外，还与压力变送器SP的量程有关，设定时要与相关的量程相当。（2）反馈信

28、号输入端。即辅助给定端VPF。它接受从压力传感器SP反馈回来的信号。2、控制的过程设：XT为目标信号，其大小与所要求的管道压力相对应。XF为压力变送器的反馈信号。则变频器输出频率fx的大小有合成信号（XTXF）决定。如管道压力p超过了目标值，则XF>XT（XTXF）<0变频器的输出频率fx电动机转速nx管道压力p直至与所要求的目标压力相符（XTXF）为止。反之，如管道压力p低于目标值，则XF<XT（XTXF）>0变频器的输出频率fx电动机转速nx管道压力p直至与所要求的目标压力相符（XTXF）为止。上述过程存在着一个矛盾：一方面，我们要求管道的实际压力（其大小与XF成正

29、比）应无限接近于目标压力（其大小与XT成正比），就是说，要求（XTXF）0；另一方面，变频器的输出频率fx又是由XT和XF相减的结果来决定的，可以想象，如果把（XTXF）直接作为给定信号XG的话，系统将是无法工作的。如何解决上述问题，这就引出了PID的用法。（1）比例（P）环节 解决上述问题的方法是：将（XTXF）进行放大后再作为频率给定信号，即：XG =KP(XT-XF)式中KP比例增益（即放大倍数）。    图14、比例放大前后各量间的关系    上述关系如14图所示。由于XG是（XT-XF）成比例地放大的结果，故称此环节为比例环节。显然，KP越大，则(XT-XF)= XG/KP越小，XF越接近于XT。这里，XF只能是无限接近于XT，却不能等于XT。就是说，XF和XT之间总会有一个差值，通常称为静差，用表示，静差值应该越小越好。比例