能量回饋單元供應(yīng)商提醒您：變頻器應(yīng)用史在我國已有30年多年，隨著科技的不斷進(jìn)步，變頻器的應(yīng)用范疇也開始涉及多個(gè)領(lǐng)域， 市場(chǎng)規(guī)模也在逐年擴(kuò)大。當(dāng)前國內(nèi)外變頻器品牌目前也已發(fā)展至140多個(gè)，而新成立的變頻器廠商和經(jīng)銷商也遍布全國。雖然目前的國產(chǎn)變頻器與進(jìn)口變頻器在性能上還有一定的差距，但隨著我國科技快速發(fā)展，這部分差距并不是不可逾越的。同時(shí)受益于國內(nèi) 工業(yè)鏈條的完整性，國產(chǎn)變頻器的生產(chǎn)效率與制造成本上都有極大的發(fā)揮空間。

　　采用變頻器組成變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其性能已達(dá)到或超過DC調(diào)速系統(tǒng)，變頻器具有體積小、噪音低、成本低、異步電機(jī)易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，大大簡化了生產(chǎn)工藝，降低了初期投資成本。一般來說，合理使用變頻器可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備自動(dòng)化，同時(shí)節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。

　　一、低壓變頻器分類、工作原理和結(jié)構(gòu)

　　1、低壓變頻器分類

　　變頻器的分類有不同的標(biāo)準(zhǔn)。變頻器可分為通用型變頻器和特殊型變頻器。根據(jù)工作原理，變頻器可分為AC-AC 變頻器和AC-DC-AC 變頻器，其中AC-DC-AC 變頻器也可根據(jù)主電路的工作方式分為電流型和電壓型變頻器[2]。另外，從變頻器技術(shù)的發(fā)展方向來看，可分為VVVF 變頻器、矢量變頻器、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器，等等。

　　2、低壓工作原理變頻器

　　一般來說變頻器通常是采用交叉-直接-交叉的工作模式。但相對(duì)而言，低壓變頻器應(yīng)用廣泛，其技術(shù)成熟、成本低、易維護(hù)是其廣泛應(yīng)用的主要原因。變頻器，工作原理簡單來說就是將工頻交流電轉(zhuǎn)換成頻率可調(diào)的電力設(shè)備。根據(jù)交流電機(jī)同步轉(zhuǎn)速N=60f/p的公式(其中N為電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，f為工頻，p為電機(jī)的極對(duì)數(shù))，交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速只要改變頻率就可以改變。變頻器就是根據(jù)這個(gè)原理開發(fā)的。

　　3、低壓變頻器結(jié)構(gòu)

　　變頻器的主電路組成:

　　電壓類型:電壓功率由DC變?yōu)榻涣髯冾l器，回路濾波為電容。

　　電流類型:電流電源由DC變?yōu)榻涣髯冾l器，回路濾波為電感。

　　變頻器主要由以下四部分組成:

　　(1)整流器:目前廣泛使用的是二極管變換器，可以將工頻變?yōu)镈C功率，也可以構(gòu)成可逆變換器。因?yàn)樗膭?dòng)力方向是可逆的，所以它可以再生運(yùn)行。

　　(2)平波回路:整流器整流后的DC電壓有脈動(dòng)電壓，是電源頻率的6倍。為了抑制電壓波動(dòng)，需要用電容和電感吸收脈動(dòng)電壓(即電流)。當(dāng)器件的容量較小時(shí)，如果元件有余量，可以直接使用平滑電路。

　　(3)逆變器:逆變器將DC功率轉(zhuǎn)換為交流功率，從而在固定時(shí)間內(nèi)獲得三相輸出。

　　(4)控制電路:為異步電機(jī)電源主電路提供信號(hào)控制電路。包括電壓頻率運(yùn)算電路、主電路電流電壓檢測(cè)電路、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路、可放大控制信號(hào)的運(yùn)算電路驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)和逆變器保護(hù)電路。

　　二、低壓變頻器類型選擇

　　1、低壓變頻器類型選擇概述

　　目前，大多數(shù)用戶根據(jù)變頻器制造商的說明或選擇手冊(cè)進(jìn)行選擇。一般由變頻器廠家提供變頻器額定電流，可與電機(jī)額定功率、額定容量相匹配?？捎秒姍C(jī)的參數(shù)均為變頻器由廠家根據(jù)廠家或國標(biāo)電機(jī)給出，不能真實(shí)反映變頻器的承載能力。因此在選擇變頻器，應(yīng)以電機(jī)額定電流不超過變頻器額定電流的原則為參考。此外，在選擇變頻器，還應(yīng)了解電機(jī)的工藝條件和相關(guān)參數(shù)，并注意電機(jī)的類型和工作特性。

　　(1) 變頻器額定電流的選擇。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，為了保證變頻器的安全可靠運(yùn)行，變頻器的額定電流必須大于負(fù)載(電機(jī))的額定電流，尤其是負(fù)載特性經(jīng)常變化的電機(jī)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，變頻器額定電流是電機(jī)額定電流的1.05倍以上。

　　(2) 變頻器額定電壓的選擇。變頻器額定電壓根據(jù)變頻器輸入側(cè)母線電壓選擇。原則上，變頻器的額定電壓應(yīng)與輸入電壓一致。如果輸入電壓過高，變頻器[3]將會(huì)損壞。

　　2、低壓變頻器選擇注意事項(xiàng)

　　(1)載荷類型和變頻器匹配。

　　石化行業(yè)的負(fù)荷主要包括泵和風(fēng)機(jī)。泵分為水泵、油泵、添加劑泵、計(jì)量泵、提升泵、攪拌泵和洗滌泵，其中提升泵、攪拌泵和洗滌泵多為重負(fù)荷，其余為常規(guī)負(fù)荷。風(fēng)機(jī)分為空冷風(fēng)機(jī)、鍋爐引風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)等?？绽滹L(fēng)機(jī)和鍋爐引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，都是重負(fù)荷，一般認(rèn)為是重負(fù)荷，其余為常規(guī)負(fù)荷。當(dāng)選擇變頻器時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)載屬性進(jìn)行選擇。如果不清楚負(fù)荷類型或負(fù)荷類型在不同工藝條件下可能會(huì)發(fā)生變化，建議根據(jù)重負(fù)荷選擇變頻器以避免選擇不匹配。

　　(2)環(huán)境條件對(duì)變頻器。

　　通常，變頻器需要更高的環(huán)境溫度和濕度。當(dāng)環(huán)境溫度低于30攝氏度，相對(duì)濕度低于80%，海拔低于100米時(shí)，變頻器在額定電流下運(yùn)行安全;如果環(huán)境溫度超過40℃，則變頻器的實(shí)際容量和電流會(huì)隨著環(huán)境溫度的升高而逐漸降低。如果環(huán)境相對(duì)濕度超過90%，可能會(huì)發(fā)生冷凝，導(dǎo)致變頻器的內(nèi)部部件短路。如果高度超過100米，變頻器的輸出功率會(huì)降低。此外，變頻器應(yīng)避免在粉塵環(huán)境中使用。

　　(3) 變頻器可選零件的選擇。

　　變頻器選裝件選擇不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致變頻器故障率較高，主要集中在過濾器和反應(yīng)器的選擇上。

　　三、低壓變頻器實(shí)際應(yīng)用

　　1、低壓變頻器一次連接

　　由于接觸器、過濾器和電抗器在一回路中的安裝位置對(duì)變頻器，有很大的影響，下面重點(diǎn)分析這三個(gè)裝置。

　　(1)接觸器

　　接觸器主要有兩種連接方式:安裝在變頻器車身后側(cè)和安裝在變頻器車身前側(cè)。接觸器安裝在變頻器機(jī)身背面，優(yōu)點(diǎn)是變頻器在電機(jī)頻繁啟動(dòng)時(shí)沒有頻繁沖擊。缺點(diǎn)是變頻器充電時(shí)間長，有功率損耗。接觸器安裝在變頻器機(jī)身前側(cè)，具有電機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)完全斷電，不掉電的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是電機(jī)頻繁啟動(dòng)會(huì)對(duì)變頻器造成頻繁的充電沖擊，影響變頻器組件的使用壽命。

　　綜上所述，如果電機(jī)啟動(dòng)不頻繁，接觸器可以安裝在變頻器車身的前側(cè)和后側(cè)，但更適合安裝在變頻器車身的后側(cè)。如果電機(jī)頻繁啟動(dòng)，建議將接觸器安裝在變頻器車身后側(cè)。

　　(2) 濾波器

　　輸入濾波器主要用于對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行濾波，抑制電網(wǎng)諧波作用于變頻器，抑制變頻器整流產(chǎn)生的諧波返回電網(wǎng);輸出濾波器主要優(yōu)化變頻器，濾除諧波，使輸出波形更加正弦。

　　(3)電抗器

　　輸入電抗器可以抑制電網(wǎng)側(cè)諧波，保護(hù)整流橋;當(dāng)變頻器輸出電纜超過規(guī)定長度時(shí)(一般允許電纜長度為250m)，應(yīng)選擇輸出電抗器。

　　2、低壓變頻器安裝環(huán)境

　　經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，在惡劣環(huán)境下，變頻器的故障率明顯增加，特別是對(duì)溫度、濕度和粉塵敏感。因此，在選擇安裝環(huán)境時(shí)，需要選擇溫度、濕度可控、粉塵小的環(huán)境。

　　(1)環(huán)境溫度

　　實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)變頻器適合在溫度小于等于35攝氏度的環(huán)境下工作，否則溫度越高變頻器的負(fù)載能力越低。

　　(2)環(huán)境濕度

　　變頻器當(dāng)周圍環(huán)境濕度較高時(shí)，變頻器內(nèi)部容易凝結(jié)，容易造成短路事故。因此，我們必須控制環(huán)境濕度為變頻器。

　　(3)粉塵環(huán)境

　　變頻器應(yīng)盡量在多塵環(huán)境中使用，因?yàn)榉e塵會(huì)導(dǎo)致變頻器電子元件短路損壞。

　　四、低壓變頻器常見故障及處理

　　1、無法啟動(dòng)

　　原因:是負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量或扭矩過大造成的。

　　處理方法:適當(dāng)提高啟動(dòng)頻率和扭矩，檢查保護(hù)設(shè)置。

　　2、過壓跳閘

　　原因:電源電壓過高或下坡時(shí)間短所致。

　　處理方法:檢查運(yùn)行狀態(tài)是否正常。

　　3、過載

　　原因:低壓變頻器過載能力相對(duì)較差或電機(jī)參數(shù)設(shè)置不合理。

　　處理方法:檢查內(nèi)部電流檢測(cè)電路和變頻器的參數(shù)設(shè)置。