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變頻電源應用誤區及應對策略

发布时间:2015-07-20 15:38:33      浏览次数:

在實際應用中,一些場合需要使用到接觸器進行變頻電源切換:如當變頻故障時切換到工頻狀態運行,或是當采用一拖二方式,一台電動機故障,變頻器轉向拖動另一台電動機等情況。所以許多用戶會認爲在變頻電源輸出回路加裝電磁開關、電磁接觸器是標准的配置,是安全斷開電源的方式,事實上這種做法存在較大的隱患。

弊 端:在变频电源还在运行的时候,接触器先行断开,突然中断负载,浪涌电流会使过电流保护动作,会给整流逆变主电路产生一定的冲击。严重的,甚至会使变频电源输出模块IGBT造成损坏。同时,在带感性电动机负载时,感性磁场能量无法快速释放,将产生高电压,损伤电动机和连接电缆的绝缘。

應對策略:將變頻電源輸出側直接與電動機電纜相連,正常起停電動機可以通過觸發變頻電源控制端子來實現,達到軟起軟停的效果。若必須在變頻調速器輸出側使用接觸器,則必須在變頻調速器輸出與接觸器動作之間,加以必要的控制聯鎖,保證只有在變頻調速器無輸出時,接觸器才能動作。

誤區二:設備正常停運時,斷開變頻電源交流輸入電源

在設備正常停運時,很多用戶習慣于斷開變頻電源交流輸入電源開關,認爲那樣更安全、也可以節能。

弊 端:此种做法,表面上似乎可以起到保护变频电源不受电源故障冲击的作用。实际上,变频电源长时间不带电,加上现场环境湿度影响,会造成内部电路板受潮而发生缓慢氧化、逐渐出现短路现象。这就是在变频电源断电停运一段时间后,再次送电时会频繁报软故障的原因。

應對策略:除設備檢修外,應使變頻器長時間處于帶電狀態。除此之外,還應開啓變頻控制櫃的上下風扇、在櫃內放置幹燥劑或安裝自動溫濕度控制加熱器,保持通風和環境幹燥。

誤區三:露天或粉塵環境下安裝的變頻電源控制櫃采用密封型式

在部分廠礦、地下室、露天安裝使用的變頻電源控制櫃,會經受著如高溫、粉塵、潮濕等惡劣環境的嚴酷考驗。爲此,很多用戶會選用密封型式的變頻櫃。這樣雖然在一定程度上可以起到防雨、防塵的效果,但同時也帶來了變頻電源散熱不良的問題。

弊 端:控制柜密封严实会使得变频电源因通风散热能力不足而引起内部元器件过热,热敏元件保护动作,造成故障跳闸,设备被迫停运。

應對策略:在變頻電源控制櫃上部加裝透氣的防雨罩,且帶有防塵濾網,同時作爲排氣口。下部也同樣開槽安裝帶濾網的風扇,作爲進氣口。可以形成空氣流通,同時過濾環境裏的粉塵。冷卻空氣流通方向:從底部流向頂部。變頻器之間的橫向安裝距離應不小于5mm,進入變頻電源的冷卻空氣溫度不能超過+40攝氏度。如果環境溫度長時間在+40攝氏度以上,則需考慮將變頻電源安裝在帶空調的小室內。

在控制箱中,變頻電源一般應安裝在箱體上部,絕對不允許把發熱元件或易發熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。

誤區四:爲提高電壓品質,在變頻器輸出端並聯功率因數補償電容器

部分企業由于用電容量限制,電壓品質得不到保障,特別是大型用電設備投用時,會造成廠站內母線電壓降低,負載功率因數明顯隨著下降。爲提高電壓品質,用戶通常在變頻電源輸出端並聯功率因數補償電容器,希望可以改善電動機功率因數。

弊 端:将功率因数补偿电容器与浪涌吸收器连接在电机电缆上(在传动单元和电机之

间),它们的影响不仅会降低电机的控制精度,还会在传动单元输出侧形成瞬变电压,引起ACS 800传动单元的永久性损坏。如果在ACS 800 的三相输入线上并联功率因数补偿电容器,必须确保该电容器和ACS 800不会同时充电,以避免浪涌电压损坏变频器。变频器的电流流入改善功率因数用的电容器,由于其充电电流造成变频器过电流(OCT),所以不能起动。

應對策略:將電容器拆除後運轉,至于改善功率因數,在變頻器的輸入側接入AC電抗器是有效的。

誤區五:選用斷路器作爲變頻器熱過載和短路保護,效果比熔斷器好

斷路器具備較爲完善的保護功能,已廣泛應用在配電設備中,大有取代傳統熔斷器的趨勢。現在許多廠商生産的成套變頻調速設備,也基本上都配置斷路器(空氣開關),其實這也存在一些安全隱患。

弊 端:在电源电缆发生短路故障时,断路器保护动作跳闸由于断路器本身的固有动作时间而产生延时,此期间会将短路电流引入变频器内部,造成元件损坏。

應對策略:只要電纜是根據額定電流選型的,變頻器傳動單元就能保護自身、輸入端和電機電纜,以防止熱過載,並不需要附加額外的熱過載保護設備。配置熔斷器將可在短路情況下保護輸入電纜,在傳動裝置內部短路時減少裝置損壞和防止相連設備的損壞。

检查配置的熔断器动作时间应低于0.5 秒。动作时间取决于熔断器类型(gG 或aR)、供电网路阻抗、电源电缆的横截面积、材料和长度。当使用gG 熔断器超出0.5 秒动作时间时,快熔(aR) 在多数情况下可将动作时间减少到一个可接受水平。熔断器必须为无延时类型。

斷路器對傳動設備不能提供足夠快的保護,因爲它們的反應速度比熔斷器慢。因此需要快速保護時,應使用熔斷器而不是斷路器。

誤區六:變頻電源選型只需考慮負載功率

許多用戶在采購變頻電源時,通常只根據驅動電動機的功率來匹配變頻器容量。其實,電動機所帶動的負載不一樣,對變頻器的要求也不一樣。

弊 端:由于电动机所带的负载特性存在差异,如果不充分考虑综合因素,可能会造成变频器使用不当而损坏,同时由于未配备必要的制动单元和滤波器,可能会引起安全风险。

應對策略:針對負載的特性和類型,合理選用變頻電源的容量和配置。

1) 风机和水泵是最普通的负载:对变频器的要求最为简单,只要变频器容量等于电动机容量即可(空压机、深水泵、泥沙泵、快速变化的音乐喷泉需加大容量)。

2) 起重机类负载:这类负载的特点是启动时冲击很大,因此要求变频器有一定余量。同时,在重物下放肘,会有能量回馈,因此要使用制动单元或采用共用母线方式。

3) 不均行负载:有的负载有时轻,有时重,此时应按照重负载的情况来选择变频器容量,例如轧钢机机械、粉碎机械、搅拌机等。

4) 大惯性负载:如离心机、冲床、水泥厂的旋转窑,此类负载惯性很大,因此启动时可能会振荡,电动机减速时有能量回馈。。应该用容量稍大的变频器来加快启动,避免振荡。配合制动单元消除回馈电能。

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