變頻調(diào)速裝置應(yīng)用注意事項
變頻調(diào)速裝置集變頻調(diào)速技術(shù)和軟啟動技術(shù)于一身，可實現(xiàn)電機的無級調(diào)速和軟啟動，是目前理想的調(diào)速裝置。變頻調(diào)速裝置采用空間矢量控制技術(shù)和32位數(shù)字信號處理器,通過內(nèi)置PI控制可以有效調(diào)節(jié)風(fēng)機和水泵的速度,可得到精確的流量、壓力和溫度，它可以降低諧波及轉(zhuǎn)矩電流波動，改善電壓輸出特性，防止電機及變頻器本身發(fā)熱，提高電機的功率因素。隨著變頻調(diào)速裝置在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，如何正確的使用變頻調(diào)速裝置，顯得越來越重要。設(shè)計和使用一臺變頻調(diào)速裝置時，往往對變頻器本身因素考慮較多，而忽略一些外部因素對變頻器的影響。變頻調(diào)速裝置應(yīng)用注意事項有如下幾個方面：

一、變頻器的工作環(huán)境

變頻器屬于精密的電子設(shè)備，其使用壽命和故障率與外部的工作環(huán)境有很大關(guān)系。因此，選擇其工作場所時，必須對外部環(huán)境因素加以重視，具體應(yīng)從以下幾個方面考慮：

1、安裝場所應(yīng)保證干燥通風(fēng)。

變頻裝置安裝時，應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離給排水或暖氣管道，預(yù)防管道發(fā)生故障或檢修時對變頻裝置發(fā)生意外的水淹或噴濺。變頻器長期運行時，要求環(huán)境溫度保持在-10-50℃，相對濕度保持在20-90%范圍。這點對于設(shè)置在地下室或相對潮濕工作場所的設(shè)備，如居民小區(qū)安裝在地下室的變頻給水裝置；食品、飲料廠的加工車間，這些地點的環(huán)境共同特點是環(huán)境濕度很大，有時還會產(chǎn)生蒸汽，在這種高濕度環(huán)境下使用變頻器，內(nèi)部可能產(chǎn)生凝露，導(dǎo)致元件絕緣降低、性能劣化和金屬表面的銹蝕。當(dāng)變頻裝置安裝在類似場所時，必須安裝排水，通風(fēng)裝置，降低空氣濕度，防止凝露；如果條件允許的話，變頻器盡可能安放在條件符合要求的場所，采用異地控制。這樣既可保證正常使用，又可以防止外部環(huán)境對變頻器性能和壽命的不良影響。

2、環(huán)境中不應(yīng)含有過多的粉塵，更不能有腐蝕性氣體或腐蝕性物質(zhì)接觸變頻裝置。

由于變頻器的冷卻風(fēng)扇換氣時會吸入粉塵，而且電子設(shè)備自身對粉塵也有較強的吸附作用，環(huán)境中粉塵含量高時，變頻器內(nèi)部元件和散熱器就會被覆蓋和阻塞。粉塵的危害主要表現(xiàn)在兩個方面，一種是非導(dǎo)電性粉塵。這類粉塵的堆積，主要影響變頻器內(nèi)部元件、散熱器和空氣的熱交換，使元件長期工作在超溫狀態(tài)，加速其老化甚至擊穿；二是導(dǎo)電性粉塵，這類粉塵危害大，會直接造成變頻器內(nèi)部電路板元件之間的短路，燒灼。并且工廠粉塵大都帶有腐蝕性，長期效應(yīng)表現(xiàn)為對內(nèi)部元件和印刷電路板的腐蝕作用，引起元件間短路、斷路。這種現(xiàn)象在礦山冶金企業(yè)中很常見。

所以在選擇變頻器工作場所時，應(yīng)該充分考慮防塵措施，并盡可能遠(yuǎn)離高塵區(qū)，安裝的通風(fēng)裝置要加過濾網(wǎng)，變頻器控制柜的吸風(fēng)口也應(yīng)該安裝過濾網(wǎng)。并應(yīng)該定期對變頻器內(nèi)部和散熱器進(jìn)行人工除塵。

二、變頻器的散熱問題

變頻器是一種高效率的設(shè)備，但工作時同樣會產(chǎn)生能量的損耗，其損耗約占變頻器輸入總功率的4%，這些損耗的功率主要是以熱損耗形式表現(xiàn)出來的。如果環(huán)境溫度是40℃，變頻器的高允許工作溫度為50℃，那么變頻器自身發(fā)熱引起的溫升不能大于10℃，否則變頻器將因為超溫而報警。可見變頻器運行時，自身發(fā)熱問題應(yīng)引起足夠的重視。

通常變頻器安裝在封閉的控制柜中，控制柜分為非強制通風(fēng)和強制通風(fēng)兩種情況，以下對兩種情況分別討論：

1、控制柜不采用強制通風(fēng)

控制柜不采取強制通風(fēng)時，變頻器散出的熱量經(jīng)柜內(nèi)空氣交換，通過控制柜表面自然散發(fā)，控制柜的表面積越大則散熱效果越好。

2、采用換氣扇進(jìn)行強制通風(fēng)

采用換氣扇強制換氣時，換氣扇的控制方式應(yīng)選用自動控制，即在控制柜內(nèi)安裝可調(diào)節(jié)的溫差式溫度開關(guān)，當(dāng)柜內(nèi)溫度達(dá)到上限值時接通換氣扇，經(jīng)過排氣，溫度下降到下限值時斷開換氣扇，這樣既可保證柜內(nèi)溫升符合要求，又避免了換氣扇的長期運轉(zhuǎn)，延長了換氣扇的使用壽命。

三、變頻器安裝接線時應(yīng)注意的事項

1、變頻器內(nèi)部接線時應(yīng)注意防止靜電

變頻器強大的功能決定了其內(nèi)部的復(fù)雜性。變頻器內(nèi)部主要有兩塊高度集成的電路板，即控制板和驅(qū)動板，在這些集成電路板上包含了許多靜電敏感元件（ESD),而我們?nèi)梭w在許多情況下是帶有靜電的，若果直接觸摸這些靜電敏感元件，較高的靜電電壓可能導(dǎo)致這些元件的擊穿損壞。所以在進(jìn)行變頻器內(nèi)部接線或檢修時，盡可能不接觸電子線路，如果接觸不可避免，應(yīng)該首先對身體進(jìn)行放電；拆裝這些線路板時，還要避免線路板接觸高絕緣度材料，因為這些材料本身往往帶有更多的靜電荷。同樣的原因，拆下的線路板應(yīng)該放在導(dǎo)電性的材料內(nèi)保存,防止靜電危害。

2、變頻器內(nèi)部接線時應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分各端子的電壓等級

變頻器內(nèi)部控制端子按功能可劃分為數(shù)字量端子，模擬量端子，繼電器輸出端子，其中數(shù)字量端子和模擬量端子大耐受電壓一般不大于直流36V，繼電器輸出端子耐受電壓大部分為交流250V，在進(jìn)行內(nèi)部接線時，應(yīng)嚴(yán)格防止低電壓端子接入高電壓，發(fā)生這種情況，大部分是由于接線錯誤造成的。變頻器使用前的損毀，絕大部分由此造成。所以，在一臺變頻裝置接線完成后，上電實驗前，應(yīng)仔細(xì)檢查線路的連接是否正確，并且用萬用表檢查各弱電端子是否和線路中的高電壓線路導(dǎo)通，如果導(dǎo)通，說明接線存在錯誤，排除錯誤之前，無論主電路還是控制電路絕對不能上電。這是一臺新變頻柜接線完成后必須進(jìn)行的工序。

3、變頻器輸出側(cè)連接接觸器的問題

幾乎所有變頻器廠家的用戶手冊中，都明確的提到了一點：變頻器的輸出側(cè)不準(zhǔn)連接接觸器。原因是接觸器連接三相感應(yīng)式電動機，如果帶負(fù)荷接通或斷開接觸器主回路，電路中會產(chǎn)生很高的自感電壓，可能導(dǎo)致變頻器逆變部分擊穿。實際使用時，對用戶而言，輸出側(cè)往往是需要或必須連接接觸器的，這樣就造成了使用和技術(shù)要求之間的矛盾。其實這個問題的關(guān)鍵不是變頻器輸出側(cè)到底有沒有接觸器，而是接觸器帶負(fù)荷通斷產(chǎn)生高壓的自感電動勢。如果保證接觸器無負(fù)荷通斷，就不會產(chǎn)生自感電壓，自然也不會對變頻器構(gòu)成危害。其實做到這一點并不難，可以通過變頻器的可編程輸出繼電器檢測變頻器的工作狀態(tài)，并將此繼電器端子和外部的邏輯電路相連；啟動時接觸器吸合穩(wěn)定后，變頻器再開始輸出；停止時保證變頻器輸出為零后再打開接觸器。這樣的邏輯控制，可以實現(xiàn)接觸器無負(fù)荷通斷，變頻器輸出端可以根據(jù)實際需要連接接觸器，滿足使用要求。

四、變頻器運行中的幾個問題

1、變頻器低頻運行時的電機散熱

普通三相異步電動機的散熱面積和冷卻風(fēng)量是按工頻50Hz使用條件下設(shè)計的，當(dāng)變頻器在低頻運行時，風(fēng)扇風(fēng)量相對減少，同時由于變頻器輸出存在高次諧波，電機的熱損耗比工頻運行時增加，這種情況下可能導(dǎo)致普通三相異步電機過熱。電機長時間過熱會加劇絕緣劣化，甚至絕緣擊穿。要解決上述問題，根本辦法是采用具有強制冷卻功能的變頻專用電機。如果是改造工程，不變更換電機時，可根據(jù)負(fù)載的工藝要求，在不影響正常使用的基礎(chǔ)上，通過限制電機的下限頻率，來保證電機冷卻風(fēng)量滿足使用要求。如果采用普通電機且需要長時間低頻運行，冷卻風(fēng)量又不能滿足使用要求時，則必須獨立加裝外部冷卻風(fēng)機。

2、變頻器應(yīng)用在平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載時節(jié)電分析的誤差

變頻器應(yīng)用在平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載（典型設(shè)備為離心式風(fēng)機和水泵）上，具有很好的節(jié)電效果，隨著國家節(jié)能減排政策的執(zhí)行，大量的舊設(shè)備需要進(jìn)行變頻改造。在改造前的可行性分析和改造后的節(jié)電率評估時，往往忽略改造前和改造后電動機的功率因數(shù)的變化，將改造后和改造前功率因數(shù)假設(shè)為相等，來計算節(jié)率。這種計算方法的得到的計算結(jié)果和實際值往往產(chǎn)生較大的偏差。這是因為風(fēng)機和水泵改造前大部分使用出口調(diào)節(jié)閥控制流量，拖動電機大部分工作在欠載狀態(tài)，這時電機功率因數(shù)較低，而工作電流較大；進(jìn)行變頻器改造后，電機的電流往往降低，而電機的功率因數(shù)卻是提高的，人們習(xí)慣主觀的認(rèn)為電動機的功率因數(shù)不變或近似相等，而主要比較改造前后電機電流的變化，實際上這事錯誤的。電機用電量按有功功率計算：P有=√3UIcosφ，式中cos φ為功率因數(shù)，可見其取值的大小直接影響計算結(jié)果。特別是在計算改造前后的節(jié)電率時，如果人為認(rèn)為功率因數(shù)相等，那么功率因數(shù)的變化將完全被忽略，由此產(chǎn)生的誤差是不能接受的。電動機在不同運行條件下功率因數(shù)發(fā)生變化，從而影響耗電量的變化，是一個常常被人們忽略的問題。

綜上所述，一臺變頻調(diào)速裝置要保證長期穩(wěn)定的運行，不僅僅取決于變頻器自身的質(zhì)量，還應(yīng)該全面考慮工作環(huán)境，使用方法等外界因素對機器的影響。作為設(shè)計者或使用者，只有嚴(yán)格遵循其技術(shù)要求，掌握正確的使用方法，才能充分發(fā)揮變頻調(diào)速裝置的技術(shù)優(yōu)勢，達(dá)到佳使用效果。