摘要：隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，控制與調(diào)速精度不斷提開，變頻器以其卓越的調(diào)速控制性能，顯著的節(jié)能效果以廣泛應(yīng)用于電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制領(lǐng)域。多數(shù)設(shè)備依靠變頻器自身設(shè)備隨機(jī)編程手冊(cè)調(diào)試既可滿足控制需要，特殊應(yīng)用環(huán)境按常規(guī)安裝調(diào)試方法不能滿足控制要求，設(shè)備故障率高發(fā)，一些應(yīng)用問題逐漸暴漏出來，本文對(duì)一些特殊應(yīng)用環(huán)境容易忽視的問題進(jìn)行分析并提出解決措施。

　　關(guān)鍵詞：變頻器;技術(shù)探討;解決措施

　　變頻器是集電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化于一體的電力電子產(chǎn)品，能夠同時(shí)改變電源的頻率與電壓而自動(dòng)或手動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)定子實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的無極調(diào)速。變頻器由整流、濾波、控制電路和逆變四部分組成，變頻器有V/F電壓頻率控制，矢量控制，直接轉(zhuǎn)矩控制多種控制方式。但其硬件結(jié)構(gòu)多為交流輸入一整流一濾波一開關(guān)調(diào)制一交流輸出，是一種電力電子器件。因其軟件和硬件的特性在一些特殊情況下常常會(huì)出現(xiàn)損壞和故障。下面就變頻器在實(shí)際應(yīng)用中容易忽視的問題進(jìn)分析和探討。

　　1 標(biāo)量開環(huán)控制用于起升設(shè)備墜落事故

　　由于變頻器開環(huán)控制時(shí)v/f給定曲線是恒定的，變頻器并不能實(shí)時(shí)知道電機(jī)轉(zhuǎn)差和位置，而電機(jī)轉(zhuǎn)矩和電機(jī)轉(zhuǎn)差是非線性的，如圖：電機(jī)轉(zhuǎn)矩T隨電機(jī)轉(zhuǎn)差S達(dá)到SMAX時(shí)達(dá)到最大值TMAX，當(dāng)轉(zhuǎn)差繼續(xù)增加時(shí)轉(zhuǎn)矩T便會(huì)減小。應(yīng)用時(shí)負(fù)

　　載轉(zhuǎn)矩小于TMAX時(shí)，變頻器表現(xiàn)為運(yùn)行正常。如參數(shù)設(shè)置不當(dāng)(如加速時(shí)間等)或過重的負(fù)載，易導(dǎo)致電機(jī)速度不能跟隨頻率給定，而轉(zhuǎn)差超過SMAX時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)矩T會(huì)隨輸出給定的增加而減小，電機(jī)轉(zhuǎn)矩不能拉升重物，造成起升負(fù)載空中墜落事故。

　　2 電纜過長擊穿電機(jī)絕緣和損壞IGBT模塊。

　　變頻器是一種電力電子器件，他的輸出是同過IGBT模塊調(diào)制來實(shí)現(xiàn)的，開關(guān)頻率達(dá)2-20KH。因此他的電壓波形是非線性的，電磁波在導(dǎo)體傳導(dǎo)遇到截面變化會(huì)產(chǎn)生反射，長電纜的寄生電感和寄生電容極易形成LC諧振，由于兩者的共同作用會(huì)在電纜兩端(特別是電機(jī)端)產(chǎn)生高于額定電壓兩倍以上的峰值電壓。從而使電機(jī)絕緣受到嚴(yán)酷考驗(yàn)。半導(dǎo)體電力電子器件的開通和管斷并非理想的通或斷，而是有一個(gè)開通關(guān)斷時(shí)間，過高的峰值電壓意味著在IGBT模塊上的消散

　　功率變大，從而影響IGBT和續(xù)流二極管的壽命。

　　解決方案：

　　在使用長電纜時(shí)(一般大于100米，具體數(shù)據(jù)和變頻器開關(guān)頻率，電機(jī)功率有關(guān)，請(qǐng)參考相應(yīng)技術(shù)數(shù)據(jù))使用du/dt濾波器或正玄波濾波器，可有效抑制變頻器對(duì)電網(wǎng)的傳到干擾，加裝交流和直流電抗器，可以提高功率因數(shù)，減少諧波污染。

　　3 兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)設(shè)備協(xié)同工作(主從控制)不同步問題

　　主從控制是一種負(fù)載分配應(yīng)用，系統(tǒng)中運(yùn)行兩臺(tái)變頻器并且電機(jī)軸通過齒輪箱、導(dǎo)軌或軸耦合應(yīng)用，主機(jī)通過主從總線將命令和給定值(速度和轉(zhuǎn)矩規(guī)定)發(fā)給從機(jī)，同時(shí)也可讀取從機(jī)返回的狀態(tài)信息，確認(rèn)設(shè)備是否運(yùn)行正常。兩臺(tái)電機(jī)同步運(yùn)行時(shí)，其傳動(dòng)部分彼此在運(yùn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)方面常常需要配合協(xié)調(diào)，要求控制的變頻器與各臺(tái)電機(jī)之間建立速度控制的計(jì)算關(guān)系，參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，易造成電動(dòng)機(jī)運(yùn)行不同步，造成電機(jī)振動(dòng)加大，嚴(yán)重時(shí)造成連接軸或電機(jī)損壞。

　　解決方案：

　　①主機(jī)和從機(jī)的電機(jī)軸通過齒輪、鏈條等進(jìn)行剛性連接，從機(jī)采用轉(zhuǎn)矩控制模式，以使傳動(dòng)單元之間平均分配負(fù)載轉(zhuǎn)矩，此時(shí)是由機(jī)械結(jié)構(gòu)保證轉(zhuǎn)速同步。機(jī)械加工誤差和電機(jī)性能誤差等微小的誤差將導(dǎo)致電機(jī)負(fù)載的嚴(yán)重不均衡，此時(shí)應(yīng)選用主機(jī)速度控制，從機(jī)轉(zhuǎn)矩控制，從機(jī)接收主機(jī)的轉(zhuǎn)矩指令。

　　②當(dāng)主機(jī)和從機(jī)的電機(jī)軸采用柔性連接時(shí)，從機(jī)應(yīng)該采用速度控制方式，如果出現(xiàn)打滑，負(fù)載不均勻等，在這種情況下，機(jī)械結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能保證同步運(yùn)行的要求，此時(shí)主機(jī)從機(jī)均選用速度控制，并使用速度降落或速度下垂功能保證負(fù)載的均衡，速度下垂即設(shè)置速度隨轉(zhuǎn)矩增加而有一定比例下降，無此功能的變頻器可使用PID調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)給定速度修正。

　　4 減速或下降過程中的過壓或燒毀變頻器故障

　　在變頻器的使用過程中，多數(shù)變頻器沒有能量回饋電源功能，減速或起升設(shè)備下降時(shí)是一個(gè)發(fā)電過程，會(huì)導(dǎo)致中間回路直流母線電壓升高。因硬件或軟件設(shè)置問題易造成過壓故障或變頻器損壞，這一過程是應(yīng)用中容易忽略的。

　　解決方案：

　　1.使用帶有能量回饋的變頻器。

　　2.使用制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻器。

　　制動(dòng)電阻的選擇

　　制動(dòng)單元的連續(xù)功率應(yīng)大于最大制動(dòng)功率。制動(dòng)電阻的制動(dòng)功率Pmax應(yīng)大于

　　最大制動(dòng)功率。

　　Pmax=Udc[2]/R Pmax制動(dòng)電阻最大功率，Udc制動(dòng)時(shí)制動(dòng)電阻端電壓，R制動(dòng)

　　電阻阻值。Udc=變頻器電壓等級(jí)

　　以上可以看出制動(dòng)電阻阻值過大，將不能滿足制動(dòng)功率要求;過小將導(dǎo)致制

　　動(dòng)單元過流故障，因此選用時(shí)應(yīng)參考制動(dòng)單元技術(shù)資料，制動(dòng)電阻電流應(yīng)小于制動(dòng)單元允許電流(制動(dòng)電阻電流I=Ude/R)。

　　5 長期儲(chǔ)存變頻器使用時(shí)燒毀

　　變頻器長期儲(chǔ)存(2～3年)，電解電容會(huì)惡化，會(huì)導(dǎo)致漏電流增大，額定電壓下降。通電時(shí)內(nèi)部溫度上升，電容裂開。

　　解決措施：保存時(shí)間(2～3年)的變頻器，通過外加電壓可以起到電解電容自身的修復(fù)作用，對(duì)某種程度的惡化，就可以使其恢復(fù)到正常狀態(tài)，長期保管時(shí)，應(yīng)定期(6個(gè)月左右)通電，通電時(shí)間至少5H，輸入電壓用調(diào)壓器緩升至額定值(最差的方法，先通單相220V一小時(shí)，再加三相380V)，儲(chǔ)存時(shí)間如果超過10年，電解電容的密封橡膠失效，必須更換新品。

　　6 結(jié)束語

　　變頻器已廣泛應(yīng)用與工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)方面，應(yīng)用過程中的問題越來越多的引起關(guān)注，優(yōu)化變頻器運(yùn)行參數(shù)，改善運(yùn)行條件，可大幅度的提高變頻器的運(yùn)行效率，提高設(shè)備的安全性能。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[3]董慧敏，程貴生.變頻器應(yīng)用技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社.2017.

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