热工自动控制变频器.wps

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1、热工热工自动控制变频器自动控制变频器第一节 概述第一节 概述内蒙古电厂变频器主要采用ABB ACS800系列和ACS550 系列，其中ACS800 变频器主要用于空预器控制，ACS550变频器主要用于给煤机控制。 1、安装：首先要查看的是选用的变频器功率是否与配套的电机功率一致，要求是 变频器功率电机功率，否则变频器因功率不足带不起负荷而烧坏。 变频器上一 般会有如下标签：表示该变频器输入要求电压为3相380 电压，频率50HZ，其上边的数字是 一个适用范围，我们一般不用理会，因为国内的电压等级均满足其要求。 输出电 压为 0 至 380V，3相交流，电流为6.9A，也就是能带3KW左右的电机

2、，频率可 调 0-500Hz，一般我们应用中最大也只有60Hz。 一般变频器要求安装在无尘，无水气，无腐蚀的环境中，并在变频器本身 上下左右周围留有一定的空间，有利散热。 条件好的话最好能安装在特定的配电 房内，并配有恒温设备，因为变频器本身也有发热，其电子元件会受温度的影 响，如果其散热片上积尘多散热不好的话，会加剧变频器的损坏。 由于变频器本身是个干拢源，所以它产生的电磁干拢对其周围会有一定的 影响，由其是对周围有DCS，PLC这种高精度工控设备更要注意安装中的每一环 节。其解决方法有： 1.1 在电源输入侧加装电抗器。 1.2 在电源输出侧，即电机电缆选用带屏蔽的三芯或四芯对称电缆，其优

3、点是 电缆上的电磁干拢是对称的，相互加以抵消，如以下图示：1.3 控制电缆选用屏蔽双绞线，如图所示：1.4 电缆屏蔽层在变频侧接CE 端，变频器的 PE、 CE单独接地。 电缆布线时，控制 电缆与动力电缆分开，至少不小于20cm距离。注意控制电缆的模拟量与开关量 不用同一电缆。第二节 安装、调试及接线第二节 安装、调试及接线原理原理图图1、变频器原理 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电 能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交直交方式（VVVF变频或矢 量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流 电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以

4、供给电动机。变频器的电路一般由 整流、 中间直流环节、 逆变和控制 4个部分组成。 整流部分为三相桥式不可控整流 器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM 波形，中间直流环节为滤 波、 直流储能和缓冲无功功率。 长山I 期变频器主要应用在原水加药、 斗轮机、 汽 水加药、渣浆泵房等低压电器设备。 2、变频器控制原理图设计： 2.1首先确认变频器的安装环境； 2.1.1工作温度。变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影 响，产品一般要求为055，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有 余地，最好控制在40以下。在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并 严格遵守产品说明

5、书中的安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧 靠变频器的底部安装。 2.1.2环境温度。温度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象 其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。 必要时，必须在箱中增加干 燥剂和加热器。 2.1.3腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的 引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能。 2.1.4 振动和冲击。 装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时，会引起电 气接触不良。 2.1.5电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干 扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此，柜

6、内仪表 和电子系统，应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰。 所有的元器件均应 可靠接地，除此之外，各电气元件、 仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆 且屏蔽层应接地。 如果处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作，导致控 制单元失灵或损坏。 2.2变频器和电机的距离确定电缆和布线方法； 2.2.1变频器和电机的距离应该尽量的短。这样减小了电缆的对地电容，减 少干扰的发射源。 2.2.2控制电缆选用屏蔽电缆，动力电缆选用屏蔽电缆或者从变频器到电 机全部用穿线管屏蔽。 2.2.3电机电缆应独立于其它电缆走线，其最小距离为500mm。同时应避免 电机电缆与其它电缆长距离平行走线，这样才能减少

7、变频器输出电压快速变化而产生的电磁干扰。如果控制电缆和电源电缆交叉，应尽可能使它们按90度角 交叉。 与变频器有关的模拟量信号线与主回路线分开走线，即使在控制柜中也要 如此。 2.2.4与变频器有关的模拟信号线最好选用屏蔽双绞线，动力电缆选用屏 蔽的三芯电缆（其规格要比普通电机的电缆大档）。 2.3变频器控制原理图； 2.3.1主回路：电抗器的作用是防止变频器产生的高次谐波通过电源的输 入回路返回到电网从而影响其他的受电设备，需要根据变频器的容量大小来决 定是否需要加电抗器；滤波器是安装在变频器的输出端，减少变频器输出的高 次谐波，当变频器到电机的距离较远时，应该安装滤波器。 虽然变频器本身有

8、各 种保护功能，但缺相保护却并不完美，断路器在主回路中起到过载，缺相等保 护，选型时可按照变频器的容量进行选择，可以用变频器本身的过载保护代替 热继电器。 2.3.2控制回路：具有工频变频的手动切换，以便在变频出现故障时可以 手动切工频运行，因输出端不能加电压，固工频和变频要有互锁。 2.4变频器的接地； 变频器正确接地是提高系统稳定性，抑制噪声能力的重要手段。 变频器的接 地端子的接地电阻越小越好，接地导线的截面不小于4mm，长度不超过5m。 变频 器的接地应和动力设备的接地点分开，不能共地。 信号线的屏蔽层一端接到变频 器的接地端，另一端浮空。变频器与控制柜之间电气相通。 3、变频器控制柜

9、设计： 3.1变频器应该安装在控制柜内部，控制柜在设计时要注意以下问题： 3.1.1散热问题：变频器的发热是由内部的损耗产生的。在变频器中各部分 损耗中主要以主电路为主，约占98%，控制电路占2%。 为了保证变频器正常可靠 运行，必须对变频器进行散热我们通常采用风扇散热；变频器的内装风扇可将 变频器的箱体内部散热带走，若风扇不能正常工作，应立即停止变频器运行； 大功率的变频器还需要在控制柜上加风扇，控制柜的风道要设计合理，所有进 风口要设置防尘网，排风通畅，避免在柜中形成涡流，在固定的位置形成灰尘 堆积；根据变频器说明书的通风量来选择匹配的风扇，风扇安装要注意防震问 题。 3.1.2电磁干扰问

10、题： 变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高 频电磁波对附近的仪表、 仪器有一定的干扰，而且会产生高次谐波，这种高次谐 波会通过供电回路进入整个供电网络，从而影响其他仪表。 如果变频器的功率很 大占整个系统25%以上，需要考虑控制电源的抗干扰措施。 3.1.3当系统中有高频冲击负载如电焊机、电镀电源时，变频器本身会因为 干扰而出现保护，则考虑整个系统的电源质量问题。 3.2防护问题需要注意以下几点： 3.2.1防水防结露：如果变频器放在现场，需要注意变频器柜上方不的有 管道法兰或其他漏点，在变频器附近不能有喷溅水流，总之现场柜体防护等级 要在 IP43以上。 3.2.

11、2防尘：所有进风口要设置防尘网阻隔絮状杂物进入，防尘网应该设 计为可拆卸式，以方便清理，维护。 防尘网的网格根据现场的具体情况确定，防 尘网四周与控制柜的结合处要处理严密。3.2.3防腐蚀性气体：将变频柜放在控制室中。 4、变频器接线规范： 信号线与动力线必须分开走线：使用模拟量信号进行远程控制变频器时， 为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与 强电回路（主回路及顺控回路）分开走线。 距离应在 30cm 以上。 即使在控制柜内， 同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线最长不得超过 50m。 信号线与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内

12、部：连接 PLC 和变频器的信号线如果不放置在金属管道内，极易受到变频器和外部设备 的干扰；同时由于变频器无内置的电抗器，所以变频器的输入和输出级动力线 对外部会产生极强的干扰，因此放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到 变频器的控制端子处，以保证信号线与动力线的彻底分开。 4.1模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，电线规格为0.75mm2。在接 线时一定要注意，电缆剥线要尽可能的短（5-7mm左右），同时对剥线以后的 屏蔽层要用绝缘胶布包起来，以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。 4.2为了提高接线的简易性和可靠性，信号线应使用压线棒端子。 5、变频器的运行和相关参数的设置： 5.1变频

13、器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇 到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。 5.2控制方式：即速度控制、 转距控制、 PID控制或其他方式。 采取控制方式 后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。 5.3最低运行频率：即电机运行的最小转速，电机在低转速下运行时，其 散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。 而且低速时，其 电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。 5.4最高运行频率：一般的变频器最大频率到60Hz，有的甚至到400 Hz， 高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转 速运行，电机的转子是否能承

14、受这样的离心力。 5.5载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长 度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。 5.6电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、 电流、 电压、 转速、 最大频 率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。 5.7跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比 较高时，在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。第三节 检修及故障处理第三节 检修及故障处理1、变频器常见故障及处理方法 1.1过流故障：过流故障可分为加速、 减速、 恒速过电流。 其可能是由于变频 器的加减速时间太短、 负载发生突变、 负荷分配不均，输出短路等原因引起的。

15、 这 时一般可通过延长加减速时间、 减少负荷的突变、 外加能耗制动元件、 进行负荷分 配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变 电路已环，需要更换变频器。 1.2 过载故障：过载故障包括变频过载和电机过载。 其可能是加速时间太短 电网电压太低、 负载过重等原因引起的。 一般可通过延长加速时间、 延长制动时间 检查电网电压等。 负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。 如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对 生产机械进行检修。 1.3欠压：说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。 2、变频器维护 2.1日常巡检

16、维护项目 2.1.1认真检查变频器显示屏主界面显示参数，发现故障、报警代码等异常 情况应立即检查处理，并做好相关记录。 2.1.2严格控制变频室的环境温度，并做好记录。环境温度应在035 之间。 若湿度超过70%时必须采取除湿措施，如变频器室加装空调、 房间应密闭。 室内应设温度高报警装置。 2.1.3针对多雨季节应加强巡检次数，防止雨水顺风道风口进入变频器内 部及湿度超标现象。 2.1.4变频器室须每周清扫一次，确保变频室干净整洁，如工作环境灰尘 较多，清扫间隔还应根据实际情况缩短；变频室的通风散热设备（空调、 通风扇 等）确保运转正常。 2.2变频器的检修周期及项目 2.2.1变频器检修须

17、每半年进行一次，并将检修情况记录在台账中。 2.2.2变频器检修时，用毛刷、 吸尘器等清扫变频器线路板、 散热片风道、 内 部 IGBT模块、输入输出电抗器等部件。（此项工作必须在变频器停电15分钟待 电容放电完成后进行，避免电容放电伤人） 2.2.3变频器内部电缆连接应正确、牢固。变频器柜内所有接地应可靠，接 地点无锈蚀现象。 2.2.4检查变频器冷却风扇运行是否正常，如发现异常情况应尽快更换。避 免造成变频器超温，影响使用寿命。 2.2.5质保期外变频器检查电容器容量及充放电性能是否良好，外观是否 有裂纹、膨胀等，对损坏的元件及时给予更换。 2.2.6变频器柜内外及滤网须用吸尘器彻底清洁卫

18、生，保证设备周围无过 量的灰尘。 2.2.7检修完毕对电机摇绝缘时，应将变频器彻底隔离后再摇测电机绝缘。 投入运行前，应带电机空载试运行，确认电机旋转方向。 2.3变频器长期停运的维护项目及注意事项 2.3.1设备存放环境与运行环境要求一致，即：存放环境不得有灰尘、湿度 不超过 70%、温度应该在035之间，应定期对设备进行除湿作业。 2.3.2变频器长时间停运或存放需每三个月通电一次，每次不低于四个小 时，以免影响使用性能。 2.3.3变频器长时间停运后恢复运行前，应先开启变频器柜冷却风机进行 通风，以驱除变频器内部潮气，然后再通电投入运行。 2.4变频器检修项目 2.4.1变频器的各部件应装配牢固，各紧固件无松动； 2.4.2变频器的安装环境应符合变频器说明书要求； 2.4.3变频器的控制柜内通风扇应工作正常； 2.4.4变频器一般适用于三相鼠笼交流电机的转速调整，其与电机的连线 距离不得超过说明书规定的长度（0.75kW以下300m，1.5kW及以上 500m）；2.4.5变频器接线、控制电缆与动力电缆应注意分开布置，其中控制电缆宜 选用屏蔽电缆。