變頻器使用中幾個值得注意的問題
1 物理環境
1.1 環境溫度
變頻器內部是大功率的電子電力元件,極易受到溫度的影響,產品工作溫度一般要求為0-55℃,但為了保證工作安全、可靠,使用時應考慮留有余地,最好控制在40℃以下。另外粉塵附著在變頻器內、堆積在外部散熱片上,將降低其散熱能力,并導致絕緣降低。在控制箱中,變頻器需要一定的散熱空間,一般應安裝在箱體上部,并嚴格遵守產品說明書中的安裝要求,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。
1.2 環境濕度
濕氣將使電氣絕緣降低和金屬部分腐蝕加重。濕度太大且溫差變化較大時,變頻器內部易出現結露現象,其絕緣性能就會大大降低,甚至可能引發短路事故。在設計或應用中應避開濕度大的場所,必要時,須在箱中增加干燥劑和加熱器。
1.3 腐蝕性氣體
使用環境中,如果腐蝕性氣體濃度大,不僅會腐蝕元器件的引線、印刷電路板等,而且還會加速塑料器件的老化,降低絕緣性能。在這種情況下,應把控制箱制成封閉式結構,并進行換氣。
2 電氣環境
2.1 防止電磁噪聲干擾
變頻器在工作中由于整流和逆變,會產生小于10MHz的電磁噪聲,對附近的無線電測量及控制設備和一些儀表、儀器有一定的干擾影響。因此,柜內儀表和電子系統,應該選用金屬外殼,屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應可靠接地,除此之外,各電氣元件、儀器、儀表之間的連線應選用屏蔽控制電纜,且屏蔽層接地。必要時應選用無線電干擾抑制電抗器,能降低這類噪聲。
2.2 抑制高次諧波分量影響
在變頻器輸入/輸出側均存在高次諧波,輸出側電動機一般可在高次諧波分量<10-20%以下正常工作;但輸入側反饋回供電電源的高次諧波可能影響其它設備工作,如儀表在電壓畸變率<10%,電流畸變率<10%條件下,誤差<1%。我國電力部門對高次諧波的管理要求:奇次諧波分量<5%,偶次諧波分量<2%,電壓畸變率<10%。
若確實存在較強的諧波分量,可在變頻器輸入側增加Y/△隔離變壓器或三相濾波器,以抑制高次諧波對電網的影響。
有條件可以為儀表、微機等控制設備單獨提供穩壓電源,穩壓電源可靠性高,過載能力強,抗干擾性能好。
2.3 防止輸入端過電壓或缺相
變頻器電源輸入端往往有過電壓保護,但是如果輸入端高電壓作用時間較長,也會導致變頻器輸入端損壞。因此,在實際運用中,要核定變頻器的輸入電壓、單相還是三相、變頻器使用額定電壓。
變頻器電源輸入端多數不具備缺相保護功能,如在送電時就發生缺相,由于單相大電流運行極易造成變頻器燒毀。在變頻器控制回路設計時,應考慮缺相保護。
3 接地
正確接地是安全保護和抑制噪聲的重要手段。為了盡可能減小電磁噪聲影響,主回路和控制回路應分別設立接地極。
變頻器散熱器、電源中性線、變頻器外殼和中性端、電機外殼和Y型接法中性端應可靠接于主回路接地極上,所有接地線不可形成接地回路。變頻器接地電阻越小越好,接地導線截面積應不小于4mm2,長度應控制在20m以內。
屏蔽層、數字信號地接于控制回路接地極。為防止形成回路,屏蔽層應單端接地。
4 防雷
在變頻器中,一般都設有雷電吸收網絡,主要防止瞬間的雷電侵入對變頻器的破壞。但在實際工作中,特別是電源線架空引入的情況下,單靠變頻器的吸收網絡是不能滿足要求的。在雷電活躍地區,這一問題顯得尤為重要。
如果電源是架空進線,最好在進線處裝設變頻器專用避雷器(選件),或者按規范要求在離變頻器20m以遠處預先進行鋼管埋地敷設。如果電源線是電纜引入,則應做好控制箱、控制室的防雷系統,以防雷電竄入破壞設備。實踐表明,這一方法基本上能夠有效解決雷擊問題。
此外,變頻器連接到回路中后,不要再對電纜等做耐壓實驗,否則可能損壞變頻器內部器件。