变频器使用过程中,除了日常维护和检查、保护与故障处理之外,还应注意以下一些事项。
1.接线与防止噪声时的注意事项
(1)选用在输出侧最大电流时,电压降在额定电压的2%以内的电缆尺寸。
(2)弱电控制线距离电力电源线至少100 mm以上,绝对不可放在同一导线槽内,并且在控制电路配线与主电路配线相交时,要成直角走线,如图10(a)所示。
(3)控制回路的配线应该采用屏蔽双绞线,双绞线的节距应在15 mm以下,如图10(b)所示。
(4)为了防止多路信号的相互干扰,信号线以分别绞合为宜,如图11 所示。
(5)如果操作指令来自远端,需要控制电路配线加长时,可以采用中间继电器控制,如图11所示。
(6)地线除了可防止触电以外,对防止噪声也很有效,故接地是必需的。
2.关于输入与输出的注意事项
虽然变频器有很多优点,但也可能引起一些问题,如产生高次谐波对电源的干扰、功率因数降低、无线电干扰、噪声和振动等。为了避免发生这些问题。必须在变频器的主电路中安装适当的电抗器。图12 所示为变频器的电抗器连接图。说明如下。
(1)在变频器中使用电力晶体管或IGBT高速开关可能会引起噪声,这将对附近10 MHz 以下频率的无线电测量及控制设备等的无线电波产生影响,必要时选用无线电干扰(RFI)抑制电抗器,能降低这类噪声。RFI 抑制电抗器的连接方法因变频器的容量不同而不同。小容量时每相导线按相同方向绕4圈以上,如图13(a)所示;容量变大时,若导线线径太大不好绕,则将4个电抗器固定在一起,三相导线按同方向穿过其内孔,如图13(b)、(c)所示。
(2)图14 所示的电抗器中以电源侧AC 电抗器最为重要。当电源容量大(即电源阻抗小)时,会使输入电流的高次谐波增高,使整流二极管或电解电容器的损耗增大而发生故障。为了减小外部干扰,在电源容量500 kV·A 以上,并且是变频器额定容量的10 倍以上时(见图14 中的容量范围),应连接选购件电源侧AC 电抗器(也称为电源协调用电抗器)。如果配线较长,且电感阻抗超过电源协调用电抗器阻抗值时,就没有必要用了。
另外,如果电源电压的不均衡度超过3%,应考虑使用电源协调用电抗器。不均衡度过大时,可能也会导致输入电缆的异常过热。
(3)功率因数校正DC电抗器用于校正功率因数。校正后的功率因数可达到0.9耀0.95。变频器制造商都有DC 电抗器供用户选用。
(4)由变频器驱动的电动机的振动和噪声比用常规电网驱动的要大,这是因为变频器输出的谐波增加了电动机的振动和噪声。若在变频器和电动机之间加入降低噪声用电抗器,则具有缓和金属音质的效果,噪声可降低5 dB左右。
(5)输入电压不能超过最大值,如果主电路外加输入电压超过极限,即使变频器没运行也会有问题发生。输入电压过低时,会使最大输出电压降低,所以在高速时会造成电动机转矩不足的现象。
(6)功率因数补偿可以使用DC 电抗器(见图12)。绝不可在变频器的输出端连接电容器来补偿功率因数,因为变频器输出的是PWM 电压,含有很多高次谐波,一旦连接电容器,由于谐波的作用,将增加变频器输出电流,可能会损坏变频器的大功率开关器件和连接的电容器。另外,变频器的输入侧功率因数取决于变频器的AC/DC 变换电路系统,绝不取决于电动机的功率因数,所以在变频器的输出侧连接电容器,并不能改善输入功率因数。
(7)当电动机运行于恒转矩调速范围内时,电动机电流(变频器输出电流)基本恒定,所以,铜损耗不变。然而,当电动机转速频率下降时,电动机自冷却风扇的冷却效果将会下降,所以使用时应该注意。换言之,当频率下降时,由于电动机散热效果变差,允许的电动机连续运行电流下降,也即转矩下降,这是变频器使用中必然遇到的情况。
(8)单相电动机不能使用通用变频器来驱动。
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