自动化工程人员必备宝典——详解变频器的使用及维护

据统计，工业用电中60％-70％的电量被电动机所消耗，而这些电中，又有约90％被三相交流异步电动机所消耗，可见电动机用量之大。变频器的出现，使得交流电动机调速困难、交变速设备结构复杂且效率和可靠性不尽人意的缺点得以改善。在我国，变频器已在各行各业得到推广应用，基于变频器的交流电机变频调速系统具有调速方便、体积小、噪声小、能耗低、保护功能完善、组态灵活、可靠性强、智能化、数字化、网络化、易维护等特点，每年以20％的递增量在发展。因此，合理的使用和维护变频器对自动化工程人员来说至关重要。

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变颇器应用的现状

　　变频器的发展是世界生产力和经济高速发展的产物。近年来，交流变频调速技术在我国有了突飞猛进的发展，变频调速在调速范围、调速精度、通讯功能、节约电能、工作效率等方面的优势是其他的交流调速方式无法比拟的。变频器就是基于交流电动机的变频调速而开发和应用的，它以体积小、重量轻、通用性强、使用范围广、保护功能完善、可靠性高、操作简便等优点，深受钢铁、冶金、矿山、石化、医药、食品、纺织、印染、机械、电力、建材、造纸等行业的欢迎，使用变频器后经济效益和社会效益都非常显著。

　　PLC技术是一种以计算机技术为基础的新型工业控制装置。近几年来，PLC技术在各种工业过程控制、生产线自动控制及各类机电一体化设备控制中得到了广泛应用，成为工业控制领域的一项十分重要的应用技术。目前PLC已广泛应用于石油、化工、冶金、轻工、机械、电力等各行各业，实现了逻辑、步进、数字、机器人、模拟量等的自动控制。随着数字化时代的到来，软件领域将不断地向硬件渗透，不断地用软件来代替硬件，从而实现智能控制和生产自动化。PLC就是计算机技术向继电器等硬件领域渗透的产物，用软件来代替硬件，用软件程序代替硬件继电器，从而为系统的连接及改造提供了方便，可以节约成本提高工作效率。PLC可以说是专门为工业严酷的环境设计的小型计算机，已成为工业控制领域中占主导地位的基础自动化设备。PLC技术已成为工业自动化三大技术(PLC技术、机器人、计算机辅助设计和分析)支柱之一。

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变频器的安装

　　2.1墙挂式安装：变频器与周围物体之间的距离应满足两个条件：两侧≥

100mm上下≥150mm。

　　2.2柜式安装：单台变频器安装应尽量采用柜外冷却方式(环境比较洁净，尘埃少时)；单台变频器采用柜内冷却方式时，应在柜顶安装抽风式冷却风扇，并尽量装在变频器的正上方；多台变频器安装应尽量并列安装，如必须采用纵向方式安装，应在两台变频器间加装隔板，不论哪种方式，变频器应垂直安装。

　　2.3工作环境的要求：为了保证安全可靠，使用时应留有余地。一般，变频器的工作温度应控制在0-40℃；运行中的环境温度允许值多为-10-50℃；周围环境的湿度推荐为40％-90％；安装场所的海拔高度为1000m以下，海拔越高，冷却效果越差，由1500m开始，每超过100m，容许温升就下降1％。此外，还应注意周围用电设备的电磁干扰和因雷击等自然因素引起的环境问题。

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变频器的维护

　　变频器由许多集成芯片，电子元器件等组成，装置较为复杂，寿命一般小于10年，使用过程中不可避免的会出现各种故障，正确的维护，简单的检修可保证生产生活的正常进行。

　　3.1变频器外部引起的故障

　　3.1.1变频器的工作环境。温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，可安装散热装置并避免日光直射以避免温度过高；振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，可安装在振动冲击较小的部位或者采用橡胶等避振措施；潮湿、腐蚀性气体及尘埃等会造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路，可对控制柜进行防腐防尘处理，并采用封闭式结构。

　　3.1.2外部的电磁感应干扰。外部的电磁感应干扰可能会引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。可采用以下方法抑制噪声干扰：①采用屏蔽线回路②接地端子单独使用；③缩短控制回路的配线距离④周围的继电器、接触器线圈上加装RC吸收器；⑤ 输入端安装噪声滤波器。

　　3.1.3电源异常。为保证设备的正常运行，对变频器供电电源也有相应的要求。如果附近有直接起动电动机和电磁炉等设备，应和变频器供电系统分离，减小相互影响。对于要求瞬时停电后仍能继续运行的场合，除选择合适价格的变频器外，还应预先考虑负载电机的降速比例。变频器和外部控制回路采用瞬停补偿方式，当电压回复后，通过速度追踪和测速电机的检测来防止在加速中的过电流。对于要求不能停止运行的设备，要对变频器加装自动切换的不停电电源装置。

　　3.1.4雷击、感应雷电。雷击或感应雷击形成的冲击电压有时也能造成变频器的损坏。此外，当电源系统一次侧带有真空断路器时，断路器开闭也能产生较高的冲击电压。变压器一次侧真空断路器断开时，通过耦合在二次侧形成很高的电压冲击尖峰。为防止因冲击电压造成过电压损坏，通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件，保证输入电压不高于变频器主回路期间所允许的最大电压。当使用真空断路器时，应尽量采用冲击形成追加Rc浪涌吸收器。如变压器一次侧有真空断路器，因在控制顺序上应在真空断路器动作前先将变频器断开。

　　3 2变频器内部引起的故障

　　3.2.1参数设置引起的故障。应多注意电动机参数、变频器控制方式和启动方式的设定等，若发生参数设置故障，可根据故障代码或产品说明书进行参数修改，必要时可恢复出厂值，重新设置。

　　3.2.2过电流和过载。如果变频器一上电就报过流故障，可能是整流桥或逆变管损坏，需予以更换；若去掉电动机不再报警，可能是变频器和电机间存在断路；若运行中，出现机械卡死、重载、加速时间设置过短或负载突变也有可能引起过流，应从上述可能性逐一排查。

　　3.2.3过电压和欠电压。过电压主要体现为电机拖动大惯性负载或多电机拖动同一负载时由于负荷分配不均引起；欠电压主要由电源电压过低或缺相、一个直流母线上的电压过低或欠压检测元件出现问题引起，可检查供电电压是否正常，更换故障元件或维修相应检测电路

　　3.2.4过热故障。应注意变频器的环境温度，尽量通风，检查变频器风扇等。

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结束语

　　不同厂家对变频器的操作方法设定略有差异，但就其工作模式主要有面板操作模式和外部操作模式，由于篇幅有限，这里不再详述。要合理使用变频器，应多参考变频器厂家提供的使用手册，在实际应用中多积累经验。