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變頻電源應用誤區(qū)及應對策略

在實際應用中,一些場合需要使用到接觸器進行變頻電源切換:如當變頻故障時切換到工頻狀態(tài)運行,或是當采用一拖二方式,一臺電動機故障,變頻電源轉向拖動另一臺電動機等情況。所以許多用戶會認為在變頻電源輸出回路加裝電磁開關、電磁接觸器是標準的配置,是安全斷開電源的方式,事實上這種做法存在較大的隱患。

弊 端:在變頻電源還在運行的時候,接觸器先行斷開,突然中斷負載,浪涌電流會使過電流保護動作,會給整流逆變主電路產(chǎn)生一定的沖擊。嚴重的,甚至會使變頻電源輸出模塊IGBT造成損壞。同時,在帶感性電動機負載時,感性磁場能量無法快速釋放,將產(chǎn)生高電壓,損傷電動機和連接電纜的絕緣。

應對策略:將變頻電源輸出側直接與電動機電纜相連,正常起停電動機可以通過觸發(fā)變頻電源控制端子來實現(xiàn),達到軟起軟停的效果。若必須在變頻調(diào)速器輸出側使用接觸器,則必須在變頻調(diào)速器輸出與接觸器動作之間,加以必要的控制聯(lián)鎖,保證只有在變頻調(diào)速器無輸出時,接觸器才能動作。

誤區(qū)二:設備正常停運時,斷開變頻電源交流輸入電源

在設備正常停運時,很多用戶習慣于斷開變頻電源交流輸入電源開關,認為那樣更安全、也可以節(jié)能。

弊 端:此種做法,表面上似乎可以起到保護變頻電源不受電源故障沖擊的作用。實際上,變頻電源長時間不帶電,加上現(xiàn)場環(huán)境濕度影響,會造成內(nèi)部電路板受潮而發(fā)生緩慢氧化、逐漸出現(xiàn)短路現(xiàn)象。這就是在變頻電源斷電停運一段時間后,再次送電時會頻繁報軟故障的原因。

應對策略:除設備檢修外,應使變頻器長時間處于帶電狀態(tài)。除此之外,還應開啟變頻控制柜的上下風扇、在柜內(nèi)放置干燥劑或安裝自動溫濕度控制加熱器,保持通風和環(huán)境干燥。

誤區(qū)三:露天或粉塵環(huán)境下安裝的變頻電源控制柜采用密封型式

在部分廠礦、地下室、露天安裝使用的變頻電源控制柜,會經(jīng)受著如高溫、粉塵、潮濕等惡劣環(huán)境的嚴酷考驗。為此,很多用戶會選用密封型式的變頻柜。這樣雖然在一定程度上可以起到防雨、防塵的效果,但同時也帶來了變頻電源散熱不良的問題。

弊 端:控制柜密封嚴實會使得變頻電源因通風散熱能力不足而引起內(nèi)部元器件過熱,熱敏元件保護動作,造成故障跳閘,設備被迫停運。

應對策略:在變頻電源控制柜上部加裝透氣的防雨罩,且?guī)в蟹缐m濾網(wǎng),同時作為排氣口。下部也同樣開槽安裝帶濾網(wǎng)的風扇,作為進氣口??梢孕纬煽諝饬魍?,同時過濾環(huán)境里的粉塵。冷卻空氣流通方向:從底部流向頂部。變頻器之間的橫向安裝距離應不小于5mm,進入變頻電源的冷卻空氣溫度不能超過+40攝氏度。如果環(huán)境溫度長時間在+40攝氏度以上,則需考慮將變頻電源安裝在帶空調(diào)的小室內(nèi)。

在控制箱中,變頻電源一般應安裝在箱體上部,絕對不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。

誤區(qū)四:為提高電壓品質(zhì),在變頻器輸出端并聯(lián)功率因數(shù)補償電容器

交流變頻電源部分企業(yè)由于用電容量限制,電壓品質(zhì)得不到保障,特別是大型用電設備投用時,會造成廠站內(nèi)母線電壓降低,負載功率因數(shù)明顯隨著下降。為提高電壓品質(zhì),用戶通常在變頻電源輸出端并聯(lián)功率因數(shù)補償電容器,希望可以改善電動機功率因數(shù)。

弊 端:將功率因數(shù)補償電容器與浪涌吸收器連接在電機電纜上(在傳動單元和電機之間),它們的影響不僅會降低電機的控制精度,還會在傳動單元輸出側形成瞬變電壓,引起ACS 800傳動單元的永久性損壞。如果在ACS 800 的三相輸入線上并聯(lián)功率因數(shù)補償電容器,必須確保該電容器和ACS 800不會同時充電,以避免浪涌電壓損壞變頻器。變頻器的電流流入改善功率因數(shù)用的電容器,由于其充電電流造成變頻器過電流(OCT),所以不能起動。

應對策略:將電容器拆除后運轉,至于改善功率因數(shù),在變頻器的輸入側接入AC電抗器是有效的。

誤區(qū)五:選用斷路器作為變頻器熱過載和短路保護,效果比熔斷器好

斷路器具備較為完善的保護功能,已廣泛應用在配電設備中,大有取代傳統(tǒng)熔斷器的趨勢?,F(xiàn)在許多廠商生產(chǎn)的成套變頻調(diào)速設備,也基本上都配置斷路器(空氣開關),其實這也存在一些安全隱患。

弊 端:在電源電纜發(fā)生短路故障時,斷路器保護動作跳閘由于斷路器本身的固有動作時間而產(chǎn)生延時,此期間會將短路電流引入變頻器內(nèi)部,造成元件損壞。

應對策略:只要電纜是根據(jù)額定電流選型的,變頻器傳動單元就能保護自身、輸入端和電機電纜,以防止熱過載,并不需要附加額外的熱過載保護設備。配置熔斷器將可在短路情況下保護輸入電纜,在傳動裝置內(nèi)部短路時減少裝置損壞和防止相連設備的損壞。

檢查配置的熔斷器動作時間應低于0.5 秒。動作時間取決于熔斷器類型(gG 或aR)、供電網(wǎng)路阻抗、電源電纜的橫截面積、材料和長度。當使用gG 熔斷器超出0.5 秒動作時間時,快熔(aR) 在多數(shù)情況下可將動作時間減少到一個可接受水平。熔斷器必須為無延時類型。

斷路器對傳動設備不能提供足夠快的保護,因為它們的反應速度比熔斷器慢。因此需要快速保護時,應使用熔斷器而不是斷路器。

誤區(qū)六:變頻電源選型只需考慮負載功率

許多用戶在采購變頻電源時,通常只根據(jù)驅動電動機的功率來匹配變頻器容量。其實,電動機所帶動的負載不一樣,對變頻器的要求也不一樣。

弊 端:由于電動機所帶的負載特性存在差異,如果不充分考慮綜合因素,可能會造成變頻器使用不當而損壞,同時由于未配備必要的制動單元和濾波器,可能會引起安全風險。

應對策略:針對負載的特性和類型,合理選用變頻電源的容量和配置。

1) 風機和水泵是最普通的負載:對變頻器的要求最為簡單,只要變頻器容量等于電動機容量即可(空壓機、深水泵、泥沙泵、快速變化的音樂噴泉需加大容量)。

2) 起重機類負載:這類負載的特點是啟動時沖擊很大,因此要求變頻器有一定余量。同時,在重物下放肘,會有能量回饋,因此要使用制動單元或采用共用母線方式。

3) 不均行負載:有的負載有時輕,有時重,此時應按照重負載的情況來選擇變頻器容量,例如軋鋼機機械、粉碎機械、攪拌機等。

4) 大慣性負載:如離心機、沖床、水泥廠的旋轉窯,此類負載慣性很大,因此啟動時可能會振蕩,電動機減速時有能量回饋。。應該用容量稍大的變頻器來加快啟動,避免振蕩。配合制動單元消除回饋電能。

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