變頻器的接線

1、主電路接線

(1) 變頻器輸入(R、S、T),輸出(U、V、W)絕對不能接錯

(2)將變頻器接地端子良好的接地(如果工廠電路是零地共用,那就要考慮單獨取地線)

多臺變頻器接地,各變頻器應分別和大地相連,不允許一臺變頻器的接地和另一臺變頻器的接地端連線後再接地。

(3)將變頻器的電源輸入端子經過漏電保護開關接到電源上(漏電開關,空氣開關應選擇好的生產廠家)

2、控制電路的接線

(1) 模擬量控制線應使用遮蔽線,遮蔽一端接變頻器控制電路的公共端(COM),不要接變頻器地端(E)或大地,另一端懸空。

(2) 開關量控制線允許不使用遮蔽線,但同一訊號的兩根線必須互相絞在一起,絞合線的絞合間距應儘可能小。

三、改善變頻器的功率因數

為了改善功率因數或安裝場所距大容量電源很近時,必須加直流電抗器和交流電抗器。除改善功率因數外,還有以下作用:

(1) 抑制輸入中的浪湧電流

(2) 削弱電源電壓不平衡所帶來的影響

電抗的選用:

(1) 電抗器電壓降不大於額定電壓的3%。

(2) 當變壓器容量大於500KVA或變壓器容量超過變頻器容量10倍以上時,應配電抗器。

四、變頻器的抗干擾

1、 外界對變頻器的干擾

2、 變頻器對外界的干擾

(1) 干擾訊號的傳播方式

空中輻射方式 以電磁波的方式對外輻射

電磁感應方式 透過線間電感而感應

靜電感應方式 通訊線間電容而感應

線路傳播方式 透過線源網路而傳播

(2) 抗干擾措施

A 變頻器側

感應方式傳播的干擾訊號,透過正確的佈線和採用遮蔽線來消弱

線路傳播的干擾訊號,可以線上路中串入小電感來消弱

輻射傳播的干擾訊號,透過吸收方法來消弱(無線電抗干擾濾波器)

在變頻器輸出側和電機間串入濾波電抗器,可以不僅起到抗干擾作用,還可以消弱由於高次諧波引起的附加轉矩,改善電動機的執行特性。

在變頻器的輸出側,絕對不允許用電容器來吸收諧波電流。

B 儀器側

電源隔離法 儀器電源側接入隔離變壓器

訊號隔離法 訊號側用光電耦合器隔離

五、變頻器的防雷

防雷 在變頻器中,一般都設有雷電吸收網路,主要防止瞬間的雷電侵入,使變頻器損壞 。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路是不能滿足要求的。在雷電活躍地區,這一問題尤為重要,如果電源是架空進線,在進線處裝設變頻專用避雷器(選件),或有按規範要求在離變頻器20m的遠處預埋鋼管做專用接地保護。如果電源是電纜引入,則應做好控制室的防雷系統,以防雷電竄入破壞裝置。實踐表明,這一方法基本上能夠有效解決雷擊問題。

六、變頻器的制動部件選用。

1制動單元(選配部件)

當變頻器所驅動的控制裝置需要快速制動時,需選用制動單元釋放電機制動時回饋至直流母線上的能量。

2制動電阻(選配部件)

不同功率等級變頻器的制動電阻選用如下所示。

電壓等級V 電機功率kW 電阻阻值歐/並聯數目 電阻功率kW

電機功率kW 電阻阻值歐/並聯數目 電阻功率kW

380 0.75 400 0.25 37 16 9

1.5 400 0.25 45 13.6 9

2.2 250 0.25 55 20/2 12

3.7 150 0.4 75 13.6/2 18

5.5 100 0.5 90 20/3 18

7.5 75 0.8 110 20/3 18

11 50 1.0 132 20/4 24

15 40 1.5 160 13.6/4 36

18.5 30 4.0 200 13.6/5 45

22 30 4.0 220 13.6/5 45

30 20 6.0 280 13.6/6 54

3制動部件的連線(舉例)

制動電阻的安裝[7.5kW以下] 制動控制單元的安裝[11kW以上]

(二)變頻器的除錯、注意事項

變頻器在除錯時,應採取的基本步驟有帶電源空載測試、帶電機空載執行、帶負載試執行、與上位機聯機統調等;完成這些步驟應注意的問題:

1、在將變頻器接通電源前需要檢查它的輸入、輸出端是否符合說明書要求;

2、特別要看是否有新的內容增加,認真閱讀注意事項;

3、檢查接線是否正確和緊固。

一般的變頻器均有執行(RUN)、停止(STOP)、程式設計(PROG)、資料/確認(DATA/ENTER)、增加(UP、▲)、減少(DOWN、▼)、等6個鍵,不同變頻器操作鍵的定義基本相同。此外有的變頻器還有監視(MONTTOR/DISPLAY)、復位(RESET)、寸動(JOG)、移位(SHIFT)等功能鍵。

一、 變頻器接通電源試執行(不接電機)

接上電源後,按執行(RUN)鍵執行變頻器到50HZ,用萬用表測量變頻器的輸出(U V W)相電壓應平衡(370V-400V)。按停止鍵後,再接上電機線。

二、變頻器帶電機空載執行

1.設定電機的功率、極數,要綜合考慮變頻器的工作電流。

2.設定變頻器的最大輸出頻率、基頻、設定轉矩特性。

3.將變頻器設定為自帶的鍵盤操作模式,按寸動鍵、執行鍵、停止鍵,觀察電機是否反轉,是否能正常地啟動、停止。

4.熟悉變頻器執行發生故障時的保護程式碼,觀察熱保護繼電器的出廠值,觀察過載保護的設定值,需要時可以修改。 三、帶載試執行

1.手動操作變頻器面板的執行停止鍵,觀察電機執行停止過程及變頻器的顯示窗,看是否有異常現象。如果有現象,相應的改變預定引數後再執行。

2.如果啟動.停止電機過程中變頻器出現過流保護動作,應重新設定加速、減速時間。電機在加、減速時的加速度取決於加速轉矩,而變頻器在啟、制動過程中的頻率變化率是使用者設定的。若電機轉動慣量或電機負載變化,按預先設定的頻率變化率升速或減速時,有可能出現加速轉矩不夠,從而造成電機失速,即電機轉速與變頻器輸出頻率不協調,從而造成過電流或過電壓。因此,需要根據電機轉動慣量和負載合理設定加、減速時間,使變頻器的頻率變化率能與電機轉速變化率相協調。檢查此項設定是否合理的方法是先按經驗選定加、減速時間進行設定,若在啟動過程中出現過流,則可適當延長加速時間;若在制動過程中出現過流,則適當延長減速時間。另一方面,加、減速時間不宜設定太長,時間太長將影響生產效率,特別是頻繁啟、制動時。

3.如果變頻器在限定的時間內仍然保護,應改變啟動/停止的執行曲線,從直線改為S形、U形線或反S形、反U形線。電機負載慣性較大時,應該採用更長的啟動停止時間,並且根據其負載特性設定執行曲線型別。

4.如果變頻器仍然存在執行故障,應嘗試增加最大電流的保護值,但是不能取消保護,應留有至少10%-20%的保護餘量。

5.如果變頻器執行故障還是發生,應更換更大一級功率的變頻器。

6.如果變頻器帶動電機在啟動過程中達不到預設速度,可能有兩種情況:

(1)系統發生機電共振,可以從電機運轉的聲音進行判斷。採用設定頻率跳躍值的方法,可以避開共振點。一般變頻器能設定三級跳躍點。V/f控制的變頻器驅動非同步電機時,在某些頻率段,電機的電流、轉速會發生振盪,嚴重時系統無法執行,甚至在加速過程中出現過電流保護使得電機不能正常啟動,在電機輕載或轉動慣量較小時更為嚴重。普通變頻器均備有頻率跨跳功能,使用者可以根據系統出現振盪的頻率點,在V/f曲線上設定跨跳點及跨跳寬度。當電機加速時可以自動跳過這些頻率段,保證系統能夠正常執行。

(2)電機的轉矩輸出能力不夠,不同品牌的變頻器出廠引數設定不同,在相同的條件下,帶載能力不同,也可能因變頻器控制方法不同,造成電機的帶載能力不同;或因系統的輸出效率不同,造成帶載能力會有所差異。對於這種情況,可以增加轉矩提升量的值。如果達不到,可用手動轉矩提升功能,不要設定過大,電機這時的溫升會增加。如果仍然不行,應改用新的控制方法,比如日立變頻器採用V/f比值恆定的方法,啟動達不到要求時,改用無速度感測器空間向量控制方法,它具有更大的轉矩輸出能力。對於風機和泵類負載,應減少降轉矩的曲線值。

四、變頻器與上位機相連進行系統除錯

在手動的基本設定完成後,如果系統中有上位機,將變頻器的控制線直接與上位機控制線相連,要考慮並將變頻器的操作模式改為端子控制。根據上位機系統的需要,調定變頻器接收頻率訊號端子的量程0-5V或0-10V,以及變頻器對模擬頻率訊號取樣的響應速度。如果需要另外的監視表頭,應選擇模擬輸出的監視量,並調整變頻器輸出監視量端子的量程。

在除錯時可能會遇到這種情況,如上位機給出訊號後,變頻器不執行。因為有的上位機只接受交流訊號,不接受直流訊號,而變頻器的控制訊號大多是直流訊號,這時可以考慮外加繼電器。

(三) 保養和維護

由於變頻器使用環境的變化,如溫度、溼度、煙霧等的影響,以及變頻器內部元器件的老化等因素,可能會導致變頻器發生各種故障。因此,在存貯、使用過程中必須對變頻器進行日常檢查,並進行定期保養維護。

一、 日常維護

在變頻器正常開啟時,請確認如下事項:

1、 電機是否有異常聲音及振動。

2、 變頻器及電機是否發熱異常,環境溫度是否過高。

3、 負載電流表是否與往常值一樣。

4、 變頻器的冷卻風扇是否正常運轉。

二、定期維護

變頻器定期保養檢查時,一定要切斷電源,待監視器無顯示及主電路電源指示燈熄滅後,才能進行檢查。檢查內容如表所示。

檢查專案 檢查內容 異常對策

主迴路端子、控制迴路端子螺絲釘 螺絲釘是否鬆動 用螺絲刀擰緊

散熱片 是否有灰塵 用4~6kg/cm2壓力的乾燥壓縮空氣吹掉

PCB印刷電路板 是否有灰塵 用4~6kg/cm2壓力的乾燥壓縮空氣吹掉

冷卻風扇 是否有異常聲音、異常振動 更換冷卻風扇

功率元件 是否有灰塵 用4~6kg/cm2壓力的乾燥壓縮空氣吹掉

鋁電解電容 是否變色、異味、鼓泡 更換鋁電解電容

四、故障檢測

OH:機器過熱

過熱是平時會碰到的一個故障。當遇到這種情況時,首先會想到散熱風扇是否運轉,風扇是否堵轉,周圍環境溫度是否過高,變頻器通風不良,溫度檢測電路故障。

POFF:欠電壓

輸入電源是否缺相,輸入電源接線端子鬆動,輸入電源電壓波動大。檢查整流是否有問題,直流電壓是否低於380V

OU、:過壓

我們首先要排除由於引數問題而導致的故障。例如減速時間過短,由於再生負載而導致的過壓(加制動單元),然後我們可以看一下輸入側電壓是否有問題,最後我們可以看一下電壓檢測電路是否出現了故障,一般的電壓檢測電路的電壓取樣點,都是中間直流回路的電壓。

OCU、OCS:過電流

這可能是變頻器裡面最常見的故障了。我們首先要排除由於引數問題而導致的故障。例如電流限制,加速時間過短都有可能導致過電流的產生。然後我們就必須判斷是否電流檢測電路出問題了,如霍爾感測器,霍爾線故障。變頻器輸出側是否短路。

OL:過載

加速時間太短,電機負載太重,電機有卡死現象。

HE:電流感測器故障

霍爾線沒有接好,感測器損壞,電流檢測電路有故障。

OCU1:硬體保護

這是最常見的故障。變頻器三相輸出UVW相有短路現象,外部用電裝置干擾,IGBT,IPM模組損壞。

以下就是變頻器主迴路故障簡易測試:

技術人員憑藉數字式萬用表根據上圖可簡單判斷主迴路器件是否損壞。(主要是整流橋,IGBT,IPM)

為了人身安全,必須確保機器斷電,並拆除輸入電源線R 、S、T和輸出線U、V、W後放可操作!

首先把萬用表打到“二級管”檔,然後透過萬用表的紅色表筆和黑色表筆按以下步驟檢測:

1、 黑色表筆接觸直流母線的負極P(+),紅色表筆依次接觸R、S、T,記錄萬用表上的顯示值;然後再把紅色表筆接觸N(-),黑色表筆依次接觸R、S、T,記錄萬用表的顯示值;六次顯示值如果基本平衡,則表明變頻器二極體整流或軟啟電阻無問題,反之相應位置的整流模組或軟啟電阻損壞,現象:無顯示。

2、 紅色表筆接觸直流母線的負極P(+),黑色表筆依次接觸U、V、W,記錄萬用表上的顯示值;然後再把黑色表筆接觸N(-),紅色表筆依次接觸U、V、W,記錄萬用表的顯示值;六次顯示值如果基本平衡,則表明變頻器IGBT逆變模組無問題,反之相應位置的IGBT逆變模組損壞,現象:無輸出或報故障。

變頻器的操作控制迴路怎樣接線，是多少伏電壓，一般來講變頻器的電路主要分為兩部分，主迴路和控制迴路。主迴路的接線圖如下，有三相電源輸入、輸出連線電機以及制動電阻、控制電源燈端子。

控制迴路則是變頻器的核心，主要有開關量輸入端子、繼電器輸出端子，開路集電極輸出，模擬量輸入、輸出，24V電源，10V電源，以及通訊埠如485介面等等。那麼控制迴路怎麼接線，使用多少伏電壓則是根據你選擇的變頻器控制方式來決定的。比如我們控制變頻器的啟動和停止使用外部端子控制，這時候我們只要短接S1、S2與com端即可，這是一個無源的開關，用plc的輸入端子控制即可，輸出訊號Y接S，公共端連線。因為是無源電源不需要多少伏的電壓。再如繼電器輸出用於表示變頻器故障指示燈，可以接直流或者交流電源，電源和指示燈串在繼電器常開輸出電路中即可。那麼這個再帶10v電源用於模擬量控制變頻器的頻率，一般是使用電位器調節輸出電壓調速用的。