胡應占
(河南工業職業技術學院,河南 南陽473009)
變頻器是精密設備,安裝和調試必須遵守操作規范,才能保證變頻器長期安全可靠地運行,發揮它的性能。文中詳細論述了變頻器系統安裝和調試方法。
變頻器裝設的場所須滿足以下條件:安裝現場無腐蝕、易燃易爆氣體、液體;無灰塵、漂浮性的纖維及金屬顆粒;備有通風口或換氣裝置以排出變頻器產生的熱量;與易受變頻器產生的高次諧波和無線電干擾影響的裝置分離。若安裝在室外,必須單獨按照戶外配電裝置設置。變頻器安裝環境:溫度要求在-10℃~40℃,濕度低于90%的環境中工作,環境溫度若>40℃,每升高1℃,變頻器應降額5%使用;不能安裝在有爆炸氣體的環境里,否則有爆炸的危險;安裝基礎堅固無振動,避免陽光直射;無電磁干擾,安裝空間散熱良好。
變頻器內部裝有冷卻風扇以強制風冷,為了使冷卻循環效果良好,必須將變頻器垂直安裝,其上下左右與相鄰的物品和檔板必須保持足夠的空間,便于維修檢查。
選擇主回路電纜時,須考慮電流容量、短路保護、電纜壓降等因素。一般情況下,變頻器輸入電流的有效值比電機電流大。變頻器的變流回路電路形式不同,輸入功率因數也不同,使用交流電抗器和使用直流電抗器的情況下有不同的功率因數。變頻器與電機之間的連接電纜盡量短,因為此電纜距離長,則電壓降增大,可能引起電機轉矩不足。特別是變頻器輸出頻率低時,其輸出電壓也低,線路電壓損失所占百分比加大。變頻器與電機之間的線路壓降規定不能超過額定電壓的2%,根據這一規定來選擇電纜。
進行變頻器與電機之間的電纜鋪設時,須根據變頻器、電機的電壓、電流及鋪設距離通過計算來確定選何種截面的電纜。接地回路須按電氣設備技術標準所規定的方式施工,參考變頻器使用說明書。當變頻器呈單體型時,接地電纜與變頻器的接地端子連接;當變頻器被設置在配電柜中時,則與配電柜的接地端子或接地母線相接。根據電氣設備技術標準,接地電線必須用直徑6 mm以上的軟銅線。變頻器控制回路的控制信號均為微弱的電壓、電流信號,控制回路易受外界強電場或高頻雜散電磁波的影響,易受主電路的高次諧波場的輻射及電源側振動的影響,必須對控制回路采取適當的屏蔽措施。
SB6O型變頻器輸入電源要通過斷路器或帶漏電保護的斷路器連接至主回路。電源端子斷路器的額定電流為變頻器額定電流的1.5~2倍。電源連接不需考慮相序。輸入電源通過一個交流接觸器主觸點連接至變頻器,變頻器的故障常閉觸點30B、30C連接到交流接觸器的線圈電路中,在變頻器故障時切斷電源,防止故障擴大。
變頻器輸出端子按正確相序連接至三相電動機。如運行命令和電動機的旋轉方向不一致時,可在三相中任意更換其兩相接線。不要將功率因數補償電容器或浪涌吸收器連接到變頻器的輸出側。
變頻器和電動機之間配線很長時,由于線間分布電容較大,可能造成變頻器運行不正常甚至過電流跳閘。因此配線很長時在輸出側連接濾波器或磁環,并且適當降低載波頻率。
直流電抗器連接用端子[P1、P+]用于連接直流電抗器,直流電抗器按變頻器容量配用。當不用直流電抗器時,必須短接P1和P+。外部制動電阻器連接用端子[P+、DB],配置外部制動電阻時,配線長度應小于5 m,并用雙絞線。P+和DB端子間絕對不能短路,否則將損壞設備。為了安全和減少噪聲,防電擊和火警事故,接地端子必須良好接地,接地電阻要小于1Ω。多臺變頻器接地時,不要使接地線形成回路。變頻器輸入電源側,配用適當的斷路器,防止變頻器進線故障。必須將變頻器PE端牢固接地,否則有可能發生觸電和火警事故。
輸出端子絕不能接到輸入電源,否則損壞變頻器。
變頻器系統安裝、接線完成后,通電前應進行下列檢查:變頻器的型號是否有誤、安裝環境有無問題、裝置有無脫落或破損、電纜直徑和種類是否合適、電氣連接有無松動、接線有無錯誤、接地是否可靠等;變頻器系統的調試方法步驟和一般的電氣設備調試基本相同,應遵循“先空載、繼輕載、后重載”的規律。必須在配線完畢,安裝好箱蓋后,才能接通電源,否則有觸電危險。
變頻器接通電源,即使處于停止狀態,也不能觸摸變頻器端子,否則有觸電危險。在變頻器運行過程中,只能用操作面板STOP按鍵或外控端子停止變頻器運行,禁止在變頻器運行過程中直接斷開變頻器主電源,否則有可能損壞變頻器。
主回路測試方法。準備搖表。全部卸開主回路、控制回路的端子與外部電路的連接線,用公用線連接主回路端子用搖表測試。在主回路公用線和大地之間進行測試,搖表若指示5 MΩ以上,屬正常。在控制回路端子與PE之間進行測試,測量值>1 MΩ,為正常。不能用兆歐表對控制電路進行測試,否則會損壞電路的零部件。測試儀器要準備高阻量程萬用表。
通電檢查。在斷開電動機負載的情況下,對變頻器通電,主要進行以下檢查:各種變頻器在通電后,顯示屏的顯示內容都有一定的變化規律,應對照說明書,觀察其通電后的顯示過程是否正常。變頻器內部有風機排出內部的熱空氣,可用手在風的出口處試探風機的風量,并注意傾聽風機的聲音是否正常。測量三相進線電壓是否正常,對照產品說明書,進行變頻器內部各功能的設置。變頻器的顯示內容可以切換顯示,通過操作面板上的操作按鈕進行顯示內容切換,觀察顯示的輸出頻率、電壓、電流、負載率等是否正常。將變頻器的輸出端與電動機相接,電動機不帶負載,在操作面板上進行一些簡單的操作,如啟動、升速、降速、停止、點動等。觀察電動機的旋轉方向是否與所要求的一致,通過逐漸升高運行頻率,觀察電動機在運行過程中是否運轉靈活,運轉時有無振動現象,是否平穩等。帶負載測試:變頻調速系統的帶負載試驗是將電動機與負載連接起來進行試驗,低速運行是指該生產機械所要求的最低轉速。生產機械的運轉是否正常,電動機在滿負荷運行時,溫升是否超過額定值,將給定頻率設定在最大值,使電動機的啟動轉速,一直上升至生產機械所要求的最大轉速,觀察電動機的轉速是否從一開始就隨頻率的上升而上升,如果在頻率很低時,電動機不能很快旋轉起來,應適當增大U/f比,或增大啟動頻率。將顯示內容切換至電流顯示,觀察在啟動全過程中的電流變化。如因電流過大而跳閘,應適當延長加速時間;在停機試驗過程中,注意觀察直流電壓是否過高,把顯示內容切換至直流電壓顯示,觀察在整個降速過程中,直流電壓的變化情形。如因電壓過高而跳閘,應適當延長減速時間,如降速時間不宜延長,應考慮加入直流制動功能。
變頻器系統安裝和調試是系統應用中很重要的環節,安裝時須考慮場所的溫度、濕度、灰塵、振動等情況,在變頻器傳動電動機系統中,變頻器與電網、變頻器與電動機以及周邊設備相互之間都存在著干擾,安裝時應采取適當的抗干擾措施。變頻器系統調試時,在通電前先要進行直觀檢查和萬用表檢查。通電檢查時,按空載→輕載→帶負載步驟進行。
[1] 王廷才.變頻器技術及應用[M].北京:高等教育出版社,2007.
[2] 石秋潔.變頻器應用基礎[M].北京:高等職業技術教育出版社,2003.
[3] 森蘭SB60變頻器使用手冊[Z].
[4] 杜金城.電氣變頻調速設計技術[M].北京:中國電力出版社,2001.
[5] 馮垛生,張 淼.變頻器的應用與維護[M].廣州:華南理工大學出版社,2002.
[6] 張燕賓.變頻調速應用實踐[M].北京:機械工業出版社,2000.
[7] 王仁祥.通用變頻器選型與維修技術[M].北京:中國電力出版社,2004.
[8] 呂 汀,石紅梅.變頻技術原理與應用[M].北京:機械工業出版社,2009.