軋鋼工程變頻電機的調(diào)試技術(shù)

李航

摘要：本文主要介紹了根據(jù)工業(yè)軋鋼工程中變頻電機的調(diào)試方法及過程，從變頻器工作原理、內(nèi)部構(gòu)造以及輔助變頻電機工作的一些必不可少的設(shè)備進行了簡要的分析。

中圖分類號：TN77文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

1變頻電機原理簡介

變頻電機，顧名思義就是可以通過改變電機的頻率來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，根據(jù)電機的同步轉(zhuǎn)速公式n=60f/p， n: 同步速度 f: 電源頻率p: 電機極對數(shù)，變頻電機電氣控制核心部分就是變頻器，變頻是改變f然后改變n轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)的。如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時會使電機出于過電壓（過勵磁），導(dǎo)致電機可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時必須要同時改變電壓。輸出頻率在額定頻率以上時，電壓卻不可以繼續(xù)增加，最高只能是等于電機的額定電壓。

變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。變頻器通常采用交—直—交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。

2變頻電機的調(diào)試

2.1變頻系統(tǒng)的電源及通訊

變頻柜的主進線電源都取自入口10KV開關(guān)站，經(jīng)整流變壓器后，380V電壓進入變頻進線柜。由整流回路將380VAC變?yōu)?00VDC，改變電源頻率后經(jīng)逆變變?yōu)殡姍C工作電壓380VAC。變頻控制電源取自負荷中心，經(jīng)控制變壓器，將380VAC變?yōu)?10VAC，變頻器的380VAC風(fēng)機電源和110VAC抱閘直接取自負荷中心，控制、風(fēng)機、抱閘電源均在變頻柜內(nèi)從進線處由母線連接，并聯(lián)到每個單獨回路。編碼器24VDC電源由變頻柜內(nèi)110VAC經(jīng)整流模塊取得。

變頻系統(tǒng)的通訊由通信總線連接，根據(jù)工藝要求，總線經(jīng)由相似工藝段的不同電機串聯(lián)，將數(shù)據(jù)經(jīng)變頻系統(tǒng)的整流、逆變回路發(fā)送于主PLC。

2.2變頻電機的調(diào)試

在電氣安裝電纜敷設(shè)、接線完畢后進入調(diào)試階段。調(diào)試前應(yīng)熟悉電氣原理圖，確認安裝接線正確。調(diào)試主要分為通電前檢查、通電設(shè)定、電機空載運行、電機負載運行四個階段。

2.2.1通電前檢查

（1） 察看變頻器安裝空間、通風(fēng)情況、是否安全足夠;銘牌是否同電機匹配;控制線是否布局合理，以避免干擾;進線與出線絕對不得接反，變頻器的內(nèi)部主回路負極端子N不得接到電網(wǎng)中線上，各控制線接線應(yīng)正確無誤。（2） 當(dāng)變頻器與電機之間的導(dǎo)線長度超過約50m，當(dāng)該導(dǎo)線布在鐵管或蛇皮管內(nèi)長度超過約30m，存在變頻器輸出導(dǎo)線對地分布電容很大，應(yīng)在變頻器輸出端子上先接交流電抗器，然后接到后面的導(dǎo)線上，最后是負載，以免過大的電容電流損壞逆變模塊。在輸出側(cè)導(dǎo)線長的時候，還要將PWM的調(diào)制載頻設(shè)置在低頻率，以減少輸出功率管的發(fā)熱，以便降低損壞的概率。（3) 確認變頻器工作狀態(tài)與工頻工作狀態(tài)的互相切換要有接觸器的互鎖，不能造成短路，并且兩種使用狀態(tài)時電機轉(zhuǎn)向相同。

（4) 電網(wǎng)供電不應(yīng)有缺相，測定電網(wǎng)交流電壓和電流值、控制電壓值等是否在規(guī)定值，測量絕緣電阻應(yīng)符合要求，電源進線端壓敏電阻的保護，用高電壓兆歐計時要分辯是否壓敏電阻已動作。

2.2.2通電和設(shè)定

(1) 通電.通電后首先觀察顯示器，并按日立產(chǎn)品使用手冊變更顯示內(nèi)容，檢查有否異常。聽看風(fēng)機運轉(zhuǎn)否，檢查進線和出線電壓，聽電機運轉(zhuǎn)聲音是否正常，檢查電機轉(zhuǎn)向反了沒有，反了首先要更換電機線校正。(2) 設(shè)定.設(shè)定前先讀懂日立產(chǎn)品使用手冊，電機能脫離負載的先脫離負載。變頻器在出廠時設(shè)定的功能不一定剛好符合實際使用要求，因此需進行符合現(xiàn)場所需功能的設(shè)定。

3電機空載運行

電機空載運行前，特別注意的是對主回路的絕緣測定，如主回路端無斷路器，切不可用500V搖表來測絕緣，容易將變頻電路板擊穿。將電機所帶的負載脫離后，做以下空載運行檢查:

(1) 檢查電機轉(zhuǎn)向;(2) 各頻率點有否異常振動、共振、聲音不正常，如有共振應(yīng)設(shè)法使變頻器頻率設(shè)定點避開該點;(3) 按設(shè)定的程序從頭到尾試一遍確認沒有問題;(4) 模擬日常會發(fā)生的操作，將各種可能操作做一遍確認無誤;(5) 聽電機因調(diào)制頻率產(chǎn)生的振動噪聲是否在允許范圍內(nèi)，如不合適可更改調(diào)制頻率，頻率選高了振動噪音減小，但變頻器溫升增加，電機輸出力矩有所下降，可能的話，調(diào)制頻率低一些為好。(6) 測量輸出電壓和電流對稱程度，對電機而言不得有10%以上不平衡

4電機負載運行

（1) 按正常負載運行，用鉗型電流表測各相輸出電流是否在預(yù)定值之內(nèi)。(2) 對有轉(zhuǎn)速反饋的閉環(huán)系統(tǒng)要測量轉(zhuǎn)速反饋是否有效。做一下人為斷開和接入轉(zhuǎn)速反饋，看一看對電機電壓電流轉(zhuǎn)速的影響程度。(3) 檢查電機旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，加負載運行到穩(wěn)定溫升，電機和變頻器的溫度有否太高，如有太高應(yīng)調(diào)整，調(diào)整可從改變以下參數(shù)著手:負載、頻率、V/f曲線、外部通風(fēng)冷卻、變頻器調(diào)制頻率等。(4) 試驗電動機的升降速時間有否過快過慢，不適合應(yīng)重新設(shè)置。(5) 試驗各類保護顯示的有效性，在允許范圍內(nèi)盡量多做一些非破壞性的各種保護的確認。(6) 按現(xiàn)場工藝要求試運行一周，隨時監(jiān)控，并做好記錄作為今后工況數(shù)據(jù)對照。

經(jīng)歷以上調(diào)試階段后，電機單試基本完畢。等整個工藝生產(chǎn)線進行聯(lián)調(diào)時，根據(jù)現(xiàn)場工藝要求，再對電機進行微調(diào)。

5 結(jié)語

綜上所述，要對變頻電機進行完整的調(diào)試，我們必須對它的電氣原理、性能作用要有一個全面的了解。特別是變頻系統(tǒng)和其它電氣、機械設(shè)備控制與被控制的接口，對于我們施工單位來講顯得尤為重要。

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