探析變頻器在應用過程中存在的問題及處理

李樹光

（方大特鋼煉鋼廠,南昌 330012)

作為電機調(diào)速的主要裝置，變頻器在我廠的各個生產(chǎn)領(lǐng)域均得到了廣泛應用，其中爐體傾動、氧槍升降、鋼包車行走、連鑄振動、拉矯機、移鋼機等都運用了變頻器，我廠65t轉(zhuǎn)爐自2004年投產(chǎn)以來，爐體傾動變頻器出現(xiàn)了干擾、高次諧波、負載匹配等問題，針對這部分問題本文提出了處理方法，并應用到了我廠實際中。

1 變頻器干擾問題及處理

干擾分外界對變頻器的干擾和變頻器對外界的干擾。

1.1 外界對變頻器的干擾及處理

外界對變頻器的干擾主要來自電源進線，當電源電壓出現(xiàn)很高的峰值，整流二極管因承受不了過高的電壓而損壞。主要通過在變頻器的輸入側(cè)接入交流電抗器解決。

1.2 變頻器對外界的干擾及處理

（1）空中輻射方式，以電磁波的方式向外輻射。主要通過吸收解決。（2）電磁感應方式，通過線間電感而感應；靜電感應方式，通過線間電容而感應。主要通過正常的布線和采用屏蔽線解決。（3）線路傳播方式，主要通過電網(wǎng)傳播。主要通過增大線路在干擾頻率下的阻抗削弱。

2 諧波問題及處理

2.1 增加供電電源內(nèi)阻抗

選擇變頻器的供電電源時，最好選擇短路阻抗大的變壓器。我廠的煉鋼1#、2#變壓器在選型上沒有考慮到，阻抗分別為4.50%和4.51%。

2.2 安裝電抗器

在變頻器的輸出側(cè)和電機之間串入電抗器，可以削弱輸出電流中的諧波成分。我廠爐體采用的是在輸入側(cè)串入了4EU3051-5UA00型電抗器。

2.3 設(shè)置專用諧波器

設(shè)置專用濾波器用來檢測變頻器和相位，并產(chǎn)生一個與諧波電流的幅值相同且相位正好相反的電流，通到變頻器中，從而可以有效地吸收諧波電流。

3 負載的匹配處理

生產(chǎn)機械所帶負載有三種類型：恒轉(zhuǎn)矩負載、風機泵類負載和恒功率負載。不同的負載選型，應選不同類型的變頻器。

3.1 恒轉(zhuǎn)矩負載

分為摩擦負載和位能式負載。摩擦負載一般要求大的啟動轉(zhuǎn)矩和制動轉(zhuǎn)矩，因此變頻器應選擇具有恒頂轉(zhuǎn)矩特性，而且啟動和制動轉(zhuǎn)矩均較大，過載時間和過載能力的變頻器。位能負載一般要求大的啟動轉(zhuǎn)矩和能量回饋功能，應選擇具有四象限運行能力的變頻器，我廠選用的變頻器就屬于次類型的變頻器，要求啟動轉(zhuǎn)矩大。

3.2 風機泵類負載

這類負載對變頻器的性能要求不高，所以選擇具有U/F=const控制模式的變頻器即可，如果將變頻器輸出頻率提高到工頻以上時，負載功率急劇增加，會引起電動機過熱或停轉(zhuǎn)，因此切勿輕易將頻率提高到工頻以上。

3.3 恒功率負載

對恒功率特性的負載配用變頻器時，應注意在工頻以上頻率范圍內(nèi)變頻器輸出電壓為定值控制，可使用標準電動機與通用變頻器的組合。而在工頻以下頻率范圍內(nèi)為U/F定值控制，電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩有相反傾向，標準電動機與通用變頻器的組合難以適應，故應專門設(shè)計。

4 方大特鋼煉鋼廠案例分析

我廠的爐體傾動系統(tǒng)使用的是西門子的6SE7032-IEG60系列變頻器，自2004年兩座65t轉(zhuǎn)爐投產(chǎn)以來，開始階段運行情況比較好，隨著爐座冶煉次數(shù)的增加，傾動系統(tǒng)也暴露了一部分問題，最主要的問題是，變頻器的運行極不穩(wěn)定。65t轉(zhuǎn)爐的設(shè)計在正常的情況下爐口比爐底輕，爐體能靠自重回復到零位，但是由于冶煉中的出鋼和倒渣的影響，爐體變成了頭部比腳部重，所以爐體在出鋼過程中，我們往回搖爐時，松開抱閘的時間很短，但是電機運行到額定轉(zhuǎn)矩的時間比松開抱閘的時間長，導致爐體向出鋼面傾翻，出現(xiàn)了幾次比較大的鋼水溢出事故，給轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)和安全帶來了很大的影響。因此我廠組織人員對變頻器進行跟蹤調(diào)查，改變了報閘松開的時間，使他和達到額定轉(zhuǎn)矩的時間基本上一致，經(jīng)過這次參數(shù)調(diào)整以后，我廠再也沒有發(fā)生鋼水溢出事故。

我廠1#65t轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)過程中，4#變頻器發(fā)生了堵轉(zhuǎn)跳閘事故（F015），我們發(fā)現(xiàn)爐體出鋼時發(fā)生的跳閘事故，初步分析原因是隨著爐體冶煉次數(shù)增加，爐口部位結(jié)渣太多，導致整個爐體中心向爐口方向轉(zhuǎn)移，搖動轉(zhuǎn)爐所需要的力矩太大，導致變頻器堵轉(zhuǎn)，并且轉(zhuǎn)爐機械系統(tǒng)也存在卡阻現(xiàn)象，對傾動系統(tǒng)所需要的啟動力矩要加大好多。經(jīng)過我們改變變頻器里面關(guān)于堵轉(zhuǎn)時間的參數(shù)，增大堵轉(zhuǎn)允許時間，現(xiàn)在再沒發(fā)生堵轉(zhuǎn)跳閘事故。

另外，我廠的連鑄系統(tǒng)的變頻器也出現(xiàn)過另外一種情況，我廠連鑄系統(tǒng)的振動、拉矯、移鋼采用的是MM 440型變頻器，在運行時，經(jīng)常發(fā)生跳閘事故。經(jīng)過分析MM 440型變頻器采用是歐洲標準，對電網(wǎng)的要求相當高，不允許電網(wǎng)的電壓波動大，而我廠的電力電網(wǎng)的電壓波動比較大，因此總造成變頻器跳閘事故，我們把變壓器的輸入檔調(diào)至最低的一檔，徹底的解決了這個問題。

綜上所述，隨著我國現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展及變頻器新技術(shù)的不斷應用與改進，變頻器會日益方便我們的生產(chǎn)生活，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約企業(yè)能源。但是變頻干擾、高次諧波、負載匹配等問題對設(shè)備穩(wěn)定運行所帶來的威脅也是不容小覷的，因此盡量抑制變頻干擾的產(chǎn)生成為擺在技術(shù)人員面前的一項重點難點課題。以上通過對變頻器應用過程中存在的問題進行分析，提出了相應的處理方法，并運用到我廠實際案例中，效果滿意，滿足了生產(chǎn)要求，減少了不必要的損失。

[1]吳忠智等編著.調(diào)速用變頻器及配套設(shè)備選用指南[M].機械工業(yè)出版社,2000.

[2]王洪銀.變頻技術(shù)應用及其干擾問題的應對[J].山東工業(yè)技術(shù),2014(01):79-79.

[3]苑國鋒,柴建云,李永東等.變速恒頻風力發(fā)電機組勵磁變頻器的研究[J].中國電機工程學報,2005(08):90-94.

[4]白相霞,張小軍. 通用變頻器干擾抑制方法和常見故障剖析[J].電工技術(shù),2014(01):59-60.

[5]劉月蘭,楊小雨. 變頻器干擾與其他故障問題的研究[J].哈爾濱師范大學自然科學學報,2008(03):56-58.

[6]劉繼光,曹亞楠,王傳山等.變頻器應用中的干擾問題及其對策[J].山東煤炭科技,2009(04):38-39.