變頻器的使用及維護

文/戶頡

在信息技術高速發展的背景下，變頻器技術的革新和發展有了新的突破，市場中開始出現各種類型的變頻器產品，與此同時增加了變頻器在各領域的使用頻率。隨著變頻器的大量使用，變頻器在使用過程中開始出現各種故障，變頻器的維護工作也因此日益繁重。

1 變頻器的工作原理

變頻器工作的目的在于實現電力設備的變頻，通過半導體對設備運行頻率以及輸出電壓的調節達到變頻的目的。變頻器運行時的電路主要分為兩種，分別是控制電路和主電路。在變頻器的工作過程中，控制電路主要發揮調節硅元件頻率的作用，通過運行指令的輸入控制整流器和逆變器，從而實現變頻。主電路一般分為三個部分，分別是逆變器、濾波器和整流器，其中整流器主要圍繞電流的調節進行運作，工頻的交流電源能在整流器的調節下轉變為直流電源，濾波器可對整流器運行時輸出的交流分量進行過濾，濾波器以吸收直流電源進行調節，在整流器和濾波器作用之后，逆變器能將轉變后的交流電源以直流電源的形式輸出。變頻器主要由人機對話界面、CPU、三相橋式整流、濾波變頻器、逆變系統以及監測系統構成，在各部件的相互配合下達到控制系統的目的，其運行原理如圖1所示。

2 變頻器的實際應用

2.1 鍋爐鏈條給煤機上的應用

圖1：變頻器工作原理圖

變頻器的實際應用范圍較為廣泛，一直以來被大量應用到工業領域的生產中，尤其是近年來在煉油化工領域的應用。煉油化工工業生產和加工往往需要耗費大量的電力資源和燃料，這不僅不利于對工業成本的控制，還不利于生產設備的正常運作，因此需要利用變頻器進行控制和調節。在煉油化過程中，變頻器在鍋爐鏈條給煤機上的應用中，能解決鍋爐運行對煤需求量不同的問題，在變頻器的變頻過程中控制鍋爐鏈條給煤機，保證鍋爐的正常運行。鍋爐鏈條能在變頻器的設定下控制給煤數量，使得煤機給煤數量能滿足鍋爐正常運作的需要。由此可見，變頻器在煉油化工工業領域中變頻器得到了全面的應用，鍋爐鏈條給煤機需要變頻器的調節和控制實現精益化生產。

2.2 恒壓供水系統上的應用

恒壓供水系統是變頻器在煉油化工領域應用的重要突破，不僅促進了煉油化工工業生產的發展，還滿足了城市生活用水的需要。基于變頻器的特點，恒壓供水系統通過變頻器的調節和控制滿足煉油加工的需求。恒壓供水系統為達到持續供水的目的，以變頻器的控制為核心，保持供水壓力的穩定，避免了過度供水或供水不足現象的發生，把變頻器的優勢發揮到了極致，使得供水系統得到了優化和升級。從變頻器在恒壓供水系統上的應用來看，不僅解決了供水系統壓力不恒定的問題，還極大程度地控制了供水系統的水量，使供水系統工作指標不斷得到提升，供水質量有了重要保障。因此，變頻器在恒壓供水系統上的應用是極具意義的。

2.3 風機上的應用

近年來變頻器開始逐漸被應用于風機工作中，是促進風機電力系統發展的重要載體。在煉油化工中風機具有重要用途，尤其是風機對催化裝置的作用。風機工作對電力的要求極高，尤其是在工作時間和強度兩個方面，只有滿足風機工作的要求才能為電力系統提供保障，從而達到延長風機使用壽命的目的。根據風機工作的需要，變頻器在風機上得到了全面應用，并在煉油化工領域取得了較為明顯的效果。變頻器在風機上主要發揮調節控制風機轉動頻率的作用，變頻器通過設定的指令，控制風機轉動的時間和強度，實現風機的變頻。變頻器在風機的應用中除了需要設定參數以外，還需要做好變頻器參數維護的工作，只有參數設定不出現故障，風機才能持續不斷地運行，變頻器才能一直穩定地發揮變頻功能，從而達到風機變頻的要求。

3 變頻器的維護措施分析

3.1 做好變頻器參數的設定

在變頻器的維護工作中需要做好對參數的設定，通過穩定的參數設定保持電力設備持續不斷地變頻，保持設備的正常運轉。變頻器本身具有控制調節的作用，該特點決定了變頻器的工作原理，當變頻器應用到設備并安裝完成之后，還需要對參數進行設定，使系統發出指令，讓設備根據已設定的指令運行。變頻器參數的設定不僅需要結合設備實際需要，還需要符合變頻器的基本規律，以保證變頻器的運行效果，如果變頻器參數的設定不符合變頻運行規律，則達不到變頻的目的，還容易導致設備受損，從而縮短設備使用壽命。因此，做好變頻器的參數設定是極其重要的，從變頻器本身的使用角度來看，做好參數設定工作是保證變頻器持續運行的基本前提，從變頻器的維護角度來看，將參數設定好是保護變頻器的重要措施，不僅能為變頻器的控制提供保障，還能為維護變頻器奠定基礎。由此可見，做好參數的設定是維護變頻器以及設備的重要渠道。

3.2 控制變頻器運行時間，避免變頻器過熱

從變頻器的工作特點來看，變頻器是持續不斷工作的，而該種無間隙的運行方式對變頻器本身的傷害極大，持續不斷地運行會導致變頻器發熱，導致變頻器故障的發生。因此變頻器需要按照一定的規律或者結合設備工作的需要控制運行時間，以間歇式的方式保持基本的運行，避免變頻器過熱損傷變頻元件，使變頻器既能滿足運行的需要，又能有效降低控制元件的損壞程度，提高變頻器的有效使用率。因此，變頻器的維護應該從運行時間的控制角度入手，避免變頻器過度發熱引發故障。

3.3 檢查變頻器電壓情況，避免過電壓和欠電壓的現象出現

在維護變頻器的過程中應該加大對電壓情況的檢查力度，保證電壓的穩定性，防止電壓過高或過低現象的發生。由于變頻器的運行需要較為穩定的電壓，因此對電壓有一定的要求，穩定的電壓能為變頻器的運行提供保障，通過穩定的電壓輸入避免控制電路發生故障。當變頻器輸入電壓過高時，變頻器的整流器便無法將交流電源充分地轉換為直流電源，容易導致濾波器無法轉換過多的交流電源，從而燒壞變頻器引發故障；當變頻器輸入電壓過低時，便會觸發變頻器的欠壓故障，從而封鎖逆變器的輸出電路，導致電力設備運行停止。因此在變頻器的維護過程中必須對檢查電壓情況引起重視，通過示波器以及電能質量分析儀的使用時刻檢查變頻器電壓情況，為變頻器的運行提供穩定的電壓環境，保證變頻器的正常運行。

4 變頻器常見故障與處理

變頻器在的使用過程中存在許多較為常見的故障，主要表現在電壓、電流以及過載方面。由于電壓的不穩定，變頻器易出現過電壓、欠電壓等故障；而變頻器因為電流的問題也會發生一系列故障，例如過電流、短路等問題；過載是造成變頻器發生故障的重要原因，變頻器因為過載可能發生電源缺相、CPU異常、通信異常等故障。對于變頻器運行發生的故障大部分能迅速找到原因，但變頻器在運行過程中也存在許多難以檢測的故障源，還需要使用常規以外的手段進行檢測。

變頻器發生故障時，首先應該切斷電源，其次待變頻器電壓降低之后進行檢查，由于變頻器運行會儲存大量的直流電，因此變頻器電源切斷之后不能立即進行檢查。目前市場中存在各種不同型號的變頻器，但其故障類型都具有一定的共性，因此變頻器發生故障的處理方法也較為相同，大致可分為以下幾種：

（1）電壓故障，當發生過壓故障時，在確認電壓過高后應該延長變頻器減速時間，其次再檢查放電電路，最后再增加制動電阻控制電壓，當發生欠壓故障時，應該檢查變頻器的接觸器、整流器是否受損，其次再檢查該電路系統是否存在負載啟動問題；

（2）電流故障，當變壓器發生過電流故障時，變頻器電路會自動跳閘，因此應該檢查該電路中是否存在短路或者接地的問題，其次再檢查需要變頻的設備是否存在內部問題，接著再查看逆變器是否損壞，該期間應該為變頻器減速延長時間，最后應該排除變頻器內部問題；

（3）過載故障，當變頻器發生過載故障時，應該對變頻器的容量進行檢查，其次將熱繼電器保護值以及轉矩提升量進行設置，最后再排除變頻器內部故障。

5 結語

由此看來，變頻器對于我們的生活及生產具有重要意義，變頻器的廣泛應用使操作更加簡單快捷，我們應該不斷創新和改革，使變頻器得到全面應用，極大程度地發揮出變頻器的優勢。