變頻器在離子膜燒堿生產中的應用研究

（天能化工有限公司，新疆石河子市，832000）魏 勇

變頻器是利用電力半導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，根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節能和調速的目的，天能化工有限公司32萬噸離子膜燒堿生產中廣泛采用德國西門子變頻器，由于離子膜燒堿生產環境具有高溫、腐蝕性的特點，變頻器的正確安裝及規范使用直接影響離子膜生產裝置的穩定運行。

1 變頻器安裝注意事項

變頻器的安裝條件非常嚴格，在國內離子膜燒堿工廠中，周圍的生產環境存在不同程度的振動，同時還伴隨著高溫、堿塵等，這些對于變頻器的安裝有著非常嚴重的影響，并且還會影響變頻器的正常運行。

首先要避免振動，振動會引起電機的脈動轉矩和機械系統的共振，當共振的頻率達到變頻器的振動頻率時會影響變頻器正常運行，情況嚴重時還會導致設備損壞。若要延長變頻器的工作壽命，就需要盡可能的去消除變頻器安裝環境中的一些危害，因為振動是電子器件造成機械損傷的主要原因，在進行變頻器的安裝調試過程當中，第一是需要保證控制變頻器的精度，第二是需要減小脈沖轉矩成分，將機械的共振點進行屏蔽或者是將兩者的共振點進行錯開，這樣才能更好的保證變頻器的正常工作，產生共振現象的時候還會造成機械的螺絲等脫落，在安裝之前要仔細檢查機械身上的螺絲是否出現松動的現象，還需要利用橡膠等來進行避震處理；其次是安裝環境溫度的控制，離子膜燒堿生產過程中周圍的溫度是會發生變化的，而溫度對變頻器的影響也是不能忽視的，環境溫度通常控制在40℃以下，所以在安裝變頻器的房間內需要避免日光的直射，或者是在這個空間內安裝空調，要避免溫度和濕度過高造成變頻器內部電線被燒毀；最后就是避免腐蝕，在離子膜燒堿生產過程中會產生堿塵，堿塵具有強腐蝕性，這些腐蝕性會導致電子器件生銹，變頻器內部出現短路的現象，所以在安裝變頻器的空間之中要做好相應的防腐防塵處理，這樣才能更好的延長變頻器的使用壽命。

2 避免電磁感應干擾

變頻器在運行的時候會產生一定的磁場，如果在變頻器工作環境的周圍有一些電磁干擾，那么變頻器內部的電線會出現干擾，最后會導致相關的器件接收到錯誤的指令，錯誤的指令就會導致變頻器出現停機或者是不正常的現象，運行久了就會損壞變頻器，圖1所示為變頻器工作原理圖。

圖1 變頻器工作原理圖

變頻器運行的時候，要對變頻器周圍的安裝環境進行認真排查，看哪些機械設備會產生電磁對變頻器進行干擾，要采取一定的措施來抑制電磁干擾，除了采用一些抑制電磁的手段之外，還可以利用一些方法來屏蔽電磁的干擾。首先，要給變頻器建立單獨的空間，這樣它的周圍就沒有多余的機械設備，就不會產生電磁，這樣也不會有干擾。其次，可以在變頻器周圍安裝一個吸收裝置，而這個吸收裝置能夠對周圍的繼電器、接觸器等進行吸收，這樣就不會產生電磁干擾。再次，在變頻器的運行空間中安裝屏蔽裝置，就是對各個機械的電纜中的回路采用屏蔽裝置，同時要嚴格按照相關的規定進行安裝，如果一些機械設備的線路比較長，可以采用中繼的方式進行安裝。最后，變頻器在進行工作時是從輸入端到輸出端，所以變頻器在接收電磁干擾的時候都是從輸入端進入，所以要在變頻器的輸入端安裝電磁感應濾波器，這樣就可以避免一些電磁進入到變頻器當中。

3 變頻器電源異常措施

變頻器工作過程中電源難免出現異常情況，而電源在異常的時候也會出現不同的表現形式，主要有電源短路、電壓波動過大以及其它特殊情況。但是不管是什么樣的情況，都會對變頻器的穩定工作造成一定的影響。這些情況的出現有可能是因為輸電線路在外力或者是其它的環境因素造成，也有可能是因為變頻器在安裝的時候和其他的機械設備安裝在同一供電系統之中，所以用電量會過大，造成短路或者是頻率波動，所以在安裝變頻器的過程當中還是要注意周圍的環境之中是否有直接啟動的電動機或者是大功率的電機設備，在企業設備條件允許的條件下，要盡可能避免出現電源問題。

在變頻器的選擇上，要選擇工作范圍比較寬的變頻器，如果電源出現問題，就需要變頻器能夠在瞬間停電之后還能夠正常的運轉。還有一種情況就是電源缺相因為半導體元件二極管、晶閘管等都使用的是單相控制的變頻器，雖然這種變頻器也是能夠正常使用的，但是在變頻器的內部卻有很多的問題，單相的變頻器內部整個器件會承受很大的電流，變頻器內部的電容器還會因為脈沖電流過大，也會縮短使用的時間，長時間出現這種情況就會導致變頻器出現問題，甚至是燒壞變頻器。

4 外界環境對變頻器的影響

外界環境對工業生產具有很大的影響，特別是雷電、雷擊等都會對大功率機械設備造成一定的影響，尤其是對變頻器的電源影響。由于變頻器在工作的時候，耦合在二次側形成很高的電壓沖擊，而這些沖擊會對變頻器造成很大的影響，有可能會將變頻器燒壞或者是損壞，所以變頻器在運行使用的時候，要特別注意周圍的環境，要盡可能的避免出現沖擊現象；同時為了防止沖擊對變頻器造成沖擊，可以在變頻器的輸入端加入一些加壓敏電阻設施，這些設備能夠保證變頻器的輸入電壓不會高于變頻器的最高電壓，能夠盡可能延長變頻器的使用壽命。

5 變頻器的電源高次諧波預防措施

變頻器是把工頻（50HZ）變換成各種頻率的交流電源，以實現電機的變速運行，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電轉換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。由于變頻器逆變電路的開關特性，對其供電電源形成了高次諧波電流，這種電流會造成電壓波形畸變，這種情況會對變頻器造成嚴重影響。通常情況下在電動機和變頻器之間設置一些交流電抗器，以減少變頻器產生高次諧波。此外可以利用專門的變壓器來對變頻器進行供電，將變頻器的電源單獨設置出來，這樣在使用過程中也就避免了高次諧波。

6 結束語

綜上所述，變頻器在離子膜燒堿生產中發揮了重要作用，做好變頻器本身的故障防范工作極為重要。在實際生產中，為防患于未然,事先對變頻器進行認真分析顯得尤為重要,通過掌握故障處理的規律,就能做好變頻器的維修工作,使變頻器出現的各種故障得到及時處理和解決,確保生產裝置穩定運行。