变频器应用中常见使用问题及处理方法

 

Q:如何延长变频器使用寿命（主要是电解电容、风扇）？

A: 变频器虽为静止装置，但滤波电容器、冷却风扇却是消耗器件，所以变频器寿命的主要限制因素既电解电容和风扇。良好的安装环境，降低环境温度等可延长变频器的使用寿命（通常环境温度每高出10℃，变频器的寿命就会降低一半）。
电解电容：由于电解液的自然蒸发，标准寿命为5年；
风扇 ：由于润滑油的老化，标准寿命为2-3年。
寿命的判断方法
电解容器：①与其他机器比较，断电后，LED灯灭得太快；②频繁出现低电压报警；　　
风扇：①风扇运转时，有摩擦音；②电源切断时，很快停下来。

 

Q:怎么设定加减速时间及转矩提升？

A:负载的惯量大，一般起动转矩小。所以，加减速时间值设定大时，转矩提升值要设定小。
起动转矩大的负载，一般惯量小。所以，加减速时间值设定小时，转矩提升要设定大一些。
①如果加减速时间长，大电流流过的时间长；

②逐步加大转矩提升，电流会逐步减小，直到电流反而增大时，停止转矩补偿的提升；

③始动频率设得高一些（2-10Hz）。
采用无速度传感器/矢量控制模式时，自动设转矩补偿。

 

Q:一台变频器带多台电机时，怎么选定变频器容量？

A:1台变频器并联驱动多台电机（v/f），请使电机额定容量的总和在变频器的额定输出电流以下,并保留10%余量。电机在运行过程中应同时启动/停止，不要中途投入/退出。

 

Q:漏电断路器经常跳闸，如何解决？

A:输出线与电机之间的分布电容引起，电线越长或电机容量越大时，漏电电流越大，漏电断路器容易动作。

解决方法如下：

①增加漏电开关的漏电设定电流；

②使用带高频对策的漏电开关；

③降低载波频率；

④采用输出电抗器。

 

Q:如何最大限度地减少干扰（具体对策）？

A:变频器的干扰包括：传导干扰，通过电线、接地线；感应干扰，由电磁感应、静电感应；辐射干扰，通过电线、变频器。对产生干扰方（变频器）的对策如下：

1传导干扰，在输入侧使用输入专用干扰滤波器、零相电抗器、接地电容、绝缘变压器；

2感应干扰，把输入/出线、动力线、信号线分离；采用屏蔽线，并使用电源线滤波器（共用扼流圈、磁环），正确接地；
3辐射干扰，注意控制柜中的安装和动力线的金属配管；
4降低载波频率也有效果。
 对被干扰方的对策如下：
1如果受到干扰的电线或对象明确的话，就针对处理；
2如果不明确，就根据以下顺序处理：

①尽量远离变频器；

②信号线采用屏蔽线，且屏蔽线只有一端和共用端相接；

③还可以使用磁环和滤波电容；

④在电源线中插入电源线滤波器（正常状态扼流器、小型的噪音滤波器）；

⑤接地线的分离。

 

Q: 何为载波频率，如何调整？

A：A．SPWM变频器的输出电压是一系列的脉冲，脉冲频率等于载波频率。
B．在电动机的电流中，具有较强的载波频率的谐波分量，它将引起电动机铁芯的振动而发出噪声。如果噪声的频率与电机铁芯的固有震荡频率相等而发生谐振时，噪音将增大。为减小噪音，变频器为用户提供了可以在一定范围内调整载波频率的功能，以避开噪音的谐振频率。
C．载波频率的谐波分量具有较强的辐射能力，对外界电子设备会产生电磁干扰。
D．从改善电流波形的角度来说，载波频率越高，电流波形越平滑。但是，对外界的电磁干扰也越强。
E．载波频率设置越高，电机噪音越小，但是变频器自身功率器件开关损耗越大，变频器发热越严重。载波频率设置越低，电机噪音越大，但是变频器自身功率器件开关损耗越小。

 

Q:变频器能用来驱动单相电机吗？可以使用单相电源吗？

A:基本上不能用。对于调速器开关起动式的单相电机，在工作点以下的调速范围时将烧毁
辅助绕组对于电容起动或电容运转方式的，将诱发电容器爆炸。变频器的电源通常为3相，但对于小容量的，也有用单相电源运转的机种。　　

 

Q:变频器上电没有显示怎么办？

A:先检查电源是否接到变频器，空开是否合上，电源是否有缺相；如果电源正常，则检查变频器面板与键盘线是否连接完好，变频器主控板上的指示灯是否点亮；如果指示灯点亮，说明电源板已连接到主控板，若键盘接线也正常，则说明是主控板或面板有故障。

 

Q:怎么解决电压不平衡问题？

A:有时很小的电压不平衡会引起很严重的电流不平衡，甚至产生缺相。导致整流桥损坏，电解电容损坏（脉动电流增大）。对策：如果某一相的电流超过变频器的额定输出电流时，必须装上电抗器。在轻载时出现电流不平衡，不会损坏机器。

 

Q:出现整流桥损坏如何解决？

A:电网与变频器的不协调可能造成变频器整流桥的损坏，可以考虑装入交流电抗器选购件对应。需要装入交流电抗器的判断条件如下：
1变压器容量大于500kW，且变压器容量与变频器容量的比大于10时；
2同一电源变压器装有可控硅负载或功率因素补偿电容器时；
3电源三相电压不平衡超过3%时；
4需要改善输入功率因素时。

 

Q:如在输出侧有电磁接触器，有什么注意事项?

A:在运行中请勿断开再吸合，因会产生很大的冲击电流。故有时变频器可能会跳闸。
 发生瞬时停电时，使变频器停机。因在发生极电短时间的瞬时停电（0.1秒左右）时，接触器会断开而变频器不出现欠压报警。故在复电时，产生冲击电流，变频器可能会过流跳闸。

 

Q:是否可以由输入侧电磁接触器来进行运行/停止？

A:不可以。频繁开/关时，会导致充电电阻损坏；马达自由空转时，会产生过流，容易炸直流电路（电解电容）/击穿逆变模块。　　

 

Q:如果现场的海拔标准高度超过1000M，有什么对策？

A:现场的海拔标高过1000m时，请把负载率减少（因冷却效果降低）。
 标准 2000m：把负载电流下降到90％，3000m：把负载电流下降80％ 。

 

Q:怎么解决电机的机械振动？

A:设备的共振：用回避频率处理；如变频器提供了参数修正不稳定现象，由小到大逐渐改变该设定值（去除不稳定现象）；10Hz-40Hz轻负载时容易产生不稳定现象。

 

Q:变频器的过电流保护及处理方法？

A:过电流保护的对象主要指带有突变性质的、电流的峰值超过了变频器的容许值的情形。过电流的原因有：
1工作中过电流，即拖动系统在工作过程中出现过电流，其原因大致来自以下几方面：
① 电动机遇到冲击负载，或传动机构出现“卡住”现象，引起电动机电流的突然增加；
② 变频器的输出侧短路，如输出端到电动机之间的连接线发生相互短路，或电动机内部发生短路等；
③ 变频器自身工作的不正常，如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器件在不断交替的工作过程中出现异常。如由于环境温度过高或逆变器件本身老化等原因，使逆变器件的参数发生变化，导致在交替过程中，一个器件已经导通，而另一个器件却还未来得及关断，引起同一个桥臂的上、下两个器件的“直通”，使直流电压的正、负极间处于短路状态。
2升速时过电流，当负载的惯性较大，而升速时间又设定得太短时，意味着在升速过程中，变频器的工作效率上升太快，电动机的同步转速迅速上升，而电动机转子的转速因负载惯性较大而跟不上去，结果是升速电流太大。
3降速中的过电流，当负载的惯性较大，而降速时间设定得太短时，同步转速迅速下降，而电动机转子因负载的惯性大，仍维持较高的转速，这时转子绕组切割磁力线的速度太大而产生过电流。处理方法如下：
1起动时一升速就跳闸，这是过电流十分严重的现象，主要检查：

① 工作机械有没有卡住；

② 负载侧是否短路，用兆欧表检查对地是否短路；

③ 变频器功率模块有没有损坏；

④ 电动机的起动转矩过小，拖动系统转不起来。

2起动时不马上跳闸，而在运行过程中跳闸，主要检查：

① 加减速时间设定太短，加长加减速时间；

②转矩补偿（U/F比）设定太大，引起低频时空载电流过大；

③电子热继电器整定不当，动作电流设定得太小，引起变频器误动作。

 

Q:什么是转差补偿？

A:含义：根据负载电流的大小，适当提高变频器的输出频率（内部提高，实际显示不变），以补偿由于负载的增加而引起的转差增大。

 

Q:什么是再生制动？再生制动有哪些方法？

A:电动机在运转中如果降低指令频率，则电动机变为异步发电机状态运行，作为制动器而工作，这就叫作再生（电气）制动。再生制动的方法：
1能量消耗型，这种方法是在变频器直流回路中并联一个制动电阻，通过检测直流母线电压来控制一个功率管的通断。在直流母线电压上升至700V左右时，功率管导通，将再生能量通入电阻，以热能的形式消耗掉，从而防止直流电压的上升。由于再生能量没能得到利用，因此属于能量消耗型。与直流制动不同的是，再生制动将能量消耗与电机之外的制动电阻上，电机不会过热，可较频繁的工作。

2并联直流母线吸收型，适用于多电机传动系统（如牵伸机），每台电机均需一台变频器，多台变频器共用一个网侧变流器，所有逆变器并接在一条直流母线上。这种系统中往往有一台或数台电机正常工作于制动状态，处于制动状态的电机被其他电机拖动，产生再生能量，这些能量再通过并联直流母线被处于电动状态的电机吸收。在不能完全吸收的情况下，产生的能量由共用的制动电阻消耗掉。这里的再生能量部分被吸收利用，没有回馈到电网中。

3能量回馈型，能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的，当有再生能量产生时，可逆变流器将再生能量回馈给电网，使再生能量得到完全利用。这种方法对电源稳定性要求较高，一旦突然停电，将发生逆变颠覆。

 

Q:变频器在使用过程中出现过电压如何处理？

A: 由于过电压产生的原因不同，因而采取的对策也不相同：
1对于在停车过程中产生的过电压现象，如果对停车时间或位置无特殊要求，那么可以采用延长变频器减速时间或自由停车的方法来解决。所谓自由停车即变频器将主开关器件断开，让电机自由滑行停止。

2如果对停车时间或停车位置有一定的要求，那么可以采用直流制动（DC制动）功能。直流制动功能是将电机减速到一定频率后，在电机定子绕组中通入直流电，形成一个静止的磁场。电机转子绕组切割这个磁场而产生一个制动转矩，使负载的动能变成电能以热量的形式消耗于电机转子回路中，因此这种制动又称作能耗制动。在直流制动的过程中实际上包含了再生制动与能耗制动两个过程。这种制动方法效率仅为再生制动的30-60％，制动转矩较小。由于将能量消耗于电机中会使电机过热，所以制动时间不宜过长。而且直流制动开始频率，制动时间及制动电压的大小均为人工设定，不能根据再生电压的高低自动调节，因而直流制动不能用于正常运行中产生的过电压，只能用于停车时的制动。

3 对于减速（从高速转为低速，但不停车）时因负载的GD2（飞轮转矩）过大而产生的过电压，可以采取适当延长减速时间的方法来解决。

　　

Q:电机损耗及发热问题，如何解决？

A:使用变频器后，由于高次谐波的影响，温度比工频驱动高（主要是二次铜损增大）对于大多数风冷电机来说，保持低于50Hz连续运行时，散热效果变差。加交流输出电抗器（阻抗为3％）或采用变频电机时可使问题得到改善。速度为额定速度1/2时，输出转矩降低10%，速度为额定速度1/3时，输出转矩降低20%。

 　　
Q:如何避免电机绝缘击穿事故？

A:电机绝缘击穿由输出线上的分布电容和分布电感的共振产生浪涌电压，叠加到输出电压而产生的。晶体管、IGBT的开关频率越高，配线越长，产生的浪涌电压越高，最大时，可产生直流电压2倍的浪涌电压。采用高绝缘强度的电机；加交流输出电抗器（阻抗为3％）；加输出电感L、电容C、电阻R滤波器。以上三种方法可使问题得到解决。如果绝缘问题存在的话，会在短期内出现问题。

 
Q:失速防止功能是什么意思？

A:如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速（电角频率）的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速防止功能。

 

Q:在同一工厂内大型电机同时起动，运转中变频器停止是为什么？

A:电机起动时将流过和容量相对应的起动电流，电机定子侧的变压器产生电压降，电机容量大时此压降影响也大，连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断，因而有时保护功能（AE.DCL）动作，造成停止运转。

 

Q:使用带制动器的电机时应注意什么？

A:制动器励磁回路电源应取自变频器的输入侧。如果变频器正在输出功率时制动器动作，将造成过电流切断。所以要在变频器停止输出后再使制动器动作。

 

Q:滤波电容器为消耗品，那么怎样判断它的寿命？

A:作为滤波电容器使用的电容器，其静电容量随着时间的推移而缓缓减少，定期地测量静电容量，以达到产品额定容量的85%时为基准来判断寿命。