第３３卷第２期２０１０年２月Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．２Ｆｅｂ．
２０１０
变频器的应用与维护
宋丽娟
（冀中能源邢矿集团金牛钾碱分公司，河北
[摘
邢台０５４０００）
（以下简称钾碱）厂区很多地方都有应用，如果使用不当、操作有误、维要]变频器在冀中能源邢矿集团金牛钾碱分公司
日常维护和检修工作就显得尤为重要。护不及时，就会发生故障或停运，缩短设备的寿命。因此，
[关键词]变频器；应用；维护[中图分类号]ＴＱ１１４．１５
[文献标识码]Ｂ
[文章编号]１００３－５０９５（２０１０）
０２－００５３－０２
随着变频技术的提高，通用变频器的应用日益广
泛，变频器在钾碱厂区很多地方都有应用，利用变频调速可以实现软启动和无级调速，提高生产机械的控制精度、生产效率和产品质量等。但在实际应用中，现场的粉尘、温度、电源质量等对变频器有较大影响；同时变频器的大量应用也会带来一些负面影响，如高次谐波、干扰、电动机发热等，如何对变频器进行日常维护成为钾碱电气专业的重要任务。
2变频器控制回路的抗干扰措施
由于主回路的非线性（进行开关动作），变频器本
身就是谐波干扰源，而其周围控制回路却是小能量、弱回路信号，极易遭受其他装置产生的干扰，造成变频器自身和周边设备无法正常工作。因此，变频器在安装使用时，必须对控制回路采取抗干扰措施。2. 1变频器的基本控制回路
变频器同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种［２］：①４～２０ｍＡ电流信号回路（模拟）；１～５／０～５Ｖ电压信号回路（模拟）。②开关信号回路，变频器的开停指示、正反转指示等（数字）。外部控
同时干扰制指令信号通过上述基本回路导入变频器。
源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒体入侵变频器。
2. 2变频器干扰的基本类型及抗干扰措施
2. 2. 1静电耦合干扰
静电耦合干扰是指控制电缆或通信总线与周围电气回路的静电耦合，在电缆中产生的电势。可采取如下措施：①远离电源电缆、大容量接触器以及其他产生较强磁场设备的电源线路。②在电缆间设置屏蔽导体，再将屏蔽导体接地。2. 2. 2静电感应干扰
静电感应干扰是指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决于干扰源产生的磁通大小、控制电缆形成的闭环面积和干扰源与控制电缆间的相对位置。可采取如下措施：①将控制电缆与主回路电缆或其他动力电缆分离敷设，分离距离通常在３０ｃｍ以上（最低１０ｃｍ），分离困难时，将控制电缆穿过镀锌管铺设。②使用有屏蔽层的绞线，并将屏蔽层单端接地。③在控制电缆敷设过程中，
1变频器原理
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源转换为另一频率的电能控制装置，现在使用的
变频器主要采用交－直－交方式（ＷＶＦ变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的基本组成如图１所示［１］，它由整流器、中间直流环节、逆变器、控制电路组成。整流器的作用是将三相（或单相）交流电整流成直流电。中间直流环节负责将整流器输出的交流成分滤除掉获得纯直流电提供给逆变器。逆变器将直流电重新逆变为新的频率的三相交流电，驱动负载电动机转动。
图1变频器的组成
[收稿日期]２００９－１０－２９
[作者简介]宋丽娟（１９８３－），女，助理工程师，从事钾碱企业
电气检修和整流部分技术工作。
·５４·河北化工第２期
若出现不可避免地与其他线路交叉时，要注意交叉的角度，尽可能以９０°交叉的方式敷设。
2. 2. 3电波干扰
电波干扰是指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。可采取如下措施：同“２．２．１”、“２．２．２”所述，必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用铁箱要接地。2. 2. 4线路接触不良干扰
线路接触不良干扰是指变频器控制电缆的电接点及继电器触点接触不良在电缆中产生的干扰。可采取如下措施：①对继电器触点接触不良，采用并联触点或镀金触头继电器或选用密封式继电器，必要时采用接触器代替继电器。②对电缆连接点应定期检查，常做拧紧加固处理。2. 2. 5供电干扰
供电干扰是指各种电气设备从同一电源系统获得供电时，由其他设备在电源系统中产生的干扰。可采取如下措施：①变频器的控制电源由另外系统供电；②在控制电源的输入侧装设线路滤波器；③装设隔离变压器，且屏蔽层接地。2. 2. 6接地干扰
接地干扰是指机体接地和信号接地，对于弱电压电流回路及任何不合理的接地诱发的各种干扰，如设置两个以上接地点，接地处会有电位差，产生干扰。可采取如下措施：①速度给定信号的控制电缆屏蔽层仅一点接地，屏蔽层不应作为信号的通路使用。②电缆的接地在变频器侧进行，使用专设的接地端子，不与其他接地端子共用，并尽量减小接地端子的对地电阻，一般≤１０Ω。
变频器对电网容量大的至无法正常工作。一般来讲，
系统影响不是很明显，这也是谐波不被大多数用户重视的原因。但对容量小的系统，谐波产生的干扰却不能忽视。因此，对谐波问题必须采取适当措施：①增加供电电源的内阻抗，即变压器的短路阻抗。内阻抗越大，谐波分量越小。②安装电抗器。在变频器的输入输出端安装合适的电抗器或者谐波滤波器，滤波器应为ＬＣ型，以吸收谐波，增大电源或负载的阻抗，达到抑制谐波的目的。③选用产生谐波较小的变频器，
④设置专用滤波器。检测谐波的从源头上减小谐波。
幅值和相位，并产生一个与谐波幅值和相位相反的电流，有效抑制谐波的产生。⑤使用专用变频调速电动机以解决散热问题。
4正确使用变频器的注意事项
①环境因素对变频器的使用寿命有很大的影响。环境温度每升１０℃，则变频器寿命减半，因此环境问题一定要解决好。在钾碱，尤其是夏天，变频器的温度很高，这就需要及时安装风扇进行降温。②注意转速和扬程的关系。电机的选择及其工作段是比较重要的问题。如果变频器长时间运行在５Ｈｚ以下，则电机发热成了突出问题。③若系统采用工频－变频切换方式运行，工频输出和变频输出的互锁要可靠，而且开停泵、工频／变频切换都要停变频器，再操作继电器。由于触点黏连及大容量接触器电弧的熄灭需要一定时间，上述切换的顺序、时间要考虑周全。
5结束语
在变频器的使用和日常维护中，应注意检查电网电业，改善变频器、电机及线路的周边环境，定期清除变频器内部灰尘，检查端子是否紧固，通过加强设备管理最大限度地降低变频器的故障率。同时做好故障记录，注意分析故障发生的负载状态、操作过程、故障现象等都十分重要，有利于日后的工作。
[参考文献]
［１］齐占庆．王振臣．电气控制技术［Ｍ］．机械工业出版社，２００２．［２］ＡＢＢ公司．变频器使用说明书［Ｚ］．
［３］张远正，张金远．变频器应用经验［Ｍ］．中国电力出版社，２００６．
3谐波对电网及其他系统的危害及对策[3]
如果变频器的输出含有谐波，低次谐波引起转矩脉动，对电动机拖动负载影响较大而高次谐波使变频器输出电缆的漏电流增加，使电动机的出力不足。同时，谐波的存在使电动机发热，影响其他用电设备特别是计算机的正常使用。谐波或电磁干扰还会导致继电器保护装置的误动作，使电气仪表计量不准确，甚
第３３卷第２期２０１０年２月Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．２Ｆｅｂ．
２０１０
变频器的应用与维护
宋丽娟
（冀中能源邢矿集团金牛钾碱分公司，河北
[摘
邢台０５４０００）
（以下简称钾碱）厂区很多地方都有应用，如果使用不当、操作有误、维要]变频器在冀中能源邢矿集团金牛钾碱分公司
日常维护和检修工作就显得尤为重要。护不及时，就会发生故障或停运，缩短设备的寿命。因此，
[关键词]变频器；应用；维护[中图分类号]ＴＱ１１４．１５
[文献标识码]Ｂ
[文章编号]１００３－５０９５（２０１０）
０２－００５３－０２
随着变频技术的提高，通用变频器的应用日益广
泛，变频器在钾碱厂区很多地方都有应用，利用变频调速可以实现软启动和无级调速，提高生产机械的控制精度、生产效率和产品质量等。但在实际应用中，现场的粉尘、温度、电源质量等对变频器有较大影响；同时变频器的大量应用也会带来一些负面影响，如高次谐波、干扰、电动机发热等，如何对变频器进行日常维护成为钾碱电气专业的重要任务。
2变频器控制回路的抗干扰措施
由于主回路的非线性（进行开关动作），变频器本
身就是谐波干扰源，而其周围控制回路却是小能量、弱回路信号，极易遭受其他装置产生的干扰，造成变频器自身和周边设备无法正常工作。因此，变频器在安装使用时，必须对控制回路采取抗干扰措施。2. 1变频器的基本控制回路
变频器同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种［２］：①４～２０ｍＡ电流信号回路（模拟）；１～５／０～５Ｖ电压信号回路（模拟）。②开关信号回路，变频器的开停指示、正反转指示等（数字）。外部控
同时干扰制指令信号通过上述基本回路导入变频器。
源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒体入侵变频器。
2. 2变频器干扰的基本类型及抗干扰措施
2. 2. 1静电耦合干扰
静电耦合干扰是指控制电缆或通信总线与周围电气回路的静电耦合，在电缆中产生的电势。可采取如下措施：①远离电源电缆、大容量接触器以及其他产生较强磁场设备的电源线路。②在电缆间设置屏蔽导体，再将屏蔽导体接地。2. 2. 2静电感应干扰
静电感应干扰是指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。干扰的大小取决于干扰源产生的磁通大小、控制电缆形成的闭环面积和干扰源与控制电缆间的相对位置。可采取如下措施：①将控制电缆与主回路电缆或其他动力电缆分离敷设，分离距离通常在３０ｃｍ以上（最低１０ｃｍ），分离困难时，将控制电缆穿过镀锌管铺设。②使用有屏蔽层的绞线，并将屏蔽层单端接地。③在控制电缆敷设过程中，
1变频器原理
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源转换为另一频率的电能控制装置，现在使用的
变频器主要采用交－直－交方式（ＷＶＦ变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的基本组成如图１所示［１］，它由整流器、中间直流环节、逆变器、控制电路组成。整流器的作用是将三相（或单相）交流电整流成直流电。中间直流环节负责将整流器输出的交流成分滤除掉获得纯直流电提供给逆变器。逆变器将直流电重新逆变为新的频率的三相交流电，驱动负载电动机转动。
图1变频器的组成
[收稿日期]２００９－１０－２９
[作者简介]宋丽娟（１９８３－），女，助理工程师，从事钾碱企业
电气检修和整流部分技术工作。
·５４·河北化工第２期
若出现不可避免地与其他线路交叉时，要注意交叉的角度，尽可能以９０°交叉的方式敷设。
2. 2. 3电波干扰
电波干扰是指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。可采取如下措施：同“２．２．１”、“２．２．２”所述，必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用铁箱要接地。2. 2. 4线路接触不良干扰
线路接触不良干扰是指变频器控制电缆的电接点及继电器触点接触不良在电缆中产生的干扰。可采取如下措施：①对继电器触点接触不良，采用并联触点或镀金触头继电器或选用密封式继电器，必要时采用接触器代替继电器。②对电缆连接点应定期检查，常做拧紧加固处理。2. 2. 5供电干扰
供电干扰是指各种电气设备从同一电源系统获得供电时，由其他设备在电源系统中产生的干扰。可采取如下措施：①变频器的控制电源由另外系统供电；②在控制电源的输入侧装设线路滤波器；③装设隔离变压器，且屏蔽层接地。2. 2. 6接地干扰
接地干扰是指机体接地和信号接地，对于弱电压电流回路及任何不合理的接地诱发的各种干扰，如设置两个以上接地点，接地处会有电位差，产生干扰。可采取如下措施：①速度给定信号的控制电缆屏蔽层仅一点接地，屏蔽层不应作为信号的通路使用。②电缆的接地在变频器侧进行，使用专设的接地端子，不与其他接地端子共用，并尽量减小接地端子的对地电阻，一般≤１０Ω。
变频器对电网容量大的至无法正常工作。一般来讲，
系统影响不是很明显，这也是谐波不被大多数用户重视的原因。但对容量小的系统，谐波产生的干扰却不能忽视。因此，对谐波问题必须采取适当措施：①增加供电电源的内阻抗，即变压器的短路阻抗。内阻抗越大，谐波分量越小。②安装电抗器。在变频器的输入输出端安装合适的电抗器或者谐波滤波器，滤波器应为ＬＣ型，以吸收谐波，增大电源或负载的阻抗，达到抑制谐波的目的。③选用产生谐波较小的变频器，
④设置专用滤波器。检测谐波的从源头上减小谐波。
幅值和相位，并产生一个与谐波幅值和相位相反的电流，有效抑制谐波的产生。⑤使用专用变频调速电动机以解决散热问题。
4正确使用变频器的注意事项
①环境因素对变频器的使用寿命有很大的影响。环境温度每升１０℃，则变频器寿命减半，因此环境问题一定要解决好。在钾碱，尤其是夏天，变频器的温度很高，这就需要及时安装风扇进行降温。②注意转速和扬程的关系。电机的选择及其工作段是比较重要的问题。如果变频器长时间运行在５Ｈｚ以下，则电机发热成了突出问题。③若系统采用工频－变频切换方式运行，工频输出和变频输出的互锁要可靠，而且开停泵、工频／变频切换都要停变频器，再操作继电器。由于触点黏连及大容量接触器电弧的熄灭需要一定时间，上述切换的顺序、时间要考虑周全。
5结束语
在变频器的使用和日常维护中，应注意检查电网电业，改善变频器、电机及线路的周边环境，定期清除变频器内部灰尘，检查端子是否紧固，通过加强设备管理最大限度地降低变频器的故障率。同时做好故障记录，注意分析故障发生的负载状态、操作过程、故障现象等都十分重要，有利于日后的工作。
[参考文献]
［１］齐占庆．王振臣．电气控制技术［Ｍ］．机械工业出版社，２００２．［２］ＡＢＢ公司．变频器使用说明书［Ｚ］．
［３］张远正，张金远．变频器应用经验［Ｍ］．中国电力出版社，２００６．
3谐波对电网及其他系统的危害及对策[3]
如果变频器的输出含有谐波，低次谐波引起转矩脉动，对电动机拖动负载影响较大而高次谐波使变频器输出电缆的漏电流增加，使电动机的出力不足。同时，谐波的存在使电动机发热，影响其他用电设备特别是计算机的正常使用。谐波或电磁干扰还会导致继电器保护装置的误动作，使电气仪表计量不准确，甚