第10章-变频器的安装与维护

10.1.2装设场所

装设变频器的场所须满足以下条件：1)变频器装设的电气室应湿气少、无水浸入；2)无爆炸性、可燃性或腐蚀性气体和液体，粉尘少；3)装置容易搬入安装；有足够的空间，便于维修检查；4)备有通风口或换气装置以排出变频器产生的热量；5)与易受变频器产生的高次谐波和无线电干扰影响的装置分离。6)若安装在室外，必须单独按照户外配电装置设置。第一页，共27页。第一页，共27页。10.1.3使用环境

1．环境温度变频器运行中环境温度的容许值一般为-10～40℃。2．环境湿度变频器安装环境湿度在40%～90%为宜。3．周围气体周围不可有腐蚀性、爆炸性或可燃性气体。4．振动设置场所的振动加速度多被限制在0.3～0.6G以下。5．抗干扰为防止电磁干扰，控制线应有屏蔽措施，母线与动力线要保持不少于100mm的距离。第二页，共27页。第二页，共27页。10.1.4安装方向与空间

为了保证变频器散热良好，必须将变频器安装在垂直方向，因变频器内部装有冷却风扇以强制风冷，其上下左右与相邻的物品和挡板(墙)必须保持足够的空间。

图9-1变频器周围的空间图9-2多台变频器的安装方法

第三页，共27页。第三页，共27页。10.1.5安装方法

1)把变频器用螺栓垂直安装到坚固的物体上，从正面可以看见变频器操作面板的文字位置，不要上下颠倒或平放安装。2)变频器在运行中会发热，确保冷却风道畅通，由于变频器内部热量从上部排出，所以不要安装到不耐热机器下面。3)变频器在运转中，散热片的附近温度可上升到90℃，变频器背面要使用耐温材料。4)安装在控制柜内时，最好将发热部分露于柜之外的方法降低柜内温度，若不具备将发热部分露于柜外的条件，可装在柜内，但要充分注意换气，防止变频器周围温度超过额定值。第四页，共27页。第四页，共27页。10.1.6接线1．主回路电缆选择主回路电缆时，须考虑电流容量、短路保护、电缆压降等因素。变频器与电机之间的连接电缆尽量短，线路压降规定不能超过额定电压的2％。接地回路须按电气设备技术标准所规定的方式施工，可具体地参考变频器使用说明书。当变频器呈单元型时，接地电缆与变频器的接地端子连接；当变频器被设置在配电柜中时，则与配电柜的接地端子或接地母线相接。根据电气设备技术标准，接地电线必须用直径6mm以上的软铜线。第五页，共27页。第五页，共27页。

2．控制回路电缆变频器控制回路的控制信号均为微弱的电压、电流信号，因此，必须对控制回路采取适当的屏蔽措施。(1)主、控电缆分离

主回路电缆与控制回路电缆必须分离铺设，相隔距离按电器设备技术标准执行。(2)电缆的屏蔽若干扰存在，则应对控制电缆进行屏蔽：将电缆封入接地的金属管内；将电缆置入接地的金属通道内；采用屏蔽电缆。(3)采用绞合电缆

弱电压、电流回路(4～20mA，1～5V)用电缆，特别是长距离的控制回路电缆采用绞合线，绞合线的绞合间距最好尽可能的小，并且都使用屏蔽铠装电缆。

第六页，共27页。第六页，共27页。3.电缆的接地

正确连接

错误连接图10-4屏蔽电缆的连接方法

第七页，共27页。第七页，共27页。10.2变频器的抗干扰

10.2.1变频器运行对电网的影响

变频器的整流电路和逆变电路都是由非线性器件组成，其电路结构会导致电网的电压电流波形发生畸变。

图10-5变频器输入电压电流实测波形图10-6换相作用造成电源电压波形第八页，共27页。第八页，共27页。10.2.2变频器对电网影响的抑制

若电压畸变率高于5％，可以用接入交流电抗器或直流电抗器的方法抑制高次谐波电流。

图10-8变频器接入交流电抗器XL和直流电抗器DL

a)接入电抗值小的XLb)接入电抗值大的XLc)同时接入电抗值大的XL和DL

图10-9接入XL和DL后的电流波形第九页，共27页。第九页，共27页。10.2.3变频器对其他设备的干扰及抑止PWM控制的逆变电路会产生谐波干扰。图10-10PWM控制输出的电压波形

图10-11PWM控制输出的电流波形

第十页，共27页。第十页，共27页。10.2.3变频器对其他设备的干扰及抑止变频器产生谐波时，其干扰途径与一般电磁干扰途径相似，分别为传导、辐射和二次辐射、电磁耦合、边传导边辐射等，如图9-12所示。

图10-12谐波干扰途径第十一页，共27页。第十一页，共27页。10.2.3变频器对其他设备的干扰及抑止

变频器对其他设备干扰的抑止方法：

1）当使用容量大的变频器时，设置专用的变压器连接到高压系统。2）将动力线的接地与控制线的接地分开。3）高压电缆、动力电缆、控制电缆与仪表电缆、计算机电缆分开走线。4）在变频器前加装LC电路无源滤波器，滤掉高次谐波。5）变频器本身采用铁壳屏蔽，输出线用钢管屏蔽。

第十二页，共27页。第十二页，共27页。10.2.4电网对变频器干扰的防止

电网对变频器干扰的因素：1）电网三相电压不平衡时，会使变频器输入电流的波形发生畸变。2）当配电网络中接有功率因数补偿电容器及晶闸管整流装置等，与变频器同处于一个网络中，当补偿电容投入或晶闸管换相时，将造成变频器输入电压波形畸变。防止电网对变频器干扰的措施有：1）当变频器的容量较大时，单独配置供电变压器。2）对于配电变压器容量非常大，且变压器容量大于变频器容量10倍以上时，可在变频器输入侧加装交流电抗器。3）当配电网络有功率因数补偿电容或晶闸管整流装置时，若在变频器交流侧连接有交流电抗器，为了防止谐振现象发生，在补偿电容器前应串接适当数值的电抗器。第十三页，共27页。第十三页，共27页。10.3变频器系统的调试

10.3.1通电前的检查

（1)外观、构造检查

（2)绝缘电阻的检查1）主电路：用万用表检查，必须用兆欧表时，应按图9-14连接。

图10-14用兆欧表测试主电路的绝缘电阻

2）控制电路不能用兆欧表对控制电路进行测试，只能用高阻量程万用表。①全部卸开控制电路端子的外部连接。②进行对地之间电路测试，测量值若在1MΩ以上，就属正常。③用万用表测试接触器、继电器等控制电路的连接是否正确。

第十四页，共27页。第十四页，共27页。10.3.2通电检查

（1）观察显示情况（2）观察风机（3）测量进线电压（4）进行功能预置（5）观察显示内容

第十五页，共27页。第十五页，共27页。10.3.3空载试验

将变频器的输出端与电动机相接，电动机不带负载，主要测试以下项目：（1）测试电动机的运转对照说明书在操作面板上进行一些简单的操作，如启动、升速、降速、停止、点动等。观察电动机的旋转方向是否与所要求的一致？控制电路工作是否正常？通过逐渐升高运行频率，观察电动机在运行过程中是否运转灵活，有无杂音？运转时有无振动现象，是否平稳等。（2）电动机参数的自动检测对于应用矢量控制功能的变频器，应根据说明书的指导，在电动机的空转状态下测定电动机的参数。有的新型系列变频器也可以在静止状态下进行自动检测。第十六页，共27页。第十六页，共27页。10.3.4带负载测试

将电动机与负载连接起来进行试车。测试的内容如下：1．低速运行试验低速运行是指该生产机械所要求的最低转速。电动机应在该转速下运行1～2小时。测试内容：(1)生产机械的运转是否正常?(2)电动机在满负荷运行时，温升是否超过额定值?2．全速启动试验将给定频率设定在最大值，按“启动按钮”，使电动机的转速上升至生产机械所要求的最大转速，测试内容：(1)启动是否顺利？(2)启动电流是否过大？(3)观察整个启动过程是否平稳？(4)停机状态下是否旋转？3．全速停机试验：(1)直流电压是否过高？(2)拖动系统能否停住？4．高速运行试验：(1)电动机的带载能力？(2)机械运转是否平稳？第十七页，共27页。第十七页，共27页。10.4变频器的维护与检查

10.4.1维护注意事项（1）只有受过专业训练的人才能拆卸变频器并进行维修和器件更换。（2）维修变频器后不要将金属等导电物遗漏在变频器内，否则有可能造成变频器损坏。（3）进行维修检查前，为防止触电危险，请首先确认以下几项：①变频器已切断电源；②主控制板充电指示灯熄灭；③用万用表等确认直流母线间的电压已降到安全电压(DC36V以下)。（4）对长期不使用的变频器，通电时应使用调压器慢慢升高变频器的输入电压直至额定电压，否则有触电和爆炸危险。第十八页，共27页。第十八页，共27页。10.4.2日常检查与维护

在变频器的日常维护项目：1)变频器的运行参数是否在规定范围内，电源电压是否正常。2)变频器的操作面板显示是否正常，仪表指示是否正确，是否有振动、震荡等现象。3）冷却风扇部分是否运转正常，有无异常声音。4)变频器和电机是否有异常噪音、异常振动及过热的迹象。5）变频器及引出电缆是否有过热、变色、变形、异味、噪声等异常情况。6）变频器的周围环境是否符合标准规范，温度和湿度是否正常。第十九页，共27页。第十九页，共27页。10.4.3定期检查定期检查项目有：1）输入、输出端子和铜排是否过热变色，变形。2）控制回路端子螺钉是否松动，用螺丝刀拧紧。3）输入R、S，T与输出U、V，W端子座是否有损伤。4）R，S、T和U、V、W与铜排连接牢固否，用扳手拧紧。5）主回路和控制回路端子绝缘是否满足要求。6）电力电缆和控制电缆有无损伤和老化变色。7）污损的地方，用抹布沾上中性化学剂擦，除粉尘，保持变频器散热性能良好。9）对长期不使用的变频器，应进行定期充电试验。9）变频器的绝缘测试。第二十页，共27页。第二十页，共27页。10.4.4零部件更换冷却风扇使用3年应更换。直流滤波电容器使用5年应更换。电路板上的电解电容器使用7年应更换。其化零部件根据情况适时进行更换。第二十一页，共27页。第二十一页，共27页。10.4.5变频器基本检测和测量方法

由于变频器输入、输出电压或电流中均含有不同程度的谐波分量，用不同类别的测量仪器仪表会测量出不同的结果，并有很大差别，甚至是错误的。因此，在选择测量仪表时应区分不同的测量项目和测试点，选择不同的测试仪表，如表10-5所示。

表10-5主电路测量推荐使用的仪表

第二十二页，共27页。第二十二页，共27页。10.4.7变频器主电路的测量变频器主电路的测量电路如图10-19所示。

图10-19变频器主电路的测量

第二十三页，共27页。第二十三页，共27页。10.5变频器的常见故障与处理

10.5.1变频器常见故障诊断

1.过电流故障：故障诊断：可能是短路、接地、过负载、负载突变、加／减速时间设定太短、转矩提升量设定不合理、变频器内部故障或谐波干扰大等。2.过电压故障：故障诊断：电源电压过高、制动力矩不足、中间回路直流电压过高、加／减速时间设定的太短、电动机突然甩负载、负载惯性大、载波频率设定不合适等。3.欠电压故障：故障诊断：电源电压偏低、电源断相、在同一电源系统中有大起动电流的负载起动、变频器内部故障等。4.变频器过热故障：故障诊断：负载过大、环境温度高、散热片吸附灰尘太多、冷却风扇工作不正常或散热片堵塞、变频器内部故障等。5.变频器过载、电动机过载故障：故障诊断：负载过大或变频器容量过小、电子热继电器保护设定值太小、变频器内部故障等。第二十四页，共27页。第二十四页，共27页。10.5.2变频器的事故处理