电工技师论文74425

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本文讨论了变频器在日常使用中可能遇到的问题和故障，并提出了相应的防范措施。首先，安装环境对变频器的影响非常大，因此需要根据规格书中的要求进行安装，并采取相应的抑制措施，如避振措施、防腐防尘处理和空调等。此外，定期检查空气滤清器、散热片和冷却风扇也是必要的。对于高寒场合，还需要设置空间加热器等必要措施，以防止微处理器因温度过低不能正常工作。其次，外部的电磁感应干扰也是可能导致变频器工作不正常或停机的原因之一。为提高变频器自身的抗干扰能力，可以采取一些措施，如在继电器、接触器的控制线圈上加装防止冲击电压的吸收装置，缩短控制回路的配线距离并使其与主线路分离，采用屏蔽线回路等。此外，消除干扰源也是非常必要的。最后，电源异常也是可能导致变频器故障的原因之一。这些异常现象多半是由输电线路遭受风、雪、雷击造成的，有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。为保证设备的正常运行，对变频器供电电源也提出相应要求，如防止缺相、低电压、停电等异常现象的发生。总之，对于变频器的安装和使用，需要认真分析可能出现的故障原因，并采取相应的防范措施，以确保设备的正常运行。为了避免电动机和电磁炉等设备启动时造成电压降低，应将它们与变频器供电系统分离，以减小相互影响。在需要瞬时停电后仍能继续运行的场合，除了选择合适价格的变频器外，还需要预先考虑负载电机的降速比例。为防止在加速中出现过电流，变频器和外部控制回路采用瞬停补偿方式，并通过速度追踪和测速电机的检测来防止过电流。对于需要持续运行的设备，需要在变频器上加装自动切换的不停电电源装置。当使用二极管输入或单相控制电源的变频器时，虽然在缺相状态下也可以继续工作，但长期运行会对变频器的寿命和可靠性造成不良影响。因此，应及早检查和处理整流器中个别器件电流过大及电容器的脉冲电流过大的情况。雷击或感应雷击也可能会对变频器造成损坏。为避免因冲击电压造成过电压损坏，需要在变频器的输入端加入吸收器件，如压敏电阻等，以保证输入电压不高于变频器主回路期间所允许的最大电压。当使用真空断路器时，应尽量采用冲击形成追加RC浪涌吸收器，并保证在控制时序上将变频器断开。过去的晶体管变频器存在容易跳闸、不容易再起动、过负载能力低等缺点。但随着IGBT及CPU的迅速发展，变频器内部增加了完善的自诊断和故障防范功能，大幅度提高了变频器的可靠性。使用矢量控制变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”可以很好地克服“起动转矩不足”、“环境条件变化造成出力下降”等故障原因。该功能利用变频器内部的微型计算机的高速运算，计算出当前时刻所需要的转矩，迅速对输出电压进行修正和补偿，以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。现在的变频器软件开发更加完善，可以预先设置各种故障防止措施，并使故障化解后仍能保持连续运行，例如对自由停车过程中的电机进行再起动，对内部故障自动复位并保持连续运行，负载转矩过大时能自动调整运行曲线，避免触发保护。同时，变频器还可以对机械系统的异常转矩进行检测，以进一步提高设备的可靠性。从控制系统抗干扰能力和可靠性的角度出发，接地是变频器实际应用系统中的重要手段之一。正确的接地可以有效地抑制外来干扰，降低设备本身对外界的干扰。然而，在实际应用系统中，由于系统电源零线、地线和控制系统屏蔽地的混乱连接，大大降低了系统的稳定性和可靠性。对于变频器，主回路端子PE(E、G)的正确接地是提高变频器抑制噪声能力和减小变频器干扰的重要手段。在电源输入侧，为了提高装置的抗干扰和防雷击能力，通常采用电源滤波和防雷击电路。在两种电源方式中，为了提高抗干扰能力，一般采用电容接地方式。C2一般选用安规电容，要求具有良好的高频特性和足够的耐压能力，从而为高频干扰分量提供对地通路，抑制分布电容的影响。然而，对于低频和直流仍旧是开路，需要通过加安规电阻R2来进行弥补。由于变频器内部控制端子上控制屏蔽接地及采用线性电源变压器的屏蔽层均连接至PE，因此PE的连接情况直接关系到变频器的可靠性。在实际应用中，大多数工厂采用三相四线制，有些用户因没有地线，干脆不接，或者为了简单将PE接至零线。这种情况下，由于防浪涌电路中的电容及压敏电阻漏电流较大，在接地情况不够良好的情况下，零线与地之间的电压可能达到几十伏，甚至上百伏，对系统的可靠性产生重大影响。因此，在条件允许的情况下，应尽量采用专用接地线，避免与其他设备公用接地。变频器接地导线的截面积一般应不小于2.5mm2，长度控制在20m以内。建议变频器的接地与其它动力设备接地点分开，不能共地。控制线屏蔽接地也是提高控制系统抗干扰能力和可靠性的重要手段之一。在实际应用中，需要注意控制线屏蔽接地的正确方法，避免混乱连接导致系统稳定性和可靠性下降。在使用上位机PC/PLC通过RS232/485通信控制时，最常见的错误是两点接地。由于接地点不在同一位置，不同接地点之间会产生地电位差，从而在屏蔽线中形成地回路，这不仅无法起到屏蔽作用，反而会带来干扰。特别是在上位机侧，一般用户没有专用接地，电源插座的接地端子往往采用接零线方式，这会导致计算机或变频器的损坏。在某些PC或PLC中，开关电源采用非隔离方式，即使采用变频器方面的单侧接地，也会造成通信接口的损坏。由于变频器通信控制信号一般低于100kHz，所以一般不需要使用带状电缆，而可以采用屏蔽电缆或双绞线。然而，在实际应用过程中，由于接地不当，经常出现接地比不接地通信误码率高的现象，这使人们产生了关于屏蔽电缆是否需要接地以及采用一点、两点还是多点接地的疑惑。研究表明，在通信速率低于100kHz时，选用一点接地效果较好，对于采用Profibus、Modbus总线控制的高速率通信控制电缆的屏蔽，应该选用多点接地，最少也应该两端接地，并且采取在通信线路较长时在网络的终端加终端匹配电阻等抗干扰措施。对于电缆的多点接地，一个附加的好处是可以减少屏蔽层的静电耦合。此外，还有一个根据传输信号的波长来判别接地方式的参考标准。以传输信号的波长λ的1/4为界，通信传输线长度小于λ/4时采用一点接地；长度大于λ/4时，由于屏蔽层也能起到天线作用，应采用多点接地，在多点接地时，最理想的情况是每隔0.05～0.1λ有一个接地点。此外，在传输上升下降沿非常陡峭的信号时，也应按照变频信号来处理，实施多点接地。最后要说明的一点是，从干扰角度来看，低频干扰严重时应采用屏蔽单点接地，在高频干扰情况下要多点接地，同时建议在通讯电缆中提供一根等电位线将各节点的通讯地串起来，以提高抗干扰能力。环境的干扰时，可采用EMC滤波器等措施。在安装这些附件时，必须注意其接地问题。一般来说，这些附件的金属外壳应该与变频器的金属外壳连接，并接到PE端子上，以保证安全。同时，这些附件的屏蔽层也应该与其金属外壳连接，并接到PE端子上，以减少干扰。在连接这些附件时，应该遵循正确的连接方法，确保接地可靠。如果发现接地不良或者接地电阻过大等问题，应该及时排除。在高精度快速响应控制系统中，传感器的选择和连接方式对系统的稳定性和抗干扰能力有着重要的影响。为了提高抗干扰能力，传感器的信号线采用屏蔽线，并且屏蔽层需要与传感器壳体连接。在连接传感器时，需要注意传感器与外部设备的独立接地，或者选择传感器外壳不与控制屏蔽层连接的传感器，并在变频器侧实施一点接地。对于模拟信号控制变频器频率/转速的系统，应该采用双绞线或屏蔽电缆，并在控制器或变频器一侧实施接地。在连接其他变频器附件时，需要注意金属外壳与变频器外壳的连接，并接到PE端子上，以保证安全和减少干扰。在连接这些附件时，应该遵循正确的连接方法，确保接地可靠。设备以减少干扰。但是，如果控制系统的PE线中漏电流超标，会对设备造成严重的影响。因此，在安装设备时，必须确保PE线的接地良好，以确保漏电流不超标。6.3测试设备的安全问题在测试设备时，必须注意安全问题。特别是在测量高压电路时，必须采取隔离措施，以确保测试人员的安全。同时，在测试设备的电源方面，最好采用隔离电源，以确保设备不会受到其他设备的影响。6.4接地方式的选择在选择接地方式时，必须根据实际情况进行选择。对于在同一控制柜中的中小功率变频调速系统，建议采用公共母排接地方式，以确保设备之间的互相干扰最小化。对于不在同一控制单元，较为分散的系统，推荐不同单元之间采用独立接地方式，以确保设备之间的干扰最小化。在选择接地方式时，必须考虑设备之间的距离、设备的功率以及设备之间的互相干扰等因素。清除格式错误和明显有问题的段落后：附件屏蔽层对地线之间产生很大的漏电流。经过测试，目前许多变频器PE端子接入系统地线时漏电流达到了300mA以上，而我国消防有关规定，要求PE地线中漏电流应小于210mA，这样许多变频器是不符合防火要求的。因此，在使用变频器等产品时，对于火警危险的工作场所，一定要确认地线对地漏电流是否符合标准，以防止由于绝缘故障引起的火灾。在我国，正在推行三线五线制供电模式，但是往往由于各种人为原因，造成零线与地线在变电站接在一起，或是为了节省成本，地线埋设严重不合要求，或是地线、零线线径不符合标准，造成零线、地线与大地间电阻超过标准10Ω，从而导致零线、地线分别对地及零线与地线之间电压很高，严重时超过36V安全电压，造成安全隐患并且降低系统的抗干扰能力。为了减小部分电气设备的接地系统引起的电气噪声，中性线与接地之间的电压应小于1V。在工业生产过程中，许多设备（如塑料机械）本体与变频器共用同一个系统地线，由于许多厂家无单独地线，仍旧采用零线替代，结果使整个系统产生电压很高的静电，此高压将产生很强的电场，干扰控制器和变频器的正常工作。因此，在使用变频器时，必须确认地线是否符合要求，避免静电干扰。在我国，对于变频器类工业化产品，人们对采用塑胶壳，体积小、重量轻的以日本为代表的产品较为青睐，而不看好符合EMC标准的价格较高的板筋件或以铸铝结构为主的欧洲型产品。由于变频器内部使用高速开关器件（如IGBT、IPM），其快速的开通关断产生很大的dv/dt，尽管管机内加装snubber电路，但仍旧产生很大的电磁波辐射，对于一般电气控制柜内的设备造成很大干扰，此时板筋件产品明显优于塑胶件产品。因此，在采用变频器时必须从价格、美观和EMC要求三方面权衡考虑，合理选择机型。系统地线与保护地线的分离是非常重要的，保护地线是为了安全而设置的，而系统地线是为了保证设备的正常工作而设置的。如果两者混淆，将会导致电气设备的故障和安全隐患。因此，在设计电气系统时，必须严格区分系统地线和保护地线，采取有效的措施保证它们的分离。对于小型小功率的电气控制系统，如果系统的地线和保护地线没有分开，系统仍然可以正常工作。但是对于大型设备，如钢丝绳厂的轧钢机等，使用高压大功率变流装置，系统的抗干扰能力和安全保护可靠性要求更加突出，必须实施系统地线和保护地线的分离。系统保护地母线通常与厂房的钢结构连接以实现良好的接地，而整个控制系统的系统地和屏蔽地要通过地线汇流排连接到符合标准的单