第9章 变频器的安装与维护.ppt

1、变频器原理与应用（第3版）第9章,第9章 变频器的安装与维护,9.1 变频器的储存与安装 9.1.1 变频器的储存 变频器储存必须放置于包装箱内，储存时务必注意下列事项： 必须放置于无尘垢、干燥的位置。 储存位置的环境温度必须在-20到+65范围内。 储存位置的相对湿度必须在0到95范围内，且无结露。 避免储存于含有腐蚀性气体、液体的环境中。 最好适当包装存放在架子或台面上。 长时间存放会导致电解电容的劣化，必须保证在6个月之内通一次电。,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.1.2 装设场所,装设变频器的场所须满足以下条件： 变频器装设的电气室应湿气少、无水浸入； 无爆炸性、可燃性或腐蚀性气

2、体和液体，粉尘少；装置容易搬入安装； 有足够的空间，便于维修检查； 备有通风口或换气装置以排出变频器产生的热量；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。若安装在室外，必须单独按照户外配电装置设置。,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.1.3 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-1040 。 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0.30.6G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。,变频器原理与应

3、用（第3版）第9章,9.1.4 变频器安装对电源的要求,变频器安装前应调查安装场所的供电电源是否正常，交流电源的不正常主要是指欠压、缺相和停电事故三种情况，有时是这三种情况的复合。电源故障的最重要原因是遭受雷击，其次是供电系统的短路事故。有些地区甚至采取自备发电机发电，则有可能出现电压波动、频率不够稳定的问题。,变频器原理与应用（第3版）第9章,针对电源存在的问题，变频器安装时应采取以下措施。 1）电源电压过高。在实际使用中，要核实电源电压以及变频器的额定电压。当电源电压极不稳定时，要设置稳压设备，否则会造成严重后果。 2）短暂停电。如果存在短暂停电(一般为数秒)，一旦电源恢复正常，设备应继续

4、运转。这时变频器应具备瞬时停电再启动功能。 3）停电时间较长。若经常存在停电时间较长情况，变频器附近又有直接启动的电动机或电炉的情况下，当电网电压降低时，一般应将变频器从电源切除。 4）自备不停电电源。对于特别重要的设备，绝对不容许停转，就必须采用不停电电源(UPS)与变频器自动换接。,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.1.5 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,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.1.6

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。,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.1.7 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。

6、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。,变频器原理与应用（第3版）第9章,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

7、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(420mA，15V)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。,变频器原理与应用（第3版）第9章,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。 为避免相互耦合产生干扰，它们之间应该保证足够的距离且尽可能远，特别是当电缆平行安装并且延伸距离较长时。信号/控制电缆必须穿越电源电缆时，则应垂直穿越，如图9-4所示： 图9-4 控制电缆、电源电缆与电机电缆的放置 电机电缆越长

8、或者电机电缆横截面积越大时，对地电容就越大，干扰相互耦合也越强，应该使用规定截面积的电缆，并尽量减小长度。,变频器原理与应用（第3版）第9章,3. 电缆的接地 正确连接 错误连接 图9-5 屏蔽电缆的连接方法,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.2 变频器的抗干扰,9.2.1 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9-6 变频器输入电压电流实测波形 图9-8 换相作用造成电源电压波形,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.2.2 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

9、抑制高次谐波电流 。 图9-9 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XL b) 接入电抗值大的XL c) 同时接入电抗值大的XL和DL 图9-10 接入XL 和DL后的电流波形,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.2.3 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9-11 PWM控制输出的电压波形 图9-12 PWM控制输出的电流波形,变频器原理与应用（第3版）第9章,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9-13 谐波干扰途径,变频器原理与应用（

10、第3版）第9章,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 。,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.2.4 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

11、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。,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.3 变频器的接地与防雷,9.3.1变频器的接地 由于变频器主电路中的半导体开关器件在工作过程中具有高速的开关动作，变频器主电路和变频器单元外壳以及控制柜之间的漏电流也相对变大。为了防止操作者触电，必须保

12、征变频器接地端可靠接地。变频器正确接地也是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力的重要手段变频器接地端子E(G)接地电阻越小越好，接地导线截面积应不小于2mm2，长度应控制在20m以内。变频器的接地必须与动力设备接地点分开，不能共同接地。信号输入线的屏蔽层应接至E(G)上，其另一端绝不能接于地端，否则会引起信号变化波动，使系统振荡不止。变频器与控制柜之间应电气连通，如果实际安装有困难，可利用铜芯导线跨接。,变频器原理与应用（第3版）第9章,进行接地线布线时，还应注意以下事项。 应按照规定的施工要求进行布线。 绝对避免同电焊机、动力机械、变压器等强电设备共用接地电缆或接地板。此外，接地电缆布线上也应与

13、强电设备的接地电缆分开。 尽可能缩短接地电缆的长度。,变频器原理与应用（第3版）第9章,推荐采用的接地方式如图9-15所示。 图9-15 配线时推荐采用的接地方式 不要采用的接地线方式如图9-16所示。 图9-16 不要采用的接地线方式,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.3.2 变频器的防雷 主变压器受雷击后，由于一次断路器断开，会使变压器二次产生极高的浪涌电压。 为防止浪涌电压对变频器的破坏，可在变频器的输入端增设压敏电阻，其耐压应低于功率模块的耐压，以保护元器件不被击穿。 选用产生低浪涌电压的断路器，并同时采用压敏电阻。 变压器一次断开时，可通过程序控制，使变频器提前断开。同时也要增设

14、相关的压敏电阻保护通过励磁储存能量计算电阻值。此外，主回路用的避雷器和熔断器应选用特种规格。,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.4 变频器系统的调试,9.4.1 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9-17连接。 图9-17 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。 全部卸开控制电路端子的外部连接。 进行对地之间电路测试，测量值若在1M以上，就属正常。 用万用表测试接触器、继电器等控制电路的连接是否正确。,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.4.2 通电检查

15、,（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,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.4.3 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。

16、有的新型系列变频器也可以在静止状态下进行自动检测。,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.4.4 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12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)

17、 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？,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.5 变频器的维护与检查,9.5.1 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： 变频器已切断电源； 主控制板充电指示灯熄灭； 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

18、电压，否则有触电和爆炸危险。,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.5.2 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。,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.5.3 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

19、，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。,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.5.4 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。,变频器原理

20、与应用（第3版）第9章,9.5.5 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,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.5.6 测量仪表简介 1.电磁式仪表 2. 磁电式仪表 3.整流式仪表 4 电动式仪表 5. 数字式仪表,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.5.7 变频器主电路的测量,变频器主电路的测量电路如图9-22所示。 图9-22 变频器主电路的测量,变频器原理与应用（第3版）第9章,9.6 变频器的常见故障与处理,9.6.1 变频器常见故障诊断 1.整流桥故障 2.直流母线故障 3.逆变桥故障 4.开关电源故障 5.驱动电路故障 6.CPU主板故障 7.I/O电路故障 8.监控键盘故障 9.传感器故障