VFOC变频器在应用中的问题及解决对策

2012-03-30郑雪梅赵彩凤吴建强

电气电子教学学报 2012年1期

郑雪梅，赵彩凤，吴建强

(哈尔滨工业大学电气及自动化学院，黑龙江哈尔滨 150001)

“电工学新技术实践”是针对电工学本身的特点，开设的一门面向本科生的重要的实践课程。由于其上课方式主要以实验为主，重点培养学生的动手能力，受到了学生的普遍欢迎。在这门实践课中用到了松下VFOC小型变频器，由于其是一种结构简单、维修方便，功能较全的小型变频器，得到了广泛的应用。下面根据多年从教这门实践课时对使用变频器的体会，以及在过程中容易遇到的一些问题及简单的一些处理方法谈一下自己的体会。

1 变频器在电机控制中的一些问题

电机的调速过程主要分为四种类型，其中变频调速由于其简单有效得到了广大学者及工业领域的认可。但是，在变频器电机控制的过程中可能出现如下一些问题。

(1)注意变频器的选型问题—一般应满足电压等级与控制电机相符;额定电流为控制电机额定电流的1.1～1.5倍，根据这个原因，本课程选用了松下VFOC小型变频器;

(2)谐波问题—变频器的主电路中起开关作用的器件，在通断电路的过程中，都要产生谐波。谐波干扰会导致继电保护装置的误动作，使电气仪表计量不准确，甚至无法正常工作;

(3)噪声与振动问题—采用变频器调速，将产生噪声和振动，这是因为变频器输出波形中含有高次谐波分量;

(4)发热问题—变频器在运行中由于内部损耗而产生热量，因此，必须对变频器进行散热，以延长变频器的使用寿命;

(5)参数设定问题—变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。

2 变频器应用中问题处理相关对策

1)共用线的谐波干扰抑制

用切断干扰的传播途径和抑制干扰源上的高次谐波的方法处理谐波问题。一般采取切断共用接地线传播干扰的途径动力线的，接地与控制线的接地应分开，即将动力装置的接地端子接到地线上，将控制装置的接地端子接到该装置盘的金属外壳上;再有将高压电缆、动力电缆、控制电缆与仪表电缆、计算机电缆分开走线。

2)抑制干扰源上的高次谐波的方式

为了防止高次谐波，一般采取采用如下技术措施:①选择短路阻抗大的变压器;②安装滤波器在变频器前加装LC型无源滤波器，滤掉高次谐波;③安装电抗器在变频器前侧安装线路电抗器，可抑制电源侧过电压;④设置有源滤波器有源滤波是自动产生一个与谐波电流的幅值相同且相位正好相反的电流，从而可以有效地吸收谐波电流。

3)对噪声与振动问题的处理

变频器工作时，输出波形中的高次谐波引起的磁场对许多机械部件产生电磁策动力，策动力的频率与这些机械部件的固有频率接近或重合时将发生谐振。对振动影响大的主要是较低次的谐波分量。轻或消除振动的方法是在变频器输出侧接人交流电抗器以吸收变频器输出电流中的高次谐波电流成分。可采用SPWM方式变频器，以减小脉动转矩，就可以减弱或消除振动，防止机械部分因振动而受损。

4)关于过热问题的处理

应注意变频器的环境温度，尽量通风，检查变频器风扇等。通用变频器的运行环境温度一般要求在－l0℃ ～+50℃。为保证变频器可靠地工作，并延长变频器的使用寿命，必须对变频器进行散热。冬天可以利用变频器的内装风扇将变频器箱体内部的热量带走;夏天温度本身就有40℃，利用变频器的内装风扇带走的内部热量只能使室内和变频器箱体温度升高，此时最好的办法是利用窗户或在机配电室紧邻变频器箱体的墙壁上下方均匀适当地打几个500mm的洞，同时确保控制柜内变频器周围留有一定的空间，保持良好的自然通风。这样还不行的话可以打开风扇，或在洞口加装排气扇和风道，将变频器产生的热量强制抽出室外。最后可考虑采用空调对安装变频器的空间环境进行强制降温。

5)关于参数设置引起的故障

应多注意电动机参数、变频器控制方式和启动方式的设定等，若发生参数设置故障，可根据故障代码或产品说明书进行参数修改，必要时可恢复出厂值，重新设置。

6)经常性维护

变频器运行过程中，可以从设备外部目视检查运行状况有无异常，专职点检员可以通过键盘面板转换键查阅变频器的运行参数，如输出电压、输出电流、输出转矩、电机转速等，掌握变频器日常运行值的范围，以便及时发现变频器及电机问题。此外，还要注意以下几点:①定期对变频器进行清扫、吹灰，保持变频器内部的清洁及风道的畅通;②保持变频器周围环境清洁、干燥。严禁在变频器附近放置杂物;③每次维护变频器后，要认真检查有无遗漏的螺丝及导线等，防止小金属物品造成变频器短路事故;清洁器件后，将主回路端子全部用导线短接起来，将其与地用兆欧表试验，如果兆欧表指示在5MΩ以上，说明是正常的，这样做的目的是减少摇测次数。