探析变频器在应用过程中存在的问题及处理

李树光

（方大特钢炼钢厂,南昌 330012)

作为电机调速的主要装置，变频器在我厂的各个生产领域均得到了广泛应用，其中炉体倾动、氧枪升降、钢包车行走、连铸振动、拉矫机、移钢机等都运用了变频器，我厂65t转炉自2004年投产以来，炉体倾动变频器出现了干扰、高次谐波、负载匹配等问题，针对这部分问题本文提出了处理方法，并应用到了我厂实际中。

1 变频器干扰问题及处理

干扰分外界对变频器的干扰和变频器对外界的干扰。

1.1 外界对变频器的干扰及处理

外界对变频器的干扰主要来自电源进线，当电源电压出现很高的峰值，整流二极管因承受不了过高的电压而损坏。主要通过在变频器的输入侧接入交流电抗器解决。

1.2 变频器对外界的干扰及处理

（1）空中辐射方式，以电磁波的方式向外辐射。主要通过吸收解决。（2）电磁感应方式，通过线间电感而感应；静电感应方式，通过线间电容而感应。主要通过正常的布线和采用屏蔽线解决。（3）线路传播方式，主要通过电网传播。主要通过增大线路在干扰频率下的阻抗削弱。

2 谐波问题及处理

2.1 增加供电电源内阻抗

选择变频器的供电电源时，最好选择短路阻抗大的变压器。我厂的炼钢1#、2#变压器在选型上没有考虑到，阻抗分别为4.50%和4.51%。

2.2 安装电抗器

在变频器的输出侧和电机之间串入电抗器，可以削弱输出电流中的谐波成分。我厂炉体采用的是在输入侧串入了4EU3051-5UA00型电抗器。

2.3 设置专用谐波器

设置专用滤波器用来检测变频器和相位，并产生一个与谐波电流的幅值相同且相位正好相反的电流，通到变频器中，从而可以有效地吸收谐波电流。

3 负载的匹配处理

生产机械所带负载有三种类型：恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。不同的负载选型，应选不同类型的变频器。

3.1 恒转矩负载

分为摩擦负载和位能式负载。摩擦负载一般要求大的启动转矩和制动转矩，因此变频器应选择具有恒顶转矩特性，而且启动和制动转矩均较大，过载时间和过载能力的变频器。位能负载一般要求大的启动转矩和能量回馈功能，应选择具有四象限运行能力的变频器，我厂选用的变频器就属于次类型的变频器，要求启动转矩大。

3.2 风机泵类负载

这类负载对变频器的性能要求不高，所以选择具有U/F=const控制模式的变频器即可，如果将变频器输出频率提高到工频以上时，负载功率急剧增加，会引起电动机过热或停转，因此切勿轻易将频率提高到工频以上。

3.3 恒功率负载

对恒功率特性的负载配用变频器时，应注意在工频以上频率范围内变频器输出电压为定值控制，可使用标准电动机与通用变频器的组合。而在工频以下频率范围内为U/F定值控制，电动机产生的转矩与负载转矩有相反倾向，标准电动机与通用变频器的组合难以适应，故应专门设计。

4 方大特钢炼钢厂案例分析

我厂的炉体倾动系统使用的是西门子的6SE7032-IEG60系列变频器，自2004年两座65t转炉投产以来，开始阶段运行情况比较好，随着炉座冶炼次数的增加，倾动系统也暴露了一部分问题，最主要的问题是，变频器的运行极不稳定。65t转炉的设计在正常的情况下炉口比炉底轻，炉体能靠自重回复到零位，但是由于冶炼中的出钢和倒渣的影响，炉体变成了头部比脚部重，所以炉体在出钢过程中，我们往回摇炉时，松开抱闸的时间很短，但是电机运行到额定转矩的时间比松开抱闸的时间长，导致炉体向出钢面倾翻，出现了几次比较大的钢水溢出事故，给转炉生产和安全带来了很大的影响。因此我厂组织人员对变频器进行跟踪调查，改变了报闸松开的时间，使他和达到额定转矩的时间基本上一致，经过这次参数调整以后，我厂再也没有发生钢水溢出事故。

我厂1#65t转炉在生产过程中，4#变频器发生了堵转跳闸事故（F015），我们发现炉体出钢时发生的跳闸事故，初步分析原因是随着炉体冶炼次数增加，炉口部位结渣太多，导致整个炉体中心向炉口方向转移，摇动转炉所需要的力矩太大，导致变频器堵转，并且转炉机械系统也存在卡阻现象，对倾动系统所需要的启动力矩要加大好多。经过我们改变变频器里面关于堵转时间的参数，增大堵转允许时间，现在再没发生堵转跳闸事故。

另外，我厂的连铸系统的变频器也出现过另外一种情况，我厂连铸系统的振动、拉矫、移钢采用的是MM 440型变频器，在运行时，经常发生跳闸事故。经过分析MM 440型变频器采用是欧洲标准，对电网的要求相当高，不允许电网的电压波动大，而我厂的电力电网的电压波动比较大，因此总造成变频器跳闸事故，我们把变压器的输入档调至最低的一档，彻底的解决了这个问题。

综上所述，随着我国现代工业的不断发展及变频器新技术的不断应用与改进，变频器会日益方便我们的生产生活，提高生产效率，节约企业能源。但是变频干扰、高次谐波、负载匹配等问题对设备稳定运行所带来的威胁也是不容小觑的，因此尽量抑制变频干扰的产生成为摆在技术人员面前的一项重点难点课题。以上通过对变频器应用过程中存在的问题进行分析，提出了相应的处理方法，并运用到我厂实际案例中，效果满意，满足了生产要求，减少了不必要的损失。

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