变频器的选用及故障干扰处理探讨

2016-10-18柏学，陈娜

科技传播 2016年13期

关键词：兖矿变频器谐波

柏　学，陈　娜

兖矿鲁南化工有限公司电气二车间，山东滕州　277527

变频器的选用及故障干扰处理探讨

柏学，陈娜

兖矿鲁南化工有限公司电气二车间，山东滕州277527

变频器在电气工程领域及机械工业领域应用非常广泛，通过变频器可进行交流电调节，以满足工业生产用电需求。变频器应用能提高工业生产效率，实现节能。但实际上应用中影响变频器运行安全的因素较多，存在诸多故障干扰因素，在干扰下轻则影响变频器功能发挥，重则导致设备故障，带来安全隐患。尤其近些年，电气设备应用数量不断增加，影响变频器运行安全的因素随之增多，做好变频器选择，正确处理故障干扰具有重要意义。本文将针对变频器的选用及故障干扰处理展开研究和分析，以保障变频器运行安全。

故障干扰；干扰处理；变频器；选用策略

新时代背景下，随着科学技术的发展进步，电气工程中电气设备的应用越来越广泛，供配电系统中的电气设备数量增多，系统结构越来越复杂，可能对变频器造成干扰的因素越来越多，尤其外部干扰与信号干扰非常明显。在这些故障干扰下，会导致控制程序失灵，出现系统误导、错误操作现象，甚至直接导致设备损坏。如何提高变频器抗干扰能力，降低故障率，成为变频器应用中不可忽视的重要内容。因此，变频器应用中，应基于各类干扰特点，采取有效干扰防控措施，控制故障干扰，做好变频器选型，保证系统运行可靠性。

1　变频器的特点与功能

变频器电路由：控制部分、整流部分、逆变部分、中间直流环节部分等几大组成，是融入了微电子技术与变频技术的电力控制设备（如图1）［1］。变频器具有保护功能，能对设备过载、过压、过流进行检测，采取保护措施，避免硬件设备损坏。另外，变频器还具有节能功能，能根据实际使用要求对电机功率进行条件，避免多余电能消耗，节约电能。但并不是所有领域都适合利用变频器节能，一些设备用于变频器不仅无法实现节能，还会再次消耗巨大的电能，所以必须合理运用。另一方面，变频器能具有功率因数补偿节能，全面提升电网运行稳定性与可靠性。变频器是在直流调速技术无法满足需求的情况下，诞生的新型电力技术。常见变频器如：安邦信变频器、汇川变频器、英威腾变频器等。

2　变频器的选用

通过前文分析，不难看出变频器的应用优势，目前变频器已广泛应用到各个领域，如电力、工业、电气等多个领域。但是，不同类型和型号的变频器功能不同，特点不同，适用范围不同，所以应用中必须合理选择［2］。若选择不当，不仅无法发挥变频作用，甚至会影响电网稳定性，增强电能消耗。变频器选择中要考虑到实际使用需求，电动机和机械设备对电源的要求，要保证变频器能满足工艺和生产要求和基本条件，具有一定实用性，同时要满足经济性和稳定性要求。要正确结合调速范围、调速精度要求，及设备类型及起动转矩要求，合理确定变频器类型。若电机极数大于四级，变频器选择中就要考虑预留容量问题，适当增加容量以满足使用要求。此外，还要考虑到变频器兼容性问题，减少对电源的干扰，避免对整个电网造成影响，可选择加装隔离屏蔽装置或滤波装置，降低变频器干扰。若从负荷角度考虑变频器选择，必须要了解变频器负载特性，要对功率负载、恒转矩负载、平方转矩负载进行考虑，要适当留有余量，避免过载能力不足，导致电动机温度升高，带来安全隐患问题［3］。因此，负载特性完全可以成为变频器选择的依据，选择中应在负载特性基础上，结合实际电流值及额定功率选择变频器；另一方面，在变频器选择还要考虑到其防护等级是否符合实际应用环境，若其防护等级不够，必然导致变频器无法长期维持运行，故障率高。合理选择变频器是变频器应用，保障企业安全生产，实现设备节能的前提。

3　变频器的故障干扰处理

仅选择合适型号远远不够，想要保证变频器运行安全，还必须对故障干扰进行处理措施，降低故障率，提高变频器运行质量，消除故障隐患［4］。从故障干扰来源来看，主要分为两种故障干扰类型，分别是：外部故障干扰与信号故障干扰。而这些故障干扰，都可能导致程序运行失控，造成系统控制失灵，对设备运行状态造成负面影响，甚至造成硬件设备的损坏，影响企业正常生产。从外部故障干扰来看，谐波干扰便是其中之一，且谐波干扰危害性非常大，是影响变频器运行安全的主要干扰形式之一。谐波会导致电压和电流负担增加，造成波形畸变，缩短变频器使用寿命，导致线路升温，造成变频器过载发热。而且谐波来源多，控制与预防难度大，对变频器干扰明显，必须提高重视。另外，晶闸管换流设备也会对变频器造成干扰，导致波形失真，变频器失灵，出现电压凹口，甚至造成输入回路击穿烧毁。从信号故障干扰来看，感应耦合方式、电路耦合方式、空中辐射方式的不当，都会对变频器造成影响，导致信号丢失，对电流信号造成干扰，尤其是干扰信号与变频信号相同途径时，对变频器干扰非常明显，必须要采取有效抗干扰处理措施。

通过分析不难看出，变频器故障干扰多种多样，而且来源多影响大，需采取有效抗干扰应对措施。主要采取的故障干扰处理方式可分为2方面：一方面是软件抗干扰，另一方面是硬件抗干扰，双管齐下全面提升变频器抗故障干扰能力。硬件抗干扰处理要从抗和防2方面入手，控制外部干扰。软件抗干扰要从消除和抑制方面入手，降低信号干扰灵敏性，控制信号干扰。可采用隔离变压器避免传导干扰，通过设置滤波器抑制干扰信号，减少电磁噪声和损耗。滤波器可分为：线路滤波器与辐射滤波器。具体应用中，应根据实际情况合理选择，结合电网中的谐波成分，保证滤波器功能能够有效发挥，抑制谐波；另一方面，可采用电抗器，消除谐波，削弱浪涌电流对变频器的冲击，削弱高次谐波，避免信号干扰。合理处理故障干扰，保证变频器运行安全是其应用的前提，做好干扰处理非常重要。