水泥厂变频器常见问题产生的原因分析及处理方法

谭宇龙

【摘 要】在水泥厂的生产过程中使用变频器节能效果明显，因此在目前的水泥厂中都会运用这种节能的调整装备。但随着变频器的使用，在实际过程中就经常出现一些问题，文中就水泥厂变频器的一些常见的问题进行探讨，并就其问题产生的原因进行分析，找出其处理的方式，提高水泥厂变频器的使用效率。

【Abstract】In the cement production process， the saving effect of inverter energy is obvious， so the current cement plant usually uses this energy-saving adjustment equipment. But with the use of frequency converter， there are some problems in the application process. In this paper， some common problems of cement plant converter were discussed， and analyzed the reasons of these problems， aims to find out the way of processing the problems， and improve the use efficiency of cement factory inverter.

【关键词】水泥厂；变频器；问题；原因；处理方法

【Keywords】 cement plant； frequency converter； problems； causes； treatment methods

【中图分类号】TN77 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0129-02

1 引言

随着变频技术的提高，水泥厂也开始运用变频器进行生产。但在水泥厂变频器使用的过程中，慢慢就出现了一些问题，影响着变频器的正常运行和使用。在使用的过程中发现变频器常见的问题是产生了过电压、过电流和高次谐波等。对于这几个常见的问题，文中就其产生的原因进行分析，最后就其处理方法进行探讨，以此来提高水泥厂变频器的使用效率。

2 过电压

2.1 过电压的产生原因

2.1.1 变压器断开

在断开变压器时，其中的电流就不能对其磁场能量进行存储，此时变压器中的励磁电感与对地电容间就会产生一种振荡，过电压就产生了。

2.1.2 变压器带负载合闸

在进行试验时，检测到合空载变压器中相当高的电源电压的过电压。其中变压器带负载合闸，也会产生一些过电压，可能会小于空载时电压。因为电容储能不会忽然增加，所以在真实负载中就会出现一些比较大的电容，而且振荡电压在进行高频率的传输时，输送电缆就会有对地电容的分布，可以对过电压起到吸收的作用。在这样的作用下，就会抑制合闸过程中变压器产生的过电压，但如果出现数值很高的情况，或者比元件的耐压值还要高时，就会非常危险[1]。

2.1.3 整流元件的换向

在整流元件进行换向时，其电流很高，转向的过电压也很高，就会产生很大的影响，可能会损坏元件，并产生电磁干扰。

2.2 处理过电压的方法

變压器分断产生的过电压，可以制成过电压吸收回路，用阻容吸收网络、氧化锌避雷器制作，保证其效果。

变压器带负载合闸产生的过电压，在选择开关时，可以对一些周期性能好的开关进行选择。要保证阻容吸收回路或有源抑制器的良好使用，变压器可以选择能够屏蔽静电的，最大程度地抑制合闸的过电压。但是如果使用的是大功率的变压器就会存在一些问题，在制作静电屏蔽层时就会很困难[2]。

整流元件换向产生的过电压处理时，要注重整流元件要有足够的反向耐压值，保证吸收回路和续流回路中合理措施的使用，避免整流器件有被过电压击穿的可能性。

要对变压器进行科学的处理。可以加大变压器中的励磁电感和对地电容，减小其空载电流，但这样会增加变压器的成本。也可以加大变压器的对地电容。但因为变压器的结构和使用的材料的影响，很难会有绝缘系数特别高的变压器的产生，所以这一做法目前来说比较困难。

3 过电流

3.1 过电流的产生原因

3.1.1 运行过程中产生

在拖动系统进行工作过程时就会产生过电流这主要是因为：一旦出现冲击负载和传动机构的卡壳，电动机内的电流就会忽然增加；变频器输出侧短路也会产生过电流，比如会导致电动机内部的短路情况；变频器如果出现不正常的工作情况，也会产生过电流，比如环境中的温度太高，逆变器件的老化等，影响了逆变器件中的参数，在交替过程中，如果出现一个器件导通，而另一个器件还没有关断的情况，就有可以引起直流电压中正负两极的短路，此时过电流就会产生。

3.1.2 升速过程中产生

如果负载的惯性很大，但设定的升速时间短，在升速过程中，变频器的工作效率很快就会上升，就会引起电动机转速的迅速上升，但其负载惯性大转子的转速并不能跟不上去，在升速过程中此时就会产生很大的电流。

3.1.3 降速过程中产生

与升速过程中过电流产生的原因类似，降速的时间短，电动机的同步转速下降太快，其转子还在维持很高转速的同时，绕组切割磁力线的速度就会特别大，这样的情况下就产生了过电流。

3.2 处理过电流的方法

在变频器起动时，一旦升速就会出现跳闸的情况，这种现象十分严重。因此，在变频器开始工作前，要检查前具体的工作机械，防止其有卡住的情况出现。对于变频器运行过程中的跳闸情况，可以检查其设定的升速时间和减速时间，分别对其时间进行加长和缩短。如果发现设定的转矩补偿（U/f比）太大，就要进行及时调整，避免其在低频时的空载电流过大。

4 谐波

4.1 谐波的产生原因

变频器从结构可以分为直接变频和间接变频。间接变频的运行原来是通过运用整流器，把工频电流转化成直流，并运用逆变器再将直流转换成一种可控频率的交流。而直接变频器其中并没有中间环节，直接把工频交流转换成可控频率的交流。按一定的周期其正反两组会进行相互间的切换，其负荷上就出现了交变的输出电压，不同的整流装置的控制角决定着其交流幅值，而频率则由两相整流装置间的切换频率控制。但目前还是间接变频器应用广，其结构形式有三種：一是可控整流器用来变压，变频使用逆变器，其调压和调频不在同一个环节中进行，必须要在控制电路上进行相互间的配合；二是变压用不控整流器整流斩波器，变频继续用逆变器，这样的变频器在整流环节都用斩波器，来调压其脉宽；三是用不控整流器整流，脉冲宽度调制逆变器与其进行同时变频，运用具有可控关断属性的全控式器件，对其波形进行输出，保证其正弦波的逼真性。不同变频器的使用，都需要运用非线性的电力电子元件。而即使是不同的整流方式，从电网中变频器吸取能量的方式都是用脉动的断续方式来索取电流，而运用不是连续的正弦波。这样索取的脉动电流和电网的阻抗就会一起形成脉动电压，并在电网的电压上进行不断的叠加，引发电压畸变，而这种非周期的正弦波电流的组成方式一样，都是由谐波组成，且具有相同的频率基波，频率都比基波频率大。

4.2 处理谐波的方法

可以减小变压器多相运行中的相位角差，因为其多相运行时变频器的整流部分一般是6脉波的整流器，会产生比较大的谐波。如果在变压器多相运行时，使其相位角互差30°的2台变压器组合，将其构成与12脉波整流器相当的变压器，产生的谐波电流就会减少，并有效的抑制谐波的产生。也可以提高变频器载波比，对于一些低次的谐波可以进行有效的抑制。

5 结语

在水泥厂的生产过程中，将变频器作为电动机的一种驱动器，生产和工作效率都会得到很大程度的提高，但变频器在使用过程中经常会出现很多问题，不仅影响着变频器的继续使用，还会影响水泥厂的生产，更有甚者会造成工作人员的伤亡，因此必须要把握好实际生产过程中变频器经常会出现的问题，并了解其出现的原因，在这样的基础上对这些问题进行处理，提高水泥厂变频器的使用效率。

【参考文献】

【1】房晓平.工业变频器常见故障原因分析及处理维修实例[J].化工中间体，2012（09）：57-60+40.

【2】王淑琴，汤伦发.水泥厂电气设备典型故障的分析处理[J].四川水泥，2013（07）：148-151.