1、ABB 变频器维护与保养资料 Error! Reference source not found.原作者： 过程控制服务网 ABB 变频器维护与保养资料ABB 变频器维修服务电话：黄工 13681157952/QQ：1550296730由于变频器在调速和节能方面的显著优点，我们公司生产的产品上越来越多的使用变频器作变频调速。本文将对变频器的使用和保养做一些简要说明。1、 1 台变频器带多台电机时，怎么选定变频器容量？原则上不建议用一台变频器带多台电机，若用 1 台变频器并联驱动多台电机，请使电机额定容量的总和在变频器的额定输出电流以下并保留 10%余量。2、 怎么解决高次谐波问题？二极管整流电
2、路会产生5、7、13 次的高次谐波。将造成电流增大、功率因数下降等，这在小功率情况下不会对电路造成太大影响，一般不用采取特殊措施。当电机功率较大时可装上 AC 或 DC 电抗容（3%压降左右）。3、 对于变频器输入侧变压器有什么要求？当安装大容量机器时，请事先确认变压器阻抗值，变压器容量是否合适。另外，在下面 3个情况下，请在变频器输入侧装上 AC 电抗器。特别是小容量变频器和大容量变频器安装在同一地方时要注意以下三点：（1） 变压器容量超过 500KVA 时（2） 变压器与变频器之间的距离小于 10m 时（3） 输入电流值大于变频器额定输出电流值时电网电感越小高次谐波电流就会越大，甚至可能会
3、引起变频器整流桥损坏。4、 怎么解决电压不平衡问题？有时很小的电压不平衡会引起很严重的电流不平衡，甚至产生缺相。可造成整流桥损坏，电解电容损坏（由于脉动电流增大）。如果某一相的电流超过变频器的额定输出电流时，必须装上电抗器。在轻载时出现电流不平衡，不会损坏机器。5、 对于输入电压波动有什么要求？一般输入电压范围相当宽，故基本上能适应国内的任何地区。但在安装时一定要事先确认输入电压。（1） 容许电压范围低值：380V-15%=323V(负载过量时，电流增加)高值：460V+10%=506V受接触器和风扇的制约（1805kw 以上）小于 15kw 的 DC 励磁。（2） 超过限定的容许电压范围时下
4、限：出现欠压保护（IV），变频器就会停机（约 300V）上限：出现过电压保护（OV），变频器也会停机输入电压超过 506V 时，OV 也保护不了接触器、风扇等。整流模块的耐压承受能力为 1600V，一般不会因过电压损坏。（3） 对于输入电压波动，平时 AVR（稳压）功能会自动地工作。6、 如在输出侧有交流接触器，有什么注意事项？（1） 在运行中请勿断开再吸合，因会产生很大的冲击电流。故有时变频器可能会跳闸。（2） 发生瞬时停电时，使变频器停机。因在发生极电短时间的瞬时停电（0.1 秒左右）时，接触器会断开而变频器不出现欠压报警。故在复电时，产生冲击电流，变频器可能会过流跳闸。7、 对于使用环境
5、有什么要求？（1） 温度允许周围温度：-1040（如取下通风壳，可到 50） .变频器内部温度比周围温度还高1020 。安装在柜子里时，一定要注意柜子的体积、变频器的位置、排气风扇的风量。周围温度越低，变频器寿命就会越长。（2） 湿度90%以下（无水珠凝结现象）。如果周围温度突然下降很容易出现水珠凝结现象。线路板接插件部分干燥后，绝缘会下降，可能引起误动作。（3） 导电性灰尘、油雾、腐蚀性气体虽然电路基板已防尘防湿处理过，但接插件等接触部分无法处理。油雾 主要是风扇受影响腐蚀性气体 主要是铜排、各器件的管脚会腐蚀8、 如果现场的海拔标准高度超过 1000m，有什么要求？现场的海拔标高过 100
6、0m 时，请把负载率减少（因冷却效果降低）。2000m ：把负载电流下降到 90%；3000m ：把负载电流下降到 80%9、 如果在安装场所有振动，如何解决？基本上变频器不允许振动。即使开始的时候没有问题，时间长了也会出现故障。*如果没有无振动的安装场所，请采用防振胶垫。*一般规格表上的“振动”表示“运输过程中的振动”，并不是“使用时的振动”。10.变频器的过电流保护及处理方法？*过电流保护功能变频器中过电流保护的对象主要指带有突变性质的、电流的峰值超过了变频器的容许值的情形。由于逆变器件的过载能力较差，所以变频器的过电流保护是至关重要的一环，迄今为止已发展得十分完善。（1） 过电流的原因A
7、工作中过电流即拖动系统在工作过程中出现过电流。其原因大致来自以下几个方面：a) 电动机遇到冲击负载或传动机构出现“卡住”现象引起电动机电流的突然增加。b) 变频器的输出侧短路，如输出端到电动机之间的连接线发生相互短路或电动机内部发生短路等。c) 变频器自身工作的不正常，如逆变桥中同一桥臂的两个逆变器件在不断交替的工作过程中出现异常。例如由于环境温度过高，或逆变器件本身老化等原因，使逆变器件的参数发生变化，导致在交替过程中，一个器件已经导通，而另一个器件却还未来的及关断，引起同一桥臂的上、下两个器件的“直通”，使直流电压的正、负极间处于短路状态。B升速时过电流当负载的惯性较大，而升速时间又设定得
8、太短时，意味着在升速过程中，变频器的工作效率上升太快，电动机的同步转速因负载惯性较大而跟不上去，结果是升速电流太大。C降速中过电流当负载的惯性较大，而降速时间又设定得太短时，也会引起过电流。因为，降速时间太短时，同步转速迅速下降，而电动机转子因负载的惯性大，仍维持较高的转速，这时同样可以是转子绕组切割磁力线的速度太大而产生过电流。（2）.处理方法A起动时一升速就跳闸，这是过电流十分严重的现象，主要检查（1）。工作机械有没有卡住（2）。负载侧有没有短路，用兆欧表检查对地有没有短路（3）。变频器功率模块有没有损坏（4）。电动机的起动转矩过小，拖动系统转不起来B起动时不马上跳闸，而在运行过程中跳闸，
9、主要检查：（1）。升速时间设定的太短，加长加速时间（2）。减速时间设定的太短，加长减速时间（3）。转矩补偿（u/f 比）设定太大，引起低频时空载电流过大（4）。电子热继电器整定不当，动作电流设定的太小，引起变频器误动作11.一般变频器有几种干扰？（1）。传导干扰通过电线、接地线（2）。感应干扰由电磁感应、静电感应（3）。辐射干扰通过电线、变频器12.对于干扰问题有什么具体对策？（1） 对产生干扰方（变频器）的对策1） 传导干扰在输入侧用干扰滤波器，在输入侧使用干扰滤波器（输入专用）、零相电抗器、接地电容、绝缘变压器。2） 感应干扰把输入/ 输出线、动力线、信号线分离。采用屏蔽线，并使用电源线滤
10、波器（共用轭流圈、磁环），正确接地。3） 辐射干扰注意控制柜子中的安装和动力线的金属配管。对产生干扰方（变频器）可适当增加屏蔽和接地，降低载波频率也有效果。（2） 对被干扰方的对策如果受到干扰的电线或对象明确的话，就针对处理。如果不明确，就根据以下顺序处理。1） 尽量远离变频器2） 信号线采用屏蔽线，且屏蔽线只有一端和共用端相接3） 还可以使用磁环和滤波电容4） 在电源线中插入电源线滤波器（扼流器、小型的噪音滤波器）5） 接地线的分离。13.怎么延长变频器寿命？（主要是电解电容、风扇）请尽量把环境温度降低。如果周围温度 10，寿命就会降低一半。电解电容：由于电解液的自然蒸发。标准寿命为 5 年
11、。风扇：由于润滑油的老化。标准寿命为 2-3 年。寿命的判断方法为：电解容器：（1）断电后，LEO 等灭得太快（与其他机器比较）；（2）频繁出现低电压报警（相对于以前）。风扇：（1）风扇运转时，有摩擦音；（2）电源切断时，很快停下来。14.长期保管后，有什么注意事项?电解电容长期不通电，会导致漏电流增大，额定电压下降。通电时内部温度上升，电容裂开。厂方推荐：保存 2 年以内后通电，要缓慢加压。最好使用调压装置（最差的方法，先通单相 220V 电 1 小时后，加三相 380V 电）。15.漏电断路器经常跳闸，如何解决？输出线与电机之间的分布电容引起，电线越长或电机容量越大时，漏电流越大，漏电断路
12、器容易动作。对策：（1）增加漏电开关的漏电设定电流。（2）使用带高频对策的漏电开关。（3）降低载波频率。（4）采用输出电抗器。16.怎么解决电机的机械振动？设备共振：用回避频率处理。如变频器提供了参数修正不稳定现象，由小到大逐渐改变该设定值（去除不稳定现象）。10HZ-40HZ 轻负载时容易产生不稳定现象。17.电机损耗及发热问题，如何解决？使用变频器后，由于高次谐波的影响，温度比工频驱动高（主要是二次铜损增大），对于大多数风冷电机来说，在保持低于 50HZ 连续运行，散热效果变差。对策：（1）加交流输出电抗器（阻抗为 3%）. （2）采用变频电机。电机速度为额定速度 1/2 时，输出转矩降低
13、 10%，速度为额定速度 1/3 时，输出转矩降低20%.18.如何避免电机绝缘击穿事故？由输出线上的分布电容和分布电感的共振产生浪涌电压，叠加到输出电压而产生的。开关频率越高、配线越长，可产生浪涌电压越高，最大时，可产生实际电压 2 倍的浪涌电压。如果绝缘问题存在的话，会在短期内出现问题。对策：（1）采用高绝缘强度的电机。（2）加交流输出电抗器（阻抗为 3%）。（3 ）加输出电感 L、电容 C、电阻 R 滤波器。19.用在变极对数电机时，有什么注意事项？把变极对数电机在低级侧固定。这样，当瞬时停电时，会防止因接触器切换而引起的过电流。切换级数一定要在电机停止后进行。20.关于单相电机电容起动
14、的单相电机，会导致电容烧坏，引起过电流保护。分相和互斥启动的单相电机，会使起动线圈烧坏。因此，一半单相电机不采用通用频率器调速。21.关于用同步电机负载变动大，容易引起失步，从而导致过电流，电机烧坏，所以要确定电流和电机的温度。轻负载也会引起失步。加交流输出电抗器是解决此问题的有效方法。与工频电源相比，降低输出容量 10%-20%.变频器的连续输出电流要大于同步电机额定电流与同步导入电流的标值的乘积。22.关于高频电机载波频率低，电流增加。额定电压低的电机（如：200HZ-/200V）可以使用输出降压变压器，或加交流输出电抗器。高速电机产生的高次谐波也增加电流值，因此选择变频器时容量应比普通电
15、机稍大。在转动惯量一定情况下，高速电器的调速范围宽，加/减速时间设定也要大些。23.怎么设定加减速时间及转矩提升？负载的惯量大，一般起动转矩小。所以，加减速度时间值设定大时，转矩提升值要设定小。起动转矩大的负载，一般惯量小。所以，加减速时间设定小时，转矩提升要设定大一些。而且（1）如果加减速时间长，大电流流过的时间长.（2 ）逐步加大转矩提升，电流会逐步减小，直到电流反而增大时，停止转矩补偿的提升。（3）使动频率设的高一些（5-10HZ） .用无速度传感器模式，自动设转矩补偿。24.电网整流桥损坏如何解决？电网与变频器的不协调，可能造成变频器整流桥的损坏，可以考虑装输入交流电抗器选购件对应。需
16、要装交流电抗器的判断条件如下：（1） 变压器容量大于 500KVA，且变压器容量与变频器容量的比大于 10 时。（2） 同一电源变压器装有可控硅负载或功率因素补偿电容器时。（3） 电源三相电压不平衡超过 3%时。（4） 需要改善输入功率因素时。电抗器在变频器中的应用 摘要：介绍了交流进线电抗器、直流电抗器和交流输出电抗器在变频器系统中的作用，并概述了交流电抗器的设计和试验方法。 关键词：电抗器；变频器；进线电抗器1 引言随着电力电子技术的迅速发展，从 20 世纪 90 年代以来交流变频调速已成为电气传动的主流，其应用范围日益广泛。但是由于变频器被使用在各种不同的电气环境，若不采取恰当的保护措施
17、，就会影响变频器运行的稳定性和可靠性。实践证明，适当选配电抗器与变频器配套使用，可以有效地防止因操作交流进线开关而产生的过电压和浪涌电流对它的冲击，同时亦可以减少变频器产生的谐波对电网的污染，并可提高变频器的功率因数。因此探讨与变频器配套用的各类电抗器的作用和容量选择等问题是十分必要的。2 变频器系统配套用的三种电抗器与变频器配套用的电抗器有 3 种：1）进线电抗器 LA1 又称电源协调电抗器，它能够限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，有效地保护变频器和改善其功率因数。接入与未接入进线电抗器时，变频器输入电网的谐波电流的情况，示于图 1。从图 1 可以看出接入电抗器后能有效地抑制谐波电
18、波。2）直流电抗器 LDC 直流电抗器接在变频系统的直流整流环节与逆变环节之间，LDC 能使逆变环节运行更稳定，及改善变频器的功率因数。3）输出电抗器 LA2 接在变频器输出端与负载（电机）之间，起到抑制变频器噪声的作用。三种电抗器在变频器中的连接如图 2 所示。3 需要安装进线电抗器的场合进线电抗器既能阻止来自电网的干扰，又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染，当电源容量很大时，更要防止各种过电压引起的电流冲击，因为它们对变频器内整流二极管和滤波电容器都是有害的。因此接入进线电抗器，对改善变频器的运行状况是有好处的。根据运行经验，在下列场合一定要安装进线电抗器，才能保证变频器可靠的运行。
19、1）电源容量为 600kVA 及以上，且变频器安装位置离大容量电源在 10m 以内，如图 3 所示： 2）三相电源电压不平衡率大于 3。电源电压不平衡率 K 按式（1）计算： 3）其它晶闸管变流器与变频器共用同一进线电源，或进线电源端接有通过开关切换以调整功率因数的电容器装置。4 进线电抗器容量的选择进线电抗器的容量可按预期在电抗器每相绕组上的压降来决定。一般选择压降为网侧相电压的24，也可按表 1 的数据选取。电感量 L 的计算公式如式（ 2）所示：UV 交流输入相电压有效值（V）；UL电抗器额定电压降（V）；In电抗器额定电流（A）；f电网频率（Hz）。进线电抗器压降不宜取得过大，压降过大
20、会影响电机转矩。一般情况下选取进线电压的 4（8.8V ）已足够,在较大容量的变频器中如 75kW 以上可选用 10V 压降。5 直流电抗器和输出电抗器的作用在有直流环节的变频系统中，在整流器后接入直流电抗器可以有效地改善功率因数，配合得当可以将功率因数提高到 0.95，另外，直流电抗器能使逆变器运行稳定，并能限制短路电流，所以很多厂家生产的 55kW 以上的变频器都随机供应直流电抗器。输出电抗器的主要作用是补偿长线分布电容的影响，并能抑制变频器输出的谐波，起到减小变频器噪声的作用。有些厂家还提供有输出电抗器与无输出电抗器时，连接电机的导线允许的最大长度，表 2是西门子公司提供的数据。6 三相
21、交流进线电抗器的设计计算当选定了电抗器的额定电压降 UL，再计算出电抗器的额定工作电流 In 以后，就可以计算电抗器的感抗 XL。电抗器的感抗 XL 由式（3）求得：XL=UL/In()(3)有了以上数据便可以对电抗器进行结构设计。电抗器铁芯截面积 S 与电抗器压降 UL 的关系，如式（4）所示：式中：UL单位 V；f电源频率（Hz）；B磁通密度（T ）；N电抗器的线圈圈数；Ks铁芯迭片系数取 Ks=0.93。电抗器铁芯窗口面积 A 与电流 In 及线圈圈数 N 的关系如式(5)所示：A=InN/(jKA)(5)式中：j电流密度，根据容量大小可按 22.5A/mm2 选取；KA窗口填充系数，约
22、为 0.40.5 。铁芯截面积与窗口面积的乘积关系如式（6）所示：SA=UI/(4.44fBjKsKA104)（6）由式(6)可知，根据电抗器的容量 UI(=ULIn) 值，选用适当的铁芯使截面积 SA 的积能符合式(6)的关系。假设选用 B=0.6T，j=200A/cm2，Ks=0.93，KA=0.45，设 A=1.5S,则电抗器铁芯截面与容量的关系为：为了使进线电抗器有较好的线性度，在铁芯中应有适当的气隙。调整气隙，可以改变电感量。气隙大小可先选定在 25mm 内,通过实测电感值进行调整。7 电抗器电感量的测定71 直流电抗器 LDC 电感量的测定铁芯电抗器的电感量和它的工作状况有很大关系
23、，而且是呈非线性的，所以应尽可能使电抗器处于实际工作条件下进行测量。图 4 所示是测量直流电抗器的电路。在电抗器上分别加上直流电流 Id 与交流电流 I，用电容 C=200F 隔开交直流电路，测出 LDC 两端的交流电压 U与交流电流 I，可由式（9）、式（10）式近似计算电感值 L。72 交流电抗器电感量的测定带铁芯的交流电抗器的电感量不宜用电桥测量，因为测电感电桥的电源频率一般是采用 1000Hz，因此测电感电桥只可用于测量空心电抗器。对于用硅钢片叠制而成的交流电抗器，电感量的测量可用工频电源的交流电压表电流表法测量，如图 5 所示。通过电抗器的电流可以略小于额定值，为求准确可以用电桥测量
24、电抗器线圈内阻 rL，每相电感值可按式（11）计算：式中：U 交流电压表的读数 (V)；I交流电流表的读数(A)；rL电抗器每相线圈电阻( )。由于电抗器线圈内阻 rL 很小，在工程计算中常可忽略。8 结语与变频器配套的的三种电抗器对变频器系统的稳定、可靠运行有相当大的作用，其中以进线电抗器作用最大，它能有效地保护整流逆变系统免遭过电压和浪涌电流的冲击，并能提高变频系统的功率因数，国产电抗器质量良好，造价低廉，值得推广应用。ABB 变频器维修服务电话：黄工13681157952/QQ：1550296730参考文献1天津电气传动设计研究所编著M.电气传动自动化技术手册.机械工业出版社,1992.2吴忠智,黄立培,吴加林.调速用变频器及配套设备选用指南M.机械工业出版社,2000.3陈壁光.低压电器试验基础H.水利电力出版社,1988,4三菱电机株式会社 .FR A500 三菱变频调速器使用手册.5西门子电气传动有限公司 .矢量控制三相交流传动系统电压源型变频调速 (样本 DA65.102000).
