变频器在现代工业生产中的应用与维护探讨

周二刚

（山西职业技术学院，山西 太原 030006）

变频器在现代工业生产中的应用与维护探讨

周二刚

（山西职业技术学院，山西 太原 030006）

随着我国工业发展水平的不断发展，对工业生产技术和设备的要求越来越高。自动化控制技术已经广泛应用于我国现代化工业生产中，在我国建设资源节约型社会的背景下，变频器作为可调速驱动系统的一种，在我国工业生产中得到了广泛的应用。变频器通过对电动机电源频率和幅度的控制，达到了较好的节能效果，对于促进我国工业自动化水平的提升具有重要意义。本文对变频器在我国工业生产中的应用及维护进行了分析。

变频器；工业生产；应用；功能；维护

电动机是我国工业生产中重要的动力设备，是保证工业生产能够正常运行的主要动力来源之一。由于受到工作环境和运行方式的影响，传统的控制电动机转速的方式效率较低，设备占地面积较大，维修困难。而变频器的出现有效的改变了这一现象，通过变频技术与微电子技术的结合，对电机工作电源的频率方式进行控制来提供稳定的电源电压，具有良好的节能、调速的作用。此外，变频器还具有过流、过压、过载等保护功能，变频器的应用是我国工业自动化控制水平提升的重要标志。

1 变频器在现代工业生产中的应用

（1）变频器在工业生产节能中的应用。变频是变频器的重要功能，通过变频能够降低机械设备的能源消耗，提高运行效率。为保证设备运行的可靠性，部分机械设备如水泵、风机等，在设计阶段都会为动力驱动留有一定的富余量。但是在电机没有达到满负荷运行状态时，产生的多余的力矩就会消耗一定的有功功率和电能，造成能源损耗，而传统的节能方式是调节电机转速，由于技术落后反而造成更多能源的消耗。而变频器则会根据流量的变化产生可变的电压和频率，对风机或水泵等机械水泵的转速进行调节，使电机能够在不同负荷状态下调节自身的转速，降低能源消耗，达到较好的节能效果。

（2）降低线路无功功率损耗。无功功率是工业生产中耗能较大的因素，其会增加线路损耗，降低设备使用寿命，浪费电能，降低有功功率。使用变频器能够提高电源使用效率，降低无功功率的损耗。变频器可通过内部滤波电容的作用，降低无功功率损耗，增加电网的有功功率，从而实现功率因数补偿节能的作用。

（3）实现电机设备的软启动。电动机在启动时会产生较高的启动电流，往往会达到额定电流的数倍，电机硬启动时的大电流和振动会对设备、线路、管路等造成很大的损害，严重影响其使用寿命。而使用变频节能装置后，变频器的软启动功能可使启动电流从零开始，并且最大值也不会超过额定电流，这种软启动的方式有效减轻了启动电流对电网的冲击，节省了设备的维修维护费用。

（4）变频器在工业生产中的保护功能。变频器对电机设备的保护主要包括修正保护和停止保护两类。修正保护是指变频器在检知异常状态后可自动地进行异常修正动作，如再生过电压失速防止、电流失速防止；停止保护是指检测到异常状态后自动封锁电力半导体器件控制信号，使电机停止运行。

（5）变频器在泵类工业机械设备中的应用。泵类机械设备是工业生产中比较常见的设备，如果泵类设备的负载变化较大，会降低设备的使用寿命，并且影响到设备运行的可靠性。变频器在泵类机械设备中的应用，利用其强大的调速功能，可有效控制泵类设备负载情况。对变频器输出进行控制，能够让泵类负载达到生产工艺的条件，得到最好的节能效果，与此同时还能够提高生产水平，加快工业自动化的进程，而且还可以让器材的使用寿命延长，使产品的质量水平得到提高，使得生产效率得到提高，使得企业能够获取到更高的经济利益。

（6）变频器在工业生产机械风机负载中的应用。风机主要应用于工业生产中的冷却体系、锅炉体系、烘干体系、排风体系中，为了保证达到良好的工艺水平和工作状况，需要对风量、温度等因素进行控制。传统的方法为调整风口、挡板开合程度，但是风机始终恒速运行，无法满足生产工艺条件标准，又浪费能源和耗损设备器材。而利用变频器对风机进行控制，它的无级调速性能能够使风机的调速范围更大，可靠性高，操作简便，可以达到生产工艺和工作状况的高条件。

2 变频器的维护

因为变频器的结构较为复杂，且各种电子元器件的组成较为精密，所以对使用环境和运行方式有一定的要求，如果变频器出现故障，会直接影响到工业生产的效率和经济效益。所以为了保证变频器的正常运行，需要做好变频器的维护工作，加强对变频器故障原因分析，提前做好各项应对措施。根据故障原因来源可分为外部故障和内部故障，下面对此进行分析，并提出相应的防范措施。

2.1 变频器外部引起的故障

（1）变频器的工作环境。因为变频器是由精密的电子元器件组成，所以工作环境的好坏会对变频器运行的安全性和可靠性有直接影响。如果运行环境的温度过高，会直接缩短电子元器件的使用寿命和运行的可靠性；外部的冲击和振动会导致变频器内部电子元器件产生机械损伤；环境的湿度、腐蚀性气体以及尘埃等会导致电子元器件出现锈蚀、接触不良、绝缘性能下降等现象，从而形成短路导致变频器故障的发生；如果工作环境中存在电磁干扰，就会对变频器的控制系统产生干扰，出现误动作而导致工作异常或者停机；变频器的供电系统中如果有直接起动的电动机或者电磁炉等设备，会对变频器供电系统产生影响；雷击、感应雷电形成的冲击电压会对变频器造成一定的损失，所以要做好防雷措施。

（2）变频器外部运行维护。为了保证变频器运行的安全性和可靠性，需要对其工作环境做好各种防范措施。为了避免运行环境温度过高，应该避免变频器受到日光直射，还可安装散热装置来降低温度；为防止振动和冲击，应该选择振动或者可受到冲击较少的位置，还可使用橡胶等避震措施；及时探测运行环境的湿度并进行调节，加强日常清洁工作，减少灰尘，控制柜做好防腐处理，采用封闭式结构；为降低电磁等干扰，可采用屏蔽线回路的方式，安装防干扰装置，缩短控制回路的配线距离，单独使用接地端子等方式；对于有直接起动的设备，应该与变频器的供电系统相分离，减少影响程度。为了降低停电造成的影响，变频器和外部控制回路可采用瞬停补偿方式，避免过电流的影响，为提高运行效率，还可加装自动切换电源装置，保持电力供应；加强防雷装置的使用，可在变频器输入端加压敏电阻，还可安装其他避雷设施。做好各项防范措施，为变频器提供一个安全可靠的运行环境，提高变频器的运行效率，保证工业生产的正常运行。

2.2 变频器内部故障

（1）内部原因故障类型。变频器内部故障主要有过载、过电流和参数设置不当等几方面原因，电源电压不高、加速用时过短以及制动量过大都可能会引发变频器出现过载现象，导致变频器故障的发生；由于机械卡死会导致超载，从而出现过电流故障；如果变频器的运行参数设置不当，就会对启动、运行和控制等各个环节产生影响。变频器的内部故障基本都是由于设置不当或者控制不严格导致的，对变频器的正常运行会产生不良影响。

（2）变频器内部故障运行维护。为了保证变频器能够正常运行，应该加强防范过载、过电流、过压、欠压、参数设置不当等故障现象的发生。对于过载故障而言，要加强对机械的维护保养，经常检查电源电压，将电压维持在变频器的额定电压范围内；对于过电流故障，要及时检查变频器和电机的连接线路以及各种零件的运行状态，防止过电流故障的发生；在变频器生产调试时都会设置默认参数作为出厂值，但是在实际使用过程中，为了满足实际生产的需求会重新调整面板的参数，一定要由专业人员根据生产需求正确设置参数，保证变频器的正常运行。

为了加强对变频器的运行维护管理，应该制定完善的检修管理制度，根据实际生产需求，采取定期检修或者状态检修，确定检修范围和检修内容，制定合理的检修计划。在检修的过程中，严格按照检修规范程序执行，因为变频器装置中都是精密的电子元器件，所以检修时一定要认真细致，避免因为检修而造成意外损坏。在检修时，不仅要对变频器内部的元器件和线路等进行检查，还应该检查其运行环境，为变频器提供一个良好的运行环境。对变频器进行日常维护管理，可及时发现安全隐患，尽早排除故障，提高变频器运行的稳定性和可靠性，这是避免故障发生的主要途径。检修时，应该对经常发生故障的部位进行更加认真细致的检查，杜绝一切隐患的发生，延长变频器的使用寿命。

3 结语

在工业生产实现大范围自动化控制的背景下，生产效率明显提升，为了适应我国工业生产节能降耗的政策号召，变频器在工业生产中得到了广泛的应用。变频器的应用，达到了明显的节能效果，有效降低生产成本，提高生产效率。由于变频器装置比较精密，所以要加强对变频器运行的维护管理，做好各项故障防范措施，降低故障的发生率，提高变频器运行的稳定性和可靠性。随着科学技术的不断发展，变频器技术也不断完善，在精确性、自动化和高效化方面不断提升。

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TM921.51

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1671-0711（2017）12（上）-0059-02