变频器的应用及应注意的问题

摘 要 对当前通用变频器存在的问题进行分析并提出解决方案，并以旋流器控制系统为例说明变频器的实际应用。

【关键词】变频器 谐波 发热 负载

近年来，随电气传动技术面发展，变频调速以其优异的调速性能和节电效果，广泛的应用于各行各业。但随着通用变频器应用范围的扩大，暴露出来的问题也越来越多，主要有谐波问题、变频器负载匹配问题、发热问题。同时一般的变频器参数都能达到上千个之多，只有合理的设置参数才能正确的发挥其效能。

1 变频器纯在的问题及其对策

1.1 谐波问题

变频器输入时交流电压，直流侧是恒定直流点烟，所以输入电流是非正弦波。为了消除谐波，可采用以下对策：

（1）安装电抗器。在变频器的交流侧安装交流电抗器或在变频器的直流侧安装直流电抗器，抑制谐波电流。

（2）采用12脉波整流，可起到了很好的谐波抑制作用。

1.2 负载匹配问题及其对策

变频器常用的有两种负载：恒转矩负载、风机泵类负载。针对不同的负载类型，应选择着不同类型的变频器。

1.2.1 恒转矩负载

恒转矩负载是指负载转矩与转速无关。又分为摩擦类负载和位能式负载。

摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩150%左右，制动转矩一般要求额定转矩100%左右，所以变频器应选择那些具有恒定转矩特性，并且起动和制动转矩都比较大，过载时间长和过载能力大的变频器。

位能式负载一般要求大的起动转矩和能量回馈功能，能够快速实现正反转，变频器应选择具有四象限运行能力的变频器。

1.2.2 风机泵类负载

这类负载对变频器的性能要求不高，只要求经济性和可靠性，所以选择具有U/f=const控制模式的变频器即可。泵类负载在实际运行过程中，注意避免发生喘振、憋压和水垂效应。

1.3 发热问题及其对策

变频器运行中产生大量热量，为了保证正常可靠运行，必须进行散热，通常采用以下方法：

（1）变频器的内安装风扇强迫风冷。

（2）降低安装环境温度：变频器内含电子原件，温度对其寿命影响比较大。

如果能够采取措施尽可能降低变频器运行温度，那么变频器的使用寿命就延长，性能也比较稳定。

2 常用的变频器参数

我厂变频器的生产厂家杂乱，而且技术人员对变频器的相关知识欠缺，造成了部分的变频器的参数设置不合理或过于简单，不能充分发挥变频器的功能或者不利于工艺调整。下面简要介绍一下变频器常用的几个参数设置。

2.1 U/F线的设置

为了改善电动机低频运行时的机械特性，各变频器都提供了多种U/F曲线。

2.1.1 风机

风机属于二次方律负载，不需要进行补偿。变频器还专门设置了若干根“负补偿线”。

2.1.2 带式输送机

带式输送机属于恒转矩负载。需考虑在低频时也能带动负载的问题。因此，应该选择具有一定补偿量的U/f线。

2.2 矢量控制

要使用矢量控制，变频器必需配置了“自測定功能”，能够自动地测定电动机的有关参数。

2.3 载波频率的调整

载波频率主要影响：

（1）载波频率越高，则电流波形的脉动越小；

（2）载波频率越高，变频器的实际输出电压越小；

（3）当电动机与变频器之间的距离较远时，则载波频率越高，由线路分布电容引起的不良效应（如振动）越大；

（4）载波频率越高，对其他设备的干扰也越严重。

2.4 升速时间的预置

变频器的“升速时间”，指频率从0Hz上升到最高频率所需要的时间。预置升速时间的基本原则，就是在不过流的前提下，越短越好。

2.5 降升速时间的预置

变频器的“降速时间”，指频率从最高频率下降到0Hz所需要的时间。预置降速时间的基本原则，就是在不过压的前提下，越短越好。

3 变频器在选矿厂旋流器控制中的应用

下面以我厂四选旋流器控制为例来简要说明变频器的实际应用。

3.1 系统原理

如图1所示，各端子具体功能如下：

（1）K1-变频器启动端，闭合后变频器启动；

（2）SB3-故障复位端，故障恢复用；

（3）SA2-手自动切换用，闭合时表示手动，断开时表示PLC控制；

（4）KM-变频电机的冷却风机运行状态，通过DP上到控制中心；

（5）K3-故障报警；

（6）KP-现场控制手操器；

（7）PA-变频器电流输出；

（8）PV-变频器输出频率。

3.2 变频器参数设置

P41-电动机额定电压，P42-电动机额定电流，P43-电动机铭牌额定频率，P44-电动机额定转速，P45-电动机额定功率，P49-电动机极数。

P53电机控制模，4=FVC磁通矢量控制；P54最大电压380V；P55最大输出频率55HZ；P81最小速度0；P82最大速度50；p90速度基准值A选择22="DPI PORT 5"，来自PLC通讯；P9速度基准值A最大值50HZ；P92速度基准值A最小值0HZ；P96手动速度基准值选择1=“analog in 1"来自操作箱上的手操器；P140加速时间1，20s；P142减速时间1，20s；P148电流限制值1.5倍额定电流；P155停机模式1=斜坡运行；P190方向模式0单向；P320模拟量输入组态bit0=1 bit1=1模拟量输入1、2均为电流型；P322模拟量输入1最大值20mA；P323 模拟量输入1最小值4mA；P340模拟量输出组态bit0=1 bit1=0模拟量输出1为电流型，2为电压型；P345模拟量输出1选择，1=频率；P345模拟量输出2选择2=输出电流。

4 结论

本文通过对通用变频器运行过程中存在问题的分析，提出了解决这些问题的实际对策，同时通过以罗克韦尔变频器为例，介绍了变频器在实际应用。

参考文献

[1]韩安荣.通用变频器及其应用[M].北京：机械工业出版社，2000（03）.

[2]李明震.工业用变频器原理[M].北京：国防科技出版社，2001（09）.

作者简介

蒋守立（1975-），男，山东省诸城市人，自动化工程师。研究方向为电气及自动化。

作者单位

本溪钢铁（集团）有限责任公司南芬选矿厂 辽宁省本溪市 117014