摘要：變頻器作為一種能源轉(zhuǎn)換的節(jié)能設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和日常生活中的應(yīng)用越來越廣泛，變頻器的使用和維護(hù)也越來越重要。

總的說來應(yīng)用變頻調(diào)速器的目的有3個：一是滿足機(jī)械設(shè)備的調(diào)速功能(即能滿足機(jī)械設(shè)備中電動機(jī)無級調(diào)速的要求)，并同時實(shí)現(xiàn)軟啟動、加速、減速、剎車、關(guān)機(jī)等，在啟動和關(guān)機(jī)中無電沖擊和機(jī)械沖擊;二是變頻器調(diào)速范圍大、調(diào)速精度高，在機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用它，可提高工程質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量;三是應(yīng)用變頻器，可根據(jù)負(fù)荷需求功率的大小，實(shí)時控制功率的輸出，以達(dá)到最大的節(jié)省電力。本文就變頻器的選型、使用、故障處理和維護(hù)等方面進(jìn)行總結(jié)，供參考。

1、變頻器的選型

眾所周知，變頻器是節(jié)能設(shè)備，但并不適用于所有設(shè)備的驅(qū)動。進(jìn)行工程設(shè)計(jì)或設(shè)備改造，應(yīng)在熟悉所驅(qū)動設(shè)備的負(fù)載性質(zhì)、了解各種變頻器的性能和質(zhì)量基礎(chǔ)進(jìn)行變頻器的選型。

1.1負(fù)載的性質(zhì)

負(fù)載的性質(zhì)決定了變頻器的選型和使用。一般情況下負(fù)載可分為以下三類：

(1)減轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載。減轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載要求轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比(如風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載)，此類負(fù)載最適宜使用變頻器控制。通用三相交流異步電動機(jī)運(yùn)行頻率在15Hz以下，電動機(jī)很難達(dá)到額定輸出轉(zhuǎn)矩，而減轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載低速運(yùn)行時，要求的轉(zhuǎn)矩相應(yīng)降低，正好適應(yīng)了變頻器驅(qū)動異步電動機(jī)在低速運(yùn)行時輸出轉(zhuǎn)矩下降的特點(diǎn)。

(2)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。此類負(fù)載要求的輸入轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)速無關(guān)(如傳送帶、喂料機(jī)、提升機(jī)、攪拌機(jī)及加工設(shè)備的行走機(jī)構(gòu)等)。這類負(fù)載采用變頻器控制，可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，能大大提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。根據(jù)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的特點(diǎn)，使用變頻器控制時，需要注意幾點(diǎn)：

①在選擇變頻器的VF曲線時，要選擇啟動轉(zhuǎn)矩較大的特征曲線;

②適當(dāng)加大斜坡上升時的附加電流值設(shè)置，以保證其連續(xù)起動，并克服粘滯效應(yīng);

③在設(shè)置電機(jī)電流限幅值時，應(yīng)適當(dāng)放寬電機(jī)允許的過載電流倍率。另外，對升降性的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載(如電梯、提升機(jī))，在其下降過程或停車時，需要外加制動單元。

(3)恒功率負(fù)載。恒功率負(fù)載是指隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降，其輸出轉(zhuǎn)矩反而增加的負(fù)載(電機(jī)輸出功率不變)，如車床、鉆床、磨床等設(shè)備。這類負(fù)載，使用變頻器一定要慎重;使用時要注意3點(diǎn)：

①適當(dāng)選擇大容量的變頻器和大容量的電動機(jī);

②在交流異步電動機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度和輸出轉(zhuǎn)矩能滿足高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求時，使用6極或8極電動機(jī);

③采用變極電動機(jī)和變頻器相結(jié)合或者機(jī)械有級調(diào)速和變頻器相結(jié)合的辦法。

1.2變頻器的選型

在明確負(fù)載性質(zhì)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)了解各種變頻器的性能特點(diǎn)，才能合理進(jìn)行選型。現(xiàn)今市場上進(jìn)口的變頻器比較多，如日本的富士和安川變頻器、德國SIEMENS變頻器、芬蘭VACON變頻器等。其中日本富士變頻器(有P型和G型兩種)價位稍高，帶負(fù)載能力較強(qiáng)。減轉(zhuǎn)矩負(fù)載選P型，恒功率負(fù)載選G型，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載選P型和G型均可。對恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載而言，因P型變頻器的過載能力、轉(zhuǎn)矩限制、價格等均低于同功率的G型。因此，選型時應(yīng)優(yōu)選功率大一檔的P型，其次可選同等功率的G型，盡量不選同等功率的P型。對密封、無灰塵、無污染環(huán)境中的機(jī)電設(shè)備，可選用負(fù)載能力好、操作簡單、運(yùn)行可靠且噪音小的安川變頻器。

隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，國產(chǎn)變頻器(如森蘭變頻器、香港ZL變頻器等)性能及可靠性與進(jìn)口變頻器相差無幾，且價位低、維護(hù)方便，操作方式和程序設(shè)置符合亞洲人的習(xí)慣。因此，對一般調(diào)速設(shè)備，根據(jù)性價比及考慮維護(hù)等因素，應(yīng)盡量選用國產(chǎn)變頻器。

2、變頻器的故障判斷及其處理

變頻器本身具有相當(dāng)豐富的異常故障顯示和保護(hù)功能。當(dāng)故障發(fā)生時，變頻器將異常故障代碼顯示在屏幕上，或者將故障信息存儲在程序的某個參數(shù)內(nèi)，以便維修檢查。變頻器異常故障分為軟故障和硬故障兩大類，前者多因操作或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)造成的，常見軟故障的判斷及其處理見表1。硬故障是由于變頻器本身器件損壞造成的，維修起來可能很不便。

無論哪種變頻器，其主回路基本原理相同。

三相交流電經(jīng)橋式整流為直流電，通過限流電阻R給電容C充電，當(dāng)電容C的電壓充到75%時，接觸器M吸合，電阻R被短接，然后直接充電到變頻器規(guī)定電壓。變頻器的CPU當(dāng)接到開車信號時，發(fā)出觸發(fā)信號，使驅(qū)動電路工作觸發(fā)IGBT，將直流電壓變成頻率可調(diào)的三相交流電驅(qū)動電機(jī)。

主回路容易出現(xiàn)的故障及處理方法見表2。

3、變頻器的維護(hù)

變頻器的使用環(huán)境對其正常功能的發(fā)揮及使用壽命有直接影響，所以為了延長使用壽命和提高節(jié)能效果，必須對變頻器進(jìn)行定期的維護(hù)和部分零部件的更換。變頻器用于惡劣工作環(huán)境中(如建材行業(yè)、造紙行業(yè)等)，變頻器維護(hù)就成為一項(xiàng)重要的設(shè)備管理內(nèi)容。俗話說“沒有使用50年的電機(jī)，但有使用50年的變頻”。因此采取積極的維護(hù)和運(yùn)行措施，可充分發(fā)揮變頻器功能和延長其使用壽命。

對變頻器的維護(hù)主要包括2個方面：

(1)應(yīng)定期進(jìn)行清灰除塵。由于變頻器內(nèi)部器件緊湊，內(nèi)部積灰很難用風(fēng)機(jī)或吸塵器清除干凈，這就需要對變頻器解體，進(jìn)行吹灰除塵。對控制板上的積灰，要用毛刷重點(diǎn)處理，以利于部分元器件的散熱。另外，由于個別類型變頻器整流部分的集成二極管之間絕緣距離較小，積灰過多容易使整流塊損壞，對此更要增加吹灰除塵的次數(shù)。

(2)應(yīng)定期更換零部件。變頻器中不同種類的零部件使用壽命不同，并隨其安裝的環(huán)境和使用的條件而改變。使用中，應(yīng)隨時注意觀察、分析和及時更換。