变频器系统及安全性能分析 _知识百科

1变频器的安装
1.1安装环境
（1）安装在室内通风良好的场所，远离可燃物，一般应垂直安装。
（2）环境温度要求在-10°C～40°C的范围内，如温度超过40°C时，需外部强迫散热或降额使用；避免安装在阳光直射的地方。
（3）湿度要求低于95%，无水珠凝结。
（4）安装在振动小于5.9m/s2（0.6g）的场所。
（5）避免安装在多尘埃，金属粉末的场所。
（6）严禁安装在有腐蚀性，爆炸性气体场所。
1.2安装要求
（1）必须由具有专业资格的人进行配线作业和更换零件。
（2）应在断开电源10min后进行操作，此时充电指示灯彻底熄灭或确认正负母线电压在36V以下，更换控制板后，必须正确设置参数后才能运行。
（3）变频器内存在漏电流，应安装漏电保护器（即RCD）。变频器自身系统和其它系统须使用为高谐波/浪涌的漏电流而设计的漏电断路器，在输出侧应安装电抗器。
在电网和变频器之间，必须安装隔离开关等明显分断装置，确保设备维修时人身安全。为提供输入侧过电流保护和停电维护的方便，变频器应通过空气开关或熔断开关与电源相连。变频器前必须安装具有过流保护作用的断路器（QF）或熔断器，避免因后级设备故障造成故障范围扩大。
如果接触器用于供电控制，变频器的上下电不可用接触器来控制。
为保护变频器，抑制高次谐波，在有些情况下，应配置直流电抗器：当给变频器供电的同一电源节点上有开关式无功补偿电容器屏或带有可控硅相控负载时，因电容器屏开关切换引起的无功瞬变致使网压突变和相控负载造成的谐波和电网波形缺口，有可能对变频器的输入整流电路造成损害；当变频器供电三相电源的不平衡度超过3%时；当要求提高变频器输入端功率因数到0.93以上时；当变频器接入大容量变压器时，变频器的输入电源回路流过的电流有可能对整流电路造成损害。当变频器供电电源的容量大于550kVA以上时，或供电电源容量大于变频器容量的10倍时，变频器需要配置直流电抗器。
如果电网波形畸变严重，或者在变频器配置直流电抗器后，变频器和电源之间高次谐波的相互影响还不能满足要求，或者为提高变频器输入侧的功率因数，可增设交流输入电抗器。
当变频器到电机的连线超过80m时，最好采用多绞线并安装可抑制高频振荡的交流输出电抗器。以免电机绝缘损坏，漏电流过大对电路造成影响，而频繁保护变频器。
为抑制从变频器电源线发出的高频噪声干扰，和抑制变频器输出侧产生的干扰噪声和导线漏电流，可分别在输入侧，输出侧选配EMI滤波器。
为防止发生电击和火灾事故，须在变频器主电路的PE端子与供电电源的保护地之间有可靠的连接接地线，接地电缆直径不能小于变频器R， S， T输入端进线电缆的线径，接地阻抗应小于0.2Ω，电缆长度应控制在20m以内。变频器与其他音频设备，传感器及计算机等的接地端要分离，以防漏电流成为一个噪声源，影响系统内设备。变频柜的接地应与动力设备接地点分开，最好有单独的专用外部接地点。多台变频接地时，不应使接地线形成环路。不同的接地系统阻抗越小越好，最好选用扁平电缆，因为横截面积相同的电缆，扁平导体的高频阻抗比圆形导体小。
变频器中一般都有雷电吸收网络，主要防止瞬间的雷电浸入使变频器损坏。当电源架空引入时，单靠变频器的吸收网络是不能满足要求的，在进线处，应装设变频专用避雷器，或按规范要求在离变频器20m的远处预埋钢管做专用接地保护。电源若是电缆引入，必须做好控制室的防雷系统。
2变频器使用。
（1）变频器在一定的输出频率范围内，可能会遇到负载装置的机械共振点，必须通过设置跳跃频率来避开。
（2）频繁起停的场合，宜通过端子对变频器进行起停控制，严禁在变频器输入侧使用接触器等开关器件进行直接频繁起停操作。
（3）电机在首次使用或长时间放置后的再使用之前，应做电机绝缘检查，防止因电机绕组的绝缘失效而损坏变频器。
（4）变频器中间直流回路过电压的危害，来源及减少变频器过电压故障的对策。其主要危害是引起电机温升过高，影响电机绝缘寿命，直接影响中间直流回路滤波电容器寿命，严重时会引起电容器爆裂。来自电源输入侧的过电压和来自负载侧的过电压都可引起中间直流回路过电压。在输入侧并联浪涌吸收装置或串联电抗器等方法可减少来自电源输入侧的过电压。来自负载侧的过电压若导致中间直流回路的电容器的电压上升，达到限值即行跳闸。减少过电压还可从以下几方面考虑解决办法：一是从变频器可设定的减速时间参数和变频器减速过电压自处理功能中寻找解决办法。二是采用在中间直流回路上增加适当电容的方法。三是通过控制系统功能优势解决变频器过电压问题。
3变频器的保养和维护。
环境温度，湿度，粉尘，振动的影响及变频器内部器件老化等许多原因，都会导致变频器的故障发生，必须对变频器实施定期保养及维护。
3.1冷却风机的维修。
变频器的冷却风机发生故障的频率较高，常见的故障有电机故障，轴承故障和风叶故障。电机发生故障时冷却风机会停转，轴承和风叶发生故障时，冷却风机的噪音和振动明显增大。
冷却风机有故障应及时维修或更换（更换年限一般为3年）。
3.2变频器驱动板的维修。
过多的灰尘附在电路板上，会影响电路板的正常工作和信号传输的准确性，容易引起误报故障或停机。变频器的定期维护保养应对印刷电路板，风道等处的灰尘全面清理，清洁时注意采取防静电措施。电路板上有大量的充电电容，充电电容若发生故障会造成IGBT的损坏，而IGBT是变频器的核心部件，若损坏，维修成本很高。常规检查时应检查驱动板上有没有发热烧黄的迹象，及时发现并处理故障。
3.3电解电容器的保护。
直流回路滤波电容为电解电容器，其寿命主要由加在其两端的直流电压和内部的温度所决定。如果电解电容长期不通电，会导致电解电容劣化。通电时会导致漏电流增大，额定电压下降，电流通过时电容温度上升，发生电容裂开。必须在2年以内对变频器进行一次通电实验。通电时，可以不带负载，采用调压器将电压缓缓升高至额定值，时间近5h.滤波用电解电容器属易损件，可根据运行时间确定更换年限。
3.4变频器测试。
对变频器的绝缘测试，必须将所有的输入，输出端子用导线短接后，对地进行测试，严禁单个端子对地测试，否则有可能损坏变频器。对电机进行绝缘测试，为避免损坏变频器，必须将电机的输入端子U， V， W从变频器拆开，单独对电机测试。
4变频器的存贮。
避免在高温，潮湿及富含尘埃，金属粉尘的场所保存，要保证通风良好。