變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源,以實現電機的變速運行的設備。如下圖所示,其中控制電路完成對主電路的控制,整流電路將交流電變換成直流電,直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波,逆變電路將直流電再逆變成交流電。
對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說,有時還需要一個進行轉矩計算的CPU以及一些相應的電路。
山西朔州安家嶺選煤廠末煤系統中四臺加壓過濾機入料泵變頻器,安裝調試好后,經常出現問題,制約著加壓過濾機的正常生產,進而影響著選煤廠的入洗產量。分析其原因,是產品設計制造、現場安裝調試、應用維護幾個方面出現問題。
改造一:四臺加壓過濾機入料泵變頻器(日本富士產,型號:FRN132P11S-4CX),經常出現欠電壓故障,經過檢查每次都是變頻器內部的兩個接觸器出現問題。更麻煩的是更換兩接觸器過程復雜,插件繁多,拆卸或安裝螺絲時,稍一疏忽,就有可能使螺絲落入變頻器內部,增加了變頻器內部線路短路的危險性,會使變頻器損壞,給生產造成大的損失。
改造一的分析解決
因設計時考慮安裝空間太小,功率大的接觸器安裝不下,而采用兩個小功率的接觸器并聯代替,而實際運行中并不可靠,工作3至5月左右就被燒壞。為此把變頻器內部兩個接觸器由一個代替,并移至外面,安裝在電控柜側板上,便于更換。
接觸器原型號FC-1 5.5Kw, 改為西門子 15 Kw接觸器,為防止改后的接觸器線圈驅動電流超過原接觸器,使主板過載。為安全起見,同時增加一中間繼電器過渡一下,利用原主板電源驅動中間繼電器,中間繼電器的兩個常開觸點驅動15 Kw接觸器,外部另接入一220v交流電源,作為15 Kw接觸器的驅動電源。
經此改造之后,欠電壓故障不再發生,變頻器運行一直很正常,更重要的是,即使有故障,也可以方便的更換備件,以前4、5小時的工作量,現在只需幾分鐘的時間,關鍵是通過此改造有效的保證了生產的穩定性。
改造二:變頻器(設備號分別為8104、8105)兩臺,控制電源處于連鎖狀態,有一臺出現故障,如檢修斷電,則另一臺無法繼續生產,大大制約了生產。
改造二分析及解決措施
由于入料泵變頻現場布線復雜、且很多線沒有線號,原接線施工時,有源點的信號互取。經過兩天的認真查線,終于實現了以上的單獨控制為克服此弊端,我們做了改造,控制電源改為完全獨立,即使有一臺出現故障停車檢修,也不會影響到另一臺。
改造三:由于加壓過濾機設備每天工作都在20小時以上,同樣入料泵變頻器也是20小時以上,長時間的工作,致使變頻器產生的熱量很多,變頻器溫度很高。高溫狀況下工作對變頻器來說威脅很大,曾幾次使變頻器零部件損壞。
改造三的分析解決方法
要正確的使用變頻器, 必須認真地考慮散熱的問題。變頻器的故障率隨溫度升高而成指數的上升。使用壽命隨溫度升高而成指數的下降。環境溫度升高10度,變頻器使用壽命減半。在變頻器工作時,流過變頻器的電流是很大的, 變頻器產生的熱量也是非常大的,不能忽視其發熱所產生的影響。
通常變頻器安裝在控制柜中,我們要了解一臺變頻器的發熱量大概是多少,可以用以下公式估算: 發熱量的近似值= 變頻器容量(kW)×55 [W],如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器, 并且也在柜子里面, 這時發熱量會更大一些。
初始考慮增加風扇對其散熱,由于是夏天,配電室周圍的溫度較高,散熱效果都不理想。現場配電室內部有一臺空調,但是功率有限,一時無法更換大功率的空調。
為保證入料泵變頻器正常工作,采用接風管的方法,把空調出來的冷風通過柔性管引至變頻器內部進行吹風散熱,吹風方向自下而上,散熱效果相當好,大大提高了變頻器運行可靠性。
1、 用帶塑料吸嘴的吸塵器徹底清潔變頻器柜內外,保證設備周圍無過量的塵埃。
2、 檢查變頻室的通風、照明設備,確保通風設備能夠正常運轉。
3、 檢查變頻器柜內所有接地應可靠,接地點無生銹
4、 每月應再緊固一次變頻器內部電纜的各連接螺母
5、 檢查所有電氣連接的緊固性,查看各個回路是否有異常的放電痕跡,是否有怪味、變色,裂紋、破損等現象
6、每次維護變頻器后,要認真檢查有無遺漏的螺絲及導線等,防止小金屬物品造成變頻器短路事故。特別是對電氣回路進行較大改動后,確保電氣連接線的連接正確、可靠,防止'反送電'事故的發生。
本文編自《電氣技術》,標題為“入料泵變頻器改造及維護”,作者為陳永水、陳超 等。