能量回饋單元供應商提醒您：變頻器應用史在我國已有30年多年，隨著科技的不斷進步，變頻器的應用范疇也開始涉及多個領域， 市場規(guī)模也在逐年擴大。當前國內外變頻器品牌目前也已發(fā)展至140多個，而新成立的變頻器廠商和經銷商也遍布全國。雖然目前的國產變頻器與進口變頻器在性能上還有一定的差距，但隨著我國科技快速發(fā)展，這部分差距并不是不可逾越的。同時受益于國內 工業(yè)鏈條的完整性，國產變頻器的生產效率與制造成本上都有極大的發(fā)揮空間。

　　采用變頻器組成變頻調速驅動系統(tǒng)，其性能已達到或超過DC調速系統(tǒng)，變頻器具有體積小、噪音低、成本低、異步電機易于維護等優(yōu)點，大大簡化了生產工藝，降低了初期投資成本。一般來說，合理使用變頻器可以提高勞動生產率、產品質量和設備自動化，同時節(jié)約能源，降低生產成本。

　　一、低壓變頻器分類、工作原理和結構

　　1、低壓變頻器分類

　　變頻器的分類有不同的標準。變頻器可分為通用型變頻器和特殊型變頻器。根據工作原理，變頻器可分為AC-AC 變頻器和AC-DC-AC 變頻器，其中AC-DC-AC 變頻器也可根據主電路的工作方式分為電流型和電壓型變頻器[2]。另外，從變頻器技術的發(fā)展方向來看，可分為VVVF 變頻器、矢量變頻器、直接轉矩控制變頻器，等等。

　　2、低壓工作原理變頻器

　　一般來說變頻器通常是采用交叉-直接-交叉的工作模式。但相對而言，低壓變頻器應用廣泛，其技術成熟、成本低、易維護是其廣泛應用的主要原因。變頻器，工作原理簡單來說就是將工頻交流電轉換成頻率可調的電力設備。根據交流電機同步轉速N=60f/p的公式(其中N為電機的同步轉速，f為工頻，p為電機的極對數)，交流電機的轉速只要改變頻率就可以改變。變頻器就是根據這個原理開發(fā)的。

　　3、低壓變頻器結構

　　變頻器的主電路組成:

　　電壓類型:電壓功率由DC變?yōu)榻涣髯冾l器，回路濾波為電容。

　　電流類型:電流電源由DC變?yōu)榻涣髯冾l器，回路濾波為電感。

　　變頻器主要由以下四部分組成:

　　(1)整流器:目前廣泛使用的是二極管變換器，可以將工頻變?yōu)镈C功率，也可以構成可逆變換器。因為它的動力方向是可逆的，所以它可以再生運行。

　　(2)平波回路:整流器整流后的DC電壓有脈動電壓，是電源頻率的6倍。為了抑制電壓波動，需要用電容和電感吸收脈動電壓(即電流)。當器件的容量較小時，如果元件有余量，可以直接使用平滑電路。

　　(3)逆變器:逆變器將DC功率轉換為交流功率，從而在固定時間內獲得三相輸出。

　　(4)控制電路:為異步電機電源主電路提供信號控制電路。包括電壓頻率運算電路、主電路電流電壓檢測電路、電機轉速檢測電路、可放大控制信號的運算電路驅動電路、電機和逆變器保護電路。

　　二、低壓變頻器類型選擇

　　1、低壓變頻器類型選擇概述

　　目前，大多數用戶根據變頻器制造商的說明或選擇手冊進行選擇。一般由變頻器廠家提供變頻器額定電流，可與電機額定功率、額定容量相匹配?？捎秒姍C的參數均為變頻器由廠家根據廠家或國標電機給出，不能真實反映變頻器的承載能力。因此在選擇變頻器，應以電機額定電流不超過變頻器額定電流的原則為參考。此外，在選擇變頻器，還應了解電機的工藝條件和相關參數，并注意電機的類型和工作特性。

　　(1) 變頻器額定電流的選擇。根據設計規(guī)范，為了保證變頻器的安全可靠運行，變頻器的額定電流必須大于負載(電機)的額定電流，尤其是負載特性經常變化的電機。根據經驗，變頻器額定電流是電機額定電流的1.05倍以上。

　　(2) 變頻器額定電壓的選擇。變頻器額定電壓根據變頻器輸入側母線電壓選擇。原則上，變頻器的額定電壓應與輸入電壓一致。如果輸入電壓過高，變頻器[3]將會損壞。

　　2、低壓變頻器選擇注意事項

　　(1)載荷類型和變頻器匹配。

　　石化行業(yè)的負荷主要包括泵和風機。泵分為水泵、油泵、添加劑泵、計量泵、提升泵、攪拌泵和洗滌泵，其中提升泵、攪拌泵和洗滌泵多為重負荷，其余為常規(guī)負荷。風機分為空冷風機、鍋爐引風機、軸流風機、空氣壓縮機等?？绽滹L機和鍋爐引風機啟動時，都是重負荷，一般認為是重負荷，其余為常規(guī)負荷。當選擇變頻器時，應根據負載屬性進行選擇。如果不清楚負荷類型或負荷類型在不同工藝條件下可能會發(fā)生變化，建議根據重負荷選擇變頻器以避免選擇不匹配。

　　(2)環(huán)境條件對變頻器。

　　通常，變頻器需要更高的環(huán)境溫度和濕度。當環(huán)境溫度低于30攝氏度，相對濕度低于80%，海拔低于100米時，變頻器在額定電流下運行安全;如果環(huán)境溫度超過40℃，則變頻器的實際容量和電流會隨著環(huán)境溫度的升高而逐漸降低。如果環(huán)境相對濕度超過90%，可能會發(fā)生冷凝，導致變頻器的內部部件短路。如果高度超過100米，變頻器的輸出功率會降低。此外，變頻器應避免在粉塵環(huán)境中使用。

　　(3) 變頻器可選零件的選擇。

　　變頻器選裝件選擇不當會導致變頻器故障率較高，主要集中在過濾器和反應器的選擇上。

　　三、低壓變頻器實際應用

　　1、低壓變頻器一次連接

　　由于接觸器、過濾器和電抗器在一回路中的安裝位置對變頻器，有很大的影響，下面重點分析這三個裝置。

　　(1)接觸器

　　接觸器主要有兩種連接方式:安裝在變頻器車身后側和安裝在變頻器車身前側。接觸器安裝在變頻器機身背面，優(yōu)點是變頻器在電機頻繁啟動時沒有頻繁沖擊。缺點是變頻器充電時間長，有功率損耗。接觸器安裝在變頻器機身前側，具有電機處于待機狀態(tài)時完全斷電，不掉電的優(yōu)點。缺點是電機頻繁啟動會對變頻器造成頻繁的充電沖擊，影響變頻器組件的使用壽命。

　　綜上所述，如果電機啟動不頻繁，接觸器可以安裝在變頻器車身的前側和后側，但更適合安裝在變頻器車身的后側。如果電機頻繁啟動，建議將接觸器安裝在變頻器車身后側。

　　(2) 濾波器

　　輸入濾波器主要用于對電網進行濾波，抑制電網諧波作用于變頻器，抑制變頻器整流產生的諧波返回電網;輸出濾波器主要優(yōu)化變頻器，濾除諧波，使輸出波形更加正弦。

　　(3)電抗器

　　輸入電抗器可以抑制電網側諧波，保護整流橋;當變頻器輸出電纜超過規(guī)定長度時(一般允許電纜長度為250m)，應選擇輸出電抗器。

　　2、低壓變頻器安裝環(huán)境

　　經實驗表明，在惡劣環(huán)境下，變頻器的故障率明顯增加，特別是對溫度、濕度和粉塵敏感。因此，在選擇安裝環(huán)境時，需要選擇溫度、濕度可控、粉塵小的環(huán)境。

　　(1)環(huán)境溫度

　　實際使用中發(fā)現變頻器適合在溫度小于等于35攝氏度的環(huán)境下工作，否則溫度越高變頻器的負載能力越低。

　　(2)環(huán)境濕度

　　變頻器當周圍環(huán)境濕度較高時，變頻器內部容易凝結，容易造成短路事故。因此，我們必須控制環(huán)境濕度為變頻器。

　　(3)粉塵環(huán)境

　　變頻器應盡量在多塵環(huán)境中使用，因為積塵會導致變頻器電子元件短路損壞。

　　四、低壓變頻器常見故障及處理

　　1、無法啟動

　　原因:是負載的轉動慣量或扭矩過大造成的。

　　處理方法:適當提高啟動頻率和扭矩，檢查保護設置。

　　2、過壓跳閘

　　原因:電源電壓過高或下坡時間短所致。

　　處理方法:檢查運行狀態(tài)是否正常。

　　3、過載

　　原因:低壓變頻器過載能力相對較差或電機參數設置不合理。

　　處理方法:檢查內部電流檢測電路和變頻器的參數設置。