時間：2022-10-31 20:11:31
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇變頻器論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
一臺施耐德變頻器，頻率只能上到20Hz，檢查了各項參數，發現最高的頻率上限均為50Hz，由此排除了參數的問題。再檢查是不是給定方式不對，改成面板給定頻率，變頻器最高可運行到50Hz，因此，判斷是模擬量輸出電路出現了問題，檢查后，發現一貼片電容損壞，更換后，變頻器頻率調節恢復正常。
2變頻器過熱
這幾臺使用不到一年的變頻器，復位開車后還是可以正常的運行，只不過幾個小時候又發生同樣的故障，檢查電動機沒有發現問題，但注意到變頻器的通風口風量很小，于是把變頻器拆開檢查，發現這幾臺變頻器有的因為散熱風扇燒壞，有的因為風扇保險燒壞，更換風機后，此類情況就沒有在出現。4）過壓和欠壓。一臺施耐德的變頻器出現過壓，總是在停機時跳“OU”，這個時候我們可以重點檢查制動回路，測量放電電阻沒有問題，測量制動管被擊穿，把制動管換掉之后，便沒有出現這個問題。出現欠壓情況的DANFOSS變頻器，在加負載后出現“DCLINKUNDERVOLT”，經過仔細檢查問題不是特別的復雜，應該重點檢查整流橋，經過檢查整流橋發現有一路橋壁開路，更換后問題解決。
3故障出現的原因和應對方法
3.1不能調高頻率的變頻器
分析原因后得出結論，是因為電動機安裝在外面，現場對于電動機保護不當，下雨時不能對電動機及時防雨，造成了電動機受潮，雨后也未能對電動機烘干，造成了電動機內部局部發生短路現象。這樣的情況比較容易解決，只要做好對電動機的保護工作，增加電動機防雨系統，及時檢查電動機，如有受潮的情況及時烘干。
3.2變頻器頻率上不去
變頻器調頻，發現頻率調不上去時，首先看各項參數是否正常，如果參數問題排除，可以檢查給定方式，如果都排除了，那么就知道是模擬量輸出電路出現了問題，仔細檢查模擬量輸出電路，找出問題所在，排除問題。
3.3變頻器過熱
這個問題最終很顯然是因為變頻器的通風排熱系統出現問題，散熱風扇的質量過于粗制劣造，造成不必要的麻煩。應該選用正規廠家合格的有質量保證的變頻器，及時的跟變頻器廠家溝通散熱排風扇的質量問題。
3.4過壓和欠壓
變頻器過壓和欠壓是兩個不同的故障，所以有不同的原因和應對方法。變頻器過壓報警，主要原因是因為減速的時間太短，或者制動單元出現了問題。變頻器在減速的時候，電動機轉子繞組切割旋轉磁場的速度加快，轉子的電流增大，電機從而處于發電的狀態。這個時候，我們就要認真檢查制動回路，發現問題，然后換掉出現問題的部分。欠壓報警主要原因在于整流橋某一個部位的損壞，剛才也已經舉了一個例子，是整流橋有一路橋臂開路。出現變頻器欠壓的問題，就要仔細檢查整流橋，查看問題的部位并撤換掉。
3.5變頻器的運行環境
在一些工廠內，空氣中的粉塵和蒸汽含量很高，所以變頻器一半在現場的控制柜中保護，為了更好的散熱，就在控制柜上安裝了冷卻風扇[3]。變頻器的各個部分的電纜都從控制柜的底部連接變頻器，導致控制柜封閉不嚴，粉塵和蒸汽可以通過控制柜的底部進去到控制柜影響變頻器。
4針對變頻器出現故障的原因提出對策和建議
1）變頻器的控制柜。建議把變頻器的控制柜移到室內，把變頻器的防護等級提高到IP54，防止粉塵和蒸汽進入到變頻器內。2）變頻器的選擇。根據不同的負載選擇恰當的變頻器，保證變頻器的正常運行。3）變頻器電源柜的改變?？梢园压╇娊o變頻器的電源柜改為饋電柜，從而可以避免操作人員對變頻器進行多次強制復位，保護變頻器不受人為破壞。4）關于長期不用的變頻器和變頻器電容器。長期用不到的變頻器，要定期進行帶電運行，這樣可以對變頻器內件進行充電式的保護。如果有時間和條件，對使用多年的變頻器的電容器進行測試。
5結語
關鍵詞:變頻器干擾抑制
Abstract:Theapplicationoftheinvertersintheindustrialproductionisbecomingmoreand
moreuniversal，anditsinterfaceisbeingpaidmuchattention.Thesourceandspreadingrouteinthe
applicationsystemoftheinverterareintroducedinthispaper，somepracticalresolventsareputforward，andtheconcretemeasuresinthesystemdesignandinstallmentareexpounded.
Keywords：InverterInterfaceRestrain
[中圖分類號]TN973[文獻標識碼]B文章編號1561-0330(2003)06-00
1引言
變頻器調速技術是集自動控制、微電子、電力電子、通信等技術于一體的高科技技術。它以很好的調速、節能性能，在各行各業中獲得了廣泛的應用。由于其采用軟啟動，可以減少設備和電機的機械沖擊，延長設備和電機的使用壽命。隨著科學技術的高速發展，變頻器以其具有節電、節能、可靠、高效的特性應用到了工業控制的各個領域中，如變頻調速在供水、空調設備、過程控制、電梯、機床等方面的應用，保證了調節精度，減輕了工人的勞動強度，提高了經濟效益，但隨之也帶來了一些干擾問題?，F場的供電和用電設備會對變頻器產生影響，變頻器運行時產生的高次諧波也會干擾周圍設備的運行。變頻器產生的干擾主要有三種：對電子設備的干擾、對通信設備的干擾及對無線電等產生的干擾。對計算機和自動控制裝置等電子設備產生的干擾主要是感應干擾；對通信設備和無線電等產生的干擾為放射干擾。如果變頻器的干擾問題解決不好，不但系統無法可靠運行，還會影響其他電子、電氣設備的正常工作。因此有必要對變頻器應用系統中的干擾問題進行探討，以促進其進一步的推廣應用。下面主要討論變頻器的干擾及其抑制方法。
2變頻調速系統的主要電磁干擾源及途徑
2.1主要電磁干擾源
電磁干擾也稱電磁騷擾（EMI），是以外部噪聲和無用信號在接收中所造成的電磁干擾，通常是通過電路傳導和以場的形式傳播的。變頻器的整流橋對電網來說是非線性負載，它所產生的諧波會對同一電網的其他電子、電氣設備產生諧波干擾。另外，變頻器的逆變器大多采用PWM技術，當其工作于開關模式并作高速切換時，產生大量耦合性噪聲。因此，變頻器對系統內其他的電子、電氣設備來說是一個電磁干擾源。另一方面，電網中的諧波干擾主要通過變頻器的供電電源干擾變頻器。電網中存在大量諧波源，如各種整流設備、交直流互換設備、電子電壓調整設備、非線性負載及照明設備等。這些負荷都使電網中的電壓、電流產生波形畸變，從而對電網中其他設備產生危害的干擾。變頻器的供電電源受到來自被污染的交流電網的干擾后，若不加以處理，電網噪聲就會通過電網電源電路干擾變頻器。供電電源對變頻器的干擾主要有過壓、欠壓、瞬時掉電；浪涌、跌落；尖峰電壓脈沖；射頻干擾。其次，共模干擾通過變頻器的控制信號線也會干擾變頻器的正常工作。
2.2電磁干擾的途徑
變頻器能產生功率較大的諧波，對系統其他設備干擾性較強。其干擾途徑與一般電磁干擾途徑是一致的，主要分電磁輻射、傳導、感應耦合。具體為：①對周圍的電子、電氣設備產生電磁輻射；②對直接驅動的電動機產生電磁噪聲，使得電動機鐵耗和銅耗增加，并傳導干擾到電源，通過配電網絡傳導給系統其他設備；③變頻器對相鄰的其他線路產生感應耦合，感應出干擾電壓或電流。同樣，系統內的干擾信號通過相同的途徑干擾變頻器的正常工作。下面分別加以分析。
（1）電磁輻射
變頻器如果不是處在一個全封閉的金屬外殼內，它就可以通過空間向外輻射電磁波。其輻射場強取決于干擾源的電流強度、裝置的等效輻射阻抗以及干擾源的發射頻率。變頻器的整流橋對電網來說是非線性負載，它所產生的諧波對接入同一電網的其它電子、電氣設備產生諧波干擾。變頻器的逆變橋大多采用PWM技術，當根據給定頻率和幅值指令產生預期的和重復的開關模式時，其輸出的電壓和電流的功率譜是離散的，并且帶有與開關頻率相應的高次諧波群。高載波頻率和場控開關器件的高速切換（dv/dt可達1kV/μs以上）所引起的輻射干擾問題相當突出。
當變頻器的金屬外殼帶有縫隙或孔洞，則輻射強度與干擾信號的波長有關，當孔洞的大小與電磁波的波長接近時，會形成干擾輻射源向四周輻射。而輻射場中的金屬物體還可能形成二次輻射。同樣，變頻器外部的輻射也會干擾變頻器的正常工作。
（2）傳導
上述的電磁干擾除了通過與其相連的導線向外部發射，也可以通過阻抗耦合或接地回路耦合將干擾帶入其它電路。與輻射干擾相比，其傳播的路程可以很遠。比較典型的傳播途徑是：接自工業低壓網絡的變頻器所產生的干擾信號將沿著配電變壓器進入中壓網絡，并沿著其它的配電變壓器最終又進入民用低壓配電網絡，使接自民用配電母線的電氣設備成為遠程的受害者。
（3）感應耦合
感應耦合是介于輻射與傳導之間的第三條傳播途徑。當干擾源的頻率較低時，干擾的電磁波輻射能力相當有限，而該干擾源又不直接與其它導體連接，但此時的電磁干擾能量可以通過變頻器的輸入、輸出導線與其相鄰的其他導線或導體產生感應耦合，在鄰近導線或導體內感應出干擾電流或電壓。感應耦合可以由導體間的電容耦合的形式出現，也可以由電感耦合的形式或電容、電感混合的形式出現，這與干擾源的頻率以及與相鄰導體的距離等因素有關。
3抗電磁干擾的措施
據電磁性的基本原理，形成電磁干擾（EMI）須具備電磁干擾源、電磁干擾途徑、對電磁干擾敏感的系統等三個要素。為防止干擾，可采用硬件和軟件的抗干擾措施。其中，硬件抗干擾是最基本和最重要的抗干擾措施，一般從抗和防兩方面入手來抑制干擾，其總原則是抑制和消除干擾源、切斷干擾對系統的耦合通道、降低系統對干擾信號的敏感性。具體措施在工程上可采用隔離、濾波、屏蔽、接地等方法。
（1）隔離
所謂干擾的隔離是指從電路上把干擾源和易受干擾的部分隔離開來，使它們不發生電的聯系。在變頻調速傳動系統中，通常是在電源和放大器電路之間的電源線上采用隔離變壓器以免傳導干擾，電源隔離變壓器可應用噪聲隔離變壓器。
（2）濾波
設置濾波器的作用是為了抑制干擾信號從變頻器通過電源線傳導干擾到電源及電動機。為減少電磁噪聲和損耗，在變頻器輸出側可設置輸出濾波器。為減少對電源的干擾，可在變頻器輸入側設置輸入濾波器。若線路中有敏感電子設備，可在電源線上設置電源噪聲濾波器，以免傳導干擾。
（3）屏蔽
屏蔽干擾源是抑制干擾的最有效的方法。通常變頻器本身用鐵殼屏蔽，不讓其電磁干擾泄漏。輸出線最好用鋼管屏蔽，特別是以外部信號控制變頻器時，要求信號線盡可能短（一般為20m以內），且信號線采用雙芯屏蔽，并與主電路及控制回路完全分離，不能放于同一配管或線槽內，周圍電子敏感設備線路也要求屏蔽。為使屏蔽有效，屏蔽罩必須可靠接地。
（4）接地
實踐證明，接地往往是抑制噪聲和防止干擾的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制內部噪聲的耦合，防止外部干擾的侵入，提高系統的抗干擾能力。變頻器的接地方式有多點接地、一點接地及經母線接地等幾種形式，要根據具體情況采用，要注意不要因為接地不良而對設備產生干擾。
單點接地指在一個電路或裝置中，只有一個物理點定義為接地點。在低頻下的性能好；多點接地是指裝置中的各個接地點都直接接到距它最近的接地點。在高頻下的性能好；混合接地是根據信號頻率和接地線長度，系統采用單點接地和多點接地共用的方式。變頻器本身有專用接地端子PE端，從安全和降低噪聲的需要出發，必須接地。既不能將地線接在電器設備的外殼上，也不能接在零線上?？捎幂^粗的短線一端接到接地端子PE端，另一端與接地極相連，接地電阻取值<100Ω，接地線長度在20m以內，并注意合理選擇接地極的位置。當系統的抗干擾能力要求較高時，為減少對電源的干擾，在電源輸入端可加裝電源濾波器。為抑制變頻器輸入側的諧波電流，改善功率因數，可在變頻器輸入端加裝交流電抗器，選用與否可視電源變壓器與變頻器容量的匹配情況及電網允許的畸變程度而定，一般情況下采用為好。為改善變頻器輸出電流，減少電動機噪聲，可在變頻器輸出端加裝交流電抗器。圖1為一般變頻調速傳動系統抗干擾所采取措施。
以上抗干擾措施可根據系統的抗干擾要求來合理選擇使用。若系統中含控制單元如微機等，還須在軟件上采取抗干擾措施。
（5）正確安裝
由于變頻器屬于精密的功率電力電子產品，其現場安裝工藝的好壞也影響著變頻器的正常工作。正確的安裝可以確保變頻器安全和無故障運行。變頻器對安裝環境要求較高。一般變頻器使用手冊規定溫度范圍為最低溫度-10℃，最高溫度不超過50℃；變頻器的安裝海拔高度應小于1000m，超過此規定應降容使用；變頻器不能安裝在經常發生振動的地方，對振動沖擊較大的場合，應采用加橡膠墊等防振措施；不能安裝在電磁干擾源附近；不能安裝在有灰塵、腐蝕性氣體等空氣污染的環境；不能安裝在潮濕環境中，如潮濕管道下面，應盡量采用密封柜式結構，并且要確保變頻器通風暢通，確?？刂乒裼凶銐虻睦鋮s風量，其典型的損耗數一般按變頻器功率的3%來計算柜中允許的溫升值。安裝工藝要求如下：
①確保控制柜中的所有設備接地良好，應該使用短、粗的接地線（最好采用扁平導體或金屬網，因其在高頻時阻抗較低）連接到公共地線上。按國家標準規定，其接地電阻應小于4歐姆。另外與變頻器相連的控制設備（如PLC或PID控制儀）要與其共地。
②安裝布線時將電源線和控制電纜分開，例如使用獨立的線槽等。如果控制電路連接線必須和電源電纜交叉，應成90°交叉布線。
③使用屏蔽導線或雙絞線連接控制電路時，確保未屏蔽之處盡可能短，條件允許時應采用電纜套管。
④確保控制柜中的接觸器有滅弧功能，交流接觸器采用R-C抑制器，也可采用壓敏電阻抑制器，如果接觸器是通過變頻器的繼電器控制的，這一點特別重要。
⑤用屏蔽和鎧裝電纜作為電機接線時，要將屏蔽層雙端接地。
⑥如果變頻器運行在對噪聲敏感的環境中，可以采用RFI濾波器減小來自變頻器的傳導和輻射干擾。為達到最優效果，濾波器與安裝金屬板之間應有良好的導電性。
4變頻控制系統設計中應注意的其他問題
除了前面討論的幾點以外，在變頻器控制系統設計與應用中還要注意以下幾個方面的問題。
（1）在設備排列布置時，應該注意將變頻器單獨布置，盡量減少可能產生的電磁輻射干擾。在實際工程中，由于受到房屋面積的限制往往不可能有單獨布置的位置，應盡量將容易受干擾的弱電控制設備與變頻器分開，比如將動力配電柜放在變頻器與控制設備之間。
（2）變頻器電源輸入側可采用容量適宜的空氣開關作為短路保護，但切記不可頻繁操作。由于變頻器內部有大電容，其放電過程較為緩慢，頻繁操作將造成過電壓而損壞內部元件。
（3）控制變頻調速電機啟/停通常由變頻器自帶的控制功能來實現，不要通過接觸器實現啟/停。否則，頻繁的操作可能損壞內部元件。
（4）盡量減少變頻器與控制系統不必要的連線，以避免傳導干擾。除了控制系統與變頻器之間必須的控制線外，其它如控制電源等應分開。由于控制系統及變頻器均需要24V直流電源，而生產廠家為了節省一個直流電源，往往用一個直流電源分兩路分別對兩個系統供電，有時變頻器會通過直流電源對控制系統產生傳導干擾，所以在設計中或訂貨時要特別加以說明，要求用兩個直流電源分別對兩個系統供電。
（5）注意變頻器對電網的干擾。變頻器在運行時產生的高次諧波會對電網產生影響，使電網波型嚴重畸變，可能造成電網電壓降很大、電網功率因數很低，大功率變頻器應特別注意。解決的方法主要有采用無功自動補償裝置以調節功率因數，同時可以根據具體情況在變頻器電源進線側加電抗器以減少對電網產生的影響，而進線電抗器可以由變頻器供應商配套提供，但在訂貨時要加以說明。
（6）變頻器柜內除本機專用的空氣開關外，不宜安置其它操作性開關電器，以免開關噪聲入侵變頻器，造成誤動作。
（7）應注意限制最低轉速。在低轉速時，電機噪聲增大，電機冷卻能力下降，若負載轉矩較大或滿載，可能燒毀電機。確需低速運轉的高負荷變頻電機，應考慮加大額定功率，或增加輔助的強風冷卻。
（8）注意防止發生共振現象。由于定子電流中含有高次諧波成分，電機轉矩中含有脈動分量，有可能造成電機的振動與機械振動產生共振，使設備出現故障。應在預先找到負載固有的共振頻率后，利用變頻器頻率跳躍功能設置，躲開共振頻率點。
5結束語
以上通過對變頻器運行過程中存在的干擾問題的分析，提出了解決這些問題的實際方法。隨著新技術和新理論不斷在變頻器上的應用，變頻器應用存在的這些問題有望通過變頻器本身的功能和補償來解決。隨著工業現場和社會環境對變頻器的要求不斷提高，滿足實際需要的真正“綠色”變頻器不久也會面世。
參考文獻
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變頻器過電壓主要是指其中間直流回路過電壓，中間直流回路過電壓主要危害在于：（1）引起電動機磁路飽和。對于電動機來說，電壓主過高必然使電機鐵芯磁通增加，可能導致磁路飽和，勵磁電流過大，從面引起電機溫升過高；（2）損害電動機絕緣。中間直流回路電壓升高后，變頻器輸出電壓的脈沖幅度過大，對電機絕緣壽命有很大的影響；（3）對中間直流回路濾波電容器壽命有直接影響，嚴重時會引起電容器爆裂。因而變頻器廠家一般將中間直流回路過電壓值限定在DC800V左右，一旦其電壓超過限定值，變頻器將按限定要求跳閘保護。
二、產生變頻器過電壓的原因
1.過電壓的原因
一般能引起中間直流回路過電壓的原因主要來自以下兩個方面：
（1）來自電源輸入側的過電壓
通常情況下的電源電壓為380V，允許誤差為-5%-+10%，經三相橋式全波整流后中間直流的峰值為591V，個別情況下電源線電壓達到450V，其峰值電壓也只有636V，并不算很高，一般電源電壓不會使變頻器因過電壓跳閘。電源輸入側的過電壓主要是指電源側的沖擊過電壓，如雷電引起的過電壓、補償電容在合閘或斷開時形成的過電壓等，主要特點是電壓變化率dv/dt和幅值都很大。
（2）來自負載側的過電壓
主要是指由于某種原因使電動機處于再生發電狀態時，即電機處于實際轉速比變頻頻率決定的同步轉速高的狀態，負載的傳動系統中所儲存的機械能經電動機轉換成電能，通過逆變器的6個續流二極管回饋到變頻器的中間直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態，如果變頻器中沒采取消耗這些能量的措施，這些能量將會導致中間直流回路的電容器的電壓上升。達到限值即行跳閘。
2.從變頻器負載側可能引起過電壓的情況及主要原因
從變頻器負載側可能引起過電壓的情況及主要原因如下：
（1）變頻器減速時間參數設定相對較小及未使用變頻器減速過電壓自處理功能。當變頻器拖動大慣性負載時，其減速時間設定的比較小，在減速過程中，變頻器輸出頻率下降的速度比較快，而負載慣性比較大，靠本身阻力減速比較慢，使負載拖動電動機的轉速比變頻器輸出的頻率所對應的轉速還要高，電動機處于發電狀態，而變頻器沒有能量處理單元或其作用有限，因而導致變頻器中間直流回路電壓升高，超出保護值，就會出現過電壓跳閘故障。
大多數變頻器為了避免跳閘，專門設置了減速過電壓的自處理功能，如果在減速過程中，直流電壓超過了設定的電壓上限值，變頻器的輸出頻率將不再下降，暫緩減速，待直流電壓下降到設定值以下后再繼續減速。如果減速時間設定不合適，又沒有利用減速過電壓的自處理功能，就可能出現此類故障。
（2）工藝要求在限定時間內減速至規定頻率或停止運行。工藝流程限定了負載的減速時間，合理設定相關參數也不能減緩這一故障，系統也沒有采取處理多余能量的措施，必然會引發過壓跳閘故障。
（3）當電動機所傳動的位能負載下放時，電動機將處于再生發電制動狀態。位能負載下降過快，過多回饋能量超過中間直流回路及其能量處理單元的承受能力，過電壓故障也會發生。
（4）變頻器負載突降。變頻器負載突降會使負載的轉速明顯上升，使負載電機進入再生發電狀態，從負載側向變頻器中間直流回路回饋能量，短時間內能量的集中回饋，可能會中間直流回路及其能量處理單元的承受能力引發過電壓故障。
（5）多個電機拖動同一個負載時，也可能出現這一故障，主要由于沒有負荷分配引起的。以兩臺電動機拖動一個負載為例，當一臺電動機的實際轉速大于另一臺電動機的同步轉速時，則轉速高的電動機相當于原動機，轉速低的處于發電狀態，引起了過電壓故障。處理時需加負荷分配控制?？梢园炎冾l器輸出特性曲線調節的軟一些。
（6）變頻器中間直流回路電容容量下降
變頻器在運行多年后，中間直流回路電容容量下降將不可避免，中間直流回路對直流電壓的調節程度減弱，在工藝狀況和設定參數未曾改變的情況下，發生變頻器過電壓跳閘幾率會增大，這時需要對中間直流回路電容器容量下降情況進行檢查。
三、過電壓故障處理對策
對于過電壓故障的處理，關鍵一是中間直流回路多余能量如何及時處理；二是如何避免或減少多余能量向中間直流回路饋送，使其過電壓的程度限定在允許的限值之內。下面是主要的對策。
1.在電源輸入側增加吸收裝置，減少過電壓因素
對于電源輸入側有沖擊過電壓、雷電引起的過電壓、補償電容在合閘或斷開時形成的過電壓可能發生的情況下，可以采用在輸入側并聯浪涌吸收裝置或串聯電抗器等方法加以解決。
2.從變頻器已設定的參數中尋找解決辦法
在變頻器可設定的參數中主要有兩點：是減速時間參數和變頻器減速過電壓自處理功能。在工藝流程中如不限定負載減速時間時，變頻器減速時間參數的設定不要太短，而使得負載動能釋放的太快，該參數的設定要以不引起中間回路過電壓為限，特別要注意負載慣性較大時該參數的設定。如果工藝流程對負載減速時間有限制，而在限定時間內變頻器出現過電壓跳閘現象，就要設定變頻器失速自整定功能或先設定變頻器不過壓情況下可減至的頻率值，暫緩后減速至零，減緩頻率減少的速度。
3.通過控制系統功能優勢解決變頻器過電壓問題
在很多工藝流程中，變頻器的減速和負載的突降是受控制系統支配的，可以利用控制系統的一些功能，在變頻器的減速和負載的突降前進行控制，減少過多的能量饋入變頻器中間直流回路。如對于規律性減速過電壓故障，可將變頻器輸入側的不可控整流橋換成半可控或全控整流橋，在減速前將中間直流電壓控制在允許的較低值，相對加大中間直流回路承受饋入能量的能力，避免產生過電壓故障。而對于規律性負載突降過電壓故障，可利用控制系統如SIEMENS的PLC系統的控制功能，在負載突降前，將變頻器的頻率作適當提升，減少負載側過多的能量饋入中間直流回路，以減少其引起的過電壓故障。
4.采用增加泄放電阻的方法
一般小于7.5kW的變頻器在出廠時內部中間直流回路均裝有控制單元和泄放電阻，大于7.5kW的變頻器需根據實際情況外加控制單元和泄放電阻，為中間直流回路多余能量釋放提供通道，是一種常用的泄放能量的方法。其不足之處是能耗高，可能出現頻繁投切或長時間投運，致使電阻溫度升高、設備損壞。
5.在輸入側增加逆變電路的方法
處理變頻器中間直流回路能量最好的方法就是在輸入側增加逆變電路，可以將多余的能量回饋給電網。但逆變橋價格昂貴，技術要求復雜，不是較經濟的方法。這樣在實際中就限制了它的應用，只有在較高級的場合才使用。
6.采用在中間直流回路上增加適當電容的方法中間直流回路電容對其電壓穩定、提高回路承受過電壓的能力起著非常重要的作用。適當增大回路的電容量或及時更換運行時間過長且容量下降的電容器是解決變頻器過電壓的有效方法。這里還包括在設計階段選用較大容量的變頻器的方法，是以增大變頻器容量的方法來換取過電壓能力的提高。
7.在條件允許的情況下適當降低工頻電源電壓
目前變頻器電源側一般采用不可控整流橋，電源電壓高，中間直流回路電壓也高，電源電壓為380V、400V、450V時，直流回路電壓分別為537V、565V、636V。有的變頻器距離變壓器很近，變頻器輸入電壓高達400V以上，對變頻器中間直流回路承受過電壓能力影響很大，在這種情況下，如果條件允許可以將變壓器的分接開關放置在低壓檔，通過適當降低電源電壓的方式，達到相對提高變頻器過電壓能力的目的。
8.多臺變頻器共用直流母線的方法
至少兩臺同時運行的變頻器共用直流母線可以很好的解決變頻器中間直流回路過電壓問題，因為任何一臺變頻器從直流母線上取用的電流一般均大于同時間從外部饋入的多余電流，這樣就可以基本上保持共用直流母線的電壓。使用共用直流母線存在的最大的問題應是共用直流母線保護上的問題，在利用共用直流母線解決過電壓的問題時應注意這一點。
變頻器中間直流過電壓故障是變頻器的一個弱點，關鍵是要分清原因，結合變頻器本身參數、控制系統狀況和工藝流程等情況，才能制定相應的對策，只要認真對待，該過電壓故障是不難解決的。
目前，國內生產的高壓大功率變頻器中，以2種方案占主流:一種是功率單元串聯形成高壓的多重化技術;另一種是采用高壓模塊的三電平結構。而其他的采用高-低-高方案的，由于輸出升壓變壓器技術難度高，成本高，占地面積大，都已基本被淘汰。因此采用高-高方案是高壓大功率變頻器的主要發展方向。
而高-高方案又分為多重化技術(簡稱CSML)和三電平(簡稱NPC)方案，目前有的廠家生產的高壓大功率變頻器是采用的三電平方案，而大多數廠家則是采用低壓模塊、多單元串聯的多重化技術。這2種方案比較，各有優缺點，主要表現在:
(1)器件
采用CSML方式，器件數量較多，但都是低壓器件，不但價格低，而且易購置，更換方便。低壓器件的技術也較成熟。而NPC方案，采用器件少，但成本高，且購置困難，維修不方便。
(2)均壓問題(包括靜態均壓和動態均壓)
均壓是影響高壓變頻器的重要因素。采用NPC方式，當輸出電壓較高時(如6kV)，單用單個器件不能滿足耐壓要求，必須采用器件直接串聯，這必然帶來均壓問題，失去三電平結構在均壓方面的優勢，系統的可靠性也將受到影響。而采用CSML方案則不存在均壓問題。唯一存在的是當變頻器處于快速制動時，電動機處于發電制動狀態，導致單元內直流母線電壓上升，各單元的直流母線電壓上升程度可能存在差異，通過檢測功率單元直流母線電壓，當任何單元的直流母線電壓超過某一閾值時，自動延長減速時間，以防止直流母線電壓上升，即所謂的過壓失速防止功能。這種技術在低壓變頻器中被廣泛采用，非常成功。
(3)對電網的諧波污染和功率因數
由于CSML方式輸入整流電路的脈波數超過NPC方式，前者在輸入諧波方面的優勢很明顯，因此在綜合功率因數方面也有一定的優勢
(4)輸出波形
NPC方式輸出相電壓是三電平，線電壓是五電平。而CSML方式輸出相電壓為11電平，線電壓為21電平(對五單元串聯而言)，而且后者的等效開關頻率大大高于前者，所以后者在輸出波形的質量方面也高于前者。
(5)dv/dt
NPC方式的輸出電壓跳變臺階為高壓直流母線電壓的一半，對于6kV輸出變頻器而言，為4kV左右。CSML方式輸出電壓跳變臺階為單元的直流母線電壓，不會超過1kV，所以前者比后者的差距也是很明顯的。
(6)系統效率
就變壓器與逆變電路而言，NPC方式與CSML方式效率非常接近。但由于輸出波形質量差異，若采用普通電機，前者必須設置輸出濾波器，后者不必。而濾波器的存在大約會影響效率的0.5%左右。
(7)四象限運行
NPC方式當輸入采用對稱的PWM整流電路時，可以實現四象限運行，可用于軋機、卷揚機等設備;而CSML方式則無法實現四象限運行。只能用于風機、水泵類負載。
(8)冗余設計
NPC方式的冗余設計很難實現，而CSML方式可以方便的采用功率單元旁路技術和冗余功率單元設計方案，大大的有利于提高系統的可靠性。
(9)可維護性
除了可靠性之外，可維護性也是衡量高壓大功率變頻器的優劣的一個重要因素，CSML方式采用模塊化設計，更換功率單元時只要拆除3個交流輸入端子和2個交流輸出端子，以及1個光纖插頭，就可以抽出整個單元，十分方便。而NPC方式就不那么方便了。
總之，三電平電壓形變頻器結構簡單，且可作成四象限運行的變頻器，應用范圍寬。如電壓等級較高時，采用器件直接串聯，帶來均壓問題，且存在輸出諧波和dv/dt等問題，一般要設置輸出濾波器，在電網對諧波失真要求較高時，還要設置輸入濾波器。而多重化PWM電壓型變頻器不存在均壓問題，且在輸入諧波及dv/dt等方面有明顯優勢。對于普通的風機、水泵類一般不要求四象限運行的場合，CSML變頻器有較廣闊的應用前景。這類變頻器又被國內外設計者稱之為完美無諧波變頻器。
我公司的設計人員經過多方探討，綜合各種方案的優缺點，最后選定了完美無諧波變頻器的CSML方案作為我們的最佳選擇，這就是我們向市場推出的JD-BP37和JD-BP38系列的高壓大功率變頻器。
2變頻器的性能特點
(1)變頻器采用多功率單元串聯方案，輸出波形失真小，可配接普通交流電機，無須輸出濾波器。
(2)輸入側采用多重化移相整流技術，電流諧波小，功率因數高。
(3)控制器與功率單元之間的通信用多路并行光纖實現，提高了抗干擾性及可靠性。
(4)控制器中采用一套獨立于高壓源的電源供電系統，有利于整機調試和操作人員的培訓。
(5)采用全中文的Windows彩色液晶顯示觸摸界面。
(6)主電路模塊化設計，安裝、調試、維護方便。
(7)完整的故障監測和報警保護功能。
(8)可選擇現場控制、遠程控制。
(9)內置PID調節器，可開環或閉環運行。
(10)可根據需要打印輸出運行報表。
3工作原理
3.1基本原理
本變頻器為交-直-交型單元串聯多電平電壓源變頻調速器，原理框圖如圖1所示。單元數的多少視電壓高低而定，本處以每相為8單元，共24單元為例。每個功率單元承受全部的電機電流、1/8的相電壓、1/24的輸出功率。24個單元在變壓器上都有自立獨立的三相輸入繞組。功率單元之間及變壓器二次繞組之間相互絕緣。二次繞組采用延邊三角形接法，目的是實現多重化，降低輸入電流的諧波成分。24個二次繞組分成三相位組，互差為20°,以B相為基準，A相8個單元對應的8個二次繞組超前B相20°，C相8個單元對應的8個二次繞組落后B相20°，形成18脈沖整流電路結構。整機原理圖如圖2所示。
3.2功率單元電路
所有單元都有6支二極管實現三相全波整流，有4個IGBT管構成單相逆變電路。功率單元的主電路如圖3所示，4個IGBT管分別用T1、T2、T3、T4表示，它們的門極電壓分別是UG1、UG2、UG3、UG4、
個功率單元的輸出都是一樣的PWM波。功率單元輸出波形如圖4所示。逆變器采用多電平移相PWM技術。同一相的功率單元輸出完全相同的基準電壓(同幅度、同頻率、同相位)。多個單元迭加后的輸出波形如圖5所示。
4.3系統結構與控制
(1)系統結構
整個系統有隔離變壓器、3個變頻柜和1個控制柜組成，參見圖6。
圖
a)隔離變壓器
原邊為星形接法，副邊共有24個獨立的三相繞組，為了適應現場的電網情況，變壓器原邊留有抽頭
b)變頻柜
A、B、C三相分裝在3個柜內，可分別稱為A柜、B柜、C柜
c)控制柜
柜內裝有控制系統，柜前板上裝有控制面板、控制接線排等。由于電壓等級和容量的不同，不同機型的單元的數量不同，面板的布置也會有些不同。
4.4系統控制
整機控制系統有16位單片機擔任主控，24個功率單元都有一個自己的輔助CPU，由8位單片機擔任，此外還有一個CPU，也是8位單片機，負責管理鍵盤和顯示屏。
(1)利用三次諧波補償技術提高了電源電壓利用率。
(2)控制器有一套獨立于高壓電源的供電體系，在不加高壓的情況下，設備各點的波形與加高壓情況相同，這給整機可靠性、調試帶來了很大方便。
(3)系統采用了先進的載波移相技術，它的特點是單元輸出的基波相迭加、諧波彼此相抵消。所以串聯后的總輸出波形失真特別小。
4
本公司分別于2002年8月、10月和2003年3月、4月分別在山東萊蕪鋼鐵股份有限公司煉鐵廠、遼河油田錦州采油廠、浙江永盛化纖有限公司應用了本公司生產的高壓大功率變頻器JD-BP37-630F2臺、JD-BP38-355、JD-BP37-550F各1臺。從運行情況看:
(1)變頻器結構緊湊，安裝簡單
由于變頻器所有部分都裝在柜里，不需要另外的電抗器、濾波器、補償電容、啟動設備等一系列其他裝置，所以體積小，結構緊湊，安裝簡單，現場配線少，調試方便。
(2)電機及機組運行平穩，各項指標滿足工藝要求。
由變頻器拖動的電機均為三相普通的異步電動機，在整個運行范圍內，電機始終運行平穩，溫升正常。風機啟動時的噪音及啟動電流很小，無任何異常震動和噪音。在調速范圍內，軸瓦的最高溫升均在允許的范圍內。
(3)變頻器三相輸出波形完美，非常接近正弦波。
經現場測試，變頻器的三相輸出電壓波形、電流波形非常標準，說明變頻器完全可以控制一般的普通電動機運行，對電機無特殊要求。
(4)變頻器運行情況穩定，性能良好。
該設備投運以來，變頻器運行一直十分穩定。設備運行過程中，我公司技術人員對變頻器輸入變壓器的溫升，功率單元溫升定期巡檢，完全正常。輸出電壓及電流波形正弦度很好，諧波含量極少，效率均高于97%，優于同類進口設備。
(5)運行工況改善，工人勞動強度降低。
變頻器可隨著生產的需要自動調節電動機的轉速，達到最佳效果，工人工作強度大大降低。
(6)變頻器操作簡單，易于掌握及維護。
變頻器的起停，改變運行頻率等操作簡便，操作人員經過半個小時培訓就可以全面掌握。另外，變頻器各種功能齊全，十分完善，提高了設備可靠性，而且節電效果明顯。以山東萊鋼股份有限公司應用的JD-BP37-630F變頻器為例，該系統生產周期大約為1h，出鐵時間為20min，間隔約40min，系統配置電機的額定電流為80A，根據運行情況，及其它生產線的實際運行情況，預計該電機運行電流應在60A，以變頻器上限運行頻率45HZ時，電流為45A，間隔時間運行頻率20HZ時，電流為20A。根據公式測算節能效果達到42.7%。
5結束語
從這幾臺這幾個月的運行情況看，我公司自行研制生產的高壓大功率變頻器，運行穩定可靠，節能效果顯著，改善了工作人員的工作環境，降低了值班人員的勞動強度。變頻器對電機保護功能齊全，減少了維修費用，延長了電機及風機的使用壽命，給用戶帶來了顯著的經濟效益，深得用戶好評。據專家估計我們國家6kV以上的高壓大功率電機約有3萬多臺，約合650萬kW，因此，高壓大功率變頻器的市場是極其廣闊的。
拉絲機是電線電纜行業主要加工設備之一，主要是將銅線加工成各種規格細線，一般由放線、水冷、收線及排線等部分組成，其中電氣傳動部份主要由放線電機和收線電機及排線電機實現。隨著變頻技術的不斷推廣，變頻器正日益被用于拉絲機設備。
二、變頻控制原理及實現
1、拉絲機的主要電氣構成
車一般拉絲機主要由放線電機與收線電機及排線電機構成驅動部分，隨著收線卷徑不擴大收線電機的轉速應相應的減小，以保證線速恒定，在控制中常采用張力反饋裝置來調節收線電機的速度。隨著變頻器功能不斷增強、性能不斷穩定，變頻器也被使用于拉絲機，其中利用變頻器控制收線電機與放線電機，而排線電機由于功率較小直接由電網電壓來控制。變頻控制示意圖如下：
2、基本控制原理：
放線電機與收線電機分別由兩臺變頻器控制（見圖1），放線變頻器通過外部電位器轉速，收線變頻器由放線變頻器的模擬AM輸出信號、張力平衡反饋信號經信號經PID調節器后控制收線變頻器（見圖2）。隨著收線筒卷徑的變化張力平衡桿的反饋信號也隨著變化，張力桿反饋信號（由精密變阻器構成）經信號轉換電路板轉換為0—10V，這個信號與放線變頻器模擬AM、AM-輸出信號構成PID兩路輸入信號，經PID調節后控制收線變頻器，使絲線保持一定的線速度。
變頻器啟動后由放線變頻器OC輸出控制信號啟動排線電機，排線電機功較小直接通過兩個接觸器控制其正反運行，使銅線均勻地繞在收線筒上。
3、變頻器參數設定
深圳康沃電氣技術有限公司是一家集變頻器研發、生產、銷售為一體的公司，主要生產的變頻器有通用型：G1/P1與G2/P2系列；高性能單相變頻器S1系列；及注塑機專用變頻器ZS、ZC系列（一體機）。根據拉絲機負載特性選用康沃通用恒轉矩型G2系列。以CVF-G2-4T0370及CVF-G2-4T0110型為例，電機功率分別為37KW、11KW，4極。如圖1
（1）放線變頻器參數設定：
（2）收線變頻器參數設定：
三、調試注意事項
在調試過程中主要應注意起動階段與停車階段應保持放線電機與收線電機同步起動。
1、啟動階段
變頻器運行前將張力桿置于中間稍偏上位置，啟動變頻器緩慢升速，如啟動時出現斷線現象說明收線電機啟動過快，可相應地調整收線電機的啟動頻率b-7、啟動頻率持續時間b-8及放線、收線變頻器的加減速時間b-7、b-8幾個相關參數。
2、停車階段
停機時放線、收線電機由當前運行頻率按減速時間減速，減速到設定頻率時收線變頻器的OC輸出信號啟動電磁剎車裝置，使得放線、收線電機準確停車，這樣便不會因為放線電機過快停車造成銅線拉斷。如果在停機過程中出現斷線可相應地調放線、收線變頻器減速時間b-8，若接近停機時出現斷線則可調整收線變頻器的OC輸出信號
變頻器自20世紀80年代在中國推出以后，在在國民經濟和日常生活中發揮著日益重要作用，已經被廣泛的應用于企業的工業生產以及人們的日常生活中。變頻器廣泛應用,主要得益于其優良的節能特性和調速特性。中國產值能耗是世界上最高的國家之一。要解決產品能耗問題，除其它相關的技術問題需要改進外，變頻調速已成為節能及提高產品質量的有效措施。油田作為一個特殊行業，有其獨特的背景，在油田中的以風機、泵類負載為主，因而決定了變頻器在油田中的應用應以節能為第一目標。油田中變頻器的應用主要集中在游梁式抽油機控制、電潛泵控制、注水井控制和油氣集輸控制等幾個場合。下面從這幾個方面對變頻器在油田中應用情況進行詳細的說明。
2變頻器在游梁式抽油機控制中的應用
目前，在勝利油田采用的抽油設備中，以游梁式抽油機應用最為普遍，數量也最多。一方面，游梁式抽油機運動為反復地上下提升，一個沖程提升一次，其動力來自于電動機帶動的兩個重量相當大的鋼質滑塊，當滑塊提升時，類似于杠桿的作用，將采油機桿送入井中，滑塊下降時，采油桿提出帶油至井口，由于電機轉速一定，在滑塊下降過程中，負荷減輕，電機拖動產生的能量無法被負載吸引，勢必會尋找能量消耗的渠道，導致電機進入再生發電狀態，將多余的能量反饋到電網，引起主回路母線電壓的升高，勢必會對整個電網產生沖擊，導致電網供電質量下降，功率因數降低，面臨被供電企業罰款的危險;頻繁的高壓沖擊會損壞電機，對電動機沒有可靠的保護功能，一旦電機損害，造成生產效率降低、維護量加大，極不利于抽油設備的節能降耗，給企業造成較大的經濟損失。另一方面，游梁式抽油機引入兩個大質量的鋼質滑塊，導致抽油機的起動沖擊大等諸多問題。除了上述兩方面問題之外，油田采油的特殊地理環境決定了采油設備有其自有的運行特點，在油井開采前期儲油量大，供液足，為提高功效可采用工頻運行，保證較高的產油量;在中、后期，由于石油儲量減少，易造成供液不足，電機若仍工頻運行，勢必浪費電能，造成不必要的損耗，這時須考慮實際工作情況，適當降低電機轉速，減少沖程，有效提高充盈率。為了解決上述問題，可將變頻技術引入到游梁式抽油機控制中去。根據電機理論可知，其轉速公式為:
其中:p為電動機的極對數，s為轉差率，f為供電電源頻率，n為電動機的實際轉速。從式可以看出，電機轉速與頻率近似成正比，改變頻率即可以平滑地調節電機轉速，從而可以連續地改變提油機的抽油速度。根據電動機工作電流的大小確定電動機的工作頻率，這樣可以根據井況的變化，方便的調節抽油機的沖程，達到節能和提高電網功率因數的目的。同時變頻調速器具有低速軟啟動，轉速可以平滑地大范圍調節，對電動機保護功能齊全，如短路、過載、過壓、欠壓及失速等，可有效地保護電機及機械設備，保證設備在安全的電壓下工作，具有運行平穩、可靠，提高功率因數等諸多優點，是采油設備改造的理想方案。
目前，對游梁式抽油機的變頻器改造主要有以下3個方面:
(1)以提高電網質量，減小對電網影響為目標的變頻改造。這主要集中在供電企業對電網質量要求較高的場合，為了避免電網質量的下降，需引入變頻控制，其主要目的就是減小抽油機工作過程對電網的影響。這種應用在勝利油田的臨盤采油廠已經提上應用日程。
(2)以節能為第一目標的變頻改造。這一點比較普遍，一方面，油田的抽油機為了克服大的起動轉矩，采用的電動機遠遠大于實際所需功率，工作時電動機的利用率一般在20%-30%之間，最高不會超過50%，電動機常常處于輕載狀態，造成了電動機資源的浪費。另一方面，抽油機的工作情況是連續變化的，這些都取決于地底下的狀態，若始終處于工頻運行，勢必也會造成電能的浪費。為了節能，提高電動機的工作效率，需進行變頻改造。
(3)以提高電網質量和節能為目的的變頻改造。這種情況綜合了上面兩種改造的優點，是應用中的一個重要發展方向。
在實際的應用過程中卻出現了許多問題，這些問題主要集中在游梁式抽油機的發電狀態產生的能量的處理上。對于第一種情況，采用普通變頻器加能耗制動單元可比較方便的實現，這是以多耗電能為代價的，
這主要是因為發電能量不能回饋電網造成的。在未采用變頻器時，電動機處于電動狀態時，電動機從電網吸收電能(電表正轉);電動機處于發電狀態時，電動機釋放能量(電表反轉)，電能直接回饋電網的，并沒有在本地設備上耗費掉。綜合表現為抽油機的供電系統的功率因數較低，對電網質量影響較大。但是在使用普通變頻器時，情況發生了變化。普通變頻器的輸入是二極管整流，能量不可反方向流動。上述這部分電能沒有流回電網的通路，必須用電阻來就地消耗，這就是必須使用能耗制動單元的原因。對于第二種情況和第三種情況，必須妥善的處理電動機發電狀態產生的電能，必須將其反饋到電網，否則通過調節抽油機的沖程節省的電能可能不能抵消變頻器制動單元消耗的電能，造成變頻運行時反而耗能，與節能的目標背道而馳。為了解決這個問題，有必要對普通變頻器進行改造，在結構上引入雙PWM結構的變頻器，保證發電狀態產生的電能回饋電網;在控制方法引入自適應控制以適應游梁式抽油機多變的工作環境。
3變頻器在電潛泵控制中的應用
油田中應用較多的另一種采油設備是電潛泵。電潛泵是井下工作的多級離心泵，同油管一起下入井內，地面電源通過變壓器、控制屏和電潛泵專用電纜將電能輸送給井下電潛泵電機，使電機帶動多級離心泵旋轉，將電能轉換為機械能，把油井中的液體舉升到地面。
由于電潛泵是在地面以下2000多米的井底工作，工作環境非常惡劣(高溫、強腐蝕等)，傳統的供電方式－全壓、工頻使它故障頻繁，運行成本大增。一方面，電潛泵在工頻啟動時，啟動電流大，電機電纜的壓降較大，使得電機電纜在啟動過程中的反壓較高，使絕緣性能降低，每次開機都會使電潛泵壽命大打折扣，大大影響了電潛泵的使用壽命。電潛泵損壞后提到地面上來修理，僅工程費一項就達5萬元，價值10萬元的電纜平均提上放下5次就須更換，電潛泵平均每10個月就須維修一次，維修費用約8萬元，使用成本較高。另一方面，電潛泵在正常工作時，普遍存在著電機負載率較低的情況，“大馬拉小車”現象嚴重。潛油電泵的功率因數較低，耗電量多，工頻工作時，電潛泵始終工作在額定轉速下，如果井下液量供不應求，容易造成“死井”，一旦死井則損失慘重。為了解決這個問題，電潛泵應能夠根據地質情況的變化，調節抽油量。傳統的調節方式是靠更換油嘴來調節產量，這樣既造成能量損失又不能精確地控制。有時使得電機與泵長期在高壓狀態下運行;有時使得油井出沙嚴重，使設備壽命縮短，因而有必要引入變頻控制系統，調節油壓、調節產量。
針對電潛泵的特殊情況，我國的成都佳靈電氣制造有限公司和山東風光電子有限責任公司都有現成產品提供，并在勝利油田中有一些應用，并取得一定的效果。對電潛泵井進行變頻改造后，實現了電潛泵的軟啟動、軟停車，有效地保護了電潛泵與電纜;通過調節頻率可方便的調節油壓，避免了電潛泵在高壓下長期運行;延長了電潛泵的壽命，節約了油井維修、維護費用，使電泵機組在最佳工況下運行。大大提高了電潛泵采油系統的效率。同時，提高功率因數，提高了電網的供電能力，節電效果明顯。大面積推廣電潛泵變頻技術改造，將帶來良好的經濟效益和社會效益。應用中也暴露出來一些問題，一方面，因為是新產品，在產品的軟硬件設計和設備配套上由一些不足，這時就要將新的控制方法引入到實際應用中去發展變化適應多變的工作環境，提高配套產品的質量;另一方面，控制系統的一次性投資較高，有的甚至要高于電潛泵的投資，只有進一步降低成本，才能促進變頻器控制在電潛泵中的應用。
4變頻器在注水泵控制中的應用
油田開發過程中地層能量不斷衰減，常用注水方式以保持地層能量，進行油田開發。一方面，注水壓力的高低是決定油田合理開發和地面管線及設備的重要參數?？紤]到后期開發注水井的增多，注水工藝設計和機電設備配置都比實際寬裕，加之地質情況的變化，開關井數的增減，洗井及供水不足的影響，經常引起注水壓力的波動，注水量不均勻，不穩定。注水壓力低，注水量滿足不了油田開發的需要，必然會造成油層壓力下降;注水壓力過高，浪費動力，也造成超注，導致水淹，水竄;注水壓力控制難度大，也給油田生產和管理帶來諸多不便，因而要求油田注水壓力恒定。另一方面，由于儲油地層的壓力及油氣水分布不斷在發生變化，其數值很難準確預測和控制，考慮到油田開發中的需要，在工藝和機電設備的配置上都按照油田最大可能的需求來設計，這一點在注水系統的設計當中顯得尤為突出。油田注水設備多采用高壓離心泵匹配高壓電機，大功率系統運行常是“大馬拉小車”，效率低下。注水壓力靠泵出口閘門手動控制，即靠改變管網特性曲線來調節泵的排量，泵、電機匹配難以達到在泵的最佳工況點運行，管網效率低，電能損失高達50%以上。正是從恒壓注水和節能的兩個方面考慮，在油田注水系統中引入變頻控制。
通過流體力學的基本定律可知:風機、泵類設備均屬平方轉矩負載，其轉速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關系:Q∝n，H∝n2，P∝n3;即，流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。通過上述分析可以知道，通過改變電動機轉速可方便地改變水的流量，保證水壓恒定;通過改變電動機轉速，在降低水流量的同時，可有效降低系統的電能損耗。
通過變頻改造的注水系統具有如下優點:
(1)實現了電機軟起動、自由停車。電機均通過變頻器或軟起動從0～50Hz作緩慢加速起動，可減少機泵因突然高速起動所帶來的影響，減少了直接起動時起動電流對電網的沖擊。
(2)提高了功率因數，改善了電機電源質量，電機的功率與實際負荷相匹配，系統達到節能運行的目的。
(3)消除了泵的喘振現象，使泵運行處于最佳工況狀態。
(4)實現了壓力自動控制，被調節量得到更平穩的調節，增強了系統的穩定性和可靠性。
目前變頻調速技術在注水系統中，主要應用在供水水源井電潛泵、注水站注水泵、配水間增壓泵工藝中。應用變頻調速技術，對注水設備的電機轉速進行調節，達到穩壓、穩流供注水。同時軟起軟停的功能代替了減壓啟動，使電機起停平穩，減少了對電網和機械設備的沖擊，不會造成管網壓力、流量、流速的劇烈變化，不需要閥門截流，因此對防止汽蝕、水擊、喘振極為有利，可以延長管網、泵、閥門的維修周期和使用壽命。在注水泵變頻改造中涉及的品牌比較多，進口品牌有ABB、AB、三菱、東芝、富士及西門子等，國產品牌有佳靈、安圣等，在這個領域的應用技術已經比較成熟。
5變頻器在油氣集輸控制中的應用
在油田生產中，與注水泵類似，輸油泵的額定排量往往大于實際需要排量，現大馬拉小車現象。一方面，如果完全采用閥門調節輸油量，一旦油量變化較快，輸油閥門調節頻繁，增加了工作人員的勞動強度且所需人員也較多。若閥門調節不當，易造成被抽干或冒罐現象。泵出現干抽燒損，冒罐則造成原油白白浪費。另一方面，為保證輸出油量的恒定，需要保證管壓恒定，閥門的開度直接影響到管壓，太大太小都不行。如果使用變頻調速器，可以徹底解決這個問題。它通過減小電機電源頻率實現降低電機轉速。電機帶動泵運行，電動機轉速降低，對于柱塞泵來說，就是降低了柱塞的運行頻率，減小了泵的實際排量;對于離心泵來說，降低了葉輪轉速，同樣降低了泵的排量。因此，當需要排量變化時，可以通過調節變頻器的輸出頻率，達到控制排量的目的，保證管壓恒定。泵的排量降低了，電動機的負荷也就隨之減小，這樣電機輸出功率出隨之減小，這樣電機的效率可以有很大提高，電機損耗及電機輸出功率得到有效減小，達到節能的目的。
6總結
總之，變頻調速技術作為高新技術、基礎技術和節能技術，其應用已經滲透到石油行業的各個技術部門。在游梁式抽油機控制和電潛泵控制中的應用還處于開始階段，在應用中也出現了許多問題，這些都待于進步解決。只有充分考慮油田油井的實際情況，才能促進變頻技術在采油設備中的應用。在油田注水和油氣集輸中的應用與生活中的恒壓供水類似，其應用技術已經成熟，應用也十分普遍。變頻調速技術在油田中的應用應該集中解決以下兩個方面的問題:
(1)解決變頻器的控制問題。這個必須解決變頻器如何適應多變的工作環境，對某一臺抽油機控制的成功并不代表對所有油井都成功，因而必須提高變頻器控制技術適應不同井況的能力。
(2)解決變頻控制成本較高的問題。與一般控制柜相比，變頻控制的成本太高。無論上雙PWM變頻器還是電潛泵專用變頻器，都面臨著這個問題，因而必須提高相關產品的配套能力，在保證可靠性的前提下降低成本。
參考文獻
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關鍵詞：倫茨變頻器，常見故障，維護
倫茨變頻器的應用十分廣泛?？萍颊撐?。選擇變頻器首先要了解各類變頻器的性能和質量，并應熟悉驅動設備的負載性質。使用變頻器時，應了解并掌握其各類常遇故障的產生原因、判斷方法和相關處理措施。下面在詳細介紹上述兩方面的技術基礎上，對變頻器的維護技術也進行了簡要介紹。
LENZE變頻器在使用中還是會碰到一些這樣那樣的故障，以下我們就較粗率地介紹了一些常見故障及分析，LENZE變頻器的一些常見故障做一些探討，LENZE變頻器在性能上還是很有特點，像位置控制，同步控制都是它的優勢所在，所以在應用上值得我們去研究的。此外從維修角度來說，LENZE變頻器線路相對還是比較復雜，且PCB板有多層布線，對于維修人員的要求也就更高了，也希望變頻器維修的同行們能夠多多交流，解決更多的實際問題。
(1)倫茨變頻器維修故障中的 OC5 故障 OC5 故障應該是我們在 8220/8240 系列變頻器里面經常碰到一種故障現象。 OC5 為變頻器過載，過載檢測一般都是由傳感器來完成的，通過檢測 UV 兩相的電流，再由兩輸入或門 COMOS 電路來判斷變頻器是否過載。
(2)倫茨變頻器維修故障中的輸出缺相 輸出缺相也是我們經常會碰到的故障之一。我們都知道在缺相狀態下是無法拖動三相交流異步電機的，在拖動電機的情況下還會出現過流報警，脫開電機后測量 3 相輸出電壓，往往是 3 相輸出電壓相差比較大。在 LENZE 8240 系列變頻器中經常會碰到現象是驅動電路無電壓。
（3)倫茨變頻器維修故障中的開關電源故障 在 8200系列通用變頻器的維修中我們會經常碰到開關電源損壞。故障點主要有開關電源控制電路的損壞，控制電路出現故障后修復相對比較復雜，此類型機器的控制電路元器件都是集成于絕緣陶瓷片上，不易更換，需要有一定的經驗以及維修技巧。
(4)倫茨變頻器散熱引起的故障 散熱板分離散熱技術也是 LENNZE變頻器的一個很大賣點，大家都知道常規變頻器都是有冷卻風扇散熱，但有些場合使用了散熱風扇后常常成為變頻器的一個常見故障點?？萍颊撐?。這種現象主要在紡織工廠比較多見。紡織工廠空氣中的棉絮和化纖常常堵塞風扇，引起變頻器故障報警。而 LENZE變頻器的散熱板分離散熱技術恰恰解決了這個問題。但我們也會碰到客戶在使用一段時間后出現變頻器帶不起重載的現象，從我們的經驗分析也有可能是由于變頻器的散熱問題引起的。
下面以PB2028-TH設備的倫茨變頻器維修故障定實例來敘述其處理過程：
當操作面板上顯示如下信息時( 變頻器上綠燈滅紅燈每秒閃一次)按照故障信息進行運行故障診斷并排除.
【關鍵詞】高壓；變頻器；故障診斷；日常維護
1.引言
隨著電力電子技術的發展，現在對于電壓、電源的控制要求也越來越高，相配套的高壓或者低壓變頻器的結構越來越復雜，對于高壓變頻器而言，要保證其正常穩定可靠運行，必須要對高壓變頻器實施日常維護，同時要對日常發生的一些常見故障進行簡單的故障診斷和故障處理，只有這樣，才能夠實現高壓變頻器服役壽命的最大化。
本論文主要結合目前主流的高壓變頻器的內部結構，對其進行詳細的分析，給出常見的故障類型及其原因分析，并對日常維護給出具體的建議與措施，從而能夠實現對高壓變頻器的有效維護和保養，延長其服役壽命，并以此和廣大同行分享。
2.高壓變頻器概述
2.1 高壓變頻器結構
高壓變頻器是近幾年逐漸發展起來的一種應用十分廣泛的變頻器，它和過去傳統的采用液力耦合方式或者串級調速實現的電機調速方式是一樣的，只是采用改變電機運行電源頻率實現對電機調速的目的。目前，高壓變頻器不管是通用的還是專用的，其內部的結構都是相通的，主要包括三個部分：一是主電路接線端，包括接工頻電網的輸入端(R、S、T)，接電動機的頻率、電壓連續可調的輸出端(U、V、W)；二是控制端子，包括外部信號控制端子、變頻器工作狀態指示端子、變頻器與微機或其他變頻器的通信接口；三是操作面板，包括液晶顯示屏和鍵盤。
通用變頻器由主電路和控制電路組成，其中，給異步電動機提供調壓調頻電源的電力變換部分稱為主電路，主電路包括整流器、中間直流環節（又稱平波回路）和逆變器等。
2.2 高壓變頻器工作原理
高壓變頻器內部主要是由整流器、逆變器、中間直流環節和控制電路等構成。高壓變頻器主要是通過改變電流的高壓與低壓的狀態，從而改變電源頻率達到電機調速的目的。因此，具體來說，高壓變頻器的工作原理可以按照其結構構成部件的工作原理來理解：
(1)整流器
電網側的變流器為整流器，它的作用是把工頻電源變換成直流電源。三相交流電源一般需經過壓敏電阻網絡引入到整流橋的輸入端。壓敏電阻網絡的作用是吸收交流電網浪涌過電壓，從而避免浪涌侵入，導致過電壓而損壞變頻器。
(2)逆變器
逆變器的作用與整流器相反，逆變器的主要作用是為了將直流功率轉換為所需要的交流功率，通暢逆變器安置在負載側；逆變器最常見的形式就是采用6個半導體開關器件組建成三相橋式逆變電路，從而完成從直流到交流的逆變過程。
(3)中間直流環節（平波回路）
中間直流環節，也稱平波回路，其主要作用是使脈動的直流電壓變得穩定或平滑，供逆變器使用；通過開關電源為各個控制線路供電；同時，可以配置濾波或制動裝置以提高變頻器性能。
(4)控制電路
控制電路主要是將變頻器在整流、逆變及中間直流儲能環節上的各種電壓、電流信號傳輸給相應的整理器、逆變器、微機處理器以及其他電路部件等，通過對這些電氣信號的采集、檢測與控制，實現電路的開關作用或者對交流直流電壓電流轉換的控制作用，并能夠依據這些控制信號實現對變頻器的狀態監測，從而提供故障診斷和保護的數據依據。
3.高壓變頻器日常維護建議與措施
3.1 常見故障分析
高壓變頻器在運行過程中，對于一些常見的故障是有必要掌握的，以便進行簡單故障的快速排除。對于高壓變頻器而言，其常見的故障主要有以下幾類：
(1)通電開機后不響應
高壓變頻器由于內部電壓經過多重斷路器、變頻線圈，因此結構相對較為復雜，很容易引起一些無法察覺的細微故障，而通電后開機不響應就是最常見的故障之一。造成這類故障的主要原因是插頭松動或者熔斷絲燒壞，如果插頭和熔斷絲都沒有問題，則需要進行細致檢查，檢查有無碰錫、碰線或者細小金屬顆粒落在電源進線之間造成短路或者斷路，同時還需要檢查線路板是否有灰塵、水滴等常見故障導火索。
(2)變頻器無法帶負載啟動
高壓變頻器空載工作時一切正常，但是一旦帶負載則無法啟動，造成這類故障的主要原因是由于采用了恒轉矩負載啟動方式，因此對變頻器啟動的加減速時間的設定是否有誤，通暢選取合理的加減速時間即可解決這個故障。
(3)變頻器功率已經上升，但是電機轉速仍然很低
高壓變頻器啟動后功率上升很快，但是電機輸出轉速很低，導致系統無法高速工作，通暢這是由于頻率增益設定不合理導致的，只要適當改變頻率增益即可排除故障。
(4)變頻器重載過流
高壓變頻器往往在運行期間，負載突然加重，導致電機轉速急劇下降，電流急劇增加，最終燒毀電機，損壞變頻器。造成這一故障的原因主要是電機本身存在電氣故障，如果確認電機不存在電氣故障，則需要對電機與變頻器之間的傳動比進行修正，適當增大傳動比，能夠有效的提高變頻器帶重負載的能力，從而避免了出現變頻器重載過流故障的出現。
(5)過電壓停機故障
高壓變頻器在運行過程中，其直流母線上承載的電壓最大，因此一旦此處的電壓保護器損壞，則整個高壓變頻器就容易引起故障。要避免變頻器由于過電壓而發生停機故障，就要確保在直流母線上的過壓保護器的正常工作，這可以通過并聯反向鉗位二極管實施保護，或者采用電容防擊穿實現對過電壓的保護。
3.2 日常維護建議與措施
【關鍵詞】 機調速 系統設計
為了便于監控變頻器的運行狀態并及時發現異常，應取出變頻器的異常信號送到PLC的輸入模塊，以作為變頻器的事故報警信號及安全制動。為了與變頻調速系統配合，保證在啟動力矩、低頻轉矩、過載能力等方面滿足系統的要求，選用冶金起重專用變頻電動機。變頻電動機的電磁設計、結構設計和絕緣系統設計既考慮了對變頻器電源供電和寬范圍變頻調速的適應能力，又體現了冶金及起重專用三相異步電動機過載能力大、機械強度高的特點。與變頻調速良好的起、制動功能相結合，特別適用于采用變頻調速，短時間或斷續周期運行、頻繁啟動和制動的場合，既能保證電動機在高頻時的過載能力，又能在低頻時保持恒轉矩輸出。
1 變頻調速主系統設計
變頻調速單元采用森蘭SB61系列SB61G110KW通用變頻器，其變頻調速系統主電路如圖1所示。
2 變頻器外部電路設計
絞車升降的運轉具有較大慣性，四象限運行的特點，與其他傳動機械相比對變頻器有著更為苛刻的安全和性能上的要求，SB61G系列通用變頻器是專為起重類負載而設計的專用變頻器，該系列產品采用了最優的電機控制方法—矢量控制技術，它可以對所有交流電動機的核心變量進行控制，并把定子磁通、轉矩作為主要控制變量。
變頻器可以輸出頻率可調的交流電源，另外在變頻器的加設有聲光報警輸出口及制動單元，能夠實現變頻器故障報警器和安全制動，更有效的對控制系統進行安全保護。
3 PLC控制部分設計
PLC是本控制系統中關鍵的一環，其主要控制電路如圖2所示，主要的控制功能有如下幾項：主令操作控制、保護監視控制。
4 調速控制系統保護措施
空氣斷路器短路保護應滿足以下要求：（1）當電動機發生相間短路或在中性點直接接地系統中發生單相接地短路時，保護裝置應能切斷故障電路。（2）當電動機正常起動或制動時，保護裝置不應動作?？諝鈹嗦菲骺梢杂脕眍l繁地起動電動機。并對電動機實現保護，由于有良好完備的滅弧裝置，操作速度也由彈簧機構執行，迅速可靠。因此，用來控制電動機時，其額定電流（即指主觸頭的額定電流）選擇得大于或等于電動機額定電流1.3～1.4倍即可。
5 結語
提升機變頻調速控制系統的硬件電路實現，包括變頻調速部分、PLC可編程控制器部分及安全保護和抗干擾部分。變頻調速控制系統進行恒加速變頻調速啟動，恒減速變頻調速停車及行程變頻調速運行等。變頻調速范圍寬、調節精度高。采用變頻調速后，電機可以實現真正意義上的軟啟動和平滑調速。變頻器調速還可通過軟件很方便地改變輸出轉矩（即調整轉矩補償曲線）和加減速時間、目標頻率、上下限頻率等。能夠使提升機S形速度給定很好的得到實現。具有很好的應用和推廣價值。
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廠輸煤系統使用的是5T龍門式裝卸橋，跨度為40.5m，抓斗的提升、開閉機構由二臺45KW繞線式異步電動機驅動，小車行走機構分別由二臺22KW繞線式異步電動機驅動，大車行走機構分別由二臺11KW繞線式異步電動機驅動。在抓斗的提升、開閉，大車及小車前進、后退的傳動控制過程中，為了確保機械設備運行的平穩性，采用了繞線式異步電動機轉子串接電阻的調速方式。在多年的使用過程中發現該控制方式中存在著很多難以解決的問題，比如調速性能差、接觸器動作頻繁致使經常更換接觸器、串接電阻故障多、操作不規范造成電氣回路及機械部件損壞等。
一、問題的提出
經現場實地查看，發現，該5T龍門式裝卸橋的抓斗的提升、開閉以及小車的前進后退的調速性能均較差，而且使用按扭控制起停、主令開關設定速度段，這樣就會有兩種情況：1.繞線式異步電動機一起動很快達到設定的電機最大轉速，速度太高以及變化太快容易造成電器、機械部件的損壞；2.如設定速度低則會延長等待時間，使生產效率降低。另外，針對抓斗的提升及下放也存在一些潛在的問題，即：當抓斗提升，但在空中停車再起動時，有可能致使抓斗出現“溜車”現象（輕微下滑），這時電機工作在反接制動狀態，但是制動轉矩小于負載轉矩，電機電流非常大。當下放抓斗時，電機在重力與電動轉矩的作用下以極快的速度運行在第四象限，電機工作在回饋制動狀態，轉速大于同步轉速，停車時（抱閘），由于抓斗的慣性及下降速度太快停車效果差，非常危險。針對上述問題，現要采用變頻調速技術予以解決。
二、抓斗的提升、開閉變頻控制
抓斗有兩臺電機控制即抓斗開合電機、抓斗提升電機。抓斗抓煤時，僅有開合電機運轉，抓滿煤開始提升時，提升和開合兩臺電機均要工作，相互間需要有速度配合才可使系統穩定可靠運行。根據以往制作類似提升、下放重物變頻控制裝置的經驗及查閱ABB公司起重專用變頻器的相關技術資料，變頻器采用制動單元和制動電阻后能夠提供100%的制動轉矩，使抓斗下放時，電機工作在制動狀態，變頻器的制動單元能夠完全吸收掉這部分能量使電機穩定工作在第四象限，且轉速連續可調。這些通過調整開合電機變頻器及提升電機變頻器的頻率、
加速時間，使之相互配合，調整方便。
抓斗的提升、開閉機構采用SIEMENSS7-200系列PLC控制，其輸入、輸出均由繼電器進行隔離。采用PLC控制后使系統的維護量大大減少，修改或調整控制關系靈活、方便。
三、大車、小車運行機構變頻控制
該系統的大車、小車運行機構基本象似，都是由兩臺電機控制，只是電機的功率不一樣，對兩臺電機分別采用兩臺相同的西門子MASTERDRIVES系列矢量控制型變頻器進行起動及速度控制。由于兩臺電機是驅動的同一負載，為保證兩臺電機的同步運行，每臺變頻器均配置一塊TSY型同步板來實現同步控制。每臺變頻器還需要加裝直流母線上的制動單元實現四象限運行。
采用變頻器調速時，每臺變頻器分別單獨供電。設定一臺變頻器為啟動變頻器，另一臺為工作變頻器，兩臺變頻器設置參數完全一致，在SIEMENSPLC（S7-200系列）的控制下，繞線電機的轉子短接接觸器吸合。在接受到起動按扭發出的起動命令及速度信號后，兩臺變頻器同步工作，當需要快速停車或反向運轉時，兩臺電機的能量回饋通過制動單元釋放，達到快速起停的目的。
四、其它
原轉子串接電阻調速方式的控制裝置的電源和控制部分回路保持不變，變頻控制與原控制系統可通過轉換開關相互切換。四臺變頻器均采用矢量型變頻器并配以制動單元、制動電阻以確保在機械失靈的情況下人身及設備的安全。由于變頻器調速屬高效調速系統，運行效率高，調速靈活、方便，系統反應速度快，所以采用變頻器控制并沒有影響龍門抓的抓煤量。
五、小結
該系統經改造后運行近一年來，未出現電器或機械部件損壞，操作簡便，減少了操作人員操作強度，為我公司帶來了可觀的經濟效益。需要補充的是如果有條件的話可在抓斗控制機械制動回路增加變頻器故障跳閘聯鎖，變頻器一旦故障機械制動立即動作，使之停車，這樣龍門抓的運行可靠性將會得到大大提高。
參考文獻：
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關鍵詞：變頻器；維護；檢查
中圖分類號：TN77 文獻標識碼：A
1 變頻器的維護
變頻器由許多復雜的集成芯片、電子元器件等組成，使用過程中不可避免的會出現各種故障，正確的維護，簡單的檢修可保證生產生活的正常進行。
1.1 使用環境對變頻器的影響
斗輪堆取料機長期處于多灰塵環境中，由于塵埃、濕度、振動、溫度等使用環境的影響，很容易使變頻器發生故障。
1.1.1 由于斗輪堆取料機處于長形料場中，需要往復折返工作，地面軌道的不連續直接影響整機的平穩性，振動就不可避免，這種振動會使變頻器的接插件和接線端子產生松動現象，進而影響變頻器的正常運行，例如電源輸入端和輸出端的端子松動，產生的接觸不良，會使變頻器時好時壞，端子發熱直至燒毀。如果端子松動后掉線，將會釀成大事故，例如主回路直流電壓偏低的最大原因就是電源輸入端有接線掉落，進而出現低壓報警停機；若掉落的接線落在另一根電源線上，就會產生電源短路的嚴重后果，導致電源配電柜內熔斷絲燒斷。另外，變頻器最常見的故障就是缺相，這個故障起因大多是由于輸出端接線掉落，導致變頻器報警停機，如果掉落的接線落到另一根輸出端上，會形成輸出短路，還非常有可能損壞變頻器的逆變模塊，造成重大損失。
1.1.2 由于斗輪堆取料機處于多灰塵環境中，而變頻器在長期運行過程中，冷卻風機使用期限接近極限值，或積滿塵埃等導致進風量嚴重減少。散熱板堆積塵埃，影響進風量，也影響傳導熱量，這些問題都會導致變頻器內部溫度偏高，而溫度又是運行變頻器電子器件的壽命及可靠性的重要因素，特別是半導體器件，若結溫超過規定值極易造成器件損壞，如果我們進行日常檢查和定期維修，就能及早發現問題，消除隱患，避免故障的發生，減少不必要的維修和因停機而產生的經濟損失。
1.2 元件老化對變頻器的影響
斗輪堆取料機平均設計壽命大約為三十年，而且絕大多數時間都是在重載運行，故在其長期的運行過程中，電子器件的老化不可避免，而其中使用頻率頗高的變頻器尤為明顯。
變頻器由許多電子元件構成，它們都有一定的使用壽命，電解電容在這些易老化的器件中最顯著，在使用過程中，其容量會持續不斷的下降，一般認為，容量如果下降到85%及以下，它的使用壽命就接近于終止，不適合再繼續使用了，應該立即更換，否則容易出現安全隱患。另外，在開關電源中的濾波電容如果也超過使用壽命后，可使控制回路、驅動回路無法正常工作，進而變頻器出現故障停機。最后一個就是主回路的濾波電容超過使用壽命后，導致其充放電量不足，往往出現空載時正常運行，一旦重載運行，頻率升到一定數值時，頻繁因電壓偏低報警而停止工作。
如果我們通過日常檢查和定期檢修，及時更換老化部件，就可以避免在正常生產過程中，因元器件老化變頻器停機影響生產，遭受經濟損失。
由此可見，變頻器日常維護相當重要，使變頻器長期穩定運行，進而提高整機工作效率和經濟效益。
2 變頻器的日常檢查
2.1 檢查面板是否正常。缺損、變淺或閃爍都代表面板已經出現潛在故障，應及時更換面板或檢修。
2.2 檢查電源電壓、輸出電壓、直流電壓是否正常。用萬用表檢查三相電源電壓及單相電源電壓是否正常。若三相不平衡或輸出電壓偏低，說明變頻器存在故障危險，必須停機檢修。
2.3 檢查冷卻風機和散熱器是否正常。用紅外線測溫儀測試散熱器溫度，如果溫度過高，應立即采取措施降低環境溫度，若冷卻風機使用時間過長或堆滿灰塵，應盡快清洗或更換風機。
2.4 檢查變頻器是否有振動現象。直接用手抹變頻器外殼，可發現嚴重的振動現象，用長柄螺絲刀一頭接觸變頻器，耳朵貼緊螺絲刀刀柄，可以發現輕微的振動現象，這種振動通常是由電動機振動引起的共鳴，他可以造成電子器件的機械損傷?？梢栽黾酉鹉z墊來減少或消除振動，另外也可以利用變頻器跳躍的功能，避開機械共振點，這種做法應在確?？刂凭鹊那疤嵯逻M行，除非特殊情況，否則不建議輕易使用。
2.5 檢查電源導線。接線端松動通常會導致輸出導線發熱、變形、燒壞，如果有此情況或者聞到變頻器內部有異味，必須擰緊或更換導線。
3 變頻器的定期檢修
3.1 斷電停機檢修。這個過程一定要切斷所有進線及出線端子，由于濾波電容在失去主電源后一段時間內仍會保持較高的直流電壓，根據型號不同，通過電阻放電需要時間也不盡相同，所以必須等到變頻器充電指示燈完全熄滅后才能進行下一步工作，通常是先清洗，重點是機殼底部，主回路元器件及冷風機，一般用吸塵器，嚴重的用軟布蘸酒精擦拭，其中冷風機是重中之重，之后是主回路檢修，包括濾波電容、限流電阻、繼電器等等，先觀察外表顏色變化，然后用萬用表測量電容等方法均是有效的方法。
3.2 通電運行檢查。在經過上階段斷電檢修之后，通電試運行是必要的過程，即把輸入輸出電源、控制部分電路按正常模式連接好，用正常工作時的標準逐項檢查變頻器性能，如冷風機啟動、輸出電壓是否正常等等，待所有檢查項目都通過后，方可重新啟用變頻器進行重載工作。
4 變頻器在斗輪堆取料機中的應用
DQL2000/2000.35臂式斗輪堆取料機是為印度reliance公司旗下電廠設計的，用于堆取高爐用煤。本系統具有八臺7.5kW行走電機并要求行走速度可調。行走啟動和停止以及調速過程中，設備平穩和安全。設計選用的是ABB公司ACS800變頻器。 根據印度現場反饋，該設備自投入運行以來，平穩正常，控制效果非常理想。
結論
在斗輪堆取料機中正確地使用和維護變頻器不僅可以使變頻器使用壽命延長，重要的是大大提高了整機的生產效率，使控制更加安全可靠，提高經濟效益。
參考文獻
關鍵詞：變頻控制 4-20mA信號 回落速度 二次方轉矩
一、液化氣裝車泵控制現狀及存在問題
液化氣裝車泵是為液化氣裝車管線提供壓力和流量的動力設施，電機功率為90KW，電機采用全壓啟動，接觸器控制。這種電氣控制方式是通過調節管路中調節閥的開度和支路回流來控制裝車泵出口流量和壓力，這種調節壓力的方式，電機一直保持連續全速運轉，而且根據裝車要求出口壓力及流量是隨機變化的，而且起伏較大。如果裝氣車輛多即開大調節閥確保裝車系統所需壓力，裝氣車輛少時關小調節閥滿足裝車系統所需壓力，而剩余的液化氣通過支路回流打循環回到罐內。
這種傳統的控制方式設備全力矩啟動，負荷變化較大，裝氣車輛多時，電機利用率高，裝氣車輛少時，電機利用率低；電機連續全速運轉，容易發熱，故障率高；而且管線壓力和流量采用人工操作調節閥控制，耗電高，控制精度低，且壓力過大時形成回流，浪費能源較嚴重。
二、液化氣裝車泵的變頻控制改造
針對以上問題，我們對90KW液化氣裝車泵電機實施變頻控制改造。給原系統加裝施耐德ATV71HC11N4型變頻器。
1、系統控制原理及功能
由裝車泵的工作原理可知，電機的轉速n與電源頻率f成正比，因此改變電源頻率，可改變電動機即裝車泵的轉速，從而達到調節泵出口流量和壓力的目的。液化氣裝車泵變頻控制系統框圖如圖1所示，我們采用開環控制方式，由DCS給定4-20mA控制信號，操作人員根據裝氣車輛多少，改變給定信號直接控制變頻器，從而改變電機的轉速，準確控制液化氣裝車泵的出口流量和壓力，滿足裝氣車輛的裝車要求。
圖1 變頻器開環控制系統框圖
液化氣裝車泵變頻控制系統接線原理圖如圖2所示，LI1是變頻器電源；R1是變頻器故障（繼電器正常加電，如有故障則斷電）；R2是變頻器運行；AI2是4-20mA信號給定；SB1、SB2分別是現場停止和啟動按鈕。當SB2按鈕閉合時，KA、KC線圈帶電，KA、KC常開點閉合，變頻器啟動，KA常閉點斷開，現場紅燈亮綠燈滅。當有故障時R1繼電器斷開，KC線圈失電，故障指示燈亮，KC打開，控制回路斷開，電機停止運行。
圖2 變頻器接線原理圖
2、系統特點
（1）液化氣裝車泵使用的是南陽防爆電機90KW，根據節能降耗、可靠運行的原則，我們選用施耐德ATV71型110KW變頻器。并且為減少主電源干擾，在變頻器輸入電路中安裝電抗器。
（2）正常情況是DCS給定4-20mA信號控制電機轉速，當4-20mA信號瞬間消失時，電機按照回落速度運行（回落速度根據工藝要求可設定在0-50HZ之間）。這樣避免了由于DCS故障造成液化氣裝車泵停機。
（3）參數設定、功能選擇方便、操作簡單，保護功能完善。根據電機銘牌設定電機額定轉速2980r/min、額定功率90KW、額定電流158A；設定DCS模擬給定信號AI2為4-20mA；根據負載情況設定加速時間40S，減速時間45S；設定最低頻率10HZ，最高頻率50HZ，確保電機在安全模式下運行；設定電機熱保護電流158A，可檢測出過載、過電流和過熱等故障，并及時給出故障信息。
三、改造后效果分析
使用ATV71變頻器控制液化氣裝車泵電機后，不管在節能降耗方面、還是在設備可靠運行方面，效果都非常顯著。
1、節能效果分析
由于泵類負載屬于二次方轉矩負載，即轉矩T與轉速n的二次方成正比，T∝n2，而電機的輸出功率P∝Tn，所以P∝n3，即電機的輸出功率與轉速的三次方成正比。又由于轉速n與頻率f成正比，即n=60f（1-s）/p。根據生產現狀電機平均每天運行12小時，其中約6小時電機的運行頻率為30HZ，根據公式計算出電機的實際轉速為額定轉速的60%，所以每月節約用電量=90×（1-0.63）×6×30=12700kwh，每月節約電費=12700*0.4=5080元。
2、設備故障率大大降低
改造后的液化氣裝車泵由于啟動時電機轉速的變化，消除了以前啟動機泵時泵內壓力劇增而造成軸承等機械部件磨損及機泵密封系統損壞的情況，機泵故障率降低，設備使用壽命延長，維護人員的工作量也明顯減少。
3、實現了DCS操作
采用變頻調節控制不需要人工去現場開動閥門，操作人員可在DCS室根據裝車泵出口流量和壓力的變化實時對變頻器進行頻率調整，在滿足裝氣車輛的同時力求變頻器運行在最佳經濟狀態。這種調節方式提高了設備自動化程度，而且控制精度高、響應速度快、運行可靠方便。
四、結束語
ATV71變頻器在液化氣裝車泵節能改造中已得到成功應用，該系統投運以來，運行效果良好，既滿足了生產工藝的要求，又實現了節能降耗，節電率在48%以上。同時降低了設備的故障率，延長設備使用壽命，提高了裝車泵出口流量和壓力的控制精度，其經濟效益顯著，達到了預期的目的。
參考文獻：
