变频器的使用与维护课件.pptx
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- 变频器 使用 维护 课件
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1、 通用变频器作为电力电子设备与数字控制装置,对其使用环境有一定的要求;变频器所在的环境温度越高,腐蚀性气体浓度越大,其寿命就越短。同时,在安装时要求有良好的通风条件,环境中不能有过多的腐蚀性气体和灰尘。在高海拔地区使用变频器时,变频器中的平波电容器的内外压力不平衡,可能导致电容器爆裂;在不加装特殊装置的情况下,一些元件也会误动作。使用变频器传动异步电动机时,电源侧和电动机侧电路中将产生高次谐波。对于由此种高次谐波引起的静电、电磁干扰,在变频器的外购件装置选用上要作相应的考虑。安装使用环境要求 (1)上限温度,单元型变频器装入控制柜使用时,考虑到框内预测温升为10,则上限温度多定为50。全封闭结
2、构、上限温度为40的壁挂型变频器装入控制柜使用时,为了减小温升,可以装设厂家选用件通风板或者取掉单元外罩等。(2)下限温度,在不发生冻结的前提条件下,周围温度的下限值多为0或-10。周围温度的测量 各变频器说明书对运行时空气湿度的要求都是相对湿度不超过95%RH,也即保证不凝露,这个条件一般很容易达到 防潮思路是保持柜内温度不要低于周围环境温度,可以加装红外线空间加热器,一个800mm600mm2200mm的柜体加热功率几百瓦即可。在系统运行期间空间加热器应该关闭,系统停止运行一段时间(如1小时)后接通,可以制定操作规程由人工手动控制,也可以利用系统的控制设备来进行逻辑控制。 粉尘和油雾进入变
3、频器后,会吸附在散热片表面以及印制电路表面,降低散热系数,恶化使用条件,如果是导电粉尘,则还会降低表面绝缘能力,产生漏电流乃至发生短路。 密闭柜体能够阻隔粉尘和油雾进入,但为了散热需要,密闭柜体必须采用强制通风,而进风口和出风口必须采取过滤措施。专门的空气过滤材料能够很好地滤除粉尘和油雾。 制动电阻的安装 1配置具有散热功能的盖子,防止产生像火灾这样的危险;2需要采用冷却风扇;3放电电阻器 制动电阻需要散热,应该安装在通风良好的地方,采用开启式支架或者半开启箱体作为安装结构。制动电阻上带有数百伏电压,要采取措施来防止人员触电危险 电阻器的表面温度可能上升到约300。而且当安装两个以上电阻时,应
4、注意安装表面的材料及电阻的安放位置。 安装注意事项 1变频器同发热设备的间隙足够长(5cm以上);2在内部温度和变频器周围温度并不很高的位置为安装风扇的最佳位置,风扇必须要提供足够的风量;3在此位置安装的其他设备不应该阻碍冷空气的流通,并且对于易受到热影响的设备不应该安装在此;4正确的安装方向; 5放电电阻或能产生大热量的类似设备应该安装在外面;6具有足够的间隙(10cm以上),以方便连接套管或冷空气的吸入;7控制信号电缆与主电路(功率电阻路)电缆连线分离,并不要使它们弯曲;8空气过滤网要定期清扫检查以防止阻塞;9功率因数改善电抗器 变频器的安装 变频器的安装方向 安装柜的几种设计形式 变频器
5、的防尘 变频器的防尘问题应引起广大用户的重视,下面是几点防尘措施。(1)设计专门的变频器室 (2)将变频器安装在设有风机和过滤装置的柜子里 (3)选用防尘能力较强的变频器 (4)减少变频器的空载运行时间 (5)建立定期除尘制度 变频器的接线 (1)主电路的接线 注意,不能用接触器的触头来控制变频器的运行和停止,而应该使用控制面板上的操作键或接线端子上的控制信号;变频器的输出端不能接电力电容器或浪涌吸收器;电动机的旋转方向如果和生产要求不一致,最好用调换变频器输出相序的方法,不要用调换控制端子FWD或REV的控制信号来改变电动机的旋转方向。 变频器的输入端和输出端是绝对不允许接反的,如果将输入电
6、源接到了U、V、W端,则不管哪个逆变管导通,都将引起两相间的短路而将逆变管烧坏, 输入端的接线 模拟信号的抗干扰能力较低,因此必须使用屏蔽线。屏蔽层靠近变频器的一端,应接控制电路的公共端,而不要接到变频器的地端(E)或大地,如下图所示。屏蔽层的另一端应该悬空,布线时还应该遵守变频器使用说明书的有关规定。 频率设定电位器的接线:频率设定电位器必须根据其端子号进行正确连接,如图所示,否则变频器将不能正确工作。频率设定电位器的接线 输出端的接线 变频器的接地 (a)专用地线(好);(b)共用地线(可);(c)共用地线(不可) 制动单元的接线 变频器的接线,还应注意以下问题 (1)选择主回路电缆时,须
7、考虑电流容量、短路保护、电缆压降等因素。一般情况下,变频器输入电流的有效值比电机电流大,变频器与电机之间的连接电缆尽量短, (2)控制电缆的截面选择必须考虑机械强度、线路压降、费用等因素。建议使用截面积为1.25mm2或2mm2的电缆,如果铺设距离短,线路压降在容许值以下时,使用0.75mm2的线较为经济。变频器的测量电路 效率测定有两种,一种是测定含电机在内的总效率,一种是测定变频器本身的效率。总效率的测定连接线路如图所示 对于400V以上的高压回路,示波器等测量仪器的电源要隔离后再使用,如下图所示。另外,对于多元件的光导摄像仪等,要选择测定点,以保证不超过各元件间的耐压。 1整流器和逆变器
8、测试 在变频器的R、S、T和U、V、W端子上,用万用表电阻挡,改换测笔的正负极性,根据读数即可判定模块的好坏。一般不导通时读数为,导通时为数欧姆或几十欧姆。 模块测试所用的电路和符号如图所示,模块的好坏可按表所示进行判断 模块测试判断表性 能模 块电 表 极 性测 定 值整流模块V1RP不导通PR导通V2SP不导通PS导通大功率晶体管(GTR)的简易测量 如果大功率晶体管(GTR)有问题,在没有GTR测试设备的条件下可用万用表简易判断,步骤如下: (1)关断输入电源,确保CHARGE灯不亮后,拆除端子上的R、S、T和U、V、W接线。 (2)拆除控制电路板上的连接件,将电路板连同附件板一起从设备
9、上拆下。 (3)如果模块是并联使用,拔出模块B2、E2和B2x、E2x中的并联端子(只拔电线的端子插头,不要拔电线本身),然后测试每个模块,模块的原理图和端子平面图如图5-26所示。 (4)把万用表置到1或10挡,如图5-27所示为正常。GTR模块的原理及端子平面图 GTR模块的测量 在上图中,注意当被测量的两端不通时,万用表测到的电阻值为无穷大;当被测量的两端导通时,万用表测到的电阻值为几欧至几十欧,用这种方法可初步判断GTR是否已坏。大功率晶体管(GTR)的更换 如果检测出GTR已坏,可按下述步骤更换GTR。 (1)拆除已损坏模块上的主电路接线。 (2)拔出损坏模块上的基极控制信号线(拔时
10、手拿端子插头,不要拔电线)。 (3)把固定模块的螺丝钉拧下,取出已损坏的GTR。 (4)选择与损坏模块参数相同的器件,测量合格后,在该GTR的底部涂少量导热硅胶,涂匀后将底部覆盖住即可。 (5)将变频器底部板座清洗干净,把已涂过硅胶的GTR放到更换的位置上,拧紧固定螺丝,拧四个螺丝时注意用力要均衡。 (6)将基极信号引线脚插在GTR的基极上即可,对标有“不能用手触摸部件”的地方尽量不要触摸,如果需要触摸,手应先与大地接通的金属接触后再去处理这些部件。 (7)恢复控制电路和主电路接线。 (8)连接完后,用万用表测量P-N端子及每个输出线之间的电阻,确定无短路现象。 输入功率的测量 绝缘电阻的测量
11、 (1)外接线路绝缘电阻的测量。为了防止兆欧表的高电压施加到变频器上,在测量外接线路的绝缘电阻时,必须把需要测量的外接线路从变频器上拆下后再进行测量,并注意检查兆欧表的高电压是否有可能通过其他回路施加到变频器上,如果有,则应将所有有关的连线全部拆下。(2)变频器主电路绝缘电阻的测量。必须把所有进线端(R、S、T)和出线端(U、V、W)都连接起来后再测量其绝缘电阻,如下图所示,兆欧表指示值不小于5M为正常。 用兆欧表测试电路 (3)控制电路绝缘电阻的测量。为防止高压损坏电子元件,一般不要用兆欧表或其他有高电压的仪器进行测量。改用万用表的高阻挡来测量,测量值大于1M为正常 变频器的调试与维护 调试
12、前,首先检查变频器的型号是否有误,随机附件是否齐全 端子之间、外露导电部分是否有短路、接地现象,接地是否可靠,确认所有开关都处于断开状态,保证通电后变频器不会异常起动或发生其他异常动作。特别需要检查是否有下述接线错误:(1)输出端子(U、V、W)是否误接了电源线。(2)制动单元用端子是否误接了制动单元放电电阻以外的导线。(3)屏幕线的屏蔽部分是否像使用说明书规定的那样正确连接了。完成上述检查后,再进行下列所述各项调试。变频器的通电和预置 熟悉键盘,即了解键盘上各键的功能,进行试操作,并观察显示的变化情况等。按说明书要求进行“起动”和“停止”等基本操作,观察变频器的工作情况是否正常,同时也要进一
13、步熟悉键盘的操作。 进行功能预置,预置完毕后,先对几个较易观察的项目如升速和降速时间、点动频率、多挡变速时的各挡频率等检查变频器的执行情况是否与预置的内容相符合。将外接输入控制线接好,逐项检查各外接控制功能的执行情况,同时检查三相输出电压是否平衡。变频器的空载试验步骤 (1)先将频率设置于0位,合上电源后微微提升工作频率,观察电动机的起转情况及旋转方向是否正确。如方向相反,则予以纠正。 (2)将频率上升至额定频率,让电动机运行一段时间。如一切正常,再选若干个常用的工作频率,也使电动机运行一段时间。 (3)将给定频率信号突降至0(或按停止按钮),观察电动机的制动情况 日常维护与检查 日常检查包括
14、不停止通用变频器运行或不拆卸其盖板进行通电和起动试验,通过目测通用变频器的运行状况,确认有无异常情况,通常检查如下内容:键盘面板 、是否有异常声音 、周围环境 、各连接线及外围电器元件是否有松动 、进线电源是否异常 。 定期检查 变频器需要作定期检查时,须在停止运行后切断电源打开机壳后进行。但必须注意,变频器即使切断了电源,主电路直流部分滤波电容器放电也需要时间,须待充电指示灯熄灭后,用万用表等确认直流电压已降到安全电压(DC 25V以下),然后再进行检查。 运行期间应定期(例如,每3个月或1年)停机检查以下项目: (1)功率元器件、印制电路板、散热片等表面有无粉尘、油雾吸附,有无腐蚀及锈蚀现
15、象。粉尘吸附时可用压缩空气吹扫,散热片油雾吸附可用清洗剂清洗。出现腐蚀和锈蚀现象时要采取防潮防蚀措施,严重时要更换受蚀部件。 (2)检查滤波电容和印制板上电解电容有无鼓肚变形现象,有条件时可测定实际电容值。出现鼓肚变形现象或者实际电容量低于标称值的85%时,要更换电容器。更换的电容器要求电容量、耐压等级以及外形和连接尺寸与原部件一致。 (3)散热风机和滤波电容器属于变频器的损耗件,有定期强制更换的要求。 例1富士FRN200G7-4EX变频器,通电后键盘面板无显示。 分析检修:无显示应查电源是否正常。拆下主板,通电后测量5V、15V及24V电源均正常,而控制信号无响应,估计CPU不工作或损坏的
16、可能性很大。测IC1的CPU脚21,RST2为低电平,表示CPU复位,即CPU未工作。追踪RST2信号是由运放IC10的14脚经R135后输出,测量IC10输入端为高电平,正常,且电阻R135完好。判断IC10损坏,更换后显示恢复正常 故障排除实例 例2富士(FUJI)FVR055G7S-4EX,通电后各种显示正常,但无输出电压。 分析检修:先查交流电源主回路通道完好无损,核对控制回路,接线无错误。考虑到面板显示正常,说明变频器本身无故障,可能是由于某一控制信号丢失或不能正常工作。进一步检查外部控制回路,发现FWD(正转)与CM(公共端)之间串联的接触器常开辅助触点未接通,使变频器不能正常起动
17、。换了另一对触点后,故障排除。 例3一台型号为AEG Multiverter 78/102-400的变频器,得电后即显示“过流”故障,且不能复位。 分析维修:停电后检查与变频器相连的电缆及负载电动机,均正常,变频器内也无短路现象。送电后,变频器仍显示“过流”故障且不能被复位。测量控制板A10上的电流反馈测试点,对应U、W两相的测试点电压值为0V,而对应V相的测试点电压值为7.68V,远大于变频器允许通过的最大电流所对应的2.5V。据此判断有两种可能性:一是V相电流互感器损坏;二是接收电流反馈信号的A10板上存在元器件损坏。先更换A10板,故障仍旧存在;更换V相电流互感器后,变频器恢复正常。 下
18、面简要介绍一些故障代码的分析方法。 (1)过电流保护动作是一类常见的故障,指的是电流超过变频器允许电流极限引起的保护动作,例如,安川G7系列变频器的故障代码“OC”、西门子440变频器的“F0001”、ABB的ACS600变频器的“OVERCURRET”都是这个故障类型。这种故障最大的可能是加速时间设置太低,延长加速时间可以解决,加速中失速防止功能启用时,这个原因的可能性不大。输出侧相间或者对地短路、输出侧接触器动作逻辑错误、有冲击负载时变频器功率选择过小等是另外几个可能的原因。 (2)电动机过负载保护动作是变频器根据电动机温度模型对电动机实施的保护动作,例如,安川G7系列变频器的“OH4”、
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