变频器安全操作规程.doc

行业资料：_变频器安全操作规程单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 14 页变频器安全操作规程一、变频器的使用要点在使用变频器时，为确保变频器安全、高效、可靠地运行，应注意以下几点：1.变频器接地端子必须可靠接地，以有效抑制射频干扰，曾强系统可靠性。系统最好采用独立接地，接地电阻小于1欧。系统中的传感器、I/O接口、屏蔽层等接地线，应与系统接地汇流排独立接地。2.环境温度对变频器的使用寿命有很大的影响，环境温度每上升10度，变频器寿命就会减半。因此变频器应置于有空气调节的环境里，温度应控制在22度-28度，相对湿度RH70%-75%。3.变频器调速系统的运行与停止不能使用断路器和接触器直接操作，而要用变频器控制端子或变频器面板建来操作，否则或造成变频器端子失控，并可能造成变频器损坏。4.如果电动机的转速频率虽然正好能满足生产的要求，但又恰好接近其固有频率，将会发生共振，给电动机带来严重的危害。因此，在满足生产要求的前提下，必须考虑尽量避免电动机的临界转速。5.在符合设计规范的前提下，应尽量缩短变频器与电动机之间接线电缆的长度，以减少接线电缆的分布电容，降低低频工作时电动机调速系统寄生电流的产生。6.严禁用绝缘电阻表（兆欧表）等高阻表直接测量变频器的绝缘电阻。在进行绝缘测量时，必须先断开变频器及所有弱电元件，这些元件都不能用绝缘电阻表测。变频器不宜做耐压实验。7.若系统采用工频、变频切换方式运行，工频输出与变频输出的互锁要可靠。而且在工频、变频切换中，都要在封锁变频器的输出后，在操作变频器。由于触点粘连及大电容接触器电弧的熄灭需要一定的时间，在切换顺序、时间上要有最佳的配合。8.给变频器输入端加装电磁干扰滤波器，可以有效抑制变频器队电网的传导干扰；加装输入端交流和直流电抗器，可以提高功率因数，减少谐波干扰，综合效果好。二、常规注意事项1.物理环境注意事项工作温度变频器内部是大功率电子元器件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求温度为055度，但是为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，最好控制在40度以下。环境温度环境温度太高且温度变化较大时，变频器内部容易出现结雾现象，其绝缘性就会大大降低，甚至可能引发短路事故。必要时，必须在箱中增加干燥剂和加热器。腐蚀性气体使用环境中如果腐蚀性气体浓度较大时，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料元器件的老化，降低绝缘性。2.电气环境注意事项防止电磁波干扰变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此，柜内仪表和电子系统应该选用金属外壳，以屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的元器件均应可靠接地，除此之外，各电器元件。仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作，导致控制单元失灵或损坏。防止输入端过电压变频器输入端往往有过电压保护，但是，如果输入端高电压作用时间长，会使变频器输入端损坏。因此，在实际运用中，要核实变频器的输入电压（单相还是三相）和变频器使用的额定电压。特别是电源电压极不稳定时要有稳压设备，否则会造成严重后果。3.参数设置中的注意事项参数设置完毕，应设置禁止改写参数，以防止无关人员随意乱改。4.接线过程中的注意事项在安装、测试、维修过程中，常需要进行端子接线。切记不要将电源线接到变频器的输出端子上；也不要将变频器输出端子排上的“N”端子误认为电源中性线端子。控制电路接线应尽量远离主电路接线。5.变频器的接地变频器正确的接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力的重要手段，变频器接地端子E(G)接地电阻越小越好，接地导线截面积应不小于2mm2，长度应控制在20m以内。变频器的接地必须与动力设备接地点分开，不能共地。信号输入线的屏蔽层，应接至E(G)上，其另一端绝不能接于地端，否则会引起信号变化波动，是系统振荡不止。变频器与控制柜之间应电气连通，如果实际安装有困难，可利用铜芯导线跨接。6.变频器的防雷在变频器中，一般都设有雷电吸收网络。主要防止瞬间雷电侵入损坏变频器。如果电源是电缆引入，则应做好控制室的防雷系统，以防雷电窜入破坏设备。7.变频器运行中的注意事项试运行时，最好先不带负载运行一次，然后带轻负载在运行，最后再带满载运行。变频器的运行与停止操作不要采用通断变频器电源的方式，二应使用变频器控制端子排上的运行与停止端子，或使用操作键盘上的运行与停止按钮。变频器的日常维护和定期检查要注意以下几个方面：操作者必须熟悉变频器的基本原理、功能特点、指标等，并具有变频器运行经验。操作前必须切断电源，注意主电路电容器是否充分充电，确认方点后才可以继续下一步作业。测量仪表的选择应符合制造商的规定。日常检查项目包括：安装地点的环境是否有异常。冷却系统是否有异常。变频器、电动机、电抗器等是否过热、变色或有异样。变频器和电动机是否有异样振动、异常声音。主电路电压是否三相平衡，电压是否正常，控制电路电压是否正常。导线连接是否牢固可靠。滤波电容器是否正常。各种显示是否正常。变频器运行过程中，可以从设备外部目视检查运行状况有无异常，通常检查如下：技术数据失手满足要求。周围环境是否符合要求。有无异常声音、异常振动、异常气味。有无过热的迹象。2.变频器的定期维护与检查（1）定期检查项目定期检查的重点应放在变频器运行时无法检查的部位，主要包括：清扫空气过滤器，同时检查冷却系统是否正常。检查有关紧固件是否松动，并进行必要的紧固。导体绝缘物是否有腐蚀、过热的痕迹、变色或破损。检查绝缘电阻阻值是否在正常范围内。控制电路不要使用绝缘电阻表测试绝缘电阻。检查及更换冷却风扇、滤波电容器、接触器等。检查端子排是否有损伤，继电器触点是否有粗糙。确认控制电压的正确性，进行顺序保护动作试验，确认保护、显示电路有无异常。确认变频器在单体运行时输出电压的平衡度。一般定期检查应在1年进行一次，绝缘电阻检查可以3年进行一次。需做定期检查时，待变频器停止运行后，切断电源，打开机壳后进行。但必须注意，即使切断了电源，主电路直流部分滤波电容器放点也需要时间，须待充电指示灯熄灭后，用万用表等确认直流电压一道安全电压（DC25V）以下，才能进行检查。（2）变频器的定期保养为了是变频器长期正常工作，必须针对变频器内部电子元器件（冷却风扇、电解电容器、印制电路板、熔断器）的使用寿命，定期进行保养和维护。3.变频器的大修变频器的大修项目包括：风扇是否有电气损坏或轴承损坏。主滤波电容是否发生漏液或膨胀或防爆孔破裂现象，电容容量是否低于标称值15%。大功率电阻是否变色老化。接触器或继电器累计动作次数是否超过次数寿命，触点接触是否良好。结构件是否被破坏，内部螺钉是否有打滑或生锈现象。操作显示单元是否有显示缺失或按键失灵现象。印刷电路板是否有严重发热或烧黑现象。4.更换零部件如果单元在运行时产生故障，计算机将显示检测到的所有故障。将单元安装到单元柜中并恢复所有电缆、水管和光纤电缆连接。检查功率单元顶部的冷却风扇的运行状况，如有必要清扫换更换。当有备件时，更换零部件可能是诊断故障的最好方法。当需要更换任何部件时，必须检查新部件的零件号是否与老的零件号一致(包括划线号码)。控制柜内的单块印刷线路板发生故障最好更换整块板。单个功率单元发生故障最好更换整个功率单元。第 8 页 共 14 页变频器常见故障和预防1变频器的故障原因及预防措施变频器由主回路、电源回路、IPM驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成。其结构多为单元化或模块化形式。由于使用方法不正确或设置环境不合理，将容易造成变频器误动作及发生故障，或者无法满足预期的运行效果。为防患于未然，事先对故障原因进行认真分析尤为重要。1.1主回路常见故障分析主回路主要由三相或单相整流桥、平滑电容器、滤波电容器、IPM逆变桥、限流电阻、接触器等元件组成。其中许多常见故障是由电解电容引起。电解电容的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定，在回路设计时已经选定了电容器的型号，所以内部的温度对电解电容器的寿命起决定作用。电解电容器会直接影响到变频器的使用寿命，一般温度每上升10，寿命减半。因此一方面在安装时要考虑适当的环境温度，另一方面可以采取措施减少脉动电流。采用改善功率因数的交流或直流电抗器可以减少脉动电流，从而延长电解电容器的寿命。在电容器维护时，通常以比较容易测量的静电容量来判断电解电容器的劣化情况，当静电容量低于额定值的80%，绝缘阻抗在5M以下时，应考虑更换电解电容器。1.2主回路典型故障分析故障现象：变频器在加速、减速或正常运行时出现过电流跳闸。首先应区分是由于负载原因，还是变频器的原因引起的。如果是变频器的故障，可通过历史记录查询在跳闸时的电流，超过了变频器的额定电流或电子热继电器的设定值，而三相电压和电流是平衡的，则应考虑是否有过载或突变，如电机堵转等。在负载惯性较大时，可适当延长加速时间，此过程对变频器本身并无损坏。若跳闸时的电流，在变频器的额定电流或在电子热继电器的设定范围内，可判断是IPM模块或相关部分发生故障。首先可以通过测量变频器的主回路输出端子U、V、W，分别与直流侧的P、N端子之间的正反向电阻，来判断IPM模块是否损坏。如模块未损坏，则是驱动电路出了故障。如果减速时IPM模块过流或变频器对地短路跳闸，一般是逆变器的上半桥的模块或其驱动电路故障；而加速时IPM模块过流，则是下半桥的模块或其驱动电路部分故障，发生这些故障的原因，多是由于外部灰尘进入变频器内部或环境潮湿引起。1.3控制回路故障分析控制回路影响变频器寿命的是电源部分，是平滑电容器和IPM电路板中的缓冲电容器，其原理与前述相同，但这里的电容器中通过的脉动电流，是基本不受主回路负载影响的定值，故其寿命主要由温度和通电时间决定。由于电容器都焊接在电路板上，通过测量静电容量来判断劣化情况比较困难，一般根据电容器环境温度以及使用时间，来推算是否接近其使用寿命。电源电路板给控制回路、IPM驱动电路和表面操作显示板以及风扇等提供电源，这些电源一般都是从主电路输出的直流电压，通过开关电源再分别整流而得到的。因此，某一路电源短路，除了本路的整流电路受损外，还可能影响其他部分的电源，如由于误操作而使控制电源与公共接地短接，致使电源电路板上开关电源部分损坏，风扇电源的短路导致其他电源断电等。一般通过观察电源电路板就比较容易发现。逻辑控制电路板是变频器的核心，它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大规模集成电路，具有很高的可靠性，本身出现故障的概率很小，但有时会因开机而使全部控制端子同时闭合，导致变频器出现EEPROM故障，这只要对EEPROM重新复位就可以了。IPM电路板包含驱动和缓冲电路，以及过电压、缺相等保护电路。从逻辑控制板来的PWM信号，通过光耦合将电压驱动信号输入IPM模块，因而在检测模快的同时，还应测量IPM模块上的光耦。1.4冷却系统冷却系统主要包括散热片和冷却风扇。其中冷却风扇寿命较短，临近使用寿命时，风扇产生震动，噪声增大最后停转，变频器出现IPM过热跳闸。冷却风扇的寿命受陷于轴承，大约为1000035000h。当变频器连续运转时，需要23年更换一次风扇或轴承。为了延长风扇的寿命，一些产品的风扇只在变频器运转时而不是电源开启时运行。1.5外部的电磁感应干扰如果变频器周围存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。减少噪声干扰的具体方法有：变频器周围所有继电器、接触器的控制线圈上，加装防止冲击电压的吸收装置，如RC浪涌吸收器，其接线不能超过20cm；尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主回路分离；变频器控制回路配线绞合节距离应在15mm以上，与主回路保持10cm以上的间距；变频器距离电动机很远时（超过100m），这时一方面可加大导线截面面积，保证线路压降在2%以内，同时应加装变频器输出电抗器，用来补偿因长距离导线产生的分布电容的充电电流。变频器接地端子应按规定进行接地，必须在专用接地点可靠接地，不能同电焊、动力接地混用；变频器输入端安装无线电噪声滤波器，减少输入高次谐波，从而可降低从电源线到电子设备的噪声影响；同时在变频器的输出端也安装无线电噪声滤波器，以降低其输出端的线路噪声。1.6安装环境变频器属于电子器件装置，在其说明书中有详细安装使用环境的要求。在特殊情况下，若确实无法满足这些要求，必须尽量采用相应抑制措施：振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，对于振动冲击较大的场合，应采用橡胶等避振措施；潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件锈蚀、接触不良、绝缘降低而形成短路，作为防范措施，应对控制板进行防腐防尘处理，并采用封闭式结构；温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，特别是半导体器件，应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。除上述几点外，定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于特殊的高寒场合，为防止微处理器因温度过低不能正常工作，应采取设置空气加热器等必要措施。1.7电源异常电源异常大致分以下3种，即缺相、低电压、停电，有时也出现它们的混合形式。这些异常现象的主要原因，多半是输电线路因风、雪、雷击造成的，有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。而雷击因地域和季节有很大差异。除电压波动外，有些电网或自行发电的单位，也会出现频率波动，并且这些现象有时在短时间内重复出现，为保证设备的正常运行，对变频器供电电源也提出相应要求。如果附近有直接启动的电动机和电磁炉等设备，为防止这些设备投入时造成的电压降低，其电源应和变频器的电源分离，减小相互影响。对于要求瞬时停电后仍能继续运行的设备，除选择合适价格的变频器外，还应预先考虑电机负载的降速比例。当变频器和外部控制回路都采用瞬间停电补偿方式时，失压回复后，通过测速电机测速来防止在加速中的过电流。对于要求必须连续运行的设备，应对变频器加装自动切换的不停电电源装置。像带有二极管输入及使用单相控制电源的变频器，虽然在缺相状态，但也能继续工作，但整流器中个别器件电流过大，及电容器的脉冲电流过大，若长期运行将对变频器的寿命及可靠性造成不良影响，应及早检查处理。1.8雷击、感应雷电雷击或感应雷击形成的冲击电压，有时也会造成变频器的损坏。此外，当电源系统一次侧带有真空断路器时，短路开闭会产生较高的冲击电压。为防止因冲击电压造成过电压损坏，通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件。真空断路器应增加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器，应在控制时序上，保证真空断路器动作前先将变频器断开。2变频器本身的故障自诊断及预防功能老型号的晶体管变频器主要有以下缺点：容易跳闸、不容易再启动、过负载能力低。由于IGBT及CPU的迅速发展，变频器内部增加了完善的自诊断及故障防范功能，大幅度提高了变频器的可靠性。如果使用矢量控制变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”，其中的“启动转矩不足”、“环境条件变化造成出力下降”等故障原因，将得到很好的克服。该功能是利用变频器内部的微型计算机的高速运算，计算出当前时刻所需要的转矩，迅速对输出电压进行修正和补偿，以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。此外，由于变频器的软件开发更加完善，可以预先在变频器的内部设置各种故障防止措施，并使故障化解后，仍能保持继续运行，例如：对自由停车过程中的电机进行再启动；对内部故障自动复位并保持连续运行；负载转矩过大时，能自动调整运行曲线，能够对机械系统的异常转矩进行检测。造成变频器故障的原因是多方面的，只有在实际中，不断摸索总结，才能及时消除各种各样的故障。第 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