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三菱變頻器目前在市場(chǎng)上用量最多的就是A700系列,以及E700系列,A700系列為通用型變頻器,適合高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和高動(dòng)態(tài)響應(yīng)場(chǎng)合的使用。而E700系列則適合功能要求簡(jiǎn)單,對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求較低的場(chǎng)合使用,且價(jià)格較有優(yōu)勢(shì)。

電磁干擾的影響

在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中,多采用微機(jī)或者PLC 控制技術(shù),在系統(tǒng)設(shè)計(jì)或者改造過程中,一定要注意三菱變頻器對(duì)微機(jī)控制板的干擾問題。三菱變頻器受外界干擾來(lái)源如圖1 所示,由于用戶自己設(shè)計(jì)的微機(jī)控制板一般工藝水平差,不符合EMC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),在采用三菱變頻器后,產(chǎn)生的傳導(dǎo)和輻射干擾,往往導(dǎo)致控制系統(tǒng)工作異常,因此需要采取下述必要措施。

良好的接地。電機(jī)等強(qiáng)電控制系統(tǒng)的接地線必須通過接地匯流排可靠接地,微機(jī)控制板的屏蔽地,應(yīng)單獨(dú)接地。對(duì)于某些干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合,建議將傳感器、I/0接口屏蔽層與控制板的控制地相連。

給微機(jī)控制板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環(huán)等,可以有效抑制傳導(dǎo)干擾。另外,在輻射干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合,如周圍存在GSM、或者小靈通基站時(shí),可以對(duì)微機(jī)控制板添加金屬網(wǎng)狀屏蔽罩進(jìn)行屏蔽處理。

給三菱變頻器輸入端加裝EMI 濾波器,可以有效抑制三菱變頻器對(duì)電網(wǎng)的傳導(dǎo)干擾,加裝輸入交流和直流電抗器,可以提高功率因數(shù),減小諧波污染,綜合效果好。在某些電機(jī)與三菱變頻器之間距離超過100 m 的場(chǎng)合,需要在三菱變頻器側(cè)添加交流輸出電抗器,解決因?yàn)檩敵鰧?dǎo)線對(duì)地分布參數(shù)造成的漏電流保護(hù)和減少對(duì)外部的輻射干擾。一個(gè)行之有效的方法就是采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法,并將鋼管外殼或者電纜屏蔽層與大地可靠連接。值得注意的是在不添加交流輸出電抗器時(shí),如果采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法,增大了輸出對(duì)地的分布電容,容易出現(xiàn)過流。當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中一般采取其中的一種或者幾種方法。

對(duì)模擬傳感器檢測(cè)輸入和模擬控制信號(hào)進(jìn)行電氣屏蔽和隔離。在三菱變頻器組成的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中,建議盡量不要采用模擬控制,特別是控制距離大于1m,跨控制柜安裝的情況下。因?yàn)槿�菱變頻器一般都有多段速設(shè)定、開關(guān)頻率量輸入輸出,可以滿足要求。如果非要用模擬量控制時(shí),建議一定采用屏蔽電纜,并在傳感器側(cè)或者三菱變頻器側(cè)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端一點(diǎn)接地。如果干擾仍舊嚴(yán)重,需要實(shí)現(xiàn)DC/DC隔離措施�？梢圆捎脴�(biāo)準(zhǔn)的DC/DC模塊,或者采用對(duì)v/f轉(zhuǎn)換光隔離,再采用頻率設(shè)定輸入的方法。

1、UVT故障

UVT為欠壓故障,相信很多客戶在使用中還是會(huì)碰到這樣的問題,常見的欠壓檢測(cè)點(diǎn)都是直流母線側(cè)的電壓,經(jīng)大阻值電阻分壓后采樣一個(gè)低電壓值,與標(biāo)準(zhǔn)電壓值比較后輸出電壓正常信號(hào),過壓信號(hào)或是欠壓信號(hào)。對(duì)于三菱A500系列變頻器電壓信號(hào)的采樣值則是從開關(guān)電源側(cè)取得的,并經(jīng)過光電耦合器隔離,在維修過程中,發(fā)現(xiàn)光耦的損壞在造成欠壓故障的原因中占有了很大的比重。

2、E6、E7故障

E6、E7故障對(duì)于廣大用戶來(lái)說一定不陌生,這是一個(gè)比較常見的三菱變頻器典型故障,當(dāng)然損壞原因也是多方面的。

(1)集成電路1302H02損壞。這是一塊集成了驅(qū)動(dòng)波形轉(zhuǎn)換,以及多路檢測(cè)信號(hào)于一體的ic集成電路,并有多路信號(hào)和CPU板關(guān)聯(lián),在很多情況下,此集成電路的任何一路信號(hào)出現(xiàn)問題都有可能引起E6、E7報(bào)警;

(2)信號(hào)隔離光耦損壞。在IC集成電路1302H02與CPU板之間有多路強(qiáng)弱信號(hào)需要隔離,隔離光耦的損壞在元器件的損壞比例中還是相對(duì)較高的,所以在出現(xiàn)E6、E7報(bào)警時(shí),也要考慮到是否是此類因素造成的;

(3)接插件損壞或接插件接觸不良。由于CPU板和電源板之間的連接電纜經(jīng)過幾次彎曲后容易出現(xiàn)折斷,虛焊等現(xiàn)象,在插頭側(cè)如果使用不當(dāng)也易出現(xiàn)插腳彎曲折斷等現(xiàn)象。以上一些原因也都可能造成E6、E7故障的出現(xiàn)。

3、常見系列產(chǎn)品故障

市場(chǎng)上正在推廣使用的就是A700系列、E700系列、F700系列和D700系列。

(1)對(duì)于A700系列,有時(shí)會(huì)碰到UV(欠壓)故障,可以檢查一下整流回路。A700系列7.5kW以下變頻器的整流橋內(nèi)置一個(gè)可控硅,變頻器在正常運(yùn)行時(shí)用于切斷充電電阻,內(nèi)置可控硅的損壞會(huì)導(dǎo)致欠壓故障的出現(xiàn)。開關(guān)電源損壞也是A700系列變頻器的常見故障,而常見的損壞器件就是一塊M51996波形發(fā)生器芯片,此芯片的損壞通常是由于工作電壓的突變而導(dǎo)致的。較容易出現(xiàn)問題的地方主要有芯片14腳的電源,調(diào)整電壓基準(zhǔn)值的7腳,反饋檢測(cè)的5腳,以及波形輸出的2腳等。此外,在平時(shí)維修中,還會(huì)經(jīng)常碰到CPU板的損壞。常見的故障報(bào)警有E6、E7,而損壞器件也主要集中在CPU板的程序存儲(chǔ)芯片,以及一些接口芯片上。

(2)對(duì)于E700系列變頻器,碰到的常見故障有Fn故障,此故障主要由于風(fēng)扇的損壞而引起的。但變頻器在有報(bào)警的時(shí)候并不封鎖輸出。

功率模塊的損壞,也是主要出現(xiàn)在E700系列變頻器。對(duì)于小功率的變頻器,由于是集成了功率器件,檢測(cè)電路于一體的智能模塊,當(dāng)模塊損壞時(shí)只能更換,但維修成本較高,已無(wú)維修價(jià)值。而對(duì)于5.5KW,7.5KW的E500系列變頻器,選用7MBR系列的PIM功率模塊,更換的成本相對(duì)較低,對(duì)此類變頻器的損壞可以做一些維修。

早期產(chǎn)品故障

由于三菱變頻器進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)較早,所以有些老的產(chǎn)品仍在使用。早期能碰到的產(chǎn)品主要包括Z系列和A200系列的變頻器。

小功率Z024系列變頻器常見的故障現(xiàn)象有OC、ERR、無(wú)顯示等。

OC引起的原因主要有以下兩種可能。

1、驅(qū)動(dòng)電路老化

由于較長(zhǎng)年限的使用,必然導(dǎo)致元器件的老化,從而引起驅(qū)動(dòng)波形發(fā)生畸變,輸出電壓也就不穩(wěn)定了,所以經(jīng)常一運(yùn)行就出現(xiàn)OC報(bào)警。

2、IPM模塊的損壞也會(huì)引起OC報(bào)警

Z024系列的機(jī)器使用的功率模塊不僅含有過流,欠壓等檢測(cè)電路,而且還包含有放大驅(qū)動(dòng)電路,所以不管是檢測(cè)電路的損壞,驅(qū)動(dòng)電路的損壞,

以及大功率晶體管的損壞都有可能引起OC報(bào)警。

3、無(wú)顯示故障的原因則多數(shù)是由于開關(guān)電源厚膜的損壞引起的。

4、ERR故障是一個(gè)欠壓故障,通常是由于電壓檢測(cè)回路電阻或連線出現(xiàn)問題而導(dǎo)致故障的產(chǎn)生,而不是實(shí)際輸入電壓真的出現(xiàn)欠電壓。A200系列的OC故障多數(shù)是由于驅(qū)動(dòng)電路的損壞而引起的,它的驅(qū)動(dòng)電路采用了一塊陶瓷封裝的厚膜電路,這給維修帶來(lái)了一定的困難,其厚膜電路主要是基于一塊驅(qū)動(dòng)光耦而設(shè)計(jì)的電路。

5、此外,還會(huì)碰到一些LV故障,欠壓故障的出現(xiàn)也多半由于母線檢測(cè)電路出現(xiàn)了故障,三菱變頻器也為此設(shè)計(jì)了一塊用于檢測(cè)電壓和電流的厚膜電路。開關(guān)電源脈沖變壓器的損壞也是A200系列變頻器的一個(gè)常見故障,由于開關(guān)電源輸出負(fù)載的短路,或母線電壓的突變而導(dǎo)致脈沖變壓器初,次級(jí)繞組的損壞。

由于電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,新的控制理論提出與完善,是交流調(diào)速傳動(dòng)、尤其是采用性能優(yōu)異的三菱變頻調(diào)速傳動(dòng)得到了飛速發(fā)展,因此在實(shí)際工作中采用三菱變頻器+變頻電機(jī)的情況越來(lái)越多,因此如何正確選擇三菱變頻器對(duì)機(jī)械設(shè)備的正常調(diào)試運(yùn)行至關(guān)重要,選型方法如下:

1、根據(jù)機(jī)械設(shè)備的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性來(lái)選擇三菱變頻器

在實(shí)踐中常常將機(jī)械設(shè)備根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性不同,分為如下三類:

(1)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

(2)恒功率負(fù)載

(3)流體類負(fù)載

2、根據(jù)負(fù)載特性選取適當(dāng)控制方式的三菱變頻器

三菱變頻器的控制方式主要分為:V/f控制,包括開環(huán)和閉環(huán);矢量控制,包括無(wú)速度傳感器和帶速度傳感器控制;直接轉(zhuǎn)矩控制;三種方式的優(yōu)缺點(diǎn)如下:

(1)V/f開環(huán)控制

優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)節(jié)容易,可用于通用鼠籠型異步電機(jī);

缺點(diǎn):低速力矩難保證,不能采用力矩控制,調(diào)速范圍小;

主要采用場(chǎng)合:一般的風(fēng)機(jī),泵類節(jié)能調(diào)速或一臺(tái)變頻器帶多臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)場(chǎng)合。

(2)V/f閉環(huán)控制

優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)速精度比較高,可用于通用性異步電機(jī);

缺點(diǎn):低速力矩難保證,不能采用力矩控制,調(diào)速范圍小,要增加速度傳感器;

主要采用場(chǎng)合:用于保持壓力,溫度,流量,PH定值等過程場(chǎng)合。

(3)無(wú)速度傳感器的矢量控制

優(yōu)點(diǎn):不需要速度傳感器,力矩響應(yīng)好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,速度控制范圍較廣;

缺點(diǎn):需要設(shè)定電機(jī)參數(shù),須有自動(dòng)測(cè)試功能;

采用場(chǎng)合:一般工業(yè)設(shè)備,大多數(shù)調(diào)速場(chǎng)合。

(4)帶有速度傳感器的矢量控制

優(yōu)點(diǎn):力矩控制性能良好,力矩響應(yīng)好,調(diào)速精度高,速度控制范圍大;

缺點(diǎn):需要正確設(shè)定電機(jī)參數(shù),需要自動(dòng)測(cè)試功能,要高精度速度傳感器;

使用場(chǎng)合:要求精確控制力矩和速度的高動(dòng)態(tài)性能應(yīng)用場(chǎng)合。

(5)直接轉(zhuǎn)矩控制

優(yōu)點(diǎn):不需要速度傳感器,力矩響應(yīng)好,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,速度控制范圍較大;

缺點(diǎn):需要設(shè)定電機(jī)參數(shù),須有自動(dòng)測(cè)試功能;

采用場(chǎng)合:要求精確控制力矩的高動(dòng)態(tài)性能應(yīng)用場(chǎng)合,如起重機(jī)、電梯、軋機(jī)等。

3、根據(jù)使用安裝環(huán)境選用三菱變頻器的防護(hù)結(jié)構(gòu)

三菱變頻器的防護(hù)結(jié)構(gòu)要與其安裝環(huán)境相適應(yīng),這就要考慮環(huán)境溫度、濕度、粉塵、酸堿度、腐蝕性氣體等因素,這樣與三菱變頻器能否長(zhǎng)期、穩(wěn)定、安全、可靠的運(yùn)行關(guān)系重大。三菱變頻器的防護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括:

(1)開放型IP00

(2)封閉型IP20、IP21

(3)密封型IP40、IP41

(4)密閉型IP54、IP55

注意事項(xiàng)

1、根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器,如負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載需選擇siemens MMV/MDV 變頻器,如負(fù)載為風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載應(yīng)選擇siemens ECO變頻器。

2、選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù),電機(jī)的額定功率只能作為參考。另外應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有高次諧波,會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率都會(huì)變壞。因此,用變頻器給電動(dòng)機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較,電動(dòng)機(jī)的電流增加10%而溫升增加約20%。所以在選擇電動(dòng)機(jī)和變頻器時(shí),應(yīng)考慮到這中情況,適當(dāng)留有裕量,以防止溫升過高,影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

3、變頻器若要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí),此時(shí)應(yīng)該采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)地耦合電容的影響,避免變頻器出力不夠。所以變頻器應(yīng)放大一檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。

4、當(dāng)變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺(tái)電機(jī)時(shí),一定要考慮變頻器到電動(dòng)機(jī)的電纜的長(zhǎng)度總和在變頻器的容許范圍內(nèi)。如果超過規(guī)定值,要放大一檔或兩檔來(lái)選擇變頻器。另外在此種情況下,變頻器的控制方式只能為V/F控制方式,并且變頻器無(wú)法保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過流、過載保護(hù),此時(shí)需在每臺(tái)電動(dòng)機(jī)上加熔斷器來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

5、對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合,如高環(huán)境溫度、高開關(guān)頻率、高海拔高度等,此時(shí)會(huì)引起變頻器的降容,變頻器需放大一檔選擇。

6、使用變頻器控制高速電機(jī)時(shí),由于高速電動(dòng)機(jī)的電抗小,高次諧波亦增加輸出電流值。因此,選擇用于高速電動(dòng)機(jī)的變頻器時(shí),應(yīng)比普通電動(dòng)機(jī)的變頻器稍大一些。

7、變頻器用于變極電動(dòng)機(jī)時(shí),應(yīng)充分注意選擇變頻器的容量,使其最大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外,在運(yùn)行中進(jìn)行極數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí),應(yīng)先停止電動(dòng)機(jī)工作,否則會(huì)造成電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn),惡劣時(shí)會(huì)造成變頻器損壞。

8、驅(qū)動(dòng)防爆電動(dòng)機(jī)時(shí),變頻器沒有防爆構(gòu)造,應(yīng)將變頻器設(shè)置在危險(xiǎn)場(chǎng)所之外。

9、使用變頻器驅(qū)動(dòng)齒輪減速電動(dòng)機(jī)時(shí),使用范圍受到齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)部分潤(rùn)滑方式的制約。潤(rùn)滑油潤(rùn)滑時(shí),在低速范圍內(nèi)沒有限制;在超過額定轉(zhuǎn)速以上的高速范圍內(nèi),有可能發(fā)生潤(rùn)滑油用光的危險(xiǎn)。因此,不要超過最高轉(zhuǎn)速容許值。

10、變頻器驅(qū)動(dòng)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)時(shí),大多是利用已有的電動(dòng)機(jī)。

繞線電動(dòng)機(jī)與普通的鼠籠電動(dòng)機(jī)相比,繞線電動(dòng)機(jī)繞組的阻抗小。因此,容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現(xiàn)象,所以應(yīng)選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動(dòng)機(jī)多用于飛輪力矩GD2較大的場(chǎng)合,在設(shè)定加減速時(shí)間時(shí)應(yīng)多注意。

11、變頻器驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)時(shí),與工頻電源相比,降低輸出容量10%~20%,變頻器的連續(xù)輸出電流要大于同步電動(dòng)機(jī)額定電流與同步牽入電流的標(biāo)幺值的乘積。

12、對(duì)于壓縮機(jī)、振動(dòng)機(jī)等轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大的負(fù)載和油壓泵等有峰值負(fù)載情況下,如果按照電動(dòng)機(jī)的額定電流或功率值選擇變頻器的話,有可能發(fā)生因峰值電流使過電流保護(hù)動(dòng)作現(xiàn)象。因此,應(yīng)了解工頻運(yùn)行情況,選擇比其最大電流更大的額定輸出電流的變頻器。變頻器驅(qū)動(dòng)潛水泵電動(dòng)機(jī)時(shí),因?yàn)闈撍�泵電�?dòng)機(jī)的額定電流比通常電動(dòng)機(jī)的額定電流大,所以選擇變頻器時(shí),其額定電流要大于潛水泵電動(dòng)機(jī)的額定電流。

13、當(dāng)變頻器控制羅茨風(fēng)機(jī)時(shí),由于其起動(dòng)電流很大,所以選擇變頻器時(shí)一定要注意變頻器的容量是否足夠大。

14、選擇變頻器時(shí),一定要注意其防護(hù)等級(jí)是否與現(xiàn)場(chǎng)的情況相匹配。否則現(xiàn)場(chǎng)的灰塵、水汽會(huì)影響變頻器的長(zhǎng)久運(yùn)行。

15、單相電動(dòng)機(jī)不適用變頻器驅(qū)動(dòng)。

1、三菱變頻器工作溫度:三菱變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件,極易受到工作溫度的影響,產(chǎn)品一般要求為0~55℃,但為了保證工作安全、可靠,使用時(shí)應(yīng)考慮留有余地,最好控制在40℃以下。在控制箱中,三菱變頻器一般應(yīng)安裝在箱體上部,并嚴(yán)格遵守產(chǎn)品說明書中的安裝要求,絕對(duì)不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠三菱變頻器的底部安裝。

2、三菱變頻器環(huán)境溫度:溫度太高且溫度變化較大時(shí),三菱變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,其絕緣性能就會(huì)大大降低,甚至可能引發(fā)短路事故。必要時(shí),必須在箱中增加干燥劑和加熱器。在水處理間,一般水汽都比較重,如果溫度變化大的話,這個(gè)問題會(huì)比較突出。

3、振動(dòng)和沖擊:裝有三菱變頻器的控制柜受到機(jī)械振動(dòng)和沖擊時(shí),會(huì)引起電氣接觸不良�；窗矡犭娋统霈F(xiàn)這樣的問題。這時(shí)除了提高控制柜的機(jī)械強(qiáng)度、遠(yuǎn)離振動(dòng)源和沖擊源外,還應(yīng)使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關(guān)之類產(chǎn)生振動(dòng)的元器件。設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后,應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢查和維護(hù)。

5、電磁波干擾:三菱變頻器在工作中由于整流和變頻,周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波,這些高頻電磁波對(duì)附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此,柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng),應(yīng)該選用金屬外殼,屏蔽三菱變頻器對(duì)儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地,除此之外,各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜,且屏蔽層應(yīng)接地。如果處理不好電磁干擾,往往會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法工作,導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。

布線方法

1、三菱變頻器和電機(jī)的距離應(yīng)該盡量的短。這樣減小了電纜的對(duì)地電容,減少干擾的發(fā)射源。

2、控制電纜選用屏蔽電纜,動(dòng)力電纜選用屏蔽電纜或者從三菱變頻器到電機(jī)全部用穿線管屏蔽。

3、電機(jī)電纜應(yīng)獨(dú)立于其它電纜走線,其最小距離為500mm。同時(shí)應(yīng)避免電機(jī)電纜與其它電纜長(zhǎng)距離平行走線,這樣才能減少三菱變頻器輸出電壓快速變化而產(chǎn)生的電磁干擾。如果控制電纜和電源電纜交叉,應(yīng)盡可能使它們按90度角交叉。與三菱變頻器有關(guān)的模擬量信號(hào)線與主回路線分開走線,即使在控制柜中也要如此。

4、與三菱變頻器有關(guān)的模擬信號(hào)線最好選用屏蔽雙絞線,動(dòng)力電纜選用屏蔽的三芯電纜(其規(guī)格要比普通電機(jī)的電纜大檔)或遵從三菱變頻器的用戶手冊(cè)。

接地方法

三菱變頻器正確接地是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,抑制噪聲能力的重要手段。三菱變頻器的接地端子的接地電阻越小越好,接地導(dǎo)線的截面不小于4mm,長(zhǎng)度不超過5m。三菱變頻器的接地應(yīng)和動(dòng)力設(shè)備的接地點(diǎn)分開,不能共地。信號(hào)線的屏蔽層一端接到三菱變頻器的接地端,另一端浮空。三菱變頻器與控制柜之間電氣相通。

控制柜

三菱變頻器應(yīng)該安裝在控制柜內(nèi)部,控制柜在設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下問題:

1、三菱變頻器散熱問題:

三菱變頻器的發(fā)熱是由內(nèi)部的損耗產(chǎn)生的。在三菱變頻器中各部分損耗中主要以主電路為主,約占98,控制電路占2。為了保證三菱變頻器正�？煽窟\(yùn)行,必須對(duì)三菱變頻器進(jìn)行散熱我們通常采用風(fēng)扇散熱;三菱變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇可將三菱變頻器的箱體內(nèi)部散熱帶走,若風(fēng)扇不能正常工作,應(yīng)立即停止三菱變頻器運(yùn)行;大功率的三菱變頻器還需要在控制柜上加風(fēng)扇,控制柜的風(fēng)道要設(shè)計(jì)合理,所有進(jìn)風(fēng)口要設(shè)置防塵網(wǎng),排風(fēng)通暢,避免在柜中形成渦流,在固定的位置形成灰塵堆積;根據(jù)三菱變頻器說明書的通風(fēng)量來(lái)選擇匹配的風(fēng)扇,風(fēng)扇安裝要注意防震問題。

2、三菱變頻器電磁干擾問題:

①三菱變頻器在工作中由于整流和變頻會(huì)產(chǎn)生高次諧波,這種高次諧波會(huì)通過供電回路進(jìn)入整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò),從而影響其他儀表。如果三菱變頻器的功率很大占整個(gè)系統(tǒng)25以上,需要考慮控制電源的抗干擾措施。

②當(dāng)系統(tǒng)中有高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、電鍍電源時(shí),變頻器本身會(huì)因?yàn)楦蓴_而出現(xiàn)保護(hù),則考慮整個(gè)系統(tǒng)的電源質(zhì)量問題。

3、三菱變頻器防護(hù)問題需要注意以下幾點(diǎn):

①防水防的結(jié)露:如果變頻器放在現(xiàn)場(chǎng),需要注意變頻器柜上方不的有管道法蘭或其他漏點(diǎn),在變頻器附近不能有噴濺水流,總之現(xiàn)場(chǎng)柜體防護(hù)等級(jí)要在IP43以上。

②三菱變頻器的防塵:所有進(jìn)風(fēng)口要設(shè)置防塵網(wǎng)阻隔絮狀雜物進(jìn)入,防塵網(wǎng)應(yīng)該設(shè)計(jì)為可拆卸式,以方便清理,維護(hù)。防塵網(wǎng)的網(wǎng)格根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況確定,防塵網(wǎng)四周與控制柜的結(jié)合處要處理嚴(yán)密。

③防腐蝕性氣體:在化工行業(yè)這種情況比較多見,此時(shí)可以將變頻柜放在控制室中。

接線規(guī)范

信號(hào)線與動(dòng)力線必須分開走線:使用模擬量信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制三菱變頻器時(shí),為了減少模擬量受來(lái)自三菱變頻器和其它設(shè)備的干擾,請(qǐng)將控制三菱變頻器的信號(hào)線與強(qiáng)電回路(主回路及順控回路)分開走線。距離應(yīng)在30cm以上。即使在控制柜內(nèi),同樣要保持這樣的接線規(guī)范。該信號(hào)與三菱變頻器之間的控制回路線最長(zhǎng)不得超過50m。

信號(hào)線與動(dòng)力線必須分別放置在不同的金屬管道或者金屬軟管內(nèi)部:連接PLC和三菱變頻器的信號(hào)線如果不放置在金屬管道內(nèi),極易受到三菱變頻器和外部設(shè)備的干擾;同時(shí)由于三菱變頻器無(wú)內(nèi)置的電抗器,所以三菱變頻器的輸入和輸出級(jí)動(dòng)力線對(duì)外部會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的干擾,因此放置信號(hào)線的金屬管或金屬軟管一直要延伸到三菱變頻器的控制端子處,以保證信號(hào)線與動(dòng)力線的徹底分開。

1、模擬量控制信號(hào)線應(yīng)使用雙股絞合屏蔽線,電線規(guī)格為0.75mm2。在接線時(shí)一定要注意,電纜剝線要盡可能的短(5-7mm左右),同時(shí)對(duì)剝線以后的屏蔽層要用絕緣膠布包起來(lái),以防止屏蔽線與其它設(shè)備接觸引入干擾。

2、為了提高接線的簡(jiǎn)易性和可靠性,推薦信號(hào)線上使用壓線棒端子。

參數(shù)設(shè)置

三菱變頻器的設(shè)定參數(shù)多,每個(gè)參數(shù)均有一定的選擇范圍,使用中常常遇到因個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng),導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。

三菱變頻器控制方式:即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根據(jù)控制精度,需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨識(shí)。

三菱變頻器最低運(yùn)行頻率:即電機(jī)運(yùn)行的最小轉(zhuǎn)速,電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí),其散熱性能很差,電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下,會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而且低速時(shí),其電纜中的電流也會(huì)增大,也會(huì)導(dǎo)致電纜發(fā)熱。

三菱變頻器最高運(yùn)行頻率:一般的三菱變頻器最大頻率到60Hz,有的甚至到400 Hz,高頻率將使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn),這對(duì)普通電機(jī)來(lái)說,其軸承不能長(zhǎng)時(shí)間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行,電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。

三菱變頻器載波頻率:載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大,這和電纜的長(zhǎng)度,電機(jī)發(fā)熱,電纜發(fā)熱三菱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。

電機(jī)參數(shù):三菱變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率,這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。

三菱變頻器跳頻:在某個(gè)頻率點(diǎn)上,有可能會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象,特別在整個(gè)裝置比較高時(shí);在控制壓縮機(jī)時(shí),要避免壓縮機(jī)的喘振點(diǎn)。

2、控制回路:具有工頻變頻的手動(dòng)切換,以便在變頻出現(xiàn)故障時(shí)可以手動(dòng)切工頻運(yùn)行,因輸出端不能加電壓,固工頻和變頻要有互鎖。

FR-D700系列變頻器是緊湊型多功能變頻器。

1、功率范圍:0.4~7.5KW;

2、通用磁通矢量控制,1Hz時(shí)150%轉(zhuǎn)矩輸出;

3、采用長(zhǎng)壽命元器件;

4、內(nèi)置Modbus-RTU協(xié)議;

5、內(nèi)置制動(dòng)晶體管;

6、擴(kuò)充PID,三角波功能;

7、帶安全停止功能。

FR-E700系列

FR-E700系列變頻器是經(jīng)濟(jì)型高性能變頻器。

1、功率范圍:0.1~15KW;

2、先進(jìn)磁通矢量控制,0.5Hz時(shí)200%轉(zhuǎn)矩輸出;

3、擴(kuò)充PID,柔性PWM;

4、內(nèi)置Modbus-RTU協(xié)議;

5、停止精度提高;

6、加選件卡FR-A7NC,可以支持CC-Link通訊;

7、加選件卡FR-A7NL,可以支持LONWORKS通訊;

8、加選件卡FR-A7ND,可以支持Deveice Net通訊;

9、加選件卡FR-A7NP,可以支持Profibus-DP通訊。

FR-A740系列

1、閉環(huán)時(shí)可進(jìn)行高精度的轉(zhuǎn)矩/速度/位置控制;

2、無(wú)傳感器矢量控制可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩/速度控制;

3、內(nèi)置PLC功能(特殊型號(hào));

4、使用長(zhǎng)壽命元器件,內(nèi)置EMC濾波器;

5、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊功能,支持DeviceNet,Profibus-DP,Modbus等協(xié)議。

FR-F740系列

1、功率范圍:37~220KW;

2、簡(jiǎn)易磁通矢量控制方式,實(shí)現(xiàn)3Hz時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩達(dá)120%;

3、采用最佳勵(lì)磁控制方式,實(shí)現(xiàn)更高節(jié)能運(yùn)行;

4、內(nèi)置PID,變頻器/工頻切換和可以實(shí)現(xiàn)多泵循環(huán)運(yùn)行功能;

5、內(nèi)置獨(dú)立的RS485通訊口;

6、使用長(zhǎng)壽命元器件;

7、內(nèi)置噪聲濾波器(75K以上);

8、帶有節(jié)能監(jiān)控功能,節(jié)能效果一目了然。

FR-E540系列

1、功率范圍:0.4~7.5KW(三相380V FR-E540系列);

2、采用磁通矢量控制,實(shí)現(xiàn)1Hz運(yùn)行150%轉(zhuǎn)矩輸出;

3、PID,15段速度等多功能選擇;

4、內(nèi)置獨(dú)立RS485通訊口;

5、柔性PWM,實(shí)現(xiàn)更低噪音運(yùn)行;

6、可選擇FR-PA02-02簡(jiǎn)易型面板或FR-PU04-CH型LCD顯示面板。

定期除塵檢查風(fēng)扇進(jìn)風(fēng)口是否堵死,每月清掃空氣過濾器冷卻風(fēng)道及內(nèi)部灰塵。

定期檢查,應(yīng)一年進(jìn)行一次:檢查螺絲釘、螺栓以及即插件等是否松動(dòng),輸入輸出電抗器的對(duì)地及相間電阻是否有短路現(xiàn)象,正常應(yīng)大于幾十兆歐。導(dǎo)體及絕緣體是否有腐蝕現(xiàn)象,如有要及時(shí)用酒精擦拭干凈。測(cè)量開關(guān)電源輸出各電路電壓的平穩(wěn)性,如:5V、12V、15V、24V等電壓。接觸器的觸點(diǎn)是否有打火痕跡,嚴(yán)重的要更換同型號(hào)或大于原容量的新品接觸器;確認(rèn)控制電壓的正確性,進(jìn)行順序保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn);確認(rèn)保護(hù)顯示回路無(wú)異常;確認(rèn)變頻器在單獨(dú)運(yùn)行時(shí)輸出電壓的平衡度。

認(rèn)真做好變頻器的日常維護(hù)保養(yǎng)及其檢修工作,內(nèi)容主要包括:

1、定期對(duì)變頻器進(jìn)行除塵,重點(diǎn)是整流柜、逆變柜和控制柜,必要時(shí)可將整流模塊、逆變模塊和控制柜內(nèi)的線路板拆出后進(jìn)行除塵。變頻器下進(jìn)風(fēng)口、上出風(fēng)口是否積塵或因積塵過多而堵塞。變頻器因本身散熱要求通風(fēng)量大,故運(yùn)行一定時(shí)間以后,表面積塵十分嚴(yán)重,須定期清潔除塵。

2、將變頻器前門打開, 后門拆開, 仔細(xì)檢查交、直流母排有無(wú)變形、腐蝕、氧化,母排連接處螺絲有無(wú)松脫,各安裝固定點(diǎn)處堅(jiān)固螺絲有無(wú)松脫,固定用絕緣片或絕緣柱有無(wú)老化開裂或變形,如有應(yīng)及時(shí)更換,重新緊固,對(duì)已發(fā)生變形的母排須校正后重新安裝。

3、對(duì)線路板、母排等除塵后,進(jìn)行必要的防腐處理,涂刷絕緣漆,對(duì)已出現(xiàn)局部放電、拉弧的母排須去除其毛刺后,再進(jìn)行處理。對(duì)已絕緣擊穿的絕緣板,須去除其損壞部分,在其損壞附近用相應(yīng)絕緣等級(jí)的絕緣板對(duì)其進(jìn)行隔絕處理,緊固并測(cè)試絕緣并認(rèn)為合格后方可投入使用。

4、整流柜、逆變柜內(nèi)風(fēng)扇運(yùn)行及轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常,停機(jī)時(shí),用手轉(zhuǎn)動(dòng),觀察軸承有無(wú)卡死或雜音,必要時(shí)更換軸承或維修。

5、對(duì)輸入、整流及逆變、直流輸入快熔進(jìn)行全面檢查,發(fā)現(xiàn)燒毀及時(shí)更換。

6、中間直流回路中的電容器有無(wú)漏液,外殼有無(wú)膨脹、鼓泡或變形,安全閥是否破裂,有條件的可對(duì)電容容量、漏電流、耐壓等進(jìn)行測(cè)試,對(duì)不符合要求的電容進(jìn)行更換,對(duì)新電容或長(zhǎng)期閑置未使用的電容,更換前須對(duì)其進(jìn)行鈍化處理。濾波電容的使用周期一般為5年,對(duì)使用時(shí)間在5年以上,電容容量、漏電流、耐壓等指標(biāo)明顯偏離檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的,應(yīng)酌情部分或全部更換。

7、對(duì)整流、逆變部分的二極管、GTO用萬(wàn)用表進(jìn)行電氣檢測(cè),測(cè)定其正向、反向電阻值,并在事先制定好的表格內(nèi)認(rèn)真做好記錄,看各極間阻值是否正常,同一型號(hào)的器件一致性是否良好,必要時(shí)進(jìn)行更換。

8、對(duì)A1、A2進(jìn)線柜內(nèi)的主接觸器及其它輔助接觸器進(jìn)行檢查,仔細(xì)觀察各接觸器動(dòng)靜觸頭有無(wú)拉弧、毛刺或表面氧化、凹凸不平,發(fā)現(xiàn)此類問題應(yīng)對(duì)其相應(yīng)的動(dòng)靜觸頭進(jìn)行更換,確保其接觸安全可靠。

9、仔細(xì)檢查端子排有無(wú)老化、松脫,是否存在短路隱性故障,各連接線連接是否牢固,線皮有無(wú)破損,各電路板接插頭接插是否牢固。進(jìn)出主電源線連接是否可靠,連接處有無(wú)發(fā)熱氧化等現(xiàn)象,接地是否良好。

10、電抗器有無(wú)異常鳴叫、振動(dòng)或糊味。

另外,有條件的可對(duì)濾波后的直流波形、逆變輸出波形及輸入電源諧波成分進(jìn)行測(cè)定

備件更換

變頻器由多種部件組成,其中一些部件經(jīng)長(zhǎng)期工作后其性能會(huì)逐漸降低、老化,這也是變頻器發(fā)生故障的主要原因,為了保證設(shè)備長(zhǎng)期的正常運(yùn)轉(zhuǎn),下列器件應(yīng)定期更換:

1、冷卻風(fēng)扇

變頻器的功率模塊是是發(fā)熱最嚴(yán)重的器件,其連續(xù)工作所產(chǎn)生的熱量必須要及時(shí)排出,一般風(fēng)扇的壽命大約為10kh~40kh。按變頻器連續(xù)運(yùn)行折算為2~3年就要更換一次風(fēng)扇,直接冷卻風(fēng)扇有二線和三線之分,二線風(fēng)扇其中一線為正極,另一線為負(fù)線,更換時(shí)不要接錯(cuò);三線風(fēng)扇除了正、負(fù)極外還有一根檢測(cè)線,更換時(shí)千萬(wàn)注意,否則會(huì)引起變頻器過熱報(bào)警。交流風(fēng)扇一般為220V、380V之分,更換時(shí)電壓等級(jí)不要搞錯(cuò)。

2、濾波電容

中間直流回路濾波電容:又稱電解電容,其主要作用就是平滑直流電壓,吸收直流中的低頻諧波,它的連續(xù)工作產(chǎn)生的熱量加上變頻器本身產(chǎn)生的熱量都會(huì)加快其電解液的干涸,直接影響其容量的大小。正常情況下電容的使用壽命為5年左右。建議每年定期檢查電容容量一次,一般其容量減少20%以上應(yīng)更換新的 濾波電容器。

腐蝕性氣體:使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大,不僅會(huì)腐蝕元器件的引線、印刷電路板等,而且還會(huì)加速塑料器件的老化,降低絕緣性能,在這種情況下,應(yīng)把控制箱制成封閉式結(jié)構(gòu),并進(jìn)行換氣。

振動(dòng)和沖擊:裝有變頻器的控制柜受到機(jī)械振動(dòng)和沖擊時(shí),會(huì)引起電氣接觸不良。

防止輸入端過電壓。變頻器電源輸入端往往有過電壓保護(hù),但是,如果輸入端高電壓作用時(shí)間長(zhǎng),會(huì)使變頻器輸入端損壞。因此,在實(shí)際運(yùn)用中,要核實(shí)變頻器的輸入電壓、單相還是三相和變頻器使用額定電壓。特別是電源電壓極不穩(wěn)定時(shí)要有穩(wěn)壓設(shè)備,否則會(huì)造成嚴(yán)重后果。
接地:變頻器正確接地是提高控制系統(tǒng)靈敏度、抑制噪聲能力的重要手段,變頻器接地端子E(G)接地電阻越小越好,接地導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于2mm2,長(zhǎng)度應(yīng)控制在20m以內(nèi)。變頻器的接地必須與動(dòng)力設(shè)備接地點(diǎn)分開,不能共地。信號(hào)輸入線的屏蔽層,應(yīng)接至E(G)上,其另一端絕不能接于地端,否則會(huì)引起信號(hào)變化波動(dòng),使系統(tǒng)振蕩不止。變頻器與控制柜之間應(yīng)電氣連通,如果實(shí)際安裝有困難,可利用銅芯導(dǎo)線跨接。

防雷:在變頻器中,一般都設(shè)有雷電吸收網(wǎng)絡(luò),主要防止瞬間的雷電侵入,使變頻器損壞 。但在實(shí)際工作中,特別是電源線架空引入的情況下,單靠變頻器的吸收網(wǎng)絡(luò)是不能滿足要求的。在雷電活躍地區(qū),這一問題尤為重要,如果電源是架空進(jìn)線,在進(jìn)線處裝設(shè)變頻專用避雷器(選件),或有按規(guī)范要求在離變頻器20m的遠(yuǎn)處預(yù)埋鋼管做專用接地保護(hù)。如果電源是電纜引入,則應(yīng)做好控制室的防雷系統(tǒng),以防雷電竄入破壞設(shè)備。

變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與無(wú)功功率補(bǔ)償:

隨著變頻器的廣泛應(yīng)用,變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)囊饬x逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。變頻器供電電源按傅立葉級(jí)數(shù)可以分解為基波有功電流,基波無(wú)功電流,諧波和間諧波電流。

基波無(wú)功電流占用電網(wǎng)容量;導(dǎo)致網(wǎng)壓波動(dòng);在供配電設(shè)施產(chǎn)生熱損耗;降低了供配電設(shè)施運(yùn)行可靠性。

諧波和間諧波的集膚效應(yīng)使輸電線等效截面積變小,線路損耗增加;鐵芯中附加高頻渦流損耗;諧波和間諧波電流導(dǎo)致網(wǎng)壓波形畸變和輻射干擾,引起同一電網(wǎng)下其它負(fù)載出力減小,損耗增加,甚至誤動(dòng)作。

變頻器用量較大的車間,用電容器直接進(jìn)行無(wú)功力率補(bǔ)償雖然可以大副度降低基波無(wú)功電流,但是必然出現(xiàn)諧波放大現(xiàn)象。這時(shí),供電電流和電容器電流中諧波和間諧波電流大副度增加,電容器由于超溫和過壓而損壞,供電變壓器溫升加大。為避免諧波電流大副度增加,電容器由于超溫和過壓而損壞,供電變壓器溫升加大。為避免諧波放大,諧波治理與無(wú)功功率補(bǔ)償必須同時(shí)進(jìn)行。

從基波無(wú)功電流,諧波和間諧波電流的危害上可看出:采用就地諧波治理與無(wú)功功率補(bǔ)償可以獲得最大的效益。采用就地諧波治理與無(wú)功功率補(bǔ)嘗,一年或一年半時(shí)間即可從節(jié)能中回收全部投資。