VFD300F43A变频器与电磁调速

  在风机上的不同应用及维护

    霍晓辉

(中原大化有限责任公司复合肥厂，河南濮阳457004)

    摘要：介绍了VFD300F43A变频器的工作原理，对电磁调速和变频器调速进行r对比分析。结合实际应用，通过对热引风机进行技术改造，得出使用变频器具有很好的节能效果，同时可以优化操作。叙述了变频器的安全注意事项及维护保养方法。

    关键词：变频器；节能分析；风机

    中图分类号：TN773文献标识码：A文章编号：167345540(2010)02470404)3

0 引言

随着科技的不断发展，单片机、电磁滑差调速电机等逐渐被变频器所取代，变频器应用越来越广泛，人们对其应用及维护也越来越重视，这就要求大家多学习变频器知识，注意其应用和维护。

1工艺需求及分析

    工艺生产时，在不同配方、不同环境下对电机转速的要求不同，有时要求高速运转，有时需要低速运转，调节频繁，而电磁离合器本身滑差大，****输出转速仅为电动机的百分之80～百分之90，低速时效率低下，电能损耗大，并且调速范围小。

    电磁调速电机对周围环境要求高，必须为粉尘较小且干燥的环境，否则很容易因粉尘进入，把磁极和电枢部分粘死，无法调速甚至烧坏测速电机．如图1所示。中原大化有限责任公司复合肥厂经常出现类似状况，无法调速，不得不停车处理，严重影晌了生产。

    针对以上现象，对此做了技术改造，决定选用变频器。

2变频器的选型

    根据变频器选用的原则，变频器的功率应略大于等于电机输出功率，结合该厂的实际情况，及生产环境粉尘大，腐蚀性强，风机调节、电机起停频繁等特点，再考虑电机型号Y200L4，功率30kw和风机型号及风量的要求，进行选配。按照变频器选用说明要求，同时又对各个厂家变频器做一对比，在售后、价位及性能上进行综合比较后，选择了台达变频器VFD300F43A。

3  电磁调速电机和变频器调速在工作原理上的区别

3．1 VFD300F43A变频器结构及工作原理

    VFD300F43A变频器为交一直一交型．其先把工频交流电通过整流变成直流，再把直流电变换成频率、电压均可控的交流电。变频器内部的核心元件是大功率可控开关管，其与可控硅不同之处是以零压导通，而可控硅则不能。在自动控制方面，其具有：(1)触摸屏、可编程序逻辑控制器(PLc)和控制软件；(2)智能自检测，有压力变送器、风流量变送器、PID、PID隔离模板、隔离变压器、直流供电电源及信号电缆；(3)可视化操作界面，实现人机对话，故障信息自动记录，方便检修。变频调速的原理是根据异步电动机的转速：  

    由式(1)可知，改变定子的供电频率，即可改变电动机的转速，改变工段，时，定子的感应电动势近似等于定子上的端电压，只要转差率不太大，可以近似认为转速n与f成正比，改变电源频率就可实现交流电动机连续平滑调速。

3．2  电磁调速电动机的结构和工作原理

    电磁调速电机主要由三相异步电机、电磁转差离合器和测速发电机三部分组成。电磁调速原理如下：电磁调速电动机由不调速的笼型异步电动机和靠励磁电流凋速的电磁滑差离合器组成，电磁滑差离合器由直流电源励磁改变磁场的强度，即可改变电磁滑差离合器磁极的转速，因而与磁极相连的风机的转速也得到凋节。但是其****输出转速仅为电动机的百分之80～百分之90，低速时效率低F，热能损耗高，并且调速范围不大。

4安装调试过程中出现的问题及处理方法

  (1)在原设备不变的情况下，电枢和磁极连接处需要焊接在一起，形成一个整体，见图2。

    (2)电动机散热系统改造：在调试过程中发现由于电动机不是专用变频电机，在低速下运行时易引起电动机发热。为保证电动机在低速下稳定运行，特对电机散热系统进行改造。增加电动机散热风扇的有源控制，风扇的运行取决于断路器闭合后的辅助节点，即电动机无论是在高速还是在低速下运行，散热风扇都能保证电动机散热。

    (3)不正确的操作引起过电流报警：在开停电动机时，有时变频器报过电流故障，但又立即消失，检测系统输入电流正常。后咨询厂家工程师，风机开起来需要一个时间段，变频器需要一个加速过程后，才能完全起动。对工艺人员开车时做了详细说明后未再出现此类问题。

5  变频器和电磁调速比较节能效果分析

  热引风机工作频率在40 Hz左右，转速为980r／min，理沦上采用变频调速的方法取代电磁调速平均约可节能百分之30。因为电磁凋速有调速范围，像此热引风机****调速只能调到1 200 r／min，其他能量都损失在励磁上面，而变频调速是直接调节，没有能量损失。

 

电磁转差离合器输出转速降低，其转差损耗增大。由此可见，具有恒转矩负载特性的生产机械，采用电磁转差离合器进行调速，其调节速度越低，运行效率就越低，转差损耗越大。

对于恒转矩负载，采用变频调速，其转速越低，节电效果越显著。由于变频调速为无转差调速，所以与电磁转差离合器调速相比，其运行效率高。采用变频器有高效节能的特点，值得推广。

6  变频器的安全注意事项及维护保养

    随着变频器的大量应用，其维护保养尤显重要。使用变频器，不但要了解变频器的结构、原理和性能，还要注意日常维护和定期检查，及时查明情况和原因，及早清除故障，减少事故的发生，以延长使用寿命。通常作如下检查：

    (1)变频器环境温度是否正常，要求在一10～+40。c范围内，以25。c左右为好。

    (2)变频器在显示面板上显示的输出电压、电流频率等各种数据是否正常；

    (3)显示面板上显示的字符是否清楚，是否缺少字符；

    (4)用测温仪器检测变频器是否过热，是否有异味；

    (5)变频器风扇运转是否正常，散热风道是否畅通；

    (6)变频器运行中是否有故障显示；

    (7)检查变频器交流输入电压是否超过****值，极限是418 V(380 V×1 1)，如果主电路外加输入电压超过极限，即使变频器没有运行，也会对变频器线路造成损坏；

    (8)若必须对变频器进行绝缘测试，注意必须将所有的输入、输出端子(R、s、T、u、v、w、P、P一、PB)全部可靠短接，严禁对单个端子做绝缘测试，测试用500 V兆欧表；

    (9)控制回路不可用兆欧表测量；

    (10)对电机进行绝缘测试，必须将电机与变频器之间的连接线拆除；

    (11)对变频器还要定期检查，检查时必须切断电源，变频器停电后待操作面板电源指示灯熄灭后，等待4 min(变频器容量越大，等待时间越长，最长为15 min)，使得主电路直流滤波电容器充分放电，用万用表确认电容器放电完毕后，再进行操作；

    (12)将变频器控制模板、主板拆下，用毛刷、吸尘器清扫变频器线路板及内部绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块、输入输出电抗器等部位。线路板脏的地方，应该用棉布沾上酒精或中性化学剂擦除。

    (13)检查变频器内部导线绝缘是否有腐蚀过热的痕迹及变色损坏等，如发现应及时进行处理或更换；

    (14)变频器由于振动、温度变化等影响，螺丝等紧固部件往往会松动，应将所有螺丝全部紧固一遍；

    (15)检查输入输出电抗器、变压器等是否过热、变色烧焦或有异味；

    (16)检查中间直流回路滤波电解电容器小凸肩(安全阀)是否涨出，外表面是否有裂纹、漏液、膨胀等。一般情况下，滤波电容器使用周期约为5年，检查周期最长为1年，接近寿命时，检查周期****为半年，电容器的容量可用数字电容表测量，当容量下降到额定容量的80以下时，应予以更换；

    (17)将变频器R、s、T端子和电源端电缆断开，u、V、w端子和电机端电缆断开，用兆欧表测量电缆每相导线之间以及每相导线与保护接地之间的绝缘电阻是否符合要求，正常应大于l Mn；

    (18)变频器在检修完毕投入运行前，应带电空载试运行几分钟，并校对电机旋转方向。

 

7 结  借

    随着科技的发展，变频器会越来越普及。在风机使用变频器后不仅节能明显，同时减少了设备的振动及损坏，延长了机械寿命，降低了设备的故障率，值得推广使用，但也必须提高技术水平，加强学习，做好维护保养工作。