如何提高变频调速系统的可靠性

下面将从三个方面来计议若何提高变频调速系统的靠得住性。
(1)提高变频器自己质量和靠得住性。
变频器生产厂商若何凭据用户高靠得住性的要求制造出性能稳定，运行靠得住，价格合理的产物知足市场需求也是这个产物或这个工业能否延续成长的关头。
具体要求有下列几项:
①变频器的电路结构应力图简单靠得住
a.采用真实的高一高(交-直-交)直接变频主电路。
b.功率单元愈少愈好，尽量避免功率单元和电力电子器件的串联。由于串联系统的靠得住度减小(N次幂)、而串联系统的失效率增年夜(N倍)。虽然并联系统有益于靠得住性的提高，削减失效率，增加装配的平均寿命，可是今朝电力电子器件的电流可达3KA--4KA水平，所以不并联也能够使用了，今朝主要问题是电力电子器件的耐压水平进一步提高后，电力电子器件就能够不串不并，便会年夜年夜提高变频器的靠得住性。
②变频器中电力电子模块的选用--耐压和电流额定值必需具有充实的裕度。外国某变频器制造商曾说:“功率模块充实降额使用可以换来装配的靠得住性”。反之，所选功率模块参数接近计较值，没有一定的余量，存在侥幸心理，成效会造成变频器功率模块烧毁。
究其缘由不外两方面:
(1)功率模块所选耐压和电流额定太小。
(2)所购进的功率模块是否正品？是否厂商产物？今朝国内IGBT功率模块还没法知足高压变频器的要求，但从国外购进IGBT，其质量又不尽如人意。其一，基本不成能购到军需品(军品)和一等品(正品)，年夜多属于有某1-2个指标不及格而被挑选下来的产物。其二，国内一般不具有严酷的动态测试装备。那些未经挑选的功率模块，没有经由过程电热老化处置。不及格的功率模块装到整机上，发生故障甚至烧毁也在情理之中。


③变频器中电力电子模块应有充实的透风量和冷却措施。保证在允许结温下运行，离允许结温愈低，变流装配的靠得住性愈高。
功率模块冷却方式可以风冷，水冷和进步前辈的热管技术。非论何种方式，需将整流变压器和变流装配消耗发生的热量带走，连结允许的结温。
凭据装配的容量，消耗年夜小，制造商提出必需的透风量。

[注]1)、新鲜冷空气，从变频器柜底部送进，由箱体顶部排出。空气逆标的目的流过(自上而下)是不允许的。
2)、变频器柜下部进风处应设置过滤网，防灰尘和油雾等杂质进进柜内。
保证变频器必需的透风量(米3/分或CFM)目的是为了散热冷却，使功率模块正常工作，不致于跨越允许结温。另外有些工矿地处沿海、江和湖泊或是盐雾，湿润和侵蚀气体情况，还应有防潮，防腐措施，例如，为了避免停役几天或几周后，变频器柜内受潮，尽缘下降，影响顺遂开车，变频器柜内设有低压电加热器(电热丝加热，红外线电加热或远红外线电加热装配)。当变频器停役时，自动地将电加热器投进工作，确保箱内往湿和干燥。
④变频器必需建造精巧，毗连牢靠
具体要求:
a.毗连件要少，尽量避免插件方式(易松动，不牢靠)，以焊接取代接线端子，尽量少用电位器。
b.采用年夜面积整块印刷电路板。
c.采用无接线怪异结构的电力电子功率模块，提高产物的靠得住性。
d.合理结构。例如:整流变压器与变流装配之间的隔热和防电磁干扰措施;高压与低压之间的光电隔离和采用光缆传输。

⑤变频器出厂前应进行严酷地带载实验和48-72小时性能考核。一台变频器由年夜量电气元器件组装而成。除选用和正品的合适技术要求的器件，并经过测试挑选，断根不成靠的元器件外，出厂前必需使变频器带电运行考验。一般要进行48-72小时接连运行考验，要求出格靠得住的场所进行7昼夜(24*7=168小时)考验，其考核条件为:
a.带负载实验(不是空载或轻载)
b.具有现实运用场所的温度和相对湿度。
凡经实验检测合适技术规范，并经由过程长时间考核的变频器出厂投运以后，城市有很高的靠得住性。

2凭据生产机械负荷要求和电念头规格参数，准确选择变频器形式及容量匹配
若是单有变频器本体的高靠得住性，而变频器选型和容量匹配不适当，组成的变频调速系统也不成能到达很高的靠得住性，甚至没法运转，为此，我们必需:
首先凭据负荷性质，准确选用变频器类型。总的原则就是什么性质负载特征配什么特征的变频器。
(1)恒转矩生产装备--在调速范围内，负载力矩基本恒定不变。应选具有恒转矩性能的变频器。其过载能力为150额定电流维持1分钟。
（2）平方转矩生产装备--在调速范围内，负荷力矩与转速的平方成正比，即M∝n2，离心式风机，水泵为它的典型代表。具有M∝n2特征的变频器其过载能力较小，110-120额定电流过载1分钟，
(3)恒功率负荷生产装备-在调速范围内，转速低力矩年夜;转速高力矩小，即M•NC(常数)。典型装备如机床及卷绕机构。
固然有些变频器厂商的产物不分恒转矩和平方转矩负载，是通用型的。两种负荷都可选用。恒功率负荷特征是依靠V/F比来实现，并没有恒功任性能的变频器。

回纳起来，选用变频器型号应与负载力矩相顺应。恒转矩特征的变频器可以用于风机水泵负载，反过来，平方转矩特征的变频器尽不能用于恒转矩特征的负载。
其次凭据电念头额定参数来匹配变频器容量
凡是匹配原则:PEINV≥PEmotor(kW)
IEINV≥1.1-1.2IEmotor(A)
重视电流这个参数，由于电力电子模块的功耗是IX△U(电流与管压降之积)，与变频器的输出电压年夜小并没有直接关系。而变频器的输出功率是它与输出电压、输出电流之积成正比。实践中往往发生输出电流已跨越，但输出功率并未跨越，成效造成电力电子功率模块烧毁的故障。是以，应主要斟酌电流指标。
变频调速主电路结构运用形式多种多样，若何选用匹配呢？
(1)一对一单电念头变频调速方式。
由于变频用具有软起动(低压低频起动--慢慢升压升频升速)，不存在冲击电流现象。
是以选用IEINV≥(1.1-1.2)IEmotor
按肯定的IEINV电流值，查产物目录，可找到合适的变频器
(2)多电念头变频调速方式(多机电共用一台年夜变频器)
好比，有N台不异参数的电念头，同期起动电念头为K台，年夜电流状态是当(N-K)台机电已起动终了，处于高频高压运行之下，后K台机电直接起动(直接起动电流很年夜，异步机电5-7倍，永磁同步机电10-14倍，设为IQmotor)。
选用变频器的充实且需要的条件是:
a)IEINVa≥(1.1-1.2)[N•IEmotor]
b)IEINVb≥(1.1-1.2)[(N-K)•IEmotor K•IQmotor]
在IEINV和IEINV选择电流年夜的数值，再查产物目录，肯定变频器的规格。
(3)共用直流电源的多逆变器多机电变频调速方式(逆变器与机电仍属于1对1方式)
随着变频技术的前进，泛起了小变频器多机电方案(实质类同1对1变频调速)和共用直流电源方案(多个逆变器共用一套直流电源，一个逆变器驱动一台机电。)
共用直流电源电流计较公式:
IEcon≥(1.1-1.2)[IEmotor1 …… IEmotorn]或(1.1-1.2)•N•IEmotor

3变频器应有优秀的运行情况和维护调养
虽然选用了高质量的变频器，而且变频驱动系统匹配也准确，若是希看获得长周期平安稳定运行，还应有一个优秀运行情况和做好装备维护调养。
(1)变频器应有的运行情况
几近所有的变频器制造厂商都说，可以在0-40℃温度，相对湿度RH≤95(不结露)情况下工作。可是，为了变频器更有益的运行，希看变频器置于空气调理的情况里，温度控制在25±3℃，相对湿度RH≤70-75。实践证实，置于空调情况下变频器的故障机率要比没有空调情况变频器少得多，系统的靠得住性增加很多。
另外，变频器的空调好采用自力专用空调，避免使用车间空调或中央空调，由于中央空调、车间空间会把空气中的油污，灰尘和侵蚀性气体进进变频器柜内，引发变频器电力电子、微电子(IC集成电路)元器件的损坏。
(2)增强天天的巡检及定期维修。
①日常运行巡检项目，主要检查有无异常现象。例如冷却系统异常、过热、变色、异味、异声和异常振动。按时抄写变频器的输进和输出的电气参数是否正常。
②定期维修--变频器停役落后行断电维修。除清扫和紧固接线端子外，重点维修项目(即变频器亏弱环节)有:
a.电介电容器是否变形和渗漏电介液;是否侵蚀印刷电路板，造成尽缘电阻下降，引发IC软故障。国外厂商划定3-5年运行后，应将电介电容器强制更换。
b.冷却风扇及过滤网清算。2-3年运行后，冷却风扇也应强制更换。
c.印刷电路板是否侵蚀损坏。好进行喷膜处置，可以抗侵蚀性，增强尽缘性能。我们公司某化纤厂对安川变频器印板进行清洗，燥干和喷膜处置，修复了几十台损坏的变频器，并在东芝变频器十多台上推行这个喷膜处置技术，取得优秀的效果--修复后再也没有发生类似故障。固然在进行喷膜处置时，出格要注重庇护好各类接插件口，不要让膜层庇护剂喷进，以免引发接触不良。具体做法，接插件口可先用隐瞒剂或塑料胶带遮后再喷膜。

4结语
采用交流变频调速的目的:一是生产上要求，提高产量和质量;另外一是风机水泵调速节能。提高变频调速系统的靠得住性很是重要，一方面从提高变频器自己的产物质量，把好设计、选元器件，建造、安装，实验等环节的质量关，另外一方面若何匹配变频器和做好日常维护调养工作也不容轻忽。