引发变频器故障的外部因素

    (1)外部的电磁感应干扰

    如果变频器周围存在干扰源，干扰源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，造成变频器工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。提高变频器自身的抗干扰能力固然重要，但由于受装置成本限制，在外部采取噪声抑制措施，消除干扰源显得更合理和必要。以下几项是对造成变频器控制回路误动作的电磁干扰实施的具体措施。

   1)变频器周围所有继电器、接触器的电磁线圈上需加装防止冲击电压的吸收装置，如RC吸收器。

   2)尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主回路电路隔离。

   3)指定采用屏蔽线的回路，必须按规定实施，若电路较长，应采用合理的中继方式。

   4)变频器接地端子应按规定要求接地，不能同动力系统接地混用。

   5)变频器输入端安装噪声滤波器，避免由电源进线引入干扰。

   (2)安装环境

    变频器属于电子器件装置，在其规格书中有详细的安装方法及对使用环境的要求。在特殊情况下，若确实无法满足这些要求，必须尽量采用相应的抑制措施。

   1)振动是对电子元器件造成机械损伤的主要原因，对于振动冲击较大的场合，应采用橡胶等减振措施。

   2)潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子元器件生锈、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，变频器柜应采用封闭式结构。

   3)温度是影响电子元器件寿命及可靠性的重要因素，特别是半导体器件，若开关器件结温超过规定值将立刻造成开关器件损坏，因此应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射，并定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇。

   4)对于特殊的高寒场合，为防止变频器内的微处理器因温度过低而不能正常工作，应采取设置柜内加热器等必要措施。

   (3)电源异常

    电源异常表现为各种形式，但大致有：缺相、电压波动、停电。有时也出现它们的混合形式。出现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，有时也是因同一供电系统内出现对地短路及相间短路故障造成的。电源系统除电压波动外，有些电网或目行发电单位，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，为保证变频器的正常运行，对变频器供电电源有以下要求：

   1)如果附近有直接起动电动机和电弧炉等设备，为防止这些设备投入时造成的电压降低，变频器的供电系统应与其分离，以减小相互影响。

   2)对于要求瞬时停电后仍能继续运行的场合，除选择合适规格的变频器外，还应预先考虑负载电动机的降速比。变频器和外部控制回路应采用瞬停补偿方式，当电压恢复后，通过速度追踪和测速电动机的检测来防止在系统加速中的过电流。

   3)对于要求必须连续运行的传动系统，要对变频器加装自动切换的不停电电源装置。

   4)电源系统应有缺相报警装置，虽然二极管输入及使用单相控制电源的变频器，在缺相状态也能继续工作，但在电源缺相时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，在变频器的电源回路应设有缺相保护。

   (4)雷击、感应雷击

    雷击或感应雷击形成的冲击电压有时也能造成变频器损坏，此外，当电源系统一次侧带有真空断路器时，断路器在开断过程中也可能产生较高操作电压，如图6-4所示。由真空断路器操作产生的“操作过电压”将通过电磁耦合在变压器的二次侧形成很高的电压冲击尖峰，直接威胁变频器的安全运行。为防止因冲击电压造成过电压损坏变频器，应在变频器输入端采取抑制或吸收过电压的措施有：

   1)通常是在变频器的输入端加压敏电阻等吸收元件，保证输入电压不高于变频器主回路所允许的最高电压，如图6-5所示。但当进线侧电压持续较高，压敏电阻性能有变化时，有可能使压敏电阻爆炸烧毁，同样有可能殃及周围元器件和导线绝缘。

    图6-4    电源电压冲击示意图

    图6-5    变频器主回路

   2)当使用真空断路器时，应在真空断路器断口处装设RC浪涌吸收器或氧化锌避雷器。

   3)变频器在控制时序上应保证真空断路器动作前先将变频器电源开关断开。

   (5)电源高次谐波

    由于目前的电力系统中大量非线性负载的应用（如整流器、电弧炉、高压灯具等），使供电网络中存在着高次谐波电流和电压闪变，而变频器自身也是高次谐波的发生源，其产生的高次谐波对电源系统产生严重影响。为此，为了抑制供电网高次谐波电流和电压闪变对变频器的影响，同时抑制变频器产生高次谐波电流影响供电网中的其他用电设备，通常采用以下处理措施。

   1)采用专用变压器对变频器供电，以使其与其他用电设备有电的隔离。

   2)在变频器输入侧加装滤波电抗器或采用多相整流桥回路，降低变频器产生高次谐波的分量，如图6-6所示。

   3)对于有进相电容的系统，因高次谐波电流将使电容电流增加造成严重发热，必须在电容前串接电抗器，以减小谐波分量，如图6-7所示，要对电抗器的电感值合理分析计算，避免形成LC振荡。

    图6-6    输入侧接线图

    图6-7    串联电抗器示意图

   (6)电动机温度过高

    对于采用通用电动机的变频调速系统，由于自冷电动机在低速运行时冷却能力下降造成电动机过热。此外，因为变频器输出波形中所含有的高次谐波势必增加电动机的铁损和铜损，因此在确认电动机的负载状态和运行范围之后，应采取以下的相应措施。

   1)对电动机进行强冷通风或提高电动机规格等级。

   2)更换变频专用电动机。

   3)限定运行范围，避开低速区。

   (7)振动、噪声

    振动通常是由于电动机的脉动转矩及机械系统的共振引起的，特别是当脉动转矩与机械共振频率恰好一致时更为严重。噪声通常分为变频器噪声和电动机噪声，在分清噪声性质后应采取以下不同的处理措施。

   1)变频器在调试过程中，在保证控制精度的前提下，应尽量减小脉冲转矩成分。

   2)在调试中确认机械共振点，利用变频器的频率屏蔽功能，使这些共振点排除在运行范围之外。

   3)变频器的噪声主要由冷却风机、电抗器产生，应选用低噪声器件：

   4)在电动机与变频器之间合理设置交流电抗器，减小因PWM调制方式造成的高次谐波。

   (8)高频开关形成的尖峰电压对电动机的影响

    在变频器的输出电压中，含有高次谐波冲击电压。这些高次谐波冲击电压将使电动机绕组的绝缘强度降低，尤其以PWM控制型变频器更为明显，应采取以下措施：

   1)尽量缩短变频器到电动机的配线距离。

   2)采用阻断二极管或浪涌电压吸收装置，对变频器输出电压进行处理。

   3)对PWM型变频器应尽量在电动机输入侧加装如图6-8所示的滤波器。图6-8b所示为无滤波器时变频器输出电压波形，在输出电压波形的上升沿有着明显的冲击电压，若不采取抑制措施很容易造成电动机绝缘损伤。

    图6-8    滤波器接线图

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