在現(xiàn)代工業(yè)控制中，利用變頻器控制電機的電氣傳動系統(tǒng)具有節(jié)能效果顯著、調(diào)節(jié)控制方便、維護簡單、網(wǎng)絡集中遠程控制、PLC控制系統(tǒng)等優(yōu)點。變頻器的這些優(yōu)點使其廣泛應用于工業(yè)自動控制領域。本文對變頻器在應用中出現(xiàn)的故障問題進行了分析，并介紹了處理方法。

　　1變頻器應用中的一些問題

　　1.1諧波問題

　　變頻器主電路中的開關器件在開通和關斷電路的過程中會產(chǎn)生諧波。低次諧波通常對電機負載影響較大，引起轉(zhuǎn)矩脈動；但高次諧波增加了變頻器輸出電纜的漏電流，使電機輸出不足。諧波干擾還會導致繼電保護裝置誤動作，使電氣儀表測量不準確，甚至無法正常工作。

　　1.2噪音和振動問題

　　使用變頻器調(diào)速會產(chǎn)生噪聲和振動，因為變頻器輸出波形中含有高次諧波成分。隨著工作頻率的變化，基波分量和高次諧波分量在較寬范圍內(nèi)變化，可能與電機的機械固有振動頻率發(fā)生共振，這種共振就是噪聲和振動的來源。

　　1.3發(fā)熱問題

　　變頻器運行時由于內(nèi)部損耗而產(chǎn)生熱量，占主回路的98%，占控制回路的2%左右。同時，在夏季，當環(huán)境溫度過高時，變頻器的溫度上升到80~90℃。因為變頻器是電子器件，包括電子器件和電解電容等。溫度過高容易導致元器件失效，使液晶屏數(shù)據(jù)無法顯示，變頻器保護動作經(jīng)常發(fā)生。

　　因此，需要將變頻器輸出的諧波抑制在允許的范圍內(nèi)，同時消除或減弱噪聲和振動，并對變頻器進行散熱，以延長變頻器的使用壽命。

　　2變頻器應用中一些問題的分析與處理

　　2.1諧波問題的處理

　　處理諧波問題就是切斷干擾的傳播路徑，抑制干擾源上的高次諧波。

　　截止干擾傳播途徑有:

　　1)切斷共用接地線傳播干擾的途徑。電源線的接地應與控制線的接地分開，即將電源設備的接地端子連接到接地線上，將控制設備的接地端子連接到設備面板的金屬外殼上。

　　2)將信號線的走線與干擾源電流分開是消除這種干擾的有效方法，即高壓電纜、電力電纜、控制電纜、儀表電纜和計算機電纜分開走線。

　　有幾種方法可以抑制干擾源上的高次諧波:

　　1)增加變頻器電源的內(nèi)部阻抗。通常供電設備的內(nèi)部阻抗可以緩沖變頻器DC濾波電容器的無功功率。內(nèi)部阻抗越大，諧波含量越小。這個內(nèi)部阻抗就是變壓器的短路阻抗。所以在選擇變頻器電源時，最好選擇短路阻抗大的變壓器。

　　2)安裝過濾器。在變頻器前安裝LC無源濾波器，濾除高次諧波，通常是5次和7次諧波。

　　3)安裝電抗器。在變頻器前側(cè)安裝線路電抗器，可以抑制電源側(cè)過壓。

　　4)設置有源濾波器進行有源濾波是自動產(chǎn)生一個與諧波電流幅值相同而相位正好相反的電流，使諧波電流得到有效吸收。

　　2.2噪音和振動問題的處理

　　1)當變頻器output中的低次諧波分量與轉(zhuǎn)子的固有機械頻率共振時，噪聲增大；當變頻器輸出中的高次諧波分量與鐵芯、套管、軸承架等發(fā)生諧振時。在它們的自然頻率附近，噪聲增加。

　　變頻器驅(qū)動電機產(chǎn)生的噪聲，尤其是刺耳的噪聲，與PWM控制的開關頻率有關，尤其是在低頻區(qū)。為了解決這個問題，通常在變頻器的輸出端連接一個交流電抗器。如果電磁轉(zhuǎn)矩存在裕量，可以將u/f設置得更小，以穩(wěn)定和降低噪聲。

　　2)變頻器在運行過程中，輸出波形中的高次諧波所產(chǎn)生的磁場會對許多機械零件產(chǎn)生電磁驅(qū)動力，驅(qū)動力的頻率在接近或重合于這些機械零件的固有頻率時會發(fā)生共振。低次諧波分量是對振動影響較大的主要因素，在PAM模式和方波PWM模式下影響較大。而采用SPWM時，低次諧波分量小，影響也小。

　　或者消除振動的方法是在變頻器的輸出側(cè)接一個交流電抗器，吸收變頻器輸出電流中的高次諧波電流分量。當采用PAM模式或方波PWM模式變頻器時，可以改用SPWM模式變頻器來減小脈動轉(zhuǎn)矩，這樣可以減弱或消除振動，防止機械零件因振動而損壞。

　　2.3發(fā)熱的治療

　　General變頻器一般要求工作在-l0℃~+50℃。為了保證變頻器的可靠運行，延長變頻器的使用壽命，必須對變頻器進行冷卻。冬天可以用變頻器的內(nèi)置風扇帶走變頻器盒子內(nèi)部的熱量；夏天的時候，溫度本身就是40℃，被變頻器的內(nèi)置風扇帶走的內(nèi)熱只能提高室內(nèi)溫度和變頻器箱溫。這時候最好的辦法就是在配電室變頻器箱旁邊的墻壁上下均勻適當?shù)拇驇讉�φ500mm的洞，同時保證控制柜變頻器周圍有一定的空間，并保持完好。如果這樣不行，就打開風扇，或者在洞口安裝排氣扇和風道，將變頻器產(chǎn)生的熱量強制排出室外。最后，可以考慮用空調(diào)對安裝變頻器的空間進行強制降溫。

　　結(jié)論3

　　加強對變頻器應用中故障的研究是十分必要的，對變頻器的正常使用、挖潛增效具有重要意義。