变频器应用中的几个常见问题分析及处理

文/司永超 北京华福工程有限公司天津分公司 天津 300222

1、前言

变频调速以其优异的调速和启动制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。变频器已经迈进了高性能化、多功能化、小体积化及廉价化阶段，正向智能化方向发展。由于变频器是弱电控制强电的高科技产品，因此与电视机、计算机等产品相比，其所需技术更为综合更为复杂。

2、应用中出现的问题及解决方法

2.1 电磁干扰

2.1.1 主要电磁干扰源和干扰途径

所造成的干扰主要是变频器和外部组件之间形成的互相干扰，主要表现在如下两个方面。

（1）外部组件对变频器的干扰。变频器的整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备、照明设备等对整个局域电网来说是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备甚至对电网电源的质量产生谐波干扰。变频器的供电电源受到电网中畸变的波形干扰后，若置之不理，电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器，使其不能正常工作。

（2）变频器对外部组件的干扰。变频器相对整个局域电网来说也是非线性负载，因此变频器也对周围其他组件产生干扰。另外，变频器的逆变器大多采用PWM技术，当工作于开关模式并作高速切换时，产生大量耦合性噪声。因此，变频器对居于电网内其他的电子、电气设备来说也是一个电磁干扰源。

2.1.2 抗电磁干扰的措施

（1）空间隔离

空间隔离主要是将容易产生干扰的两个设备在空间位置上分开放置，这样在产生电磁干扰时，在传输的过程中就会减弱或者消失，减少对其他设备造成的干扰。但是受到面积的限制，要想实现完全意义上的空间隔离不太现实，会占用很多的空间。针对这种状况，可以将容易受到干扰的弱电控制设备与变频器分开放置，在允许的范围内尽量远离，在中间可以放置动力配电柜等不易受干扰的设备。

（2）滤波装置

变频器在运行的过程中会产生大量的高次谐波，对于局域电网以及其他组件的正常运行造成严重的干扰。如果使用大功率的变频器，对功率因数较低的电网来讲干扰更大。针对这种情况一方面可以使用无功补偿装置对功率因数进行调节，另外还可以在变频器的输入输出端安装滤波器，以此来降低电磁干扰。

2.2 振动干扰

变频器运行时产生的高次谐波引起的磁场会对许多机械部件产生电磁策动力，策动力的频率如果和某些机械部件的频率接近或相等，就会产生电磁原因导致的振动。减弱或消除振动的方法主要是在变频器和电动机之间接入交流电抗器，主要是为了减弱变频器输出电流中的高次谐波。此电抗器一定要安装在距离变频器最近的地方，以减少引线的距离。

2.3 发热问题

在变频器长期运行的过程中，会产生大量的热量，其中一部分热量由于不能及时扩散而残留在设备内部，加速了设备的老化。所以针对这种现象，为了延长变频器的使用寿命，提高运行效率，要对其进行降温处理，主要措施有以下几个方面。

2.3.1 采用风扇散热

通过设备内部的风扇可以降低产生的热量，同时还可以在设备的机房中安装循环通风系统，来保证室内的温度，从而达到变频器降温的目的。

2.3.2 调节环境温度

变频器是极精细的电子设备，包含多种电子元件和电解电容等组件，温度的高低直接影响着其使用寿命的长短。一般变频器的运行环境一般要求在-10～50℃之间，如果能降低变频器运行的环境温度，既延长了变频器的使用寿命，又能保障设备性能的稳定。所以比较重要的设备机房都会设有专门的散热冷却系统，主要包括加装空调、加装风道、加装水冷设备。

3、使用变频器应注意的问题

（1）选择变频器时应注意负载类型，负载类型主要分为恒转矩负载如转炉倾动、皮带机等，降转矩负载如风机、水泵等，恒功率负载如机械加工车床、卷取机等，选用对应负载类型匹配的变频器才能满足控制要求。

（2）应根据负载额定电流而不能简单地通过负载功率选择变频器。因为变频器的标注适配功率是对应4级电机的，同功率6级以上的电机和变级电机等电机的额定电流大于4级电机。

（3）变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足。所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。

（4）对于一些特殊的应用场合，如高温、高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一档。

（5）变频器和电机的距离应该尽量的短。这样既减小了电缆的对地电容，又可能减少干扰的发射源。如果变频器和电机之间为20m以内的近距离，电动机可以直接与变频器连接；对于变频器和电机之间为20m到100m的中距离连接，需要调整变频器的载波频率来减少谐波及干扰或加装输出交流电抗器；而对变频器和电机之间为100m以上的远距离连接，不但要适度降低载波频率，还要加装输出交流电抗器。

（6）为了防止变频器的谐波对其它电子类设备的信号干扰，一般要求变频器到电机选用屏蔽电缆或者全部用穿金属线管屏蔽。但采用屏蔽电缆或穿线管时容易增大对地电容从而导致变频器报故障，建议此时在变频器加装输出交流电抗器。

（7）变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求为0～55℃，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，最好控制在40℃以下。不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。

结语：

变频器的应用有利地推动了工业生产的发展，并且在自动化和智能化生产中发挥了重要的作用。但是在实际运行的过程中，变频器也因诸多因素而影响着它的正常运行。所以对存在的问题进行分析，找出问题所在，有利于把变频器的优点发挥到极致，进一步为工业生产创造更大的经济效益。

[1]周芒.变频器应用技术中的抗干扰问题[J].电工技术，工技术，2001，（11）:31-32.

[2]刘晓林.变频器压频比的正确设定[J].电工技术杂志，2001，（6）:41-42.