西門子變頻器是由德國西門子公司研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的變頻器,主要用于控制和調(diào)節(jié)三相交流異步電機(jī)的速度。
并以其穩(wěn)定的性能、豐富的組合功能、高性能的矢量控制技術(shù)、低速高轉(zhuǎn)矩輸出、良好的動態(tài)特性、的過載能力、創(chuàng)新的BiCo(內(nèi)部功能互聯(lián))功能以及無可比擬的靈活性,在變頻器市場占據(jù)著重要的地位。
西門子變頻器故障解決方案:
維護(hù)檢查
變頻器由功率晶體管、可控硅、IC 等半導(dǎo)體零件,以及電容電阻等電子零件及風(fēng)扇繼電器等構(gòu)成。
這些所有零件不能正常動作,或者無法發(fā)揮其原有功能的主要原因是:這些零件不是可使用的,就是在正常使用環(huán)境年限超過后,也會發(fā)生特性變化和異常動作。
為了防止這些故障,預(yù)防保養(yǎng)及日常定期維護(hù)、零件的更換等是必要的。
以下為變頻器對電機(jī)的影響:
1、電動機(jī)的效率和溫升的問題不論哪種形式的變頻器,在運(yùn)行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流,使電動機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行。
據(jù)資料介紹,以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例,其低次諧波基本為零,剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為:2u+1(u為調(diào)制比)。
高次諧波會引起電動機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加,為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。
因?yàn)楫惒诫妱訖C(jī)是以接近于基波頻率所對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的,因此,高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后,便會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。
除此之外,還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。
這些損耗都會使電動機(jī)額外發(fā)熱,效率降低,輸出功率減小,如將普通三相異步電動機(jī)運(yùn)行于變頻器輸出的非正弦電源條件下,其溫升一般要增加10%-20%。
2、電動機(jī)絕緣強(qiáng)度問題目前中小型變頻器,不少是采用PWM的控制方式。
其載波頻率約為幾千到十幾千赫上升率,相當(dāng)于對電動機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓,使電動機(jī)的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的4~6倍電壓疊加在電動機(jī)運(yùn)行電壓上,會對電動機(jī)對地絕緣構(gòu)成威脅,對地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊電動機(jī)定子繞組要承受很高的電壓外,由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖加速老化。
3、諧波電磁噪聲與震動普通異步電動機(jī)采用變頻器供電時,會使由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素所引起的震動和噪聲變的更加復(fù)雜。
變頻電源中含有的各次時間諧波與電動機(jī)電磁部分的固有空間諧波相互干涉,形成各種電磁激振力。
當(dāng)電磁力波的頻率和電動機(jī)機(jī)體的固有振動頻率一致或接近時,將產(chǎn)生共振現(xiàn)象,從而加大噪聲。
由于電動機(jī)工作頻率范圍寬,轉(zhuǎn)速變化范圍大,各種電磁力波的頻率很難避開電動機(jī)的各構(gòu)件的固有震動頻率。
4、電動機(jī)對頻繁啟動、制動的適應(yīng)能力由于采用變頻器供電后,電動機(jī)可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動,并可利用變頻器所供的各種制動方式進(jìn)行快速制動,為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件,因而電動機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下,給機(jī)械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來疲勞和加速老化問題。
變頻器會產(chǎn)生高奇次諧波-主要以5次和7次對變頻器和電機(jī)影響比較大,通常在設(shè)計(jì)的時候?yàn)榻档椭C波的影響會增加電抗器,吸收電容等。
也可以在變頻器輸出端增加濾波器。
西門子變頻器備件的更換
變頻器由多種部件組成,其中一些部件經(jīng)長期工作后其性能會逐漸降低、老化,這也是變頻器發(fā)生故障的主要原因,為了保證設(shè)備長期的正常運(yùn)轉(zhuǎn),下列器件應(yīng)定期更換:
1. 冷卻風(fēng)扇
變頻器的功率模塊是發(fā)熱嚴(yán)重的器件,其連續(xù)工作所產(chǎn)生的熱量必須要及時排出,一般風(fēng)扇的壽命大約為10Kh—40Kh。
按變頻器連續(xù)運(yùn)行折算為2—3年就要更換一次風(fēng)扇,直接冷卻風(fēng)扇有二線和三線之分,二線風(fēng)扇其中一線為正,另一線為負(fù),更換時不要接錯;三線風(fēng)扇除了正、負(fù)外還有一根檢測線,更換時千萬注意,否則會引起變頻器過熱報警。
交流風(fēng)扇一般為220V、380V之分,更換時電壓等級不要搞錯。
2. 濾波電容
中間電路濾波電容:又稱電解電容,其主要作用就是平滑直流電壓,吸收直流中的低頻諧波,它的連續(xù)工作產(chǎn)生的熱量加上變頻器本身產(chǎn)生的熱量都會加快其電解液的干涸,直接影響其容量的大小。
正常情況下電容的使用壽命為5年。
建議每年定期檢查電容容量一次,一般其容量減少20%以上應(yīng)更換。
變頻器諧波對電機(jī)影響原因及改善辦法
一、電機(jī)損壞的原因是變頻器在電機(jī)的定子繞組上產(chǎn)生很高的尖峰電壓,尖峰電壓的幅度超過了繞組的絕緣強(qiáng)度,導(dǎo)致繞組損壞。
尖峰電壓的幅度會達(dá)到變頻器額定工作電壓的3倍以上,例如,對于額定電壓380V的變頻器,尖峰電壓的幅度超過1200V。
這種尖峰電壓每秒對電機(jī)定子繞組沖擊上千次,很快就會導(dǎo)致定子繞組的損壞。
二、電機(jī)損壞的原因是變頻器還會在電機(jī)的軸承中產(chǎn)生軸承電流,軸承中長時間流過軸承電流,會造成軸承的燒毀,功率越小的電機(jī),定子繞組越容易損壞;功率越大的電機(jī),軸承越容易損壞。
保護(hù)無力:由于現(xiàn)在所有市售電機(jī)保護(hù)器,全都是通過采集電流或電壓變化的數(shù)值,從而達(dá)到保護(hù)電機(jī)的目的;但因各種原因造成的電機(jī)軸承損毀,轉(zhuǎn)子偏心,進(jìn)而造成電機(jī)掃膛,燒毀電機(jī)的問題這些保護(hù)器都起不到保護(hù)的功能了,因?yàn)橹挥挟?dāng)電機(jī)掃膛后,繞組燒壞短路了,這類保護(hù)器才會動做,但為時已晚;到目前為止還沒有一種智能化的針對電機(jī)軸承進(jìn)行保護(hù)的產(chǎn)品;許多用戶只能用人工時刻監(jiān)視或定期巡檢測試軸承處溫度變化的方法,對一些大電機(jī)進(jìn)行人為地保護(hù)。
這種方法有兩個弊端存在:
1、增加了人員工作量,加大了企業(yè)的人員費(fèi)用,同時還無法對所有電機(jī)進(jìn)行看護(hù)。
2、人工檢測必競是有時間限制的,內(nèi)不可能時刻不離人,那么在非檢測的時間內(nèi)如果軸承損毀,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子偏心,電機(jī)掃膛,燒毀電機(jī)的事故就無法避免了普通電機(jī)由變頻器驅(qū)動時,壽命大幅度縮短,嚴(yán)重時,幾個月就出現(xiàn)定子繞組損壞。
由此導(dǎo)致的停產(chǎn)給企業(yè)造成巨大的損失。
公司時刻準(zhǔn)備為客戶提供快捷有效的服務(wù),愿與各界朋友同發(fā)展,共繁榮,真誠期待能與您合作,共創(chuàng)未來!