變頻調速裝置應用注意事項
變頻調速裝置集變頻調速技術和軟啟動技術于一身，可實現電機的無級調速和軟啟動，是目前理想的調速裝置。變頻調速裝置采用空間矢量控制技術和32位數字信號處理器,通過內置PI控制可以有效調節風機和水泵的速度,可得到精確的流量、壓力和溫度，它可以降低諧波及轉矩電流波動，改善電壓輸出特性，防止電機及變頻器本身發熱，提高電機的功率因素。隨著變頻調速裝置在各行各業的廣泛應用，如何正確的使用變頻調速裝置，顯得越來越重要。設計和使用一臺變頻調速裝置時，往往對變頻器本身因素考慮較多，而忽略一些外部因素對變頻器的影響。變頻調速裝置應用注意事項有如下幾個方面：

一、變頻器的工作環境

變頻器屬于精密的電子設備，其使用壽命和故障率與外部的工作環境有很大關系。因此，選擇其工作場所時，必須對外部環境因素加以重視，具體應從以下幾個方面考慮：

1、安裝場所應保證干燥通風。

變頻裝置安裝時，應盡可能遠離給排水或暖氣管道，預防管道發生故障或檢修時對變頻裝置發生意外的水淹或噴濺。變頻器長期運行時，要求環境溫度保持在-10-50℃，相對濕度保持在20-90%范圍。這點對于設置在地下室或相對潮濕工作場所的設備，如居民小區安裝在地下室的變頻給水裝置；食品、飲料廠的加工車間，這些地點的環境共同特點是環境濕度很大，有時還會產生蒸汽，在這種高濕度環境下使用變頻器，內部可能產生凝露，導致元件絕緣降低、性能劣化和金屬表面的銹蝕。當變頻裝置安裝在類似場所時，必須安裝排水，通風裝置，降低空氣濕度，防止凝露；如果條件允許的話，變頻器盡可能安放在條件符合要求的場所，采用異地控制。這樣既可保證正常使用，又可以防止外部環境對變頻器性能和壽命的不良影響。

2、環境中不應含有過多的粉塵，更不能有腐蝕性氣體或腐蝕性物質接觸變頻裝置。

由于變頻器的冷卻風扇換氣時會吸入粉塵，而且電子設備自身對粉塵也有較強的吸附作用，環境中粉塵含量高時，變頻器內部元件和散熱器就會被覆蓋和阻塞。粉塵的危害主要表現在兩個方面，一種是非導電性粉塵。這類粉塵的堆積，主要影響變頻器內部元件、散熱器和空氣的熱交換，使元件長期工作在超溫狀態，加速其老化甚至擊穿；二是導電性粉塵，這類粉塵危害大，會直接造成變頻器內部電路板元件之間的短路，燒灼。并且工廠粉塵大都帶有腐蝕性，長期效應表現為對內部元件和印刷電路板的腐蝕作用，引起元件間短路、斷路。這種現象在礦山冶金企業中很常見。

所以在選擇變頻器工作場所時，應該充分考慮防塵措施，并盡可能遠離高塵區，安裝的通風裝置要加過濾網，變頻器控制柜的吸風口也應該安裝過濾網。并應該定期對變頻器內部和散熱器進行人工除塵。

二、變頻器的散熱問題

變頻器是一種高效率的設備，但工作時同樣會產生能量的損耗，其損耗約占變頻器輸入總功率的4%，這些損耗的功率主要是以熱損耗形式表現出來的。如果環境溫度是40℃，變頻器的高允許工作溫度為50℃，那么變頻器自身發熱引起的溫升不能大于10℃，否則變頻器將因為超溫而報警。可見變頻器運行時，自身發熱問題應引起足夠的重視。

通常變頻器安裝在封閉的控制柜中，控制柜分為非強制通風和強制通風兩種情況，以下對兩種情況分別討論：

1、控制柜不采用強制通風

控制柜不采取強制通風時，變頻器散出的熱量經柜內空氣交換，通過控制柜表面自然散發，控制柜的表面積越大則散熱效果越好。

2、采用換氣扇進行強制通風

采用換氣扇強制換氣時，換氣扇的控制方式應選用自動控制，即在控制柜內安裝可調節的溫差式溫度開關，當柜內溫度達到上限值時接通換氣扇，經過排氣，溫度下降到下限值時斷開換氣扇，這樣既可保證柜內溫升符合要求，又避免了換氣扇的長期運轉，延長了換氣扇的使用壽命。

三、變頻器安裝接線時應注意的事項

1、變頻器內部接線時應注意防止靜電

變頻器強大的功能決定了其內部的復雜性。變頻器內部主要有兩塊高度集成的電路板，即控制板和驅動板，在這些集成電路板上包含了許多靜電敏感元件（ESD),而我們人體在許多情況下是帶有靜電的，若果直接觸摸這些靜電敏感元件，較高的靜電電壓可能導致這些元件的擊穿損壞。所以在進行變頻器內部接線或檢修時，盡可能不接觸電子線路，如果接觸不可避免，應該首先對身體進行放電；拆裝這些線路板時，還要避免線路板接觸高絕緣度材料，因為這些材料本身往往帶有更多的靜電荷。同樣的原因，拆下的線路板應該放在導電性的材料內保存,防止靜電危害。

2、變頻器內部接線時應嚴格區分各端子的電壓等級

變頻器內部控制端子按功能可劃分為數字量端子，模擬量端子，繼電器輸出端子，其中數字量端子和模擬量端子大耐受電壓一般不大于直流36V，繼電器輸出端子耐受電壓大部分為交流250V，在進行內部接線時，應嚴格防止低電壓端子接入高電壓，發生這種情況，大部分是由于接線錯誤造成的。變頻器使用前的損毀，絕大部分由此造成。所以，在一臺變頻裝置接線完成后，上電實驗前，應仔細檢查線路的連接是否正確，并且用萬用表檢查各弱電端子是否和線路中的高電壓線路導通，如果導通，說明接線存在錯誤，排除錯誤之前，無論主電路還是控制電路絕對不能上電。這是一臺新變頻柜接線完成后必須進行的工序。

3、變頻器輸出側連接接觸器的問題

幾乎所有變頻器廠家的用戶手冊中，都明確的提到了一點：變頻器的輸出側不準連接接觸器。原因是接觸器連接三相感應式電動機，如果帶負荷接通或斷開接觸器主回路，電路中會產生很高的自感電壓，可能導致變頻器逆變部分擊穿。實際使用時，對用戶而言，輸出側往往是需要或必須連接接觸器的，這樣就造成了使用和技術要求之間的矛盾。其實這個問題的關鍵不是變頻器輸出側到底有沒有接觸器，而是接觸器帶負荷通斷產生高壓的自感電動勢。如果保證接觸器無負荷通斷，就不會產生自感電壓，自然也不會對變頻器構成危害。其實做到這一點并不難，可以通過變頻器的可編程輸出繼電器檢測變頻器的工作狀態，并將此繼電器端子和外部的邏輯電路相連；啟動時接觸器吸合穩定后，變頻器再開始輸出；停止時保證變頻器輸出為零后再打開接觸器。這樣的邏輯控制，可以實現接觸器無負荷通斷，變頻器輸出端可以根據實際需要連接接觸器，滿足使用要求。

四、變頻器運行中的幾個問題

1、變頻器低頻運行時的電機散熱

普通三相異步電動機的散熱面積和冷卻風量是按工頻50Hz使用條件下設計的，當變頻器在低頻運行時，風扇風量相對減少，同時由于變頻器輸出存在高次諧波，電機的熱損耗比工頻運行時增加，這種情況下可能導致普通三相異步電機過熱。電機長時間過熱會加劇絕緣劣化，甚至絕緣擊穿。要解決上述問題，根本辦法是采用具有強制冷卻功能的變頻專用電機。如果是改造工程，不變更換電機時，可根據負載的工藝要求，在不影響正常使用的基礎上，通過限制電機的下限頻率，來保證電機冷卻風量滿足使用要求。如果采用普通電機且需要長時間低頻運行，冷卻風量又不能滿足使用要求時，則必須獨立加裝外部冷卻風機。

2、變頻器應用在平方轉矩負載時節電分析的誤差

變頻器應用在平方轉矩負載（典型設備為離心式風機和水泵）上，具有很好的節電效果，隨著國家節能減排政策的執行，大量的舊設備需要進行變頻改造。在改造前的可行性分析和改造后的節電率評估時，往往忽略改造前和改造后電動機的功率因數的變化，將改造后和改造前功率因數假設為相等，來計算節率。這種計算方法的得到的計算結果和實際值往往產生較大的偏差。這是因為風機和水泵改造前大部分使用出口調節閥控制流量，拖動電機大部分工作在欠載狀態，這時電機功率因數較低，而工作電流較大；進行變頻器改造后，電機的電流往往降低，而電機的功率因數卻是提高的，人們習慣主觀的認為電動機的功率因數不變或近似相等，而主要比較改造前后電機電流的變化，實際上這事錯誤的。電機用電量按有功功率計算：P有=√3UIcosφ，式中cos φ為功率因數，可見其取值的大小直接影響計算結果。特別是在計算改造前后的節電率時，如果人為認為功率因數相等，那么功率因數的變化將完全被忽略，由此產生的誤差是不能接受的。電動機在不同運行條件下功率因數發生變化，從而影響耗電量的變化，是一個常常被人們忽略的問題。

綜上所述，一臺變頻調速裝置要保證長期穩定的運行，不僅僅取決于變頻器自身的質量，還應該全面考慮工作環境，使用方法等外界因素對機器的影響。作為設計者或使用者，只有嚴格遵循其技術要求，掌握正確的使用方法，才能充分發揮變頻調速裝置的技術優勢，達到佳使用效果。