田旭辉
大唐保定热电厂，河北 保定 071051
摘要：电动机是现代工业生产设备的主要动力源。长期以来，高能耗、高调速、工作稳定性差等问题严重影响了工业生产。变频器的应用使电机的这些技术问题得到了较好的解决。逆变器采用微电子和变频技术。根据电机运行中对电源电压的实际需要，通过内部IGBT断开来调节输出电源的频率和电压，达到调速节能的目的。此外，逆变器还具有过流保护、过压保护、过载保护等多种保护功能，有效地保证了电机设备的高效稳定运行，从而使逆变器广泛应用于自动化工业生产设备中。恶劣的工业生产环境给变频器的使用带来了诸多不利影响，变频器的故障也导致了生产设备的故障。因此，分析变频器的常见故障，合理地安装、使用和维护变频器，对电气工程师具有十分重要的意义。
关键词：变频器；工业生产中；应用与维护
1变频器功能
1.1变频节能
为了保证生产设备运行的可靠性，水泵、风机等一般机械设备在动力传动设计和配备时都有一定的余量。当电机不能达到满负荷运行时，会产生多余的转矩，导致相应的有功功率和能耗浪费。因此，需要适当调整电机转速。传统的调速方式主要是通过调节阀门和进口挡板的开度来实现的。这种调节的输入功率比较大，阀门和挡板在关断过程中会造成大量的能耗。变频器可以根据流量的变化，通过产生可变的电压和频率，及时调整风机或水泵的转速，以满足不同负荷使用下的转速最优控制，降低启动电流，达到变频节能的效果。
1.2减少线路无功损耗
无功功率不仅降低了功率因数和有功功率，而且导致线路中大量电能的损耗，造成电能的浪费和设备效率的降低。此外，无功功率还会导致设备和线路发热，增加线损，降低设备的使用寿命。因此，要提高能源利用效率，必须尽量降低无功损耗。逆变器通过内部滤波电容的作用，降低无功损耗，提高电网的有功功率，从而实现功率因数补偿和节能的功能。
2变频器在工业生产中的应用
2.1变频器在工业水泵中的应用
在企业生产中，由于工艺设计对工业用水的需求，水泵成为工业生产中不可缺少的设备。泵的功耗也在增加。水泵是否稳定节能已成为企业降低成本、提高效率的又一途径。水泵早期配套启动设备采用自耦降压启动柜。由于自耦降压启动柜的特点，启动过程中电流过大，启动时间长，容易烧毁自耦变压器和电动机，影响行业的正常生产。因此，需要对水泵启动的电控设备进行技术升级改造。
由于工业生活用水的需要，泵站增加了第二水源取水口，距离原水泵值班室3公里多，操作人员无法在控制室控制水泵的启动。为满足生产生活用水的需要，加强变频器的实际应用效果，迫切需要对泵站进行自动化改造。考虑到控制系统技术经济实用的原则，结合实际情况，采用西门子S7-200系列小型PLC和昆仑通tpc7062触摸屏实现了水泵启停的远程控制方案。操作人员可通过操作触摸屏直接设置变频器的工作频率、启停时间和泵的周期。根据生产工艺要求，及时降低变频器运行频率，优化运行参数，合理选择启停泵时间，避免峰谷填谷，进一步提高节能效果。
2.2 变频器在高压风机中的应用
变频器以其优良的起动和调速性能在工业生产中得到了广泛的应用。我厂区吸风、送风机需要根据机组负荷出力进行调速运行，根据不同负荷、不同压力，通过远方DCS调整风机转速，以达到最佳的烟尘回收效果，提高生产效率。如果转速过快，降严重浪费资源，使厂用电率提高，造成能源浪费。采用变频器的节能原理是，电压等效压力，电流等效流量，内阻等效官网的阻力，变频器可以根据负载变化的需求提供更小的电流。通过变频器不仅节约了系统的损耗，同时提高了效率。
同时如果直接启动电机，对电网和机械设备影响明显。并且在备自投切换时，厂用电电压瞬时或短时降低，同样会有造成造成电机停运的风险，变频器的应用杜绝了这一现象的发生。我厂采用的东方日立系列高压变频器的最佳方案，实现了风机的软启动，保证了实际生产中生产的稳定正常运行，产生了实际应用效益。
3变频器检修
3.1外部逆变器引起的故障
3.1.1逆变器的工作环境
由于逆变器是由精密电子元件组成的，其工作环境将直接影响到逆变器的安全性和可靠性。如果工作环境温度过高，将直接缩短电子元器件的使用寿命和工作可靠性；外部冲击和振动会对逆变器内部电子元件造成机械损伤；环境中的湿气、腐蚀性气体和粉尘会导致电子元器件腐蚀、接触不良和绝缘性能退化，导致短路和变频器故障；如果工作环境中存在电磁干扰，会干扰变频器的控制系统，导致不正常运行或停机；在变频器供电系统中，如果有直接起动电机或电磁炉等设备，会影响变频器供电系统；雷电和感应雷形成的冲击电压会对逆变器造成一定的损失，应采取防雷措施。
3.1.2变频器的外部操作和维护
为了保证逆变器运行的安全性和可靠性，有必要对其工作环境采取各种预防措施。为了避免工作环境的高温，逆变器应避免阳光直射，并可安装散热装置降温；为防止振动和冲击，应选择振动或冲击较小的位置，并采用橡胶等减震措施；及时检测和调整作业环境湿度，加强日常清洁工作，减少粉尘，控制柜做好防腐处理，采用封闭式结构；为了减少电磁干扰，可采用屏蔽线电路，安装抗干扰装置，缩短控制电路的接线距离，单独使用接地端子；对于直接起动的设备，应与变频器供电系统分开，以减少影响。
3.2变频器内部故障
3.2.1内因故障类型
变频器内部故障主要由过载、过流和参数设置不当引起。电源电压低、加速时间短、制动量过大可能导致变频器过载，导致变频器故障的发生；由于机械卡涩会导致过载，造成过流故障；如果逆变器的运行参数设置不当，将对逆变器的启动、运行、控制等方面产生影响。逆变器的内部故障基本上是由于设置不当或控制不严造成的，这将对逆变器的正常运行产生不利影响。
3.2.2变频器内部故障的操作和维护
为了保证逆变器的正常运行，必须防止发生过载、过流、过压、欠压、参数设置不当等故障现象。对于过载故障，加强机械维护，经常检查电源电压，保持电压在逆变器额定电压范围内；对于过流故障，应及时检查逆变器与电机的连接线及各部件的运行情况，防止过流故障的发生；在逆变器的生产和调试过程中，默认参数将设置为出厂值。但在实际使用过程中，为了满足实际生产要求，面板参数会进行重新调整。专业人员必须根据生产要求正确设置参数，保证变频器的正常运行。
结语
随着工业电气自动化的发展，变频器广泛应用于现代电气设备中，对保证电气设备的高效稳定运行起着不可替代的作用。在日常工作中，要不断分析总结变频器的常见故障及原因，并采取必要的维护措施，使变频器长期稳定工作，保证电气设备的正常运行。
参考文献
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[2] 候振霞.变频器的应用维护保养及故障处理[DB/OL].豆丁网http://www.xzbu.com/8/view-6398838.htm.2018.
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