变频器电气干扰原因及预防措施探讨

变频器电气干扰原因及预防措施探讨

李昌隆

广西中烟工业有限责任公司-柳州卷烟厂广西柳州545005

摘要：在电力系统中，变频器是一个重要功能设备。因此，基于此，本文首先从概念以及功能等方面对变频器进行了简单介绍，其次从电磁噪声干扰、高次谐波干扰以及外部电气干扰等方面对变频器干扰原因进行了详细探讨，并在此基础上提出了几点预防干扰的措施，希望可以为变频器的应用以及我国的工业发展提供一些帮助。

关键词：变频器；电器干扰；原因分析；预防措施

引言

变频器是变频技术的重要核心，其是经由对供电频率的转换，以达成电动机运转速度的自动调节，进而实现节能减排的目的。并且，变频器还有助于减少电力线路电压波动，在零频零压时有序启动，如此一来，可有效消除电压下降，充分发挥优势，解决因为电网电压不稳而影响电气设备运行的问题。变频器在实际运行时往往会引发各式各样的故障，在处理这些常见故障时首先要明确故障引发原因，然后有针对性地采取有效的维修对策，以确保变频器的有序运行。

1.变频器的工作原理

变频器是变频技术与微电子技术的完美结合。电力系统中，变频器是通过电力半导体器件的通断作用改变输入电源的频率以获取电满足电力所需要的输出电源。为了适应工业生产的需要，人们利用变频器改变输入的工业电源的频率改变电机的输入电源，实现电机的软启动，变频调速，调节功率因数，提高运转精度，以此达到调节电机的目的。电力工业系统中常用的变频器有交-交变频及交-直-交变频，而交-直-交变频较为常用。交流变频调速技术是强弱电混合、机电一体的综合性技术。其电路主要包括主电路、控制电路、保护电路及操作显示电路，其技术主要分成主回路和控制系统两大部分，通常分为四个主体部分：整流器、高容量储能电容、逆变器和控制器。整流器的作用是将固定工作频率的三相交流电转化为直流电，主要有晶体二极管构成不可控全波整流桥或晶闸管构成的可控全波整流桥的低压整流电路。直流部分主要用作滤波、储能、均压以及吸收多余能量，因为输出的直流电源为脉冲的直流电压，必须经过滤波。直流部分元件要防止用作吸收直-交环节的过流及过压的不利能量的滤波和电解的高容量储能电容不被烧坏。逆变环节又称为负载侧变流部分，主要用作直流到交流的转换环节，逆变器的工作原理是先通过大功率晶体管阵列构成电子开关获取不同频率、宽度、幅度的方波直流电源，然后通过电子元件构成逆变回路获取频率和电压都可调的交流电源。

2.变频器电气干扰原因及常见故障

2.1过压故障

变频器过压故障是指变频器中间电路直流电压超过电压极限值。通常而言，引发该种故障可能与雷雨天气有关，在雷电的影响下，使得变频器电压过高而停止运行，此时维修人员仅需短暂时间后再接通变频器电源即可。由于雷电是一瞬间的，因而雷雨天气对变频器的影响同样是短暂的。除去受雷雨天气影响外，变频器在驱动大惯性负载过程中，同样会引发过压故障，此时维修人员需要对变频器减速时间参数予以延长处理，继而便可实现对过压故障的有效排除。

2.2过电流故障

变频器过电流故障是指输入变频器难以承受的电流，进而使得变频器难以运行，通常而言，倘若电流在变频器承受电流1/5以上时，便会引发停机问题。引发过电流故障时，维修人员第一步要对变频器予以拆解处理，检测传感器损坏与否，倘若没有损坏，对变频器进行重新启动即可；倘若变频器损伤，则应当进行更换。

2.3快熔断故障

受变频器输出端短路或主控板误触发等因素影响，使得变频器IGBT损坏、快速熔断器损坏，进而引发快熔断故障。这种这一故障，维修人员可运用万用表检测变频器输入输出及P+/N，倘若检测结果显示IGBT损坏而整流模块正常，则可能是快速熔断损坏，通过更换快速熔断器仅可排除变频器故障。

2.4短路故障

变频器短路故障指的是因为变频器内部器件短路而引发的故障。针对该种故障，第一步要对变频器内部电路进行检测，倘若存在短路问题，可能是功率模块引发故障，从而对变频器驱动电路造成不利影响，针对该种情况，维修人员仅需对功率模块修复驱动电路予以更换，便可实现对故障的有效排除，使变频器恢复正常运行。

2.5过载故障

变频器过载故障指的是变频器运行电流超过额定值而引发的故障。在电网电压不足、加速时间短等原因影响下，极易引发变频器过载或者电机设备过载。通常而言，倘若加速时间不足，维修人员可一定程度延长加速时间；倘若负载过重，维修人员可更换更大功率的变频器及电机；另外，还应当防止在电网电压不足时运用变频器，适时对负载变频器开展检修，开展润滑维护，保证变频器的有序运行。

3.预防措施

正常情况下变频器有一个正常工作的电压范围，因此通常情况下电源输入侧不会引起过压。雷电产生会产生强大的电压冲击引起过电压。雷电产生的情况不可避免，但其发生概率相对较小。因此，变频器在使用过程中产生的过电压主要是考虑由负载侧引起的再生过电压。综上所述，过电压故障的防护处理总体上就是在确保电源电压在变频器的正常运转电压范围内，进行定期检修，时检查变频器频器的减速时间是否设置正确，若发现设置过短，应根据反复调试适当延长减速时间。防治的处理措施就是要将过多的再生电能耗散掉，常用的有如下方法：（1）耗能装置。a.在电源输入侧加设耗能装置，消耗对电路系统不利的过电压。对于电源输入侧，如果有雷电引起的过电压、冲击过电压，有补偿电容的电路在开关启、闭时产生的过电压现象，可以在电源输入侧并联耗能装置或串联电阻抗元件以此抑制过电压的发生。b.增加泄放电阻。变频器内部直流回路一般都装有控制单元和泄放电阻，释放中间直流回路上的多余电能。c.在直流回路上给原有电容并联储能电容。电容可以通过充放电达到稳定电压的目的，以此提高回路承受过电压的能力。同时，适度加大回路的电容并更换容量耗损明显的电容器。d.在变频器的直流回路中并联制动电阻，并定期检查直流母线上的电压，并根据实际需要设置合理的阈值来控制功率管的通、断。功率管的工作原理是当直流母线上的电压上升到设定的阈值时，功率管就会接通，并将再生能量释放到制动电阻上，制动电阻放热将不利的过电压耗散掉，以此达到避免直流电压增大。同时，因为能量在制动电阻上耗散，因此不会导致电机严重发热。总体防治原则就是在条件允许的情况下适当降低工频电源电压。对没有特定工艺限制的负载减速，要合理设置变频器减速时间参数，不宜设置过短。

4.结束语

总而言之，伴随电力行业的不断发展，变频设备在诸多行业领域得到广泛应用。因而，对变频器的维修维护提出了越来越严苛的要求，维修人员应当不断提高自身的变频器维修技能水平。日常维修工作是提高变频器使用寿命的一大保障，务必要提高对变频器维修工作的有效重视。维修人员要不断加强自我学习，娴熟掌握变频器维修相关的专业知识，切实加强对变频器维修管理，保证变频器的有序运行，使变频器充分发挥节能降耗的优势。

参考文献：

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