通用变频器在工业设备应用中的问题及对策 吴飞

通用变频器在工业设备应用中的问题及对策吴飞

摘要：随着计算机技术和电子技术的发展，通用变频器也得到了广泛的应用。

交流电动机自问世以来，以其超强的优势，在工业和生活中很快取代了直流电动机。交流电动机的结构简单、设备坚固耐用、无需进行换向设置，可以适用于各

种工作环境。所以，在工业设备中，以通用变频器为核心的调速系统也得到了广

泛的应用。本文对通用变频器在工业设备应用中的问题及对策进行分析，以供参考。

关键词：变频器；问题；对策

引言

变频器的应用十分广泛，按电压等级可以分低压变频器和中高压变频，各行

业应用的目的和需求都有差异，但是无论哪一种变频器，在实际应用中都会出现

被干扰的问题。这些干扰问题有时会直接造成硬件损伤，有时也会导致变频器系

统运行失控、控制失灵导致设备出现故障。提高变频器的抗干扰能力已经成为变

频器应用中的重要内容。

1变频器介绍

该变频器(输入电压10kV，输入电流182A，输出电压6kV，输出电流200A)是

美国罗宾康公司设计制造的脉宽调制变频器系列，通过改变电机工作电源频率方

式来控制交流电动机的电力控制设备。主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直

流变交流)、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器通过切断内部电源设备IGBT来调整输出电源的电压和频率，并根据电动机的实际需要提供所需的电源电压，从而节约能源、调节速度、过电流和过载保护。高压变频器，每相6个电

源装置共18个。每个功率单元的控制通过主控系统和每个功率单元的控制(驱动板)通过光纤通信，提供纯输入特性，提供高功率因数，并提供几乎完整的正弦波输出。

2变频器调速系统特点

变频调速系统采用变频调速技术和可编程控制（PLC）技术，真正实现了变频器在位势能负载上的应用，取代了传统的电机转子调阻调速系统。该系统电控线

路由变频器和PLC及电源进线开关、线路接触器、辅助开关、辅助继电器等外围

电气器件组成。PLC（可编程逻辑控制器）根据系统设定和检测参数控制启动、

制动、停止、可逆运转及调速运行，顺利运行，提高工作效率，改善过载工作，

消除启动和制动时的冲击，减少电气维护工作负载，降低功耗，提高功率因数，

同时系统还能实现电涌、过电压、低压和输入相位保护，以及逆变器过热、过载、超速、制动装置过热、I/O错误保护和电动机故障保护。

3通用变频器应用中出现的问题

3.1电磁干扰

在工业生产中，电子设备比较多，分布也比较密集，这些电子设备在运行中

会和变频器互相干扰，包括两个方面，一是外部组件对变频器造成的电磁干扰，

二是变频器对外部组件造成的电磁干扰。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

谐波会对这同一区域电网的电子设备造成干扰，变频器的电源受到来自其他设备

的谐波噪音的干扰后，可能会影响正常的工作状态。另外变频器设备相对于整个

局域电网来说也是非线性负载，因此对其他的组件也会造成一定的谐波干扰。另外，变频器的逆变频大都采用PWM技术，当变频器工作在开关模式并且处于高

速的切换时，会产生大量耦合性噪音。从这种情况来考虑，变频器在进行工作时，会对周围的电气设备产生电磁干扰。变频器与周围设备之间的电磁干扰，会导致

变频器相关组件的工作状态不佳，严重的会影响设备的正常运转，对设备的正常

寿命造成损耗，也是工业生产设备的隐患。

3.2电磁辐射

电磁波辐射也称为空中辐射，以电磁波的方式发射空中主要是高频率谐波的

传播方式。由于变频器不在完全封闭的金属空间之间，因此当变频器的金属外壳

有间隙或孔洞的大小与电磁波的波长接近时，就会形成对周围辐射的干扰辐射。

辐射场中的金属物体也能形成二次辐射。同样，变频器外部的电磁辐射也会干扰

变频器的正常运行。电磁辐射是变频器干扰信号传播的主要方法。

4变频器在设备应用中对策

4.1进行干扰屏蔽

在变频器使用的过程中，其他组件的电磁波会以变频器的控制电缆为途径进入。上述介绍的内容都是通过设备间的电磁干扰，如果将变频器整体完全封闭在

一个金属壳内，是完全可以把外界的辐射干扰降低到最小值的。而如果电磁干扰

从电缆的一侧进入，则必须在电缆侧采取一定的抗干扰措施。比如，变频器的模

拟量控制线缆、通讯线缆均使用双绞屏蔽线，动力输出电缆采用变频器专用屏蔽

电缆并且不能与其他控制电缆近距离平行铺设。靠近变频器一侧必须可靠接地。

这样才能有效地降低变频器与其他电气设备之间的电磁干扰，保证变频器和其他

电气设备的良好运行。

4.2干扰隔离

对变频器进行干扰隔离就是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使它们之间不发生电的联系。这样就能有效的把干扰隔离开。在实际的干扰隔离

操作中，通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以隔离干扰。电源干扰隔离可使用噪声隔离变压器，对变频器进行干扰隔离操作可以有效地提

高变频器的抗干扰能力。

4.3电缆布线

将易产生干扰的电缆和对干扰敏感的电缆分开布线，相距越远越好。电源电

缆与信号电缆之间的距离应大于20cm。在接地电位附近布设电缆，以提高抗干

扰能力。为避免出现更多的耦合处，将长电缆截短，或将其敷设在不易受干扰之处。

4.4I/O连接

对其他机柜、设备部件和I/O设备进行接地时，应使用尽可能大截面的低阻

抗电缆，电缆横截面至少为16mm2。在机柜一侧将不使用的电缆接地。尽可能加大电源电缆和信号电缆的距离，至少应为20cm。

4.5优化故障解决办法

在完成以上的检查工作，该变频器只是电流计算方面出现故障，系统及主要

的硬件并没出现较大问题，可尝试从修改系统参数着手。查找变频器的参数设置

说明，“输出电流比例”能修改检测电流数据比例的项目，其默认值是“1”，设置范围:0.000000～2.000000。通过这个值的设置，有可能把检测的输出电流值恢复到

正常显示。经过在对该变频器反复多次的速度的升降，并使用钳形电流表对输出

端实测电流作对比，得出设置值为“0.74”。在修改该参数后，再次调节变频器的

转速，显示的电流与实际测量的电流基本相符。

结束语