浅谈变频器在现代工业生产中的应用

浅谈变频器在现代工业生产中的应用

袁均 吴世方 侯亭如

贵州中烟工业有限责任公司遵义卷烟厂 贵州省遵义市 563000

摘要：变频器，是变频节能和提高设备稳定性、使用时长的代名词，是一种利用改变电机设备运行时的电源频率来控制交流电动机的电力控制设备。我国工业水平的不断发展对工业生产技术和设备的要求日益提高，因此变频器的普遍应用顺应了自动化控制技术和建设资源节约型社会的时代背景。本文先介绍了变频器的出现和作用，再从另外角度分析了目前变频器出现的问题和维护，对变频器的发展前景进行了研究阐述。

关键词：变频器；工业生产；生产应用；维护

现代工业生产设备的工作动力主要来源于电动机，但是电动机的消耗率高、调速率高、稳定性差等诸多缺点随着工业生产的发展油然而生、不可忽视，造成了生产过程中较大的影响。变频器的出现和应用解决了这些技术性困难，通过微电子技术和变频技术对运行中的电机调整输出所对应实际需要的电源频率和电压，既能实现调速，又能做到节能。

工业变频器也拥有着过流、过压、过载等保护型功能，对电机设备运行的稳定性起到了有效的保证作用，也因此水到渠成地得到了广泛的应用。变频器在我国现代工业生产中的应用标志着我国工业自动化控制水平的提升。

1. 工业变频器的出现

现代科学家不遗余力地探索加工技术矩阵。变频器在工业生产中的应用和最新科技手段的研究有利于当代工业生产和应用的技术创新。目前，许多国际知名品牌企业都在研究产业技术投资者。

矩阵工业变频器由电力半导体构成，相应原理推理出：变频器将开关秩序井然有序的分裂，然后连接三相电机，三相电机是输入原理，而变频器相反的进行输出电压的原理，任何杂散的电流都能被变频器吸收提供清净输出电压。换言之，矩阵变频器可以利用三相电压来控制输出电流和输入电流的比值，在运行中取得了良好的效果。因此，变频器能够成为全球关注的热点话题同时投入不可枚举的人力和成本去研究也是时代发展的必然。

2. 变频器的组成和基本工作原理

变频器主要由四个部分构造组成，分别为整流单元、高容量电容、逆变器和控制器，每个部分各尽其职协同一致调节控制交流电。变频器调节是一个交流变直流再变交流的循环过程，但最后的交流是有区别于没有转变前的交流的。首先，整流单元用整流器将工频电源变化转换为直流电源；紧接着是，高容量电容存储转换调节后的电能；其次再是，逆变器又将直流电转变成频率不同、幅度有别、宽度则是多样的方波，换句话说就是重新将直流电转为交流功率；最后就是，控制器叠加整合输出方波，从而转化出近似正弦波的交流电。以上是整个变频器在工业生产中应用时的工作原理。

3. 变频器在现代工业中的作用

1. 变频器在工业生产节能中的应用

变频器的重要作用是降低机械设备的能耗，提高机械设备的效率。部分机械设备为保证设备运行的可靠性，在设计阶段时设计师都会预先为动力驱动留有一定富余的备用量。变频器能根据流量的变化产生电压和频率的变化，调整档位使电机在不同负载条件下自动调整，降低能耗，一举两得，达到更好的节能效果。

2. 降低线路无功功率损耗

无功功率也就是增加线路损耗、降低设备寿命的作业，消耗能源的占比在工业生产中很大。而变频器的出现相反的提供增加有功功率，提高供电效率、降低损耗。相对于传统生产，变频器有的放矢的增加有功功率相当于一举两得地高效工作，节省了设备维修和能源消耗的成本。

3. 实现电机设备的软启动

当电动机启动时，它产生数倍的电流。大电流、大振动会对设备、管道、线路等造成严重损坏，严重影响和大肆缩短电机的使用寿命。如果变频器启动时数据是从零开始，就不会以后这样的损耗，所以它恰好拥有软启动功能，降低电流冲击、控制电流在额定电流范围内，这样的软启动方式无疑更是达到了节省维护费用的作用。

4. 变频器在工业生产中的保护功能

变频器对电机设备的保护作用主要分别包括两类，一是修正保护，二是停止保护。

1. 修正保护：在察觉检测到异常状态下，变频器能够自动进行智能异常修正工作，如防止再生过电压停滞等。

2. 停止保护：当检测到异常状态时，功率半导体器件的控制信号自动锁定，及时停止电机。

4. 变频器使用中的常见故障和维护措施

4.1  变频器外部引起的故障

1. 变频器的工作环境

变频器由精密电子元件组成，工作环境的高温直接影响到逆变器的安全性和可靠性，从而直接降低了变频器的寿命和可靠性。由于体积大、感应雷电产生的冲击电压，电子电池可能会在变频器中造成一定的损耗，因此必须采取防雷措施消除此类危害。

2. 变频器外部运行维护

为了避免工作环境中的高温，变频器应避免阳光直射，并安装散热装置以降低功耗温度匹配，为了减少电磁干扰，可采用屏蔽线电路，安装抗干扰装置，减少控制电路、接地端子等的连接距离；减少电源故障对变频器和控制电路外部的影响。采用瞬时停止补偿可以避免过流效应，提高运行效率，维持供电。

4.2  变频器内部故障

1. 内部原因故障类型

变频器的内部故障包括过载、过流和para配置不当。电源电压低、加速时间短、制动过大，导致变频器过载，导致变频器故障；机械电阻过载，导致过流故障；变频器运行参数配置不当，可能损坏启动，变频器就需要操作和维护；变频器内部故障主要是由于配置不当或故障，控制不当会对变频器的正常运行产生不利影响。

2. 变频器内部故障运行维护

为了保证变频器的正常运行，必须加强对变频器的过载、过流、过压、欠压保护，以及对变频器的保护。当发生过载故障时，应加强机器的维护保养，检查变频器的供电电压，使电压保持在变频器的额定电压范围内。当出现过流故障时，应及时检查变频器与电机的连接电路，检查各部件的工作状态；在生产调试过程中，默认参数设置为出厂值，但为了满足实际生产需要，需要根据生产需要调整面板参数。专业人员应正确设置生产需求参数，保证变频器的正常运行。

5. 结语

在变频器的日常使用和维护过程中，要注意检查电网行业的方方面面，全面提高变频器的性能；变频器长期运行中产生的各种内部粉尘必须及时清除；通过设备管理，尽量防止变频器故障，降低故障率；及时记录变频器故障，以便下次使用时排除故障。

工业电气自动化发展在飞速的进行，如今变频器已经是保证电气设备稳定高效运行那个无法替代的部分，人们将变频器应用到了日常各大现代电气设备中，也需要注意到变频器出现的问题，事物的发展提高需要人们不断地发现问题并且解决，只有更好地维护变频器，才能使它的应用更加长效、高效。

参考文献：

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[5]王永俊.变频器的维护及检修[J].设备管理与维修，2006(3)：20-21.

作者简介：袁均（1974-09），男，汉族，籍贯：贵州省遵义市，当前职务：电气修理工 安全员，当前职称：助理工程师，学历：大专