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談談風機水泵變頻器的選型及應用

　　摘要：隨著電子科技的迅猛發(fā)展，變頻器應用越來越廣闊。鐵法能源公司水暖廠都對老、舊、雜的機電設(shè)備逐步進行改造，變頻器的應用已經(jīng)基本普及，以供暖車間換熱站為例，補水泵、循環(huán)泵都已實現(xiàn)變頻控制，在變頻器的應用中，由于對變頻器的應用與維護不當，往往會引起變頻器不能正常運行。甚至可能導致變頻器和機電設(shè)備出現(xiàn)故障，從而導致影響供暖、供熱效果，給單位和取暖個人帶來不必要麻煩。從對變頻器工作原理入手，以生產(chǎn)實際需求為出發(fā)點，通過系統(tǒng)運行外觀現(xiàn)象分析完成參數(shù)正確設(shè)置，并根據(jù)運行中的異?，F(xiàn)象積累了一些很有價值的故障排除經(jīng)驗，值得借鑒，具有很高的技術(shù)指導價值。
　　關(guān)鍵詞：供暖補水變頻器應用故障診
　　1 風機水泵變頻器的選型
　　所謂的變頻器選型也就是選擇變頻器的型號和安裝單位完成對變頻器控制的設(shè)計，同樣的變頻器主機，不同的控制設(shè)計，就有不同的工作效果。2000年水暖廠十號換熱站選用了沈陽住友公司的變頻器補水裝置，他們采用了SAMCO-VM05變頻器，面操器是DHC-2000系列微機供水控制器，電動機型號為Y160L-2，功率為18.5KW、額定電壓380V、額定電流35.5A，該設(shè)備運行中是由供暖管網(wǎng)壓力反饋到遠傳壓力表上的機械應力轉(zhuǎn)變成電信號，遠傳壓力表由DHC-2000面操器提供直流電壓（0-5v），遠傳壓力表上可變電阻靠壓力變化產(chǎn)生的機械應力來改變電流變化大小，信號輸入面操器的微機與整定壓力進行比較，比較后的電信號傳輸至變頻器控制電動機的轉(zhuǎn)速，進而將壓力控制在所設(shè)定的壓力范圍內(nèi)。沈陽住友公司安裝的DHC-2000系列微機供水控制器優(yōu)點是，補水壓力平穩(wěn)，對管網(wǎng)無沖擊力，電動機可實現(xiàn)壓力跟蹤無級調(diào)速，這個控制器最大的特點是超壓自動停車，保證供暖系統(tǒng)不受超壓威脅，原理如圖1。
　　2001年水暖廠九號換熱站安裝了變頻補水裝置，為三墾SAMCO-VM05型變頻器，安裝廠家大連四方自控有限公司采用WP-D80PID型面板操作器調(diào)節(jié)器控制，同樣控制相同型號的補水泵電機，運行狀態(tài)與性能明顯差于沈陽住友公司安裝的變頻補水裝置。
　　大連四方工程有限公司的變頻補水裝置，運行中壓力反映速度慢，經(jīng)常出現(xiàn)瞬間超壓，并且沒有超壓保護，非常影響系統(tǒng)的整體運行性能，其原理如圖1、2，因此變頻補水裝置選型非常重要，它對供暖系統(tǒng)的安全運行起著至關(guān)重要的作用。
　　2 風機水泵變頻器的應用
　　為適應供暖系統(tǒng)的實際運行狀況，我們對變頻器有些參數(shù)根據(jù)生產(chǎn)實際作了合理修正，使變頻器工作在接近我們生產(chǎn)實際的理想狀態(tài)。
　　2.1 上限頻率的調(diào)整
　　由于我們使用的電動機不是與變頻器配套的電動機，在運轉(zhuǎn)過程中如果全頻50Hz運轉(zhuǎn)，電動機的運行聲音異常，對電動機的使用壽命有所損傷。對于三懇SAMCO-VM05變頻器，輸入編碼cd006即可改變所需要的頻率，當把頻率限制在45Hz時，電動機的聲音趨于正常，電動機的使用壽命也會延長。
　　2.2 偏置頻率的調(diào)整
　　水暖廠新九號換熱站投入運行時，屢次出現(xiàn)電動機還未啟動變頻器，在開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中就出現(xiàn)過載現(xiàn)象，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)出廠時將偏置頻率設(shè)定為2Hz，變頻器在接到運行指令但未給出調(diào)頻信號之前，受控電動機將一直接收2Hz的低頻運行指令無法啟動，經(jīng)測定該電動機處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，堵轉(zhuǎn)電流經(jīng)達到120A，約為電動機額定電流的4倍，變頻器過載保護動作屬于正常，改變配置時，輸入編碼cd054顯示屏上出現(xiàn)2Hz，將其改為0Hz時，電動機可正常啟動。
　　2.3 加減速時間設(shè)定
　　水暖廠新九號換熱站變頻補水裝置反映速度特別慢，也就是電動機加速時間和減速時間慢，有時實際壓力已超過設(shè)定0.05MP，才開始減速，這樣會造成功能系統(tǒng)超壓，所以必須改變變頻器的反映速度，原設(shè)定cd018=50，cd019=5秒，加速斜率被設(shè)定為10Hz/秒?，F(xiàn)改為cd018=50，cd019=5秒，減速也如此改動，使變頻器反映速度加快，增加了系統(tǒng)運行的靈敏性。
　　3 故障診斷
　　變頻器擁有較強的故障自診斷功能，對變頻器內(nèi)部整流、逆變部分、CPU及外圍通訊與電動機等故障進行保護，變頻器在保護跳閘復位前，將一直顯示故障代碼，根據(jù)故障代碼確定故障原因，可縮小故障查找范圍，大大的減少故障查找時間。
　　3.1 外部故障查找與排除
　　水暖廠供暖換熱站新、老九號站均由大連四方自控工程有限公司安裝變頻補水裝置，每年維修人員對變頻器進行清掃除塵兩次，用吹風機進行內(nèi)部和外部除塵清掃，一次老九號站變頻器清掃后，試運行時變頻器顯示0Hz故障，經(jīng)查閱資料得知為外部故障引起的無輸入指令造成的，檢查發(fā)現(xiàn)接線端子DCM1松脫所致，該DCM1端子是變頻器的啟動開關(guān)接線端子，連接擰緊后變頻器工作正常。
　　3.2 過電流故障查找與排除
　　新、老九號換熱站變頻器在運行中，經(jīng)常出現(xiàn)自停車，顯示器上顯示OCA，經(jīng)查明是運行中過電流，多方查找故障原因發(fā)現(xiàn)過流保護繼電器動作，復位后變頻器恢復正常，然而此后仍然多次出現(xiàn)此問題，經(jīng)深入檢查發(fā)現(xiàn)是過流繼電器電流值調(diào)節(jié)過小所致，因為電動機的額定電流新九號站是30A、老九號站是35.5A。將該繼電器調(diào)到38A時，以后沒再出現(xiàn)此故障。我們知道，采用多泵并聯(lián)只能實現(xiàn)分階段變流量調(diào)節(jié)，沒有完全解決能量浪費的問題，最節(jié)能的運行方式是采用變流量系統(tǒng)，變頻調(diào)速水泵是實現(xiàn)變流量的理想方式。由于變頻泵，其余的是工頻泵。當系統(tǒng)流量由零開始增加時，變頻泵啟動，轉(zhuǎn)速隨流量繼續(xù)增加，則某一臺工頻泵啟動并在額定狀況下運行，變頻泵負擔流量減少，又轉(zhuǎn)入變頻運行狀態(tài)。如此，便可以實現(xiàn)流量的無級調(diào)節(jié)，同時變頻器容量最小，造價最低。而實際上，由圖2可以看出，當水泵轉(zhuǎn)速低至一定值，水泵性能曲線在A-A以下，它是無法和以額定轉(zhuǎn)速n1運行的工頻泵并聯(lián)運行的，因為此時工頻泵的揚程H1大于變頻泵的揚程H2，這時有工頻泵超負荷工作，變頻泵發(fā)生空轉(zhuǎn)，不輸出流體，在那兒空耗能量，如果兩泵的揚程差相差很大，甚至有可能燒壞電機，這就是“大吃小”現(xiàn)象。
　　3.3 輸出缺相故障查找與排除
　　2008年新九號站補水泵運行時，變頻器經(jīng)常出現(xiàn)OPEN的顯示，經(jīng)查說明書為輸出缺相，我們對電動機及電纜進行了測試，都未發(fā)現(xiàn)問題。在2009年夏季檢修時對補水泵負載電纜絕緣進行測試時，發(fā)現(xiàn)電纜各線對地絕緣均為0.3M%R，絕緣值遠遠低于安全界限，經(jīng)請示批準更換，更換后OPEN故障排除，原因是電纜中間存在接頭，由于電纜防水做的不好，引起潮濕，運行中發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象，造成電纜虛斷。
　　4 結(jié)束語
　　變頻器的應用越來越廣泛，對于變頻器的應用與維護要求越來越高，作為變頻器維修人員，不光要會使用變頻器，還應會查找故障，能處理的故障要自己處理。所以要求維修人員要不斷地學習有關(guān)變頻器及PLC的新知識，以適應于當前電子科技發(fā)展的需要。
　　參考文獻：
　　[1]曾允文.變頻調(diào)速技術(shù)基礎(chǔ)教程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009.
　　[2]《SANKEN通用型變頻器SAmco—vm05》說明書[S].2009.12.

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