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洁净厂房变频器的选择及故障分析 ■朱亚东
[确要】本文主要讲述了变频器的工作原理，同时对在洁净厂房项目中如何选择合适的变频器进行了分析，提出了
在具体项目中对变频器故障间题的分析和解决方法。[关键词]变频器选择敬障缺相干扰
随着科技技术的不断进步，工业生产中大规模智能化的生产已经是大势所趋，同时从能源的高效利用和节能的角度出发，既能提高设备的效率又能节省能源，变频器就在这样的环境下发挥着越来题大的不可或缺的作用。
首先介绍变频器的基本工作原理，变频器主要是通过电子技术和控制技术结合的实现的，利用设备内部的IGBT的开关通断米调整输出的电压和频率，以适应设备的需要，我们常见的有交流-交流变频器，这是通过元器件直接把AC电源变成频率和电压都可变的AC电源。有交流-直流-交流变频器，这是工作频率的AC电源通过整流器变成DC电源，再由逆变器调整为需要的频率和电压的AC电源，由此可见，变频器的主要的工作功能区城设备是整流单元、高容量电容、变器。同时附带相应的控制区域，而控制区域则是由单片机、驱动电路和光电隔离电缆组成，目前市场上绝大部分的通用型变频器就是交流-直流-交流的形式，主电路原理图如图1 所示。
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图1交流-直流-交流变频器主电露原理图
我们知道现在市场上的变频器产品种类丰高，在选择变频器时，我们除了要满足基本要求，比如生产设备运行的形式和参数、负载力矩、调速参数、电源要求、控制方式的特点来合理的选择变频器，网时我们也要考虑在实际应用的场合和具体要求。我们知道变频器在洁净厂房中主要使用在：空调系统，比如空调箱AHU/NAU，一次/二次冷冻水，一次/二次冷却水，冷却塔风扇：工艺，比如纯水，废水，废气：制程（PCW)；如在过滤器的控制中我们主要是利用变频器拖动风机，用变频器来调节风机的速度，在对洁净室压力、温度、湿度的控制中，我们主要利用变频器控制新风机，按照洁净室的实际情况调节新风机的运行速度和进风量，同样在对回风机我们也用变频器进行控制，严格控制回风量和回风速度，在对一次泵或二次泵系统的控制，我们主要利用变频器控制冷冻水系运行频率，以满足最不利回水的水量要求，也需要根据进出的水温差或出水温度控制冷却水泵的运行频率，以此来匹配制冷
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机组冷凝负荷变化。从上可见，洁净厂房对于变频器的需求十分广泛，在不同设备上对变频器应用的侧重点也不近相同，这就要求我们只有充分熟悉和了解生产工艺的流程雷要，才能准确的选出合适的变频器。
以上提到的这些洁净厂房的这些工艺流程，说明洁净厂房对HVAC，风机，水泵等设备的依赖性十分大，更直接的体现在对控制这些设备的变频器的要求更高，变频器险了能应对一般情况的要求外，还要能满足在洁净厂房中的特殊环境的应用，所以在选型时还应注意以下洁净厂房可能出现的现象及其选型时应对的策略。（1）电压波动现象引起的敬障，导致原因可能由于工厂的大负荷设备的突然启动，或者由于电网的电压的突然波动引起的，虽然在时间上来说是短暂的，一般维持几十毫秒级的范围之内，压降的变化也可能只在10%左右，但是绝不能因为电压的突变而对设备的正常运行产生影明，这就要求我们在选择变频器的时候尽量选择高一档容量的变频器，以象避应电网的波动导致变频器报故障掉电的现象，同时也要充分的考虑和利用变频器中的电容，使之在出现该现象的时候可以及时释放电容存储的能量，然后通过减小输出频率从负载中回收能量，（2）由于活净厂房的生产区域FAB 和动力区域CUB的距离可能比较运，所以在选择变频器的时候，需要考虑因供电电规过长而产生的电缆对地耦合电容的情况，从而导致变数器的输出能力不够，为此我们需要适当的提高变频器的选配档次或者在输出竭增加电抗器，案起到抑制作用，（3）由于洁净厂房对于变频器的使用数量和环境比较复亲，往往变频器可能安装在空间受账区域，这就要求我们在选择变频器的时候，要充分考虑到变频器的收热情况，可能由于使用环境的温度太高或者过于集中安装变频器柜导致散热不均使变频器容量下降，这就要求我们在特殊情况时，可能选择变频器的时候需要增一档选择或者在安装变频柜的房间增设空调控温。（4）在选择变频器的时候，一定要考患其IP等级是否与安装的实际的情况相适应，同时也要考惠当地的空气和环境污染情况，特别是安装在室外或者屋顶的变频器，以免因为IP等级不够导致变频器的寿命缩短，影响工厂的正常生产。（5）在洁净厂房中，往往有一些化学品或易燃易爆的物
而这些区域可能有防焊电动机等设备，且这些质，
区域基本为防爆区域，所以在选择变频器的时候需要选择防爆型的，如果变频器没有防课结构，就需要把变频器安装在非防爆的区域。（6）在选择给同步电动机配变频器的时候，在用工作频率电源作比较时，应当以工作频率输出80%左右的容量考虑，同时变频器的连续的输出电道要大于同步电机的额定电流与率入电流乘积值进行选择。（7）在对多个风机或者水系同时控制时，必须要综合考虑配给这些设备的总电缓长度，使之在变频器能接受的范围之内，不能只考虑变频器至最选的设备的电绩的长
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度，假如在计算时，总长超过了变频器能够接受的范围，就需要增大变题器。同时需要注意的是，往往这种情况下，大多数的变频器的控制方式是U/f，而且变频器往往不能保护多个设备的过载，这个时候就需要在每个风机或者水泵上增加热继电器来实现自我保护。
接下来就洁净厂房项目中变频器出现的一些故陈问题进行探导。
（1）变频器输入端缺相。我们知道变频器有单相和三相两种，在项目上用的最多的还是三相变频器，这里只分析三相变频器，由图1可知，输入端 R/S/T中因为断路或接线不可靠面导致缺相失电，会造成变频器启动后，负载设备不能启动，或著在运行中的负载，变频器输入端的突然缺相失电，导致负载的电流陡增。引起负载设备过热，处于非正需状态运行，如果不及时处理就有可能烧吸设备。在设备安装和调试中在出现这样的现象时，我提出的相应的对策步骤是：①用电压表检查变频器的 R/S/T端以及U/V/W端是否有相失电。当然在此之前需要确认相应的配套设备是否是正常工作的，特别是我们最容易忽视的断路器、滤波器、电抗器、接触器。在对外围设备检查时我们可以用排除法，逐一对变频器的配合的设备进行排除，首先进行负载设备的拆除，如果负软设备拆除后电压正常，这表示负毁故障，如散障还存在，接着应当拆除接触器、滤波器等，直至检查出故障。②在确认外部情况均无误后，再考虑变频器的内部，依次从整流器、逆变器、控制模块，基至IGBT等元器件进行检查，现在变频器技术已经非常成熟，一般出现内部故障的时候，变频器都会有故障代码出现，我们应当通过供应商提供的故障分析代码表进行处理即可。
（2）电网的波动对变频器的影响。我们在设备调试过程中，出现过在对外网电源进行切换的瞬间，变频器报故障报警并跳闻，在对变频器进行检测时发现变频器并无故障，对这一现象，我对不同品牌和系列的设备行了比较和分析。发现西门子变频器出现这样的现象比较普遇，西门子420系列的变频器可以躲过电源解间切换给电网带来的波动，但是430系列却不能躲过，出现停机现象。所以在确认设备本身无故障的情况下，就需要对变频器的参数进行重新设置，要求变频器在跳阐后可以自动复位并自动运行，据此对自控系统进行了相应的修改，将保护动作的时间延时。有时候设备本身不存在间题，但是出于特点的环境下，可能我们需要按照特定的环境进行设置。这也是对故障分析的处理。
(3）受接线点干扰影明。在设备调试过程中对变频器进行数据分析时发现，输出的波形中存在高次谱波，导致电压波形瞻变，对此进行分析后发现可能存在设备干扰，于是对控制线检查，发现使用的是屏蔽电缆不存在间题，在对电缆数设的路径进行检查中发现也不存在强弱电源通路径共管数设的
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