异步电机变频调速控制注意事项

一、概述
   宣钢动力厂5#130t/h锅炉的两台引风机型号为YKK-450-6W，额定功率为500kW，额定电压为6kV,额定电流为61A、47A，COSФ为0.83，原运行方式为直接启动，风机风量靠调节风门挡板方式来实现。为提高锅炉燃烧控制水平，降低能源浪费，我厂于2006年在引风机电源侧加装了高压变频调速系统，在操作室由上位机和控制屏两地控制。变频器为北京合康亿盛科技有限公司HIVERT-Y06/077型变频器。在安装调试过程中，我们总结出了利用高压变频调速控制异步电动机节能中的一些注意事项供同行参考。

二、异步电动机的谐波与振动问题
   普通的高压异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的振动更加复杂，通常变频电源中含有的各次谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干扰，形成无规则的各种电磁激振力，当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象。由于电动机工作频率范围宽，从0~50Hz，转速范围大，各种电磁波的频率很难避开电动机的各固有振动频率，这将大大加剧电动机的振动，对电动机造成不良影响。

   处理方法：在每一台异步电动机改为变频控制时，都要作一个谐振试验，即从0Hz开始以1Hz或2Hz的频率上升转速，每一个频率保持一分钟。同时，在电动机的轴向，纵向监测振动大小，监测点越多，测量越精确，并作好记录。在设定变频器运行参数时，在加速或减速过程中把遇有电动机共振段的频率设置跳过去，避开共振点。如我厂的电动机在12Hz时振动大，那么在设定时从11Hz直接升到13Hz或14Hz，从而避开共振点。

三、变频器从高压开关柜信号的正确采集问题
   变频器柜的高压分断、高压未就绪等状态的连锁点，应该从断路器的辅助点上取，不能用断路器的扩展及扩展中间继电器，否则变频器工作不可靠。例如我厂变电所的高压开关柜正常情况下，变频器能正常工作，当变电所查找接地故障时，一停直流，则中间继电器释放，继电器的信号采集紊乱，使变频器因误发高压失电信号而自动停机。这时就需要把信号采集接到断路器的辅助点后，把这个故障消失。

四、变频器的抗干扰问题
   变频器的干扰分为变频器自身干扰、外接设备产生的电磁波对变频器的干扰、变频器对其他设备的干扰等。变频器本身就是一个干扰源，对电源侧和输出侧的设备会产生影响，与主回路相比，变频器的控制回路却是小能量，弱信号的回路，极易受到其他装置的干扰。在施工时，控制回路使用的是屏蔽电缆，尽管采取了控制线与高压动力线分层放置，屏蔽接地等措施，但是由于电缆线路较长，在试车时仍出现了通讯中断、控制屏信号灯不论是否运行都发亮等现象，经测试感应电压达80多伏。
   1、当通讯中断故障发生时，上位机不能操作，显示的是前运行状态，变频器仍按前运行频率工作，这给设备的安全运行带来极大的危害。
处理办法：用RS485通讯双绞线来替代屏蔽线，防止电缆时尽量远离高压电缆。同时在控制台上安装一个通讯复位按钮，将其并接在变频器的通讯电路板上，强行发出通讯信号。
   2、对于锅炉控制屏上的信号灯，由于控制线路比较长，并且控制缆和高压缆有一部分在同一个电缆桥架上，当动力电缆通过大电流时，控制电缆上机会感应出电压，使信号灯发亮，易使岗位操作人员疑惑，产生误判断，误操作。
   这个现象处理起来比较麻烦，我们把屏蔽缆接地，效果不是很显著。经过试验，我们发现，在不应该亮的信号灯上并联一只400V,10μF的电容，可使信号灯不再发亮。一旦信号灯手电工作时，电容同时充电并保持电压，使信号灯发亮，它不会影响信号灯的正常工作。需要注意的是，必须选择电压等级稍高于线路电压，质量可靠的电容器，避免因电容器击穿造成不必要的麻烦。

五、采用高压变频改造后带来的直接效益
   1、两台引风机在使用北京合康亿盛科技有限公司生产的高压变频器实现变频调速后，使原有的诸多问题得到圆满解决：电机实现了软启动，减少了电机故障率，延长了电机使用寿命；避免了风机长期处于低负荷，高转速工况，以及由于挡板节流造成的机械磨损，震动较大，轴承、轴瓦温度高等机械故障，运行噪声明显降低；有效抑制了接入系统的高次谐波、瞬变、涌流等电能污染。
   2、经过近一年的运行实验证明，采用高压变频器对钢厂引风机的改造是成功的，满足了生产的工艺要求，达到了节能目的。引风机电流由32A变成20A，功率因数由0.85提升为0.96，按每年330天计算，单台引风机节电83万kWh，节省电费35万元，两台节省166kWh，节约电费近70万元。