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谈谈风机水泵变频器的选型及应用
点击次数:479 发布时间:2018/6/27 19:02:25

谈谈风机水泵变频器的选型及应用

  摘要:随着电子科技的迅猛发展,变频器应用越来越广阔。铁法能源公司水暖厂都对老、旧、杂的机电设备逐步进行改造,变频器的应用已经基本普及,以供暖车间换热站为例,补水泵、循环泵都已实现变频控制,在变频器的应用中,由于对变频器的应用与维护不当,往往会引起变频器不能正常运行。甚至可能导致变频器和机电设备出现故障,从而导致影响供暖、供热效果,给单位和取暖个人带来不必要麻烦。从对变频器工作原理入手,以生产实际需求为出发点,通过系统运行外观现象分析完成参数正确设置,并根据运行中的异常现象积累了一些很有价值的故障排除经验,值得借鉴,具有很高的技术指导价值。
  关键词:供暖补水变频器应用故障诊
  1 风机水泵变频器的选型
  所谓的变频器选型也就是选择变频器的型号和安装单位完成对变频器控制的设计,同样的变频器主机,不同的控制设计,就有不同的工作效果。2000年水暖厂十号换热站选用了沈阳住友公司的变频器补水装置,他们采用了SAMCO-VM05变频器,面操器是DHC-2000系列微机供水控制器,电动机型号为Y160L-2,功率为18.5KW、额定电压380V、额定电流35.5A,该设备运行中是由供暖管网压力反馈到远传压力表上的机械应力转变成电信号,远传压力表由DHC-2000面操器提供直流电压(0-5v),远传压力表上可变电阻靠压力变化产生的机械应力来改变电流变化大小,信号输入面操器的微机与整定压力进行比较,比较后的电信号传输至变频器控制电动机的转速,进而将压力控制在所设定的压力范围内。沈阳住友公司安装的DHC-2000系列微机供水控制器优点是,补水压力平稳,对管网无冲击力,电动机可实现压力跟踪无级调速,这个控制器最大的特点是超压自动停车,保证供暖系统不受超压威胁,原理如图1。
  2001年水暖厂九号换热站安装了变频补水装置,为三垦SAMCO-VM05型变频器,安装厂家大连四方自控有限公司采用WP-D80PID型面板操作器调节器控制,同样控制相同型号的补水泵电机,运行状态与性能明显差于沈阳住友公司安装的变频补水装置。
  大连四方工程有限公司的变频补水装置,运行中压力反映速度慢,经常出现瞬间超压,并且没有超压保护,非常影响系统的整体运行性能,其原理如图1、2,因此变频补水装置选型非常重要,它对供暖系统的安全运行起着至关重要的作用。
  2 风机水泵变频器的应用

  为适应供暖系统的实际运行状况,明陞对变频器有些参数根据生产实际作了合理修正,使变频器工作在接近明陞生产实际的理想状态。
  2.1 上限频率的调整
  由于明陞使用的电动机不是与变频器配套的电动机,在运转过程中如果全频50Hz运转,电动机的运行声音异常,对电动机的使用寿命有所损伤。对于三恳SAMCO-VM05变频器,输入编码cd006即可改变所需要的频率,当把频率限制在45Hz时,电动机的声音趋于正常,电动机的使用寿命也会延长。
  2.2 偏置频率的调整
  水暖厂新九号换热站投入运行时,屡次出现电动机还未启动变频器,在开关转换过程中就出现过载现象,经检查发现出厂时将偏置频率设定为2Hz,变频器在接到运行指令但未给出调频信号之前,受控电动机将一直接收2Hz的低频运行指令无法启动,经测定该电动机处于堵转状态,堵转电流经达到120A,约为电动机额定电流的4倍,变频器过载保护动作属于正常,改变配置时,输入编码cd054显示屏上出现2Hz,将其改为0Hz时,电动机可正常启动。
  2.3 加减速时间设定
  水暖厂新九号换热站变频补水装置反映速度特别慢,也就是电动机加速时间和减速时间慢,有时实际压力已超过设定0.05MP,才开始减速,这样会造成功能系统超压,所以必须改变变频器的反映速度,原设定cd018=50,cd019=5秒,加速斜率被设定为10Hz/秒。现改为cd018=50,cd019=5秒,减速也如此改动,使变频器反映速度加快,增加了系统运行的灵敏性。
  3 故障诊断
  变频器拥有较强的故障自诊断功能,对变频器内部整流、逆变部分、CPU及外围通讯与电动机等故障进行保护,变频器在保护跳闸复位前,将一直显示故障代码,根据故障代码确定故障原因,可缩小故障查找范围,大大的减少故障查找时间。
  3.1 外部故障查找与排除
  水暖厂供暖换热站新、老九号站均由大连四方自控工程有限公司安装变频补水装置,每年维修人员对变频器进行清扫除尘两次,用吹风机进行内部和外部除尘清扫,一次老九号站变频器清扫后,试运行时变频器显示0Hz故障,经查阅资料得知为外部故障引起的无输入指令造成的,检查发现接线端子DCM1松脱所致,该DCM1端子是变频器的启动开关接线端子,连接拧紧后变频器工作正常。
  3.2 过电流故障查找与排除
  新、老九号换热站变频器在运行中,经常出现自停车,显示器上显示OCA,经查明是运行中过电流,多方查找故障原因发现过流保护继电器动作,复位后变频器恢复正常,然而此后仍然多次出现此问题,经深入检查发现是过流继电器电流值调节过小所致,因为电动机的额定电流新九号站是30A、老九号站是35.5A。将该继电器调到38A时,以后没再出现此故障。明陞知道,采用多泵并联只能实现分阶段变流量调节,没有完全解决能量浪费的问题,最节能的运行方式是采用变流量系统,变频调速水泵是实现变流量的理想方式。由于变频泵,其余的是工频泵。当系统流量由零开始增加时,变频泵启动,转速随流量继续增加,则某一台工频泵启动并在额定状况下运行,变频泵负担流量减少,又转入变频运行状态。如此,便可以实现流量的无级调节,同时变频器容量最小,造价最低。而实际上,由图2可以看出,当水泵转速低至一定值,水泵性能曲线在A-A以下,它是无法和以额定转速n1运行的工频泵并联运行的,因为此时工频泵的扬程H1大于变频泵的扬程H2,这时有工频泵超负荷工作,变频泵发生空转,不输出流体,在那儿空耗能量,如果两泵的扬程差相差很大,甚至有可能烧坏电机,这就是“大吃小”现象。
  3.3 输出缺相故障查找与排除
  2008年新九号站补水泵运行时,变频器经常出现OPEN的显示,经查说明书为输出缺相,明陞对电动机及电缆进行了测试,都未发现问题。在2009年夏季检修时对补水泵负载电缆绝缘进行测试时,发现电缆各线对地绝缘均为0.3M%R,绝缘值远远低于安全界限,经请示批准更换,更换后OPEN故障排除,原因是电缆中间存在接头,由于电缆防水做的不好,引起潮湿,运行中发生热胀冷缩现象,造成电缆虚断。
  4 结束语
  变频器的应用越来越广泛,对于变频器的应用与维护要求越来越高,作为变频器维修人员,不光要会使用变频器,还应会查找故障,能处理的故障要自己处理。所以要求维修人员要不断地学习有关变频器及PLC的新知识,以适应于当前电子科技发展的需要。
  参考文献:
  [1]曾允文.变频调速技术基础教程[M].北京:机械工业出版社,2009.
  [2]《SANKEN通用型变频器SAmco—vm05》说明书[S].2009.12.

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