参数设置不当引发的罗茨风机变频系统异常处理

参数设置不当引发的罗茨风机变频系统异常处理 参数设置不当引发的罗茨风机变频系统异 常处理 参数设置不当引发的罗茨风机变频系统异常处理 王明军 摘要针对罗茨风机变频调速系统运行中出现的异常现象,进行分析,调整相应参数, 给出罗茨风机使用建议. 关键词罗茨风机变频器参数设置 中图分类号TH444文献标识码B 1.出现的问题 淮安同方水务有限公司四季青污水处理厂改(扩)建工程中 生物曝气系统选用3台3HE一200型罗茨风机(山东章丘鼓风机 厂生产,风量60m3/min,轴功率108.2kW),配备YUP315M一4型变 频电机(荣城市荣佳电机有限公司生产,额定功率132kW,额定 电流240.4A,工作范围5-50Hz),1台罗茨鼓风机由1台ABB ACS510—01—246A型变频器(额定功率132kW,额定电流245A) 驱动调速.设备调试过程中,按ABB变频器说明书要求,选定标 准应用宏,并向9905,9906,9907参数分别输入电机额定电压,功 率以及频率.启动风机后,电机工频时工作正常,从变频器上助手 控制盘可以看出,电机电流在正常范围内.但当频率向下调节时, 电机电流反而上升,频率在40Hz时,电机电流近似额定电流,频 率再下降一点,电机电流则超过额定1 电流,运行一段时间后,变频器即过 载保护停机.较快将变频器由50Hz 每隔5Hz降频调节,同时记录助手 控制盘显示的频率,电流(表1,由于 非工频及高次谐波原因,普通数显钳 形电流表测得的电流值误差可能会 很大,为此应采用带FFT功能的电 频率/Hz电流,A 50207 45219 40240 35269.5 303O1.8 量表或直接读取变频器控制盘上电流显示值).3台风机电机电 流与频率对应关系类似,从常规角度认为,电机运行频率下降,罗 茨风机轴功率也就下降,电机电流应该下降. 2问题分析及处理措施 罗茨风机变频系统接线见图1,根据罗茨风机特I生,罗茨风机 风量p,轴功率P,转速//,存在如下关系:pl/p~:nl/n:,P.n..可 以看出,p,P均与n成正比,即越高,Q,尸越大,反之亦然. 【』lAI儿BU1C II.BlI1CI _ACS5lO U1A,U1B,u1c——工频相电压有效值 I1A,I1B,I1c——变频器输入端工频线电 流有效值 U2A,U2B,u2c——变频器输出端相电压 基波有效值 I2A,I2B,I2c——变频器输出端线电流基 波有效值 图1 三相对称电路消耗电功率为,/丁IUcos~p,对于变频器输 出端,则为尸=,/I2U2cosq~,其中,2是电机线电流基波有效值, 即变频器输出电流基波有效值,是电机线电压基波有效值,即 最初怀疑是空调机组电源电压异常,u低,引起过流热继 电器保护,用万用表AC500V电压挡测量U为370V,确实低 于额定电压380V,但检查FR1,FR2完好.接着又排除了压缩机 质量问题以及主电路缺相,判断可能是压缩机在恶劣环境中使 用造成卡缸,导致瞬间启动电流过大而烧毁.该压缩机为丹麦生 产的全封闭涡旋式,SM185—4CA型压缩机,有一定市场信誉,而 且了解其他公l—J使用该压缩机未发生烧毁现象.检查主电路 KM1,KM2的主触头没有烧焦现象且吸合程度良好,检查空调 工作环境,散热正常. 仔细分析电气控制原理,该机使用按钮开关SA1控制开关 机,KR常开触头控制PC控制板电源输入端.已低于额定 值,启动时U线进一步下降导致KR常开触头时通时断,造成压 缩机短时间内交替启动停止,压缩机长期在启动状态大电流冲 击情况下烧毁.为此,使用两台1lkW三相异步电机作为M1, M2的假负载.启动冷冻水泵lmin后启动主机,电机未启动时 为370V,M1启动时U从370V下降到360V,当M2启动时 固设置管理与维修2011Noll KR动作,断开Pc控制板的电源后KR立刻恢复动作,M1,M2 立即启动,出现时通时断现象. 3.故障处理 改进控制电路中的相序欠压电路(图2虚线框)电压正常, KR的常开触头闭合为主机启动作好准备,按下SB3,KA2线圈 得电,自锁,KA2常开触头闭合,主机启动.一旦过低,KR线 圈动作,其常开触头断开,KA2线圈失电,其常开触头断开,压 缩机停机保护.若U正常时需要停机,按下SB4,KA2线圈失 电,其常开触头断开,压缩机停止.电路改进后,更换新压缩机进 行抽真空处理,添加制冷剂,开机试运行,主机正常,U低时主 机会自动停机.目前机组已连续运行4年再未出现电机烧毁现 象.W11.11—15 作者通联:广东机电职业技术学院电气工程学院广州市 沙太南路麒麟岗510515 E-mail:gztl1966@qq.corn[编辑凌瑞] ?量监堡. 数控等离子故障的维修 侯许浩常敬毅 摘要通过几个实例阐述数控等离子故障的诊断与维修. 关键词数控等离子故障维修 中图分类号TP2文献标识码B 数控等离子切割技术是集数控技术,等离子切割技术,逆变 电源技术等于一体的高新技术.目前我国金属加工行业使用的 数控切割机是以火焰和普通等离子切割机为主,而目前市场需 求的数控切割机多为数控等离子切割机,该类切割机可满足不 同材料,不同厚度的金属板材的下料以及金属零件加工的需要. 数控等离子可以分为等离子电源部分,数控部分和运动部分.数 控等离子出现故障时应该首先根据故障现象分析此故障属于哪 一 部分,缩小故障范围,然后查看各部分相关元器件的报警信 息,根据报警信息进一步检查.如果没有报警信息应该根据先简 单后复杂,先外部后内部,先机械后电气的原则进行检查,判断, 进而找到故障点,解决问题. 1.等离子电源部分故障 此种故障一般表现为不起弧,断弧,切割面质量差和切割能 力下降等. 变频器输出基波线电压有效值,假设由工频向下调节频率时电 机的costp不变,那么,2增大原因只能是降低造成.变频器在 频率变化过程中其输出电压也必须按一定规律变化,若电压不 变而只降低频率,那么电机磁路就会过饱和,严重时会烧毁电 机.在变频过程中电压与频率之比(u/f)为恒定值时,电机磁通基 本不变,电机机械特性硬度以及电机驱动负载转矩的能力不变. 但是对于离心水泵,离心风机等转矩与转速成平方关系的负载, 由于转速下降时,转矩成平方关系下降,因此没有必要要求电机 输出转矩能力不变,u/f为平方型可在很大的频率变化范围内使 负载运行更平稳.ABBACS510系列变频器供用户选择的U,厂 变化规律有:?I=LINERE(线性,即u/f恒定),用于恒转矩负载 场合,这类负载转矩不随转速变化而变(图2a).?2=SQUARE (平方型),用于风机及水泵负载,这类负载转矩与转速平方成正 比(图2b).@3=FREELYDEFINED(用户自定义),用户通过5 点自定义一个u/f规律曲线,以适应除?,?外其他负载的要求. 图2 b1 由图2可以看出,如果选定ty/f为线性,则在变频过程中,加 在电机上的电压与频率一样按同样的规律变化,如选定u/f为平 方型,则频率降低时,加在电机上的电压会降的更低.检查该变频 器u/f参数的设置,发现3台变频器的u/f参数均为缺省设置2, 即适用于风机水泵的平方型.由于罗茨风机是风机类负载,以往 —毽蔓盏燮L一 在离心风机变频调速时将u/f参数设置为平方型从未出现过降 低频率时电流增加的现象,为此查阅大量关于罗茨风机的资料, 同时联系风机生产厂家,得出的结论是罗茨风机在风机类负载中 比较特殊,基本属于J匣转矩负载而不是像离心风机那样的平方转 矩负载.将参数2605(u/f)设置为1(线性),从公式Jpl/P2=n/n和 ,/312U2cos~可以得出,假设调频过程中cos~o不变,则频率由 工频向下降低时,2不变.设置参数后开机试车,3台风机降频过 程中再未出现电机电流增大现象,记录频率与电流关系见表2, 结果与理论推测基本一致(电机电流的变化是由于电机在不同频 率工作时cos~o不同造成的). 3.结束语表2 罗茨风机在污水处理行业应用 非常广泛,变频调速时经常因不能准 确理解u/f参数而错误设置,导致出 现种种问题而费解.由于自身结构特 点,罗茨风机虽然是风机类负载,但 基本属于叵转矩负载,因此对罗茨风 机进行变频调速时,不可笼统将变频 器u/f参数设置为适用于风机水泵 频"~g/Hz电流/A 50207 45204 40200 35198.5 30196.8 负载的平方型,否则会出现上述现象.另一方面,罗茨风机在电机 及变频器配置裕量较大,调速范围相对较小情况下,将u/f设置 为平方型,尽管降频过程中电机电流增大,但可能不会超过额定 电流,调速系统也能正常工作,然而从宽频率范围内风机稳定运 行角度出发,还是应将u/f设置为恒定.w11.11—16 作者通联:淮安同方水务有限公司江苏淮安市延安东路 1号223002 E—mail:wa"gminjun1l8@163.com[编辑凌瑞] 设备管理与维修2011Noll囤