羅茨風機選擇哪種啟動接線方式好？星三角啟動、軟啟動、變頻器啟動對比視頻講解
一天客戶打來電話，說羅茨風機55KW變頻器（一臺90年代生產的老牌變頻器）面板不顯示。上電時，變頻器主回路接觸器吸合，散熱風扇運轉正常，就是不顯示，他認為是面板或面板連線有問題，讓我們公司派人去看一下。
根據客戶描述，憑直覺（多年來積累的經驗），我認為不像是面板線的事，主板的可能性比較大。正好我公司有人在那邊辦事，捎回面板。通電檢查，面板顯示正常，只是面板按鍵不太好用，換按鍵并準備一條面板連線，發快遞。
客戶裝上面板及面板連線，還是不顯示。公司派我去現場，客戶給變頻器送電，聽到接觸器吸合的聲音，但是面板不顯示，開蓋檢查發現電源板電源指示燈亮，主板5V指示燈也亮著，由此推斷開關電源工作正常，可能是主控板有問題，由于客戶堅持變頻器主回路沒問題。我只好把線路板拿回公司維修，換了一只晶振通電一試還是不顯示。
由于此種機型已不生產了，修起來元器件也不好找，我就找來一塊舊主板試試，通電檢查顯示正常，把CPU與程序片子換到瓷板上，我去給客戶安裝上，通電面板還不顯示，并且接觸器也不吸合，這是怎么了？后來檢查發現，主回路直流母線電壓及電容器組兩端電壓正常，電源板電源插座正負之間無電壓，順電源線查找，紅的拿一根連線輕輕一拽，竟然從電容器組正極處脫落（有一黑色套管，從套管內脫出，電源線斷了沒發現），連接此處，通電變頻器顯示正常。
啟動變頻器，面板顯示OC-1，斷電重新上電，再次啟動變頻器，面板顯示OC-2，拆掉電機線，再次啟動變頻器，故障依舊。我把變頻器拉回公司維修，拆機檢查，發現主回路有兩只300A模塊損壞，電容器組每只電容容量有所下降，此變頻器已使用十年以上，建議報廢。
公司派我同事安裝，由于沒注意電源線與電機線的連接順序（要變頻器接線端子，電源線在右，電機線在左），而此臺柜子的斷路器正好在右邊，電機接線端子在左邊，他沒注意就接好線了，結果啟動變頻器就報過流OC，把柜子右邊端子的連線拆掉（我同事認為是電機線），其實電源線還接在變頻器的U V W的端子上，送電變頻器有顯示，很有迷惑性，此變頻器由于采用了923與929功率驅動芯片，輸入與輸出接反不會炸機，只會報過流OC，公司又派我去把輸入輸出改過來，試機正常。
此案例告訴我們兩個問題：1. 不要輕易聽信客戶的講述，要有自己的判斷，必須自己親自檢查一遍。2.一定要檢查或勘察好現場，進線與出線一定要搞明白，不然要出大事故。3.嚴謹仔細的工作作風與態度是必要的。
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原標題：羅茨風機變頻器停機的故障分析
山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工致力于新產品的研發，新產品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅羅茨風機、低噪音羅茨風機，贏得了市場好評和認可。
我公司客戶某煉油裝置加熱爐一臺羅茨風機電機容量為18.5kW，采用一臺丹佛斯VLT 5000系列容量為18.5kW的變頻器供電，可以根據工藝條件對羅茨風機進行轉速調節，從而控制加熱爐的進風量以達到燃料量和氧氣量合理匹配，實現燃料充分燃燒、合理利用，達到節能環保效果。
1、故障分析與處理
2021年4月25日，某煉油裝置改造后準備開工時，操作人員在對羅茨風機進行工藝調節時，出現短暫停機而后又很快轉起來，特別是在轉速（頻率）往下調節過程中，都出現停機現象，而升速過程中，運行平穩，沒有出現報警或停機現象。
電氣維護人員到現場觀察了整個過程，轉速在以2.5HZ的幅度往下調節時，變頻器面板打出“警告5：電壓過高警告（DC LINK VOLTAGE HIGH）”、“警告/報警7：過電壓（DC LINK OVERVOLT）”和“警告/報警12：轉矩極限（TORQUE LIMIT）”，之后變頻器顯示面板出現閃爍，變頻器顯示頻率下降歸零，之后有啟動一致達到調節頻率。 通過對上述現象的分析，初步判斷為在頻率下調過程中，電動機由電動狀態轉為發電狀態，反饋電壓過高引起變頻器中間直流環節過電壓，出現報警和停機現象。
查看變頻器參數，該變頻器的加速時間為15秒、減速時間為15秒，由于改造之前變頻器運行正常，頻率上調和下調都正常，改造之后出現異常，電氣維護人員與裝置機械專業的人員溝通后發現，風機和電機的鏈接由原來的皮帶傳動改造為軸傳動，改為剛性連接，羅茨鼓風機在降速過程中，慣性很大，在變頻器的輸出頻率很快降下來的情況下，而風機仍然以較高轉速在運行，出現“倒發電”狀態，造成變頻器直流環節過電壓，為避免這種情況的出現，必須將變頻器的減速時間放大，使之能夠與羅茨風機轉速調整過程中的機械慣性匹配，從而避免出現報警或停機現象。
將變頻器減速時間改為90秒，再反復試驗后，變頻器再沒有出現報警現象。運行幾個月后，變頻器運行良好，再無報警現象。
2、防范措施
1、對變頻器負載的變化情況要及時掌握，負載發生變化時相應的參數要進行對應的設定。
2、定期對變頻器本體進行檢查，運行期間加強對變頻器外觀、冷卻風機、變頻器運行一段時間后對變頻器的硬件進行一次檢查，防止出現硬件上的問題，保證變頻器長周期運行。
3、保證變頻器運行環境溫度適應，避免環境溫度過高造成電解電容壽命快速下降。
3、結束語
從客戶近一年的運行情況來看，變頻器減速過程中的停機現象再沒有出現，通過此故障處理可以看出變頻器參數設定一定要與負載機械特性匹配，因此，探索合理的參數設定，為變頻器及電機提供正確完善的保護功能對變頻器長期運行是至關重要的。
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1.1 主回路常見故障分析。主回路主要由三相或單相整流橋、平滑電容器、濾波電容器、IPM逆變橋、限流電阻、接觸器等元件組成。其中許多常見故障是由電解電容引起。電解電容的壽命主要由加在其兩端的直流電壓和內部溫度所決定，在回路設計時已經選定了電容器的型號，所以內部的溫度對電解電容器的壽命起決定作用。電解電容器會直接影響到變頻器的使用壽命，一般溫度每上升10 ℃，壽命減半。因此一方面在安裝時要考慮適當的環境溫度，另一方面可以采取措施減少脈動電流。采用改善功率因數的交流或直流電抗器可以減少脈動電流，從而延長電解電容器的壽命。在電容器維護時，通常以比較輕易測量的靜電容量來判定電解電容器的劣化情況，當靜電容量低于額定值的80%，絕緣阻抗在5 Mω以下時，應考慮更換電解電容器。1.2 主回路典型故障分析故障現象：變頻器在加速、減速或正常運行時出現過電流跳閘。首先應區分是由于負載原因，還是變頻器的原因引起的。假如是變頻器的故障，可通過歷史記錄查詢在跳閘時的電流，超過了變頻器的額定電流或電子熱繼電器的設定值，而三相電壓和電流是平衡的，則應考慮是否有過載或突變，如電機堵轉等。在負載慣性較大時，可適當延長加速時間，此過程對變頻器本身并無損壞。若跳閘時的電流，在變頻器的額定電流或在電子熱繼電器的設定范圍內，可判定是IPM模塊或相關部分發生故障。首先可以通過測量變頻器的主回路輸出端子U、V、W， 分別與直流側的P、N端子之間的正反向電阻，來判定IPM模塊是否損壞。如模塊未損壞，則是驅動電路出了故障。假如減速時IPM模塊過流或變頻器對地短路跳閘，一般是逆變器的上半橋的模塊或其驅動電路故障;而加速時IPM模塊過流，則是下半橋的模塊或其驅動電路部分故障，發生這些故障的原因，多是由于外部灰塵進入變頻器內部或環境潮濕引起。1.3 控制回路故障分析控制回路影響變頻器壽命的是電源部分，是平滑電容器和IPM電路板中的緩沖電容器，其原理與前述相同，但這里的電容器中通過的脈動電流，是基本不受主回路負載影響的定值，故其壽命主要由溫度和通電時間決定。由于電容器都焊接在電路板上，通過測量靜電容量來判定劣化情況比較困難，一般根據電容器環境溫度以及使用時間，來推算是否接近其使用壽命。電源電路板給控制回路、IPM驅動電路和表面操作顯示板以及風扇等提供電源，這些電源一般都是從主電路輸出的直流電壓，通過開關電源再分別整流而得到的。因此，某一路電源短路，除了本路的整流電路受損外，還可能影響其他部分的電源，如由于誤操作而使控制電源與公共接地短接，致使電源電路板上開關電源部分損壞，風扇電源的短路導致其他電源斷電等。一般通過觀察電源電路板就比較輕易發現。邏輯控制電路板是變頻器的核心，它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大規模集成電路，具有很高的可靠性，本身出現故障的概率很小，但有時會因開機而使全部控制端子同時閉合，導致變頻器出現EEPROM故障，這只要對EEPROM重新復位就可以了。IPM電路板包含驅動和緩沖電路，以及過電壓、缺相等保護電路。從邏輯控制板來的PWM信號，通過光耦合將電壓驅動信號輸入IPM模塊，因而在檢測模快的同時，還應測量IPM模塊上的光耦。1.4 冷卻系統冷卻系統主要包括散熱片和冷卻風扇。其中冷卻風扇壽命較短，臨近使用壽命時，風扇產生震動，噪聲增大最后停轉，變頻器出現IPM過熱跳閘。冷卻風扇的壽命受限于軸承，大約為10000～35000 h。當變頻器連續運轉時，需要2～3年更換一次風扇或軸承。為了延錦工扇的壽命，一些產品的風扇只在變頻器運轉時而不是電源開啟時運行。1.5 外部的電磁感應干擾假如變頻器四周存在干擾源，它們將通過輻射或電源線侵入變頻器的內部，引起控制回路誤動作，造成工作不正常或停機，嚴重時甚至損壞變頻器。減少噪聲干擾的具體方法有：變頻器四周所有繼電器、接觸器的控制線圈上，加裝防止沖擊電壓的吸收裝置，如RC浪涌吸收器，其接線不能超過20 cm;盡量縮短控制回路的配線距離，并使其與主回路分離;變頻器控制回路配線絞合節距離應在15 mm以上，與主回路保持10 cm以上的間距;變頻器距離電動機很遠時(超過100 m)，這時一方面可加大導線截面面積，保證線路壓降在2%以內，同時應加裝變頻器輸出電抗器，用來補償因長距離導線產生的分布電容的充電電流。變頻器接地端子應按規定進行接地，必須在專用接地點可靠接地，不能同電焊、動力接地混用;變頻器輸入端安裝無線電噪聲濾波器，減少輸入高次諧波，從而可降低從電源線到電子設備的噪聲影響;同時在變頻器的輸出端也安裝無線電噪聲濾波器，以降低其輸出端的線路噪聲。1.6 安裝環境變頻器屬于電子器件裝置，對安裝環境要求比較嚴格，在其說明書中有具體安裝使用環境的要求。在非凡情況下，若確實無法滿足這些要求，必須盡量采用相應抑制措施：振動是對電子器件造成機械損傷的主要原因，對于振動沖擊較大的場合，應采用橡膠等避振措施;潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電子器件銹蝕、接觸不良、絕緣降低而形成短路，作為防范措施，應對控制板進行防腐防塵處理，并采用封閉式結構;溫度是影響電子器件壽命及可靠性的重要因素，非凡是半導體器件，應根據裝置要求的環境條件安裝空調或避免日光直射。除上述幾點外，定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風扇也是非常必要的。對于非凡的高寒場合，為防止微處理器因溫度過低不能正常工作，應采取設置空氣加熱器等必要措施。1.7 電源異常電源異常大致分以下3種，即缺相、低電壓、停電，有時也出現它們的混合形式。這些異常現象的主要原因，多半是輸電線路因風、雪、雷擊造成的，有時也因為同一供電系統內出現對地短路及相間短路。而雷擊因地域和季節有很大差異。除電壓波動外，有些電網或自行發電的單位，也會出現頻率波動，并且這些現象有時在短時間內重復出現，為保證設備的正常運行，對變頻器供電電源也提出相應要求。假如四周有直接啟動的電動機和電磁爐等設備，為防止這些設備投入時造成的電壓降低，其電源應和變頻器的電源分離，減小相互影響。對于要求瞬時停電后仍能繼續運行的設備，除選擇合適價格的變頻器外，還應預先考慮電機負載的降速比例。當變頻器和外部控制回路都采用瞬間停電補償方式時，失壓回復后，通過測速電機測速來防止在加速中的過電流。對于要求必須連續運行的設備，應對變頻器加裝自動切換的不停電電源裝置。像帶有二極管輸入及使用單相控制電源的變頻器，雖然在缺相狀態，但也能繼續工作，但整流器中個別器件電流過大，及電容器的脈沖電流過大，若長期運行將對變頻器的壽命及可靠性造成不良影響，應及早檢查處理。1.8 雷擊、感應雷電雷擊或感應雷擊形成的沖擊電壓，有時也會造成變頻器的損壞。此外，當電源系統一次側帶有真空斷路器時，短路開閉會產生較高的沖擊電壓。為防止因沖擊電壓造成過電壓損壞，通常需要在變頻器的輸入端加壓敏電阻等吸收器件。真空斷路器應增加RC浪涌吸收器。若變壓器一次側有真空斷路器，應在控制時序上，保證真空斷路器動作前先將變頻器斷開。2 變頻器本身的故障自診斷及預防功能老型號的晶體管變頻器主要有以下缺點：輕易跳閘、不輕易再啟動、過負載能力低。由于IGBT及CPU的迅速發展，變頻器內部增加了完善的自診斷及故障防范功能，大幅度提高了變頻器的可靠性。假如使用矢量控制變頻器中的“全領域自動轉矩補償功能”，其中的“啟動轉矩不足”、“環境條件變化造成出力下降”等故障原因，將得到很好的克服。該功能是利用變頻器內部的微型計算機的高速運算，計算出當前時刻所需要的轉矩，迅速對輸出電壓進行修正和補償，以抵消因外部條件變化而造成的變頻器輸出轉矩變化。此外，由于變頻器的軟件開發更加完善，可以預先在變頻器的內部設置各種故障防止措施，并使故障化解后，仍能保持繼續運行，例如：對自由停車過程中的電機進行再啟動;對內部故障自動復位并保持連續運行;負載轉矩過大時，能自動調整運行曲線，能夠對機械系統的異常轉矩進行檢測。
原標題：羅茨風機改造方案案例及變頻器技術規范
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羅茨鼓風機改造方案
羅茨風機正常運行工況：兩臺運行，一臺備用。羅茨風機電動機采用變頻控制方式，在除塵配電間增加羅茨風機變頻控制柜，羅茨風機控制邏輯在DCS系統內設計編制，實現了手、自動控制及無擾切換等功能。
羅茨風機變頻運行時，壓力母管上的電動調節閥保持全關，通過改變羅茨風機電動機轉速來調節清灰壓力；變頻器出現故障時，風機跳閘后，手動切換至工頻定速運行，通過控制壓力母管上的電動調節閥的開度來調節清灰壓力。
羅茨風機變頻運行向定速切換時，應停運羅茨風機，手動切換一次回路后，按原啟動方式投入運行。
變頻器接入原電氣回路。羅茨風機變頻裝置的手動旁路由三把刀閘組成，其中QS2和QS3屬于單刀雙擲刀閘，一個在合位時，另一個必定在分位。
羅茨風機電機進行變頻改造后，原先DCS系統對羅茨風系統的控制方式發生了改變，必須對所有設計羅茨風系統的順控、自動邏輯和畫面進行全面修改，增加變頻模式下操作、順控啟停、事故聯鎖、協調控制等功能。
羅茨風機變頻器主要技術規范
1.安裝、投運變頻器裝置后原電機不加任何改動可直接應用。
2.主電源故障時，變頻器在3秒鐘內不停機，一旦主電源重新受電，裝置系統能自動恢復正常工作而無需運行人員的任何干預，以滿足主電源母線切換的需要。
3.變頻器內部通訊采用光纖連接，以提高通訊速度和抗干擾能力，變頻器內部強弱電信號分開布置光電隔離、鐵殼屏蔽，對本體控制系統就地控制柜沒有諧波影響，柜內設有屏蔽端子和接地設施。變頻裝置冷卻系統可靠，考慮冗余配置。單臺冷卻風機故障不影響系統正常運行，并報警遠傳到控制室。 每一套冷卻裝置拆裝方便，并不影響變頻裝置的安全可靠運行。
4.變頻裝置提供電動機所需的過載、過流、過壓、欠壓、過熱、缺相保護以及進線變壓器的保護和變頻器過載，變頻器過熱等保護功能。
5.變頻裝置動力電源和控制電源分開供電，動力電源為變頻調速系統內部供電，控制電源獨立于動力電源系統。控制電源故障時，變頻器不能立即停機，能保持運行半小時以上，以便維護人員處理電源故障。變頻器自備UPS，可維持30min。變頻器可在輸出不帶電機的情況下進行空載調試，也可在使用380VAC進行空載調試。
6.當母線上電動機成組啟動時，對變頻器運行無影響。變頻器瞬時失電后，如果超過5個周波，變頻器自動使輸出功率為零，使電容上的容量輸出時間較長。待輸入電壓恢復正常后，重新提升輸出頻率到給定值，此過程由加減時間控制，不應有初始化時間。如果失電時間超過3秒，則變頻器保護停機，需要系統復位后才能重新啟動。
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