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※ 故障代碼:OCF。 （1）故障名稱:變頻器過電流故障 （2）產(chǎn)生故障的原因:電動機銘牌數(shù)據(jù)輸入不正確:電動機拖動的負載太重:機械卡死;電動機堵轉(zhuǎn)。 （3）解決故障的方法:檢査設(shè)置(Set)與電動機控制(drC)菜單中電動機銘牌數(shù)據(jù)是否輸入正確;過電流保護閾值是否得當:檢查變頻器選型與電動機、負載是否適，檢查電動機是否堵轉(zhuǎn);檢查機械是否卡死。
電流傳感器是一種檢測電流并將其轉(zhuǎn)換為易于測量的輸出電壓的元件，輸出電壓與通過測量路徑的電流成正比。 在制造業(yè)中，電流測量在許多電力和儀器儀表系統(tǒng)中至關(guān)重要，電流傳感器可檢測導線中的電流并產(chǎn)生與之成正比的信號，其中生成的信號可以是模擬電壓或電流，甚至是數(shù)字輸出。該信號可用于在電流表中顯示測量到的電流，或存儲在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）中作進一步分析。 傳統(tǒng)應用中，電流傳感多用于電路保護和控制，但隨著技術(shù)的進步，它已成為監(jiān)測和提高風扇、泵、電機和許多其他電氣負載性能的一種方法，以確保各種最終用戶行業(yè)的正常運行。 電流傳感器依據(jù)測量原理不同，主要可分為分流器、電磁式電流互感器、電子式電流互感器等。其中，電子式電流互感器包括霍爾電流傳感器、羅柯夫斯基電流傳感器及專用于變頻電量測量的AnyWay變頻功率傳感器（可用于電壓、電流和功率測量）等。 相較于電磁式電流互感器，電子式電流互感器沒有鐵磁飽和，傳輸頻帶寬，二次負荷容量小、尺寸小、重量輕，可以說是今后電流傳感器的主要發(fā)展方向。
液壓斷路器的分類： 按操作方式分：有電動操作、儲能操作和手動操作； 按滅弧介質(zhì)分：有油浸式、六氟化硫、真空式和空氣式； 按動作速度分：有快速型和普通型； 按極數(shù)分：有單極、二極、三極和四極等； 按安裝方式分：有插入式、固定式和抽屜式等。 斷路器機構(gòu)分類及其優(yōu)缺點： 1. 氣動操動機構(gòu) 以壓縮空氣推動活塞進行分、合閘操作的機構(gòu)，或者僅以壓縮空氣進行單一的分、合操作，而以儲能彈簧進行對應的合、分操作的機構(gòu)。用于220kV及以下電壓等級的斷路器. 特別適宜于壓縮空氣斷路器或有空壓設(shè)備的地方 。 2. 液壓操動機構(gòu)： 利用壓差原理進行能量釋放進行分合閘動作 特點： 具有儲能元件，如氮氣； 具有傳遞能量的液壓油； 存在漏油可能，因此其電機必然頻繁啟動（相對）； 存在過壓可能，因此必然具備安全閥； 整套系統(tǒng)有液體、氣體，必然具備較多的管道等 液壓斷路器的優(yōu)缺點： 優(yōu)點 a、相同輸出功率下，體積小 b、傳動無間隙，運動平穩(wěn)，便于實現(xiàn)頻繁換向 c、操動簡單，易于實現(xiàn)自動化 d、推力大 e、液壓元件都是標準化、系列化產(chǎn)品，便于維修 缺點 a、漏油 b、運動特性受溫度影響 c、油流阻力較大，不宜長距離傳動 d、檢修要求技術(shù)水平高 3、彈簧操動機構(gòu)： 彈簧操作機構(gòu)是利用彈簧拉伸和收縮所儲存的能量進行合、分閘控制的，其彈簧能量的儲存是靠儲能電機傳送的，而其合、分閘操作是靠合、分閘線圈控制的。 彈簧式斷路器的優(yōu)缺點： 優(yōu)點 ① 合、分閘電流都不大，要求電源的容量也不大。 ② 既可遠方電動儲能，電動合、分閘，也可就地手動儲能，手動合、分閘，在直流電源消失的情況下也可手動合、分操作 ③ 動作快，且能快速自動重合閘。 ④只有兩個狀態(tài)，儲能和不儲能，不會有各種閉鎖條件； 缺點 ① 結(jié)構(gòu)較復雜 ② 零部件加工精度要求高。 ③全機械部件，分散性大，彈簧式中保持在一個狀態(tài)，易出現(xiàn)故障 4、電磁操動機構(gòu) 電磁操作機構(gòu)完全依靠合閘電流流過合閘線圈產(chǎn)生的電磁吸力來合閘同時壓緊跳閘彈簧，跳閘時主要依靠跳閘彈簧來提供能量。所以該類型操作機構(gòu)跳閘電流較小，但合閘電流非常大，瞬間能達到一百多個安培。這也是為什么變電站直流系統(tǒng)要分合閘母線控制母線的緣故。合母提供合閘電源，控母給控制回路供電。合閘母線是直接掛在電池組上，合母電壓即電池組電壓（一般240V左右），合閘時利用電池放電效應瞬間提供大電流，同時合閘時電壓瞬間下降的很厲害。而控制母線是通過硅鏈降壓和合母連在一起（一般控制在220V），合閘時不會影響到控制母線電壓的穩(wěn)定。 因為電磁操作機構(gòu)合閘電流非常大，所以保護合閘回路不是直接接通合閘線圈，而是接通合閘接觸器。跳閘回路直接接通跳閘線圈。合閘接觸器線圈一般是電壓型的，阻值較大（一般幾K）。保護同這種回路配合時，應注意合閘保持一般啟動不了。但這問題也不大，跳閘保持TBJ一般能啟動，所以防跳功能還存在。該類型機構(gòu)合閘時間較長（120ms~200ms），分閘時間較短（60~80ms）。 斷路器儲能機構(gòu)組成和分類 斷路器儲能機構(gòu)一般包括:電機、齒輪減速裝置、儲能介質(zhì)(彈簧)、止擋(合閘鎖扣)及微動開關(guān)等。電機提供動力,通過齒輪減速裝置降低轉(zhuǎn)速,提高扭矩,將儲能介質(zhì)(彈簧)拉伸、壓縮或旋轉(zhuǎn)儲能,當儲能機構(gòu)快轉(zhuǎn)到止擋位置時,微動開關(guān)動作,電機電流被切斷,儲能機構(gòu)最終停在止擋位置上,即儲能機構(gòu)輸出力作用在合閘鎖扣上。對于彈簧操動機構(gòu)而言,根據(jù)儲能介質(zhì)的不同,可以將儲能機構(gòu)分為:拉簧、壓簧和盤簧儲能機構(gòu)；在斷路器儲能機構(gòu)中,較為常見的是拉簧和壓簧儲能機構(gòu)。
低壓斷路器由觸頭、滅弧裝置、操作機構(gòu)和保護裝置等組成。按使用類別分，有選擇型(保護裝置參數(shù)可調(diào))和非選擇型(保護裝置參數(shù)不可調(diào))；按結(jié)構(gòu)型式分，有萬能式(又稱框架式)和塑殼式斷路器；按滅弧介質(zhì)分，有空氣式和真空式(目前國產(chǎn)多為空氣式)；按操作方式分，有手動操作、電動操作和彈簧儲能機械操作；按極數(shù)分，可分為單極、二極、三極和四極式；按安裝方式分，有固定式、插入式、抽屜式和嵌入式等。 額定電流在600A以下，且短路電流不大時，可選用塑殼斷路器；額定電流較大，短路電流亦較大時，應選用萬能式斷路器。 一般選用原則為： (1)斷路器額定電流≥負載工作電流； (2)斷路器額定電壓≥電源和負載的額定電壓； (3)斷路器脫扣器額定電流≥負載工作電流； (4)斷路器極限通斷能力≥電路最大短路電流； (5)線路末端單相對地短路電流/斷路器瞬時(或短路時)脫扣器整定電流≥1.25； (6)斷路器欠電壓脫扣器額定電壓=線路額定電壓。
在檢測故障變頻器模塊好壞的過程中，萬用表是最常用的工具。檢測過程中一般首選使用指針式萬用表。 在確保機器斷電的情況下，拆除輸入端和輸出端的電纜，使用萬用表對變頻器進行靜態(tài)測量。將萬用表打到“電阻”檔，然后通過萬用表的紅色表筆和黑色表筆檢測，需要注意的是，指針式萬用表在電阻檔里黑色表筆代表“+”，紅色表筆代表“-”，這一點和數(shù)字型萬用表是正好相反的： 根據(jù)變頻器主回路原理，檢測整流回路其實是測量VD1-VD6六個二極管的功能好壞。 用萬用表檢測變頻器模塊好壞的一般方法(圖1) 1、其中VD1-VD3，用黑色表筆分別接R、S、T，用紅色表筆接母排的P（+），此時萬用表應該顯示阻值為0，屬于連通狀態(tài)。 2、接下來反向測量，用 黑色表筆分接母排的P（+），用 紅色表筆分 別接R、S、T，用 此時萬用表應該顯示阻值無窮大，屬于截止狀態(tài)。 3、然后測量VD4-VD5，用 黑色表筆分別接R、S、T，用紅色表筆接母排的N（-），此時萬用表應該顯示阻值無窮大，屬于截止狀態(tài)。 4、接下來反向測量，用 黑色表筆分接母排的N（-），用 紅色表筆分 別接R、S、T，用 此時萬用表應該顯示阻值為0，屬于連通狀態(tài)。 同樣，檢測逆變回路好壞其實是檢測逆變模塊的六個續(xù)流二極管的功能好壞。 用萬用表檢測變頻器模塊好壞的一般方法(圖2) 1、其中VD7、VD9、VD11，用黑色表筆分別接U、V、W，用紅色表筆接母排的P（+），此時萬用表應該顯示阻值為0，屬于連通狀態(tài)。 2、接下來反向測量，用 黑色表筆分接母排的P（+），用 紅色表筆分 別接U、V、W，用 此時萬用表應該顯示阻值無窮大，屬于截止狀態(tài)。 3、然后測量VD8、VD10、VD12，用 黑色表筆分別接U、V、W，用紅色表筆接母排的N（-），此時萬用表應該顯示阻值無窮大，屬于截止狀態(tài)。 4、接下來反向測量，用 黑色表筆分接母排的N（-），用 紅色表筆分 別接U、V、W，用 此時萬用表應該顯示阻值為0，屬于連通狀態(tài)。 如果實際測量和以上結(jié)果相同，則可以初步判斷變頻器模塊是正常的，下一步就可以做上電測試，如果不相符，說明模塊故障，接下來需要拆機來進一步對變頻器進行檢測。
過載， 是一個時間概念，是指負載在連續(xù)時間內(nèi)超過額定負載一定的倍數(shù) 。 過載，最重要的概念就是連續(xù)時間。比如，某變頻器過載能力160%一分鐘，就是指，負載連續(xù)一分鐘達到額定負載的1.6倍是沒有任何問題的。假如在59秒的時候，負載突然變小，那么是不會觸發(fā)過載報警的。只有在60秒剛過的時候，才會觸發(fā)過載報警。 過流， 是一個數(shù)量概念，是指負載突然超過額定負載多少倍 。 過流的時間非常短，而且超過的倍數(shù)非常大，通常都是十幾甚至幾十倍。比如，電機在運轉(zhuǎn)時，機械軸突然堵轉(zhuǎn) ，那么此時電機的電流在短時間內(nèi)會極速上升，導致過流故障。 變頻器過流和過載故障的區(qū)別以及應對措施(圖1) 過流和過載屬于變頻器最常見的故障，要區(qū)別變頻器到底是過流跳閘還是過載跳閘，首先就要搞清楚他們之間的區(qū)別，一般來說過載也一定過電流，但是變頻器為什么要把過電流和過載分開呢？ 這里面主要有2個區(qū)別： （1）保護對象不同 過電流主要用于保護變頻器，而過載主要用于保護電動機。因為變頻器的容量有時需要比電動機的容量加大一檔甚或兩檔，在這種情況下，電動機過載時，變頻器不一定過電流。 過載保護由變頻器內(nèi)部的電子熱保護功能進行，在預置電子熱保護功能時，應該準確地預置“電流取用比”，即電動機額定電流和變頻器額定電流之比的百分數(shù)： IM%=IMN*100%I/IM 式中，IM％—電流取用比; IMN—電動機的額定電流，Ａ; IN—變頻器的額定電流，Ａ。 （2）電流的變化率不同 過載保護發(fā)生在生產(chǎn)機械的工作過程中，電流的變化率di/dt通常較小; 除了過載以外的其他過電流，常常帶有突發(fā)性，電流的變化率di/dt往往較大。 （3）過載保護具有反時限特性 過載保護主要是防止電動機過熱，故具有類似于熱繼電器的“反時限”特點。就是說，如果與額定電流相比，超過得不多，則允許運行的時間可以長一些，但如果超過得較多的話，允許運行的時間將縮短。 此外，由于在頻率下降時，電動機的散熱狀況變差。所以，在同樣過載50％的情況下，頻率越低則允許運行的時間越短。 變頻器過流和過載故障的區(qū)別以及應對措施(圖2) 變頻器的過流跳閘 變頻器的過電流跳閘又分短路故障、運行過程中跳閘和升、降速過程中跳閘等情況。 1、短路故障： （1）故障特點 （a）第一次跳閘有可能在運行過程中發(fā)生，但如復位后再起動，則往往一升速就跳閘。 （b）具有很大的沖擊電流，但大多數(shù)變頻器已經(jīng)能夠進行保護跳閘，而不會損壞。由于保護跳閘十分迅速，難以觀察其電流的大小。 （2）判斷與處理 第一步，首先要判斷是否短路。為了便于判斷，在復位后再起動前，可在輸入側(cè)接入一個電壓表，重新啟動時，電位器從零開始緩慢旋動，同時，注意觀察電壓表。如果變頻器的輸出頻率剛上升就立即跳閘，且電壓表的指針有瞬間回“0”的跡象，則說明變頻器的輸出端已經(jīng)短路或接地。 第二步，要判斷是在變頻器內(nèi)部短路，還是在外部短路。這時，應將變頻器輸出端的接線脫開，再旋動電位器，使頻率上升，如仍跳閘，說明變頻器內(nèi)部短路；如不再跳閘，則說明是變頻器外部短路，應檢查從變頻器到電動機之間的線路，以及電動機本身。 2、輕載過電流負載很輕，卻又過電流跳閘： 這是變頻調(diào)速所特有的現(xiàn)象。在V/F控制模式下，存在著一個十分突出的問題：就是在運行過程中，電動機磁路系統(tǒng)的不穩(wěn)定。其基本原因在于： 低頻運行時，為了能帶動較重的負載，常常需要進行轉(zhuǎn)矩補償（即提高U/f比，也叫轉(zhuǎn)矩提升）。導致電動機磁路的飽和程度隨負載的輕重而變化。這種由電動機磁路飽和引起的過電流跳閘，主要發(fā)生在低頻、輕載的情況下。解決方法：反復調(diào)整U/f比。 3、重載過電流： （1）故障現(xiàn)象有些生產(chǎn)機械在運行過程中負荷突然加重，甚至“卡住”，電動機的轉(zhuǎn)速因帶不動而大幅下降，電流急劇增加，過載保護來不及動作，導致過電流跳閘。 （2）解決方法 （a）首先了解機械本身是否有故障，如果有故障，則修理機器。 （b）如果這種過載屬于生產(chǎn)過程中經(jīng)常可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，則首先考慮能否加大電動機和負載之間的傳動比？適當加大傳動比，可減輕電動機軸上的阻轉(zhuǎn)矩，避免出現(xiàn)帶不動的情況。如無法加大傳動比，則只有考慮增大電動機和變頻器的容量了。 4、升速或降速中過電流： 這是由于升速或降速過快引起的，可采取的措施有如下： （1）延長升（降）速時間首先了解根據(jù)生產(chǎn)工藝要求是否允許延長升速或降速時間，如允許，則可延長升（降）速時間。 （2）準確預臵升（降）速自處理（防失速）功能變頻器對于升、降速過程中的過電流，設(shè)臵了自處理（防失速）功能。當升（降）電流超過預臵的上限電流時，將暫停升（降）速，待電流降至設(shè)定值以下時，再繼續(xù)升（降）速。 變頻器的過載跳閘 電動機能夠旋轉(zhuǎn)，但運行電流超過了額定值，稱為過載。過載的基本反應是：電流雖然超過了額定值，但超過的幅度不大，一般也不形成較大的沖擊電流。 1、過載的主要原因 （1）機械負荷過重，負荷過重的主要特征是電動機發(fā)熱，并可從顯示屏上讀取運行電流來發(fā)現(xiàn)。 （2）三相電壓不平衡，引起某相的運行電流過大，導致過載跳閘，其特點是電動機發(fā)熱不均衡，從顯示屏上讀取運行電流時不一定能發(fā)現(xiàn)（因顯示屏只顯示一相電流）。 （3）誤動作，變頻器內(nèi)部的電流檢測部分發(fā)生故障，檢測出的電流信號偏大，導致跳閘。 2、檢查方法 （1）檢查電動機是否發(fā)熱，如果電動機的溫升不高，則首先應檢查變頻器的電子熱保護功能預臵得是否合理，如變頻器尚有余量，則應放寬電子熱保護功能的預臵值。 如果電動機的溫升過高，而所出現(xiàn)的過載又屬于正常過載，則說明是電動機的負荷過重。這時，首先應能否適當加大傳動比，以減輕電動機軸上的負荷。如能夠加大，則加大傳動比。如果傳動比無法加大，則應加大電動機的容量。 （2）檢查電動機側(cè)三相電壓是否平衡，如果電動機側(cè)的三相電壓不平衡，則應再檢查變頻器輸出端的三相電壓是否平衡，如也不平衡，則問題在變頻器內(nèi)部。 如變頻器輸出端的電壓平衡，則問題在從變頻器到電動機之間的線路上，應檢查所有接線端的螺釘是否都已擰緊，如果在變頻器和電動機之間有接觸器或其他電器，則還應檢查有關(guān)電器的接線端是否都已擰緊，以及觸點的接觸狀況是否良好等。 如果電動機側(cè)三相電壓平衡，則應了解跳閘時的工作頻率： 如工作頻率較低，又未用矢量控制（或無矢量控制），則首先降低U/f比，如果降低后仍能帶動負載，則說明原來預臵的U/f比過高，勵磁電流的峰值偏大，可通過降低U/f比來減小電流；如果降低后帶不動負載了，則應考慮加大變頻器的容量；如果變頻器具有矢量控制功能，則應采用矢量控制方式。
在工業(yè)生產(chǎn)中，變頻器作為一種重要的電氣設(shè)備，廣泛應用于電機調(diào)速控制。然而，由于各種原因，變頻器在運行過程中可能會出現(xiàn)各種類型的故障，影響生產(chǎn)的正常進行。
不同品牌的變頻器主電路接線端子在設(shè)計上雖然略有不同，但是主要接線端子是基本一致的，以下是一款常見變頻器的主電路接線端子。我們分別來介紹其功能和原理。 其中端子排上的R、S、T 端子與三相工頻電源連接， U、V、W 端子與電動機連接； P1、P 端子， PR、PX 端子， R、R1 端子和S、S1 端子用短接片連接； 接地端子用螺釘與接地線連接固定。 接線端子和變頻器內(nèi)部連接功能圖如上，其中 ： 1、P、P1 端子外接短路片， 將整流電路與逆變電路連接起來。也可以去掉短接片，外接提高功率因數(shù)的直流電抗器。直流功率因數(shù)電抗器連接時，先要將P1、P 端子間的短路片取下， 然后用連接線將直流電抗器與P1、P 端子連接。 2、PX、PR 端子外接短路片， 將內(nèi)部制動電阻和制動控制器件連接起來。有時，變頻器在高頻度制動內(nèi)置制動電阻時易發(fā)熱， 由于封閉散熱能力不足， 這時需要安裝外接制動電阻來替代內(nèi)置制動電阻。 可將PX、PR 端子之間的短路片取下， 再在P、PR 端外接制動電阻。 3、P、N 端子分別為內(nèi)部直流回路的正、負端 4、R1、S1 端子內(nèi)接控制電路， 外部通過短路片與R、S 端子連接， R、S 端的電源通過短路片由R1、S1 端子提供給控制電路作為電源。如果希望R、S、T 端無工頻電源輸入時控制電路也能工作， 可以取下R、R1 和S、S1 之間的短路片， 將兩相工頻電源直接接R1、S1 端。 由于控制電路電源端子R1、S1 默認與R、S 端子連接。在工作時， 如果變頻器出現(xiàn)異常， 可能會導致變頻器電源輸入端的斷路器（或接觸器） 斷開， 變頻器控制電路電源也隨之斷開， 變頻器無法輸出異常顯示信號。為了在需要時保持異常信號， 可將控制電路的電源R1、S1 端子與斷路器輸入側(cè)的兩相電源線連接。這樣斷路器斷開后， 控制電路仍有電源提供。
變頻器的核心工作原理基于交流 - 直流 - 交流（AC - DC - AC）的電能變換過程。首先，通過整流器將電網(wǎng)輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，這一過程就像是將雜亂無章的 “電流隊伍” 初步整理成有序的 “直流隊列”。接著，直流電被送入中間直流環(huán)節(jié)進行濾波和穩(wěn)壓處理，讓電流更加穩(wěn)定。最后，逆變器將直流電逆變?yōu)轭l率和電壓均可調(diào)節(jié)的交流電，輸送給電機。通過改變輸出交流電的頻率，就能改變電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)調(diào)速功能，就如同給電機安裝了一個 “速度調(diào)節(jié)器”，按需控制其運轉(zhuǎn)速度 。
變頻器的市場競爭，可謂越來越激烈，無論是變頻器廠商還是用戶，對此都面臨著一個適應的過程。對廠商而言，激烈的競爭意味著自身的變頻器產(chǎn)品必須要具備差異化的優(yōu)勢;而對用戶而言，激烈的競爭使得可選擇的變頻器產(chǎn)品種類越來越多，在選購時，可供參考的因素也變得“亂花漸欲迷人眼”。 近年來，行業(yè)對變頻器的要求更高了，同時也更細致了。變頻器是一類量大面廣的產(chǎn)品，其覆蓋的行業(yè)非常廣泛，而同樣是需要變頻器的場合，不同行業(yè)呈現(xiàn)出來的特點卻有很大不同，只有選擇真正適合行業(yè)的變頻器，性價比才能得到良好的體現(xiàn)。目前隨著各行業(yè)的發(fā)展，對相應的機械設(shè)備的要求提升得很快，這對變頻器的性能、功能上的要求也存在著一個傳導效應。 用戶對變頻器產(chǎn)品認知度的提高，也加劇了競爭的激烈程度。隨著變頻器的應用越來越廣泛，用戶對這一類產(chǎn)品也越來越了解。之前控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，大部分用戶無外乎只能從價格、品牌印象及企業(yè)的宣傳要點等幾方面來選擇變頻器產(chǎn)品;而現(xiàn)在，越來越多的用戶則開始從自己的具體需求出發(fā)，對各廠商的產(chǎn)品性能與其側(cè)重的特點做出更有針對性的比較，將性價比考慮得更加細致，甚至有很多OEM用戶的下游客戶，都開始指定使用某些變頻器的品牌。這就迫使變頻器廠商真正提供差異化的產(chǎn)品，以獨特的產(chǎn)品特性來吸引用戶。 其實在技術(shù)方面，尤其是核心控制技術(shù)上，變頻器的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，可尋求的突破點并不是很多，這樣就使廠商們自然而然地開始在產(chǎn)品的設(shè)計理念上尋找思路。目前可以看出，針對行業(yè)和用戶的特點，絕大多數(shù)廠商走上了兩條不同的路線，一種是發(fā)展通用性產(chǎn)品，另一種則是發(fā)展專用型產(chǎn)品。 那么，變頻器的這兩種不同方向，究竟孰優(yōu)孰劣呢?不同的廠商對此紛紛發(fā)表了各自的看法。 專用型產(chǎn)品的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩方面：一方面專用型產(chǎn)品是按照行業(yè)的需求量身打造的，在行業(yè)偏重的特性上會進行有針對性的設(shè)置，確實更適合行業(yè)的需求。雖然在核心的控制方式上，其與普通的變頻器并無根本性的差異，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面和功能設(shè)置方面會有較大的不同，或者是集成一些行業(yè)需要的功能。 另一方面，使用專用型產(chǎn)品在成本上也有優(yōu)勢。專用型變頻器雖然在價格上比普通變頻器要略高一些，但使用變頻器的用戶，比如產(chǎn)業(yè)機械制造商，其需要考慮的往往不是一次性投入成本，而是考慮綜合、長期的成本與效應，另外作為這一類用戶，對本身的產(chǎn)品也有品牌意識，而作為機械設(shè)備其中重要一環(huán)的變頻器，其可靠性往往影響著整個機械的故障率。而專用變頻器針對行業(yè)的特殊設(shè)計能夠保證其可靠性要優(yōu)于普通變頻器，減少了因高故障率帶來的停機時間所導致的損失，長期來看是節(jié)省成本的。
隨著煤炭、石油等常規(guī)能源的逐漸枯竭，人類越來越重視對新能源(非常規(guī)能源)的開發(fā)利用。新能源是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式，如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。其中風能以其獨特優(yōu)勢而備受青睞。相對其他新能源相比，風能具有三大優(yōu)勢：第一，儲量大、分布廣;第二，可利用性強，成本相對較低;第三，綠色能源，不污染環(huán)境。 作為一種利用風能的清潔能源，風電在環(huán)境保護日益重要的今天，發(fā)揮著越來越重要的作用。近年來，全球風能市場每年以超過40%的速度快速發(fā)展，而中國也憑借豐富的風場資源和政府對新能源開發(fā)的大力支持，成為繼歐美之后全球最重要的風能市場，這給中國風能裝備制造業(yè)帶來了發(fā)展機遇。我國風能資源豐富，理論儲量為16億千瓦，實際可利用量達 2.5億千瓦，具有極大的發(fā)展?jié)摿ΑＭ瑫r在國家的新能源發(fā)展規(guī)劃中，將風力發(fā)電作為重點扶持行業(yè)，使我國風電行業(yè)擁有了更廣闊的發(fā)展前景。 因此風電這幾年一直保持著成倍增長，2008年風電機組增長率受到GDP影響，但也超過了80%，國產(chǎn)化的比率已經(jīng)超過70%。風能產(chǎn)業(yè)要想健康持續(xù)的增長，就要完成產(chǎn)業(yè)體系的建設(shè)，產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)。宜科公司抓住了機遇，適時開發(fā)出了順應需求的產(chǎn)品路線和解決方案，并被成功應用于多個風電場中。 二、水平軸風力渦輪機組成 基于對風能的更高效率采集及利用，目前風電行業(yè)主要采用水平軸風力渦輪機，其組成如右圖所示： 轉(zhuǎn)子葉片：捕獲風能并將其轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動能; 轉(zhuǎn)軸：將轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機的動能; 變速箱：用于增加轉(zhuǎn)子中心和發(fā)電機之間的轉(zhuǎn)軸速度; 發(fā)電機：利用轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動能，通過電磁原理發(fā)電; 偏航控制器(未顯示)：移動轉(zhuǎn)子使其與風向保持一致; 制動裝置：在出現(xiàn)電力超載或系統(tǒng)故障時停止轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn); 塔架：支撐轉(zhuǎn)子和發(fā)動機箱，并將整個裝置位置提升; 三、風力發(fā)電的控制系統(tǒng) 風力發(fā)電系統(tǒng)作為風能發(fā)電領(lǐng)域的核心環(huán)節(jié)，其技術(shù)革新至關(guān)重要。目前主要采用恒速恒頻和變速恒頻風力發(fā)電機系統(tǒng)兩大類。在風力發(fā)電中，當風力發(fā)電機組與電網(wǎng)并網(wǎng)時，要求風電的頻率與電網(wǎng)的頻率保持一致，即恒頻。恒速恒頻即在風力發(fā)電過程中，保持風車的轉(zhuǎn)速(也即發(fā)電機的轉(zhuǎn)速)不變，從而得到恒頻的電能。在風力發(fā)電過程中讓風車的轉(zhuǎn)速隨風速而變化，而通過其它控制方式來得到恒頻電能的方法稱為變速恒頻。 由于風能與風速的三次方成正比，當風速在一定范圍變化時，如果允許風車做變速運動，則能達到更好利用風能的目的。風車將風能轉(zhuǎn)換成機械能的效率可用輸出功率系數(shù)CP來表示，CP在某一確定的風輪周速比λ(槳葉尖速度與風速之比)下達到最大值。恒速恒頻機組的風車轉(zhuǎn)速保持不變，而風速又經(jīng)常在變化，顯然CP不可能保持在最佳值。變速恒頻機組的特點是風車和發(fā)電機的轉(zhuǎn)速可在很大范圍內(nèi)變化而不影響輸出電能的頻率。由于風車的轉(zhuǎn)速可變，可以通過適當?shù)目刂疲癸L車的周速比處于或接近最佳值，從而最大限度地利用風能發(fā)電。因此變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)以其風能利用系數(shù)高，能吸收由風速突變所產(chǎn)生的能量波動以避免主軸及傳動機構(gòu)承受過大的扭矩和應力，以及可以改善系統(tǒng)的功率因數(shù)等突出優(yōu)勢，在風力發(fā)電行業(yè)越來越受歡迎。 變速恒頻控制的功能是保證上網(wǎng)電能的質(zhì)量，因此必須對發(fā)電機的轉(zhuǎn)速進行測量并反饋到控制器，實現(xiàn)閉環(huán)控制。目前對發(fā)電機轉(zhuǎn)速的檢測主要采用旋轉(zhuǎn)編碼器。同時由于發(fā)電機的功率大，會產(chǎn)生軸電流，如果編碼器與發(fā)電機不絕緣，則軸電流會被引入編碼器，進而損壞編碼器。宜科公司的EV88P系列編碼器采用獨特的機械設(shè)計理念，確保產(chǎn)品的抗振動抗沖擊性能，采用歐洲先進的電氣設(shè)計技術(shù)，確保產(chǎn)品在-40~85℃的溫度條件下可靠輸出，同時采用先進的絕緣處理技術(shù)，有效防止軸電流對編碼器的損壞。 EV88P系列編碼器，以其優(yōu)異的性能特點及穩(wěn)定運行，已在華北地區(qū)某風電設(shè)備制造廠取得成功應用，在風場的穩(wěn)定運行得到客戶的認可。 四、風力發(fā)電的變槳距控制系統(tǒng) 在風電技術(shù)發(fā)展方面，風力發(fā)電機單機容量朝著大型化發(fā)展，兆瓦級風力機已經(jīng)成為風力發(fā)電市場的主流產(chǎn)品。目前大型風力發(fā)電機組普遍采用變槳距控制技術(shù)。變槳距控制是通過沿槳葉的縱軸控制葉片旋轉(zhuǎn)，依據(jù)風速的變化隨時調(diào)節(jié)槳距角，控制風輪的能量吸收，保持一定的輸出功率。變槳距控制的優(yōu)點是能夠確保高風速段的額定功率，額定功率點以上輸出平穩(wěn)、在額定點具有較高的風能利用系數(shù)、提高風力機組起動性能與制動性能、提高風機的整體柔性度、減小整機和槳葉的受力狀況。在并網(wǎng)過程中,變槳距控制還可實現(xiàn)快速無沖擊并網(wǎng)。變槳距控制系統(tǒng)與變速恒頻技術(shù)相配合,最終提高了整個風力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率和電能質(zhì)量。 變槳距控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)主要有兩種，液壓變槳距執(zhí)行機構(gòu)和電動變槳距執(zhí)行機構(gòu)。其中，電機變槳執(zhí)行機構(gòu)是利用電機對槳葉進行控制，結(jié)構(gòu)緊湊、控制靈活、動作可靠，不存在液壓執(zhí)行機構(gòu)中的非線性、漏油、卡塞等現(xiàn)象。電機變槳距控制機構(gòu)可對每個槳葉采用一個伺服電機進行單獨調(diào)節(jié)。伺服電機通過主動齒輪與槳葉輪轂內(nèi)齒圈相嚙合，直接對槳葉的槳距角進行控制。旋轉(zhuǎn)編碼器將槳距角的變化反饋給控制器，進而對電機進行閉環(huán)PID負反饋控制。 宜科公司的EB58系列增量編碼器、EAS58系列模擬量輸出絕對值編碼器和EAM58系列SSI輸出絕對值編碼器以其優(yōu)異的抗機械振動性能和-40℃溫度條件下穩(wěn)定的電氣輸出性能，為廣大風電客戶提供了性價比優(yōu)異的傳感器解決方案。其中，EB58系列編碼器用于變槳系統(tǒng)中伺服電機信號反饋，控制槳葉角度控制，同時應用EAS58或EAM58系列編碼器對變槳角度給予絕對位置信息反饋。EB58和EAS58系列編碼器均在華北某風電設(shè)備制造廠得到成功應用，并得到客戶極大的認可。 五、結(jié)束語 風力發(fā)電技術(shù)已日趨成熟，在可再生的綠色能源的開發(fā)領(lǐng)域中占有突出的地位，具有重要的開發(fā)利用價值。尤其是在偏遠的山區(qū)、牧區(qū)和海島等地區(qū)，風力發(fā)電可為當?shù)鼐用竦纳詈蜕a(chǎn)提供潔凈的能源，緩解能源供應緊張的局面。 以往投資商和運營商更多關(guān)注的是購買產(chǎn)品的價格，而在整個壽命周期里邊，維護成本占40%到70%，主要取決于產(chǎn)品質(zhì)量。越來越多的風電用戶將關(guān)注的重心轉(zhuǎn)移到如何提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強可靠性，同時降低維護成本。宜科這樣擁有濃厚的技術(shù)積淀和優(yōu)秀產(chǎn)品質(zhì)量的公司，能夠使得中國的風電產(chǎn)業(yè)鏈更加充實和完善，幫助風電設(shè)備制造廠商們提升產(chǎn)品質(zhì)量，并將維護成本減到最少。
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