三墾變頻器的常見故障與維修對策
1引言
隨著工業(yè)企業(yè)自動化的不斷發(fā)展,，變頻器的應(yīng)用已深入到各行各業(yè),，變頻器技術(shù)也日趨完善和成熟,，其功能越來越強大，可靠性不斷提高,。但是如果使用不當(dāng),，操作有誤，維護(hù)不及時,，仍會發(fā)生故障或停運狀況,，以致縮短設(shè)備的使用壽命。通常,，變頻器在正常使用5_8年后,，就進(jìn)入了故障的高發(fā)期，經(jīng)常會出現(xiàn)元器件燒壞,，保護(hù)環(huán)節(jié)頻繁動作等故障,，嚴(yán)重影響其正常工作,。因此，日常維護(hù)與檢修工作顯得尤為重要,。
2變頻器的常見故障及維修對策
2.1變頻器整流模塊損壞
變頻器整流模塊的損壞是變頻器的常見故障之一,，早期生產(chǎn)的變頻器整流模塊均采用二極管，目前,，大部分整流模塊則采用晶閘管,。中大功率普通變頻器整流模塊一般為三相全波整流，整流器件易過熱,，也易被擊穿,，當(dāng)其損壞后伴隨著快速熔斷器熔斷,整機停機。在更換整流模塊時,，要求其在與散熱片接觸的面上均勻地涂上一層傳熱性能良好的硅脂,，再緊固安裝螺絲。如果沒有同型號整流模塊時,，可用同容量的其他類型的整流模塊代替,。如富士g7s使用了帶晶閘管保護(hù)的整流模塊，它與普通整流模塊的區(qū)別就在于它用晶閘管替代了主回路接觸器,，提高了變頻器的可靠性,。富士g9s小功率變頻器整流模塊則是集成晶閘管與開關(guān)管于一體。整流模塊的損壞常與機器外部電源有密切關(guān)系,，所以當(dāng)整流模塊發(fā)生故障后,，不能再盲目上電，應(yīng)先檢查外圍設(shè)備,。
2.2變頻器充電電路故障
通用變頻器一般為電壓型變頻器,，采用交—直—交工作方式，由于直流側(cè)的平波電容容量較大,，在變頻器接入電源的一瞬間充電電流很大,，可能導(dǎo)致電源開關(guān)跳閘，為此在充電回路中設(shè)置一個起動電阻來限制充電電流,，而在充電完成后,，控制電路通過接觸器的觸點或晶閘管將電阻短路。充電電路故障一般表現(xiàn)為起動電阻被燒壞,，變頻器報警顯示為直流母線電壓故障,。當(dāng)變頻器的交流輸入電源頻繁通斷時，或者短路接觸器的觸點接觸不良或晶閘管的導(dǎo)通阻值變大時,，都會導(dǎo)致起動電阻被燒壞,。如遇這種情況，可購買同規(guī)格的電阻更換。同時必須找出燒壞電阻的原因,，如果故障是由輸入電源頻繁通斷引起的,，必須消除這種現(xiàn)象，如果故障是由短路接觸器觸點或短路晶閘管引起,，則必須更換這些元器件,，才能再將變頻器投入使用。
2.3變頻器顯示過流
2.3.1系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)過電流,，原因大致來自以下幾方面:
(1)電動機遇到?jīng)_擊負(fù)載或傳動機構(gòu)出現(xiàn)“卡住"現(xiàn)象時引起電動機電流的突然增加,；
(2)變頻器的輸出側(cè)短路，如輸出端到電動機之間的連接線發(fā)生相互短路,，或電動機內(nèi)部發(fā)生短路等,；
(3)變頻器自身工作不正常，如逆變橋中同一個橋臂的上,、下兩個器件發(fā)生“直通",，使直流電壓的正、負(fù)極間處于短路狀態(tài),。
(4)負(fù)載的慣性較大,，而升速時間又設(shè)定得太短，電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因負(fù)載慣性較大而跟不上去,，結(jié)果使升速電流太大,。
(5)負(fù)載的慣性較大，/f5+而降速時間設(shè)定得太短時,，電動機轉(zhuǎn)子因負(fù)載的慣性大,，仍維持較高的轉(zhuǎn)速，結(jié)果使轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度太大而產(chǎn)生過電流,。
2.3.2針對上述故障現(xiàn)象主要檢查以下幾個方面
(1)工作機械有沒有被卡?。?/span>
(2)用兆歐表檢查負(fù)載側(cè)短路點,；
(3)變頻器功率模塊有沒有損壞,；
(4)電動機的起動轉(zhuǎn)矩是否過小，使拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)不起來,；
(5)升速時間設(shè)定是否太短,；
(6)減速時間設(shè)定是否太短,；
(7)轉(zhuǎn)矩補償(v/f比)設(shè)定是否太大,，引起低頻時空載電流過大；
(8)電子熱繼電器整定是否不當(dāng),，動作電流設(shè)定得太小,，引起變頻器誤動作。
如果不是這些問題引起，可以斷開輸出側(cè)的電流互感器和直流側(cè)的霍爾電流傳感器,，復(fù)位后運行,，看是否還出現(xiàn)過流現(xiàn)象，因為檢測電流的霍爾傳感器受溫度,、濕度等環(huán)境因素的影響,，工作點很容易發(fā)生漂移，導(dǎo)致過流,。如果還出現(xiàn)的話,，很有可能是1pm模塊出現(xiàn)故障，因為1pm模塊內(nèi)含有過壓,、過流,、欠壓、過載,、過熱,、缺相、短路等保護(hù)功能,，更換同型號模塊應(yīng)該就能解決,。
2.4變頻器過壓欠壓保護(hù)
動作變頻器出現(xiàn)過壓欠壓保護(hù)動作，大多是由電網(wǎng)電壓的波動引起的,。在變頻器供電回路中,，若存在大負(fù)荷電機的直接啟動或停車，會引起電網(wǎng)電壓瞬間大范圍波動,，導(dǎo)致變頻器過壓欠壓保護(hù)動作,，而不能正常工作。這種情況一般不會持續(xù)太久,，電網(wǎng)電壓波動過后即可正常運行,。而這種情況只有增大供電變壓器容量，改善電網(wǎng)質(zhì)量才能避免,。
另外,，變頻器出現(xiàn)過壓故障還可能是由于變頻器驅(qū)動大慣性負(fù)載，因為在這種情況下,，變頻器的減速停止屬于再生制動,，在停止過程中，變頻器的輸出頻率按線性下降,，而負(fù)載電機的頻率高于變頻器的輸出頻率,，負(fù)載電機處于發(fā)電狀態(tài)，機械能轉(zhuǎn)化為電能,，并被變頻器直流側(cè)的平波電容吸收,，當(dāng)這種能量足夠大時，變頻器直流側(cè)的電壓就會超過直流母線的過電壓保護(hù)整定值而跳閘。對于這種故障,，一是將減速時間參數(shù)設(shè)置長一些,，或增大制動電阻，或增加制動單元,；二是將變頻器的停止方式設(shè)置為自由停車,。另一種情況是變頻器整流部分損壞或檢測電路損壞而引起故障報警，電壓檢測一般都是通過對直流母線電壓采樣,，然后與過電壓保護(hù)整定值進(jìn)行比較,，再將比較差值傳送到微控制器。如果整流橋,、濾波電容,、采樣電路或比較電路中任一器件出現(xiàn)問題，都會出現(xiàn)這種報警,。如一臺丹佛斯vlt5004變頻器,，上電顯示正常，但是加負(fù)載后顯示“dclinkundervolt"(直流回路電壓低),。從現(xiàn)象上看比較特別,，但是仔細(xì)分析一下，問題也就不是那么復(fù)雜了,，該變頻器同樣也是通過充電回路,，接觸器來完成充電過程的，上電時沒有發(fā)現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象,，估計是加負(fù)載時直流回路的電壓下降引起的故障，而直流回路的電壓又是通過整流橋全波整流,然后由電容平波后提供的,，所以應(yīng)著重檢查整流橋,。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)該整流橋有一路橋臂開路，更換新品后問題解決,。
2.5驅(qū)動電路故障變頻器的逆變驅(qū)動
電路也容易發(fā)生故障,。一般有明顯的損害痕跡，諸如元器件(電容,、電阻,、二極管及印刷板等)爆裂、變色,、斷線等異?，F(xiàn)象，但不會出現(xiàn)驅(qū)動電路全部損害的情況,。處理方法一般是按照原理圖,，每組驅(qū)動電路逐級尋找故障點。處理時首先對整塊電路板清灰除污,，如發(fā)現(xiàn)電路斷線,，則進(jìn)行補線處理；查出損壞的元器件即更換,；根據(jù)筆者實踐經(jīng)驗分析,，對懷疑的元器件，進(jìn)行測量,、對比,、替代等方法判斷，有的元器件需要離線測定,。驅(qū)動電路修復(fù)后,應(yīng)用示波器觀察各組驅(qū)動電路信號的輸出波形,，如果三相脈沖大小、相位不相等,，則驅(qū)動電路仍然有異常(更換的元器件參數(shù)不匹配,，也會引起這類現(xiàn)象)，應(yīng)重復(fù)檢查處理,。大功率晶體管驅(qū)動電路的損壞也是導(dǎo)致過流保護(hù)動作的原因之一,。驅(qū)動電路損壞表現(xiàn)出來常見的現(xiàn)象是缺相，三相輸出電壓不相等,，三相電流不平衡等特征,。如一臺丹佛斯vlt5062變頻器，上電顯示正常,，但是測量三相輸出電壓不平衡,，帶上電機后報警“missingmot，phasew"(電機w相缺失),。經(jīng)檢查驅(qū)動電路w相的逆變驅(qū)動觸發(fā)電路沒有輸出波形,，修復(fù)w相驅(qū)動觸發(fā)電路后，變頻器工作正常,。
2.6電機發(fā)熱變頻器顯示過載
對于已經(jīng)投入運行的變頻器如果出現(xiàn)這種故障,，就必須檢查負(fù)載的狀況。對于新安裝的變頻器如果出現(xiàn)這種故障,，很有可能是v/f曲線設(shè)置不當(dāng)或電機參數(shù)設(shè)置有問題,。如一臺新裝變頻器，驅(qū)動的變頻電機,，額定參數(shù)為220v/50hz,，而變頻器出廠時設(shè)置參數(shù)為380v/50hz。由于安裝人員沒有正確設(shè)定變頻器的v/f參數(shù),，導(dǎo)致電機運行一段時間后轉(zhuǎn)子出現(xiàn)磁飽和,，致使電機轉(zhuǎn)速降低,，過載而發(fā)熱。所以在新變頻器使用之前,，必須設(shè)置好相應(yīng)參數(shù),。另外，使用變頻器的無速度傳感器矢量控制方式時,，若沒有正確設(shè)置負(fù)載電機的額定電壓,、電流、容量等參數(shù),，也會導(dǎo)致電機過載發(fā)熱,。還有一種情形是設(shè)置的變頻器載波頻率過高時，也會導(dǎo)致電機發(fā)生過載發(fā)熱,。后一種情況是變頻器經(jīng)常處于低頻段工作,，使電機長時間在低頻段工作，電機散熱效果又不好,，致使電機工作一段時間后過載發(fā)熱,，對于這種情況，需加裝散熱裝置,。如一臺abbacs50022kw變頻器客戶反映,，變頻器在運行半小時左右顯示“oh"(過熱)。因為是在運行一段時間后才有故障,，經(jīng)分析認(rèn)為溫度傳感器壞的可能性不大,，可能變頻器的溫度確實太高。經(jīng)再通電觀察,，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機轉(zhuǎn)動緩慢,，防護(hù)罩里面塞滿了很多棉絮(因該變頻器用在紡織行業(yè))，經(jīng)打掃后開機,，風(fēng)機運行良好,，運行數(shù)小時后，變頻器再沒出現(xiàn)該故障,。
3結(jié)束語
在變頻器的使用過程中,肯定會碰到這樣那樣的問題,，只要運行和維修人員掌握了變頻器的基本工作原理，善于在運行實踐中不斷總結(jié)使用變頻器的經(jīng)驗,，則問題總是會得到解決的,。
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