三墾變頻器的常見(jiàn)故障與維修對策

　　1引言

　　隨著(zhù)工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，變頻器的應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(lái)越強大，可靠性不斷提高。但是如果使用不當，操作有誤，維護不及時(shí)，仍會(huì )發(fā)生故障或停運狀況，以致縮短設備的使用壽命。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(huì )出現元器件燒壞，保護環(huán)節頻繁動(dòng)作等故障，嚴重影響其正常工作。因此，日常維護與檢修工作顯得尤為重要。

　　2變頻器的常見(jiàn)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(jiàn)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(guò)熱，也易被擊穿，當其損壞后伴隨著(zhù)快速熔斷器熔斷,整機停機。在更換整流模塊時(shí)，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(méi)有同型號整流模塊時(shí)，可用同容量的其他類(lèi)型的整流模塊代替。如富士g7s使用了帶晶閘管保護的整流模塊，它與普通整流模塊的區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(kāi)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，所以當整流模塊發(fā)生故障后，不能再盲目上電，應先檢查外圍設備。

　　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，可能導致電源開(kāi)關(guān)跳閘，為此在充電回路中設置一個(gè)起動(dòng)電阻來(lái)限制充電電流，而在充電完成后，控制電路通過(guò)接觸器的觸點(diǎn)或晶閘管將電阻短路。充電電路故障一般表現為起動(dòng)電阻被燒壞，變頻器報警顯示為直流母線(xiàn)電壓故障。當變頻器的交流輸入電源頻繁通斷時(shí)，或者短路接觸器的觸點(diǎn)接觸不良或晶閘管的導通阻值變大時(shí)，都會(huì )導致起動(dòng)電阻被燒壞。如遇這種情況，可購買(mǎi)同規格的電阻更換。同時(shí)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，必須消除這種現象，如果故障是由短路接觸器觸點(diǎn)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(guò)流

　　2.3.1系統在工作過(guò)程中出現過(guò)電流，原因大致來(lái)自以下幾方面:

　　(1)電動(dòng)機遇到?jīng)_擊負載或傳動(dòng)機構出現“卡住"現象時(shí)引起電動(dòng)機電流的突然增加；

　　(2)變頻器的輸出側短路，如輸出端到電動(dòng)機之間的連接線(xiàn)發(fā)生相互短路，或電動(dòng)機內部發(fā)生短路等；

　　(3)變頻器自身工作不正常，如逆變橋中同一個(gè)橋臂的上、下兩個(gè)器件發(fā)生“直通"，使直流電壓的正、負極間處于短路狀態(tài)。

　　(4)負載的慣性較大，而升速時(shí)間又設定得太短，電動(dòng)機轉子的轉速因負載慣性較大而跟不上去，結果使升速電流太大。

　　(5)負載的慣性較大，/f5+而降速時(shí)間設定得太短時(shí)，電動(dòng)機轉子因負載的慣性大，仍維持較高的轉速，結果使轉子繞組切割磁力線(xiàn)的速度太大而產(chǎn)生過(guò)電流。

　　2.3.2針對上述故障現象主要檢查以下幾個(gè)方面

　　(1)工作機械有沒(méi)有被卡??；

　　(2)用兆歐表檢查負載側短路點(diǎn)；

　　(3)變頻器功率模塊有沒(méi)有損壞；

　　(4)電動(dòng)機的起動(dòng)轉矩是否過(guò)小，使拖動(dòng)系統轉不起來(lái)；

　　(5)升速時(shí)間設定是否太短；

　　(6)減速時(shí)間設定是否太短；

　　(7)轉矩補償(v/f比)設定是否太大，引起低頻時(shí)空載電流過(guò)大；

　　(8)電子熱繼電器整定是否不當，動(dòng)作電流設定得太小，引起變頻器誤動(dòng)作。

　　如果不是這些問(wèn)題引起，可以斷開(kāi)輸出側的電流互感器和直流側的霍爾電流傳感器，復位后運行，看是否還出現過(guò)流現象，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(diǎn)很容易發(fā)生漂移，導致過(guò)流。如果還出現的話(huà)，很有可能是1pm模塊出現故障，因為1pm模塊內含有過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、過(guò)載、過(guò)熱、缺相、短路等保護功能，更換同型號模塊應該就能解決。

　　2.4變頻器過(guò)壓欠壓保護

　　動(dòng)作變頻器出現過(guò)壓欠壓保護動(dòng)作，大多是由電網(wǎng)電壓的波動(dòng)引起的。在變頻器供電回路中，若存在大負荷電機的直接啟動(dòng)或停車(chē)，會(huì )引起電網(wǎng)電壓瞬間大范圍波動(dòng)，導致變頻器過(guò)壓欠壓保護動(dòng)作，而不能正常工作。這種情況一般不會(huì )持續太久，電網(wǎng)電壓波動(dòng)過(guò)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，變頻器出現過(guò)壓故障還可能是由于變頻器驅動(dòng)大慣性負載，因為在這種情況下，變頻器的減速停止屬于再生制動(dòng)，在停止過(guò)程中，變頻器的輸出頻率按線(xiàn)性下降，而負載電機的頻率高于變頻器的輸出頻率，負載電機處于發(fā)電狀態(tài)，機械能轉化為電能，并被變頻器直流側的平波電容吸收，當這種能量足夠大時(shí)，變頻器直流側的電壓就會(huì )超過(guò)直流母線(xiàn)的過(guò)電壓保護整定值而跳閘。對于這種故障，一是將減速時(shí)間參數設置長(cháng)一些，或增大制動(dòng)電阻，或增加制動(dòng)單元；二是將變頻器的停止方式設置為自由停車(chē)。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(guò)對直流母線(xiàn)電壓采樣，然后與過(guò)電壓保護整定值進(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問(wèn)題，都會(huì )出現這種報警。如一臺丹佛斯vlt5004變頻器，上電顯示正常，但是加負載后顯示“dclinkundervolt"(直流回路電壓低)。從現象上看比較特別，但是仔細分析一下，問(wèn)題也就不是那么復雜了，該變頻器同樣也是通過(guò)充電回路，接觸器來(lái)完成充電過(guò)程的，上電時(shí)沒(méi)有發(fā)現任何異?，F象，估計是加負載時(shí)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(guò)整流橋全波整流,然后由電容平波后提供的，所以應著(zhù)重檢查整流橋。經(jīng)測量發(fā)現該整流橋有一路橋臂開(kāi)路，更換新品后問(wèn)題解決。

　　2.5驅動(dòng)電路故障變頻器的逆變驅動(dòng)

　　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(xiàn)等異?，F象，但不會(huì )出現驅動(dòng)電路全部損害的情況。處理方法一般是按照原理圖，每組驅動(dòng)電路逐級尋找故障點(diǎn)。處理時(shí)首先對整塊電路板清灰除污，如發(fā)現電路斷線(xiàn)，則進(jìn)行補線(xiàn)處理；查出損壞的元器件即更換；根據筆者實(shí)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(xiàn)測定。驅動(dòng)電路修復后,應用示波器觀(guān)察各組驅動(dòng)電路信號的輸出波形，如果三相脈沖大小、相位不相等，則驅動(dòng)電路仍然有異常(更換的元器件參數不匹配，也會(huì )引起這類(lèi)現象)，應重復檢查處理。大功率晶體管驅動(dòng)電路的損壞也是導致過(guò)流保護動(dòng)作的原因之一。驅動(dòng)電路損壞表現出來(lái)常見(jiàn)的現象是缺相，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)檢查驅動(dòng)電路w相的逆變驅動(dòng)觸發(fā)電路沒(méi)有輸出波形，修復w相驅動(dòng)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(guò)載

　　對于已經(jīng)投入運行的變頻器如果出現這種故障，就必須檢查負載的狀況。對于新安裝的變頻器如果出現這種故障，很有可能是v/f曲線(xiàn)設置不當或電機參數設置有問(wèn)題。如一臺新裝變頻器，驅動(dòng)的變頻電機，額定參數為220v/50hz，而變頻器出廠(chǎng)時(shí)設置參數為380v/50hz。由于安裝人員沒(méi)有正確設定變頻器的v/f參數，導致電機運行一段時(shí)間后轉子出現磁飽和，致使電機轉速降低，過(guò)載而發(fā)熱。所以在新變頻器使用之前，必須設置好相應參數。另外，使用變頻器的無(wú)速度傳感器矢量控制方式時(shí)，若沒(méi)有正確設置負載電機的額定電壓、電流、容量等參數，也會(huì )導致電機過(guò)載發(fā)熱。還有一種情形是設置的變頻器載波頻率過(guò)高時(shí)，也會(huì )導致電機發(fā)生過(guò)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(cháng)時(shí)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(shí)間后過(guò)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(hù)反映，變頻器在運行半小時(shí)左右顯示“oh"(過(guò)熱)。因為是在運行一段時(shí)間后才有故障，經(jīng)分析認為溫度傳感器壞的可能性不大，可能變頻器的溫度確實(shí)太高。經(jīng)再通電觀(guān)察，發(fā)現風(fēng)機轉動(dòng)緩慢，防護罩里面塞滿(mǎn)了很多棉絮(因該變頻器用在紡織行業(yè))，經(jīng)打掃后開(kāi)機，風(fēng)機運行良好，運行數小時(shí)后，變頻器再沒(méi)出現該故障。

　　3結束語(yǔ)

　　在變頻器的使用過(guò)程中,肯定會(huì )碰到這樣那樣的問(wèn)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(shí)踐中不斷總結使用變頻器的經(jīng)驗，則問(wèn)題總是會(huì )得到解決的。