引言
A公司近些年變頻器問題頻發(fā),元器件時常會發(fā)生保護(hù)功能頻繁動作、失效、燒壞等故障情況,甚至影響機(jī)組運(yùn)行安全。在實(shí)際工作過程中,變頻器發(fā)生故障,硬件方面的品質(zhì)問題是一方面原因,維護(hù)不當(dāng)也是造成故障的重要因素。對于硬件問題,應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)的檢測,以便找到故障點(diǎn),維修或更換硬件,搜索重點(diǎn)是單片機(jī)系統(tǒng)外的電路。另一方面,在使用和維護(hù)方面也會出現(xiàn)問題,可從保護(hù)功能運(yùn)行時顯示的信息和變頻器的自診斷兩方面分析這類故障,采用適當(dāng)?shù)姆治鍪侄握页鱿鄳?yīng)的故障點(diǎn)并進(jìn)行修復(fù)。
1常見故障類型及處理方法
1.1過載故障
過載故障在西門子高壓變頻器面板上顯示為"ExcessiveDriveLosses"。這種故障通常包括電機(jī)過載和傳感器過載,造成這種故障的主要原因包括加速時間短、負(fù)載過大、直流制動量過大,可以通過延長制動時間和加速時間來修復(fù)。
2016年4月4日,啟動#4高壓給水泵變頻器,當(dāng)高壓電源接通時,因過載故障而跳閘。分析表明,在變壓器長期不運(yùn)行后,變壓器的絕緣介質(zhì)發(fā)生變化,由于加速時間短,第一次通電時會產(chǎn)生沖擊電流:同時,變換器功率單元的電解電容器在通電時也會產(chǎn)生沖擊電流,因?yàn)殡娙萜魃系碾妷翰荒芡蝗蛔兓?所以電流必須突然變化。在電流突變?yōu)轱柡碗娏鲿r,實(shí)際功率也會超出額定功率,然而基于變頻器本身的特性,在實(shí)際功率超過95%的額定功率的情況下,變頻器會實(shí)施自我保護(hù)動作(具體可參考說明書）,遂發(fā)生跳閘。所以,若變頻器長時間停運(yùn)后第一次上電,一定要緩慢升壓上電,從而延長加速時間,進(jìn)而避免此類故障的再次發(fā)生。
1.2過流故障
過流故障是十分常見的故障類型,在面板上顯示為"IoC",可以從電源負(fù)載、板卡、端子排接觸等方面找產(chǎn)生故障的原因。
(1）當(dāng)電源電壓缺相或超過極限時,對于電壓過高或過低應(yīng)及時調(diào)整。無論電源缺相還是變頻器輸出缺相,都會導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小引起過電流故障。
（2)變頻器設(shè)定值不適合。2015年7月5日,#6高壓給水泵變頻器發(fā)生過電流跳閘,經(jīng)檢查分析為1o板誤報,且電流過載保護(hù)參數(shù)設(shè)置得略低,故在更換板卡之后將1o板電流過載參數(shù)由1.5改為2,此后未再發(fā)生此類故障。通常,在參數(shù)設(shè)置正確后,變頻器可以恢復(fù)正常工作,并可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整相關(guān)參數(shù),以獲得更好的控制效果。
（3)負(fù)載側(cè)過載或短路,可重點(diǎn)檢查電機(jī)噪聲和干擾現(xiàn)象:負(fù)載側(cè)短路或接地,可由兆歐表檢測。
（4)電流互感器損壞。這種故障的具體表現(xiàn)是:變頻器主電路通電,在變頻器啟動前有電流顯示且電流在變化,即可判斷互感器已經(jīng)損壞。
（5)如果連接插件插不緊,會造成電流或電壓反饋信號線接觸不良,導(dǎo)致過電流故障時有時無。例如,2015年12月21日,#4高壓給水泵變頻器跳閘,檢測為過電流故障,在排查分析后,發(fā)現(xiàn)端子排無測量電流輸出,遂立即緊固端子排,后恢復(fù)正常。
1.3單元件損壞
隨著變頻器運(yùn)行時間的日益累積、使用頻率的不斷升高,硬件方面的品質(zhì)問題在所難免。2015年12月3日,#4凝結(jié)水泵變頻器報"Powersupply"（電源故障)致停機(jī)跳高壓,根據(jù)此報警信息,首先推斷此故障為直流＋5V/±12V相關(guān)故障,現(xiàn)場測得UPs電源電壓:5V、-12.07V、＋12.08V,電源正常:幾次重啟后,電源正常。然后根據(jù)導(dǎo)出的報文看出,在此故障不久后報出"ModulatorwatchdogFlt"。即調(diào)制板與功率單元建立的數(shù)據(jù)命令更新,當(dāng)調(diào)制板因故中斷軟件未能監(jiān)測到新的數(shù)據(jù),才會被檢測出故障,故由現(xiàn)場狀況及測量結(jié)果推斷為調(diào)制板自身因故誤檢測故障。然后更換調(diào)制板,變頻器運(yùn)行正常。
通常,與機(jī)組損壞有關(guān)的故障應(yīng)以故障信息作為線索進(jìn)行分析,對損壞的單個部件應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臋z測方法進(jìn)行修理或更換。
1.4變頻器過電壓
當(dāng)變頻器報出"Lineovervoltagefault"或"Lineovervoltage",意味著過電壓故障,電壓故障出現(xiàn)概率總的來說比較高,主要原因是電機(jī)同步轉(zhuǎn)速比實(shí)際轉(zhuǎn)速要高一些,這樣一來,電動機(jī)就會處于發(fā)電狀態(tài),導(dǎo)致變頻器輸入電壓有效值比額定輸入電壓要高,且變頻器沒有安裝相應(yīng)制動單元。拖動大慣性負(fù)載時,變頻器的減速時間設(shè)定較小,減速過程中輸出速度較快,負(fù)載通過自身電阻緩慢減速,使負(fù)載驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速高于變頻器輸出頻率對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài),變頻器無能量反饋單元,因此變頻器支路電壓升高,超過保護(hù)值。
2013年6月22日,#2凝結(jié)水泵變頻器疑似出現(xiàn)此類故障,當(dāng)時變頻器轉(zhuǎn)速反饋出現(xiàn)故障,初步分析為變頻器轉(zhuǎn)速與電機(jī)轉(zhuǎn)速未能同步,后檢查控制板件均無異常,重新上電后正常。在出現(xiàn)此類故障的情況下,可使用電壓表檢查系統(tǒng)接口板上測試點(diǎn)（V1A/TP1、V1A/TP2、V1A/TP3)的電壓。額定輸入電壓值為3.8V左右,超過4.2V就會觸發(fā)過電壓條件,可以通過增加制動單元或修改變頻器參數(shù)（調(diào)整變頻器的減速時間)來處理這種故障。
2故障診斷方法
針對變頻器的實(shí)際故障,應(yīng)認(rèn)真分析故障原因。首先,在排除變頻器外圍電路、電機(jī)故障以及相關(guān)機(jī)械故障后,應(yīng)查詢變頻器的指示及其故障現(xiàn)象,包括故障發(fā)生前后外部環(huán)境的變化,如負(fù)荷變化、功率波動等,從這些角度出發(fā)來分析故障原因。另外就是檢查發(fā)生故障的設(shè)備、確認(rèn)損壞的具體部位,初步分析維修使其恢復(fù)的可能:基礎(chǔ)工作完成之后就要開始分析電路,根據(jù)損壞元器件的位置,仔細(xì)研究該變頻器相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu),結(jié)合故障現(xiàn)象,對電路故障進(jìn)行分析診斷。
常見故障診斷方法有以下幾種類型:
2.1故障樹診斷法
首先列舉出常見的變頻器故障類型,然后從硬件、環(huán)境和人為因素等方面分析故障產(chǎn)生的直接原因,將它們通過邏輯關(guān)系聯(lián)系起來,再利用故障樹診斷方法從下到上逐步進(jìn)行檢查,直到找出故障原因。該方法在面對更多的故障時會更加方便快捷。
2.2對比診斷法
對比診斷法指通過對比現(xiàn)象找到故障原因,比如比較切斷電路和不切斷電路的現(xiàn)象:又比如更換某一元件和不更換該元件,比較產(chǎn)生的不同現(xiàn)象。例如,2014年11月25日,#21凝泵啟動時報警,顯示B2模塊故障,隨即更換#6機(jī)凝泵變頻器B1模塊后啟動正常。該例中,如果更換模塊后故障現(xiàn)象相同則表明故障仍然存在,就排除了與B2模塊有關(guān)的可能性:如果故障現(xiàn)象消失,就表明B2模塊確實(shí)是故障源。
2.3自動診斷與人工結(jié)合法
變頻器可以自動診斷故障的性質(zhì)和位置,但不容易找出故障原因。在這種情況下,結(jié)合人工診斷方法,根據(jù)自動診斷的信息,列舉出可能導(dǎo)致此信息出現(xiàn)的故障,逐一排查疑點(diǎn),即可縮小檢查范圍,快速檢測出故障原因和位置。
3結(jié)語
電動機(jī)是最常見的用電大戶,但大多具有節(jié)能潛力,大力發(fā)展變頻技術(shù)是時代賦予我們的神圣使命。變頻器的維護(hù)和故障排除是一項(xiàng)長期的任務(wù),加強(qiáng)變頻器維修人員的培訓(xùn)尤為重要,變頻器維修人員必須全面掌握變頻器故障分析方法和維修常識,公司應(yīng)組織維修人員到設(shè)備廠家進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)。
另一方面,應(yīng)注意變頻器部件老化引起的頻繁故障。變頻器控制單元中電子元件的正常壽命為5～10年。在使用壽命期間,故障率將隨著時間推移顯著增加。做好變頻器壽命評估十分重要,應(yīng)定期進(jìn)行升級改造來減少因元件老化導(dǎo)致的故障頻發(fā)情況,但檢修時移相變壓器、旁路單元等元件可以保留,以節(jié)省費(fèi)用。
下載文檔
