淺談變頻器故障的排除

摘要：變頻調(diào)速在調(diào)速范圍、調(diào)速精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、輸出轉(zhuǎn)矩、智能控制、節(jié)約 電能等方面的優(yōu)異性能，是其它交流調(diào)速方式無(wú)法比擬的，特別是在節(jié)約能源及 提高產(chǎn)品質(zhì)量、 提高設(shè)備的效率方面, 獲得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此對(duì)其研究有重要意義。

變頻器， 把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的 裝置稱(chēng)作“變頻器” 。該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電(DC) 。然 后再把直流電(DC)變換為三相或單相交流電(AC) 。變頻器同時(shí)改變輸出頻率 與電壓，也就是改變了電機(jī)運(yùn)行曲線(xiàn)上的信號(hào)，使電機(jī)運(yùn)行曲線(xiàn)平行下移。因此 變頻器可以使電機(jī)以較小的啟動(dòng)電流，獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即變頻器可以啟動(dòng)重載負(fù)荷。

變頻器具有調(diào)壓、調(diào)頻、穩(wěn)壓、調(diào)速等基本功能，應(yīng)用了現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)， 價(jià)格昂貴但性能良好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜但使用簡(jiǎn)單，所以不只是用于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而是廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，各種各樣的功率、各種各樣的外形、各種各樣的體 積、各種各樣的用途等都有。隨著技術(shù)的發(fā)展，成本的降低，變頻器一定還會(huì)得 到更廣泛的應(yīng)用。

各國(guó)使用的交流供電電源， 無(wú)論是用于家庭還是用于工廠，其電壓和頻率均 200V/60Hz(50Hz)或 100V/60Hz(50Hz) 。通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱(chēng)作“變頻器” 。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電(DC) 。然后再把直流 電(DC)變換為三相或單相交流電(AC) ，我們把實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的裝置稱(chēng)為“變 頻器” (inverter) 。

使用變頻器時(shí)，其維護(hù)工作要比較復(fù)雜，一旦發(fā)生故障，企業(yè)的普通電氣人 員就很難處理，這里就變頻器常見(jiàn)的故障分析一下故障產(chǎn)生的原因及處理方法。

常用變頻器在使用中， 是否能滿(mǎn)足傳動(dòng)系統(tǒng)的要求，變頻器的參數(shù)設(shè)置非常 重要，如果參數(shù)設(shè)置不正確，會(huì)導(dǎo)致變頻器不能正常工作。

常用變頻器，一般出廠時(shí)，廠家對(duì)每一個(gè)參數(shù)都有一個(gè)默認(rèn)值，這些參數(shù)叫 工廠值。在這些參數(shù)值的情況下，用戶(hù)能以面板操作方式正常運(yùn)行的，但以面板操作并不滿(mǎn)足大多數(shù)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求。所以，用戶(hù)在正確使用變頻器之前，要對(duì) 變頻器參數(shù)時(shí)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

第一，確認(rèn)電機(jī)參數(shù)，變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、 最大頻率，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。

第二，變頻器采取的控制方式，即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID 控制或其他方 式。

第三，設(shè)定變頻器的啟動(dòng)方式。

第四，給定信號(hào)的選擇。

一旦發(fā)生了參數(shù)設(shè)置類(lèi)故障后，變頻器都不能正常運(yùn)行，一般可根據(jù)說(shuō)明 書(shū)進(jìn)行修改參數(shù)。如果以上不行，最好是能夠把所有參數(shù)恢復(fù)出廠值，然后按上述步驟重新設(shè)置，對(duì)于每一個(gè)公司的變頻器其參數(shù)恢復(fù)方式也不相同。

變頻器的過(guò)電壓集中表現(xiàn)在直流母線(xiàn)的支流電壓上。正常情況下，變頻器直 流電為三相全波整流后的平均值。因此，變頻器來(lái)說(shuō)，都有一個(gè)正常的工作電壓范圍，當(dāng)電壓超過(guò)這個(gè)范圍時(shí)很可能損壞變頻器。

輸入電壓超過(guò)正常范圍指一般發(fā)生在節(jié)假日負(fù)載較輕， 電壓升高或降低而線(xiàn) 路出現(xiàn)故障，此時(shí)最好斷開(kāi)電源，檢查、處理。

出現(xiàn)概率較高的故障主要是電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速比實(shí)際轉(zhuǎn)速還高， 使電動(dòng)機(jī)處于 發(fā)電狀態(tài)，而變頻器又沒(méi)有安裝制動(dòng)單元，有兩起情況可以引起這一故障。

第一， 當(dāng)變頻器拖動(dòng)大慣性負(fù)載時(shí)， 其減速時(shí)間設(shè)的比較小， 在減速過(guò)程中， 變頻器輸出的速度比較快，而負(fù)載靠本身阻力減速比較慢，使負(fù)載拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速比變頻器輸出的頻率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速還要高，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器 沒(méi)有能量回饋單元， 因而變頻器支流直流回路電壓升高，超出保護(hù)值， 出現(xiàn)故障， 而紙機(jī)中經(jīng)常發(fā)生在干燥部分， 處理這種故障可以增加再生制動(dòng)單元，或者修改 變頻器參數(shù)，把變頻器減速時(shí)間設(shè)的長(zhǎng)一些。

第二，多個(gè)電動(dòng)施動(dòng)同一個(gè)負(fù)載時(shí)，也可能出現(xiàn)這一故障，主要由于沒(méi)有負(fù) 荷分配引起的。 以?xún)膳_(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一個(gè)負(fù)載為例，當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速時(shí)， 則轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于原動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速低的處于發(fā) 電狀態(tài)，引起故障。在紙機(jī)經(jīng)常發(fā)生在榨部及網(wǎng)部，處理時(shí)需加負(fù)荷分配控制。 可以把處于紙機(jī)傳動(dòng)速度鏈分支的變頻器特性調(diào)節(jié)軟一些。

過(guò)流故障可分為加速、減速、恒速過(guò)電流。其可能是由于變頻器的加減速時(shí) 間太短、負(fù)載發(fā)生突變、負(fù)荷分配不均，輸出短路等原因引起的。這時(shí)一般可通過(guò)延長(zhǎng)加減速時(shí)間、減少負(fù)荷的突變、外加能耗制動(dòng)元件、進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計(jì)、 對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行檢查。 如果斷開(kāi)負(fù)載變頻器還是過(guò)流故障， 說(shuō)明變頻器逆變電路已環(huán)， 需要更換變頻器。

過(guò)載故障包括變頻過(guò)載和電機(jī)器過(guò)載。其可能是加速時(shí)間太短，直流制動(dòng)量 過(guò)大、電網(wǎng)電壓太低、負(fù)載過(guò)重等原因引起的。一般可通過(guò)延長(zhǎng)加速時(shí)間、延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間、檢查電網(wǎng)電壓等。負(fù)載過(guò)重，所選的電機(jī)和變頻器不能拖動(dòng)該負(fù)載， 也可能是由于機(jī)械潤(rùn)滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機(jī)和變頻器;如 后者則要對(duì)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行檢修。

如果變頻器欠壓。 說(shuō)明變頻器電源輸入部分有問(wèn)題，需檢查后才可以運(yùn)行。 如果變頻器溫度過(guò)高。如電動(dòng)機(jī)有溫度檢測(cè)裝置，檢查電動(dòng)機(jī)的散熱情況;變頻 器溫度過(guò)高，檢查變頻器的通風(fēng)情況。 對(duì)于其他情況，如硬件故障，通訊故障 等，可以同供應(yīng)商聯(lián)系。

故障現(xiàn)象:某變頻器， 在運(yùn)行中突然發(fā)生跳閘現(xiàn)象，操作人員立即進(jìn)行復(fù)位， 并使變頻器再次運(yùn)行，大約運(yùn)行 5min 以后，又發(fā)生跳閘，復(fù)位，運(yùn)行多次，觸 摸面板均顯示為 FL 代碼。故障分析：由于觸摸面板均顯示為 FL 代碼，顯然是主 器件自保護(hù)工作了，主器件自保護(hù)診斷內(nèi)容為短路、接地、過(guò)電流、散熱器過(guò)熱等。因此，我們用兆歐表對(duì)負(fù)載側(cè)進(jìn)行檢測(cè)，未有短路、接地現(xiàn)象。檢查機(jī)組運(yùn) 轉(zhuǎn)聲音、振動(dòng)均正常，并且運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，無(wú)卡滯現(xiàn)象。在工藝條件不變的情況下， 不會(huì)造成超載，因此， 過(guò)電流亦不可能。 排隊(duì)上述故障后， 余下可能是過(guò)熱故障。 仔細(xì)檢查內(nèi)部冷卻風(fēng)扇， 發(fā)現(xiàn)頂部一只冷卻風(fēng)扇已不在運(yùn)轉(zhuǎn)。 檢查時(shí)要特別留心， 由于底部冷卻風(fēng)扇在運(yùn)行，頂部風(fēng)扇也有可能被風(fēng)帶動(dòng)，因而頂部風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)情 況要仔細(xì)分析檢查。此時(shí)應(yīng)該更換風(fēng)扇。

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