變頻器故障影響因素與使用維護

李仁利

摘 要：由于各種新工藝新技術(shù)在現(xiàn)在生產(chǎn)中的不斷應(yīng)用，以及現(xiàn)代化生產(chǎn)中對新技術(shù)新設(shè)備的要求越來越高，變頻器在現(xiàn)在生產(chǎn)中的地位舉足輕重，由于一些安裝環(huán)境不合理，以及內(nèi)部參數(shù)設(shè)置不正確極易造成變頻器誤動作及發(fā)生故障，甚至燒毀變頻器，給現(xiàn)在生產(chǎn)生活造成一些不必要的損失。我根據(jù)自己多年的工作實際和有關(guān)資料，對變頻器的使用與維護總結(jié)出了以下幾點，僅供參考。

關(guān)鍵詞：變頻器原理；影響因素；故障診斷；維護

1 變頻器的基本原理

變頻器的工作原理是通過控制電路來控制主電路，主電路中的整流器將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，直流中間電路將直流電進行平滑濾波，逆變器最后將直流電再轉(zhuǎn)換為所需頻率和電壓的交流電，部分變頻器還會在電路內(nèi)加入CPU等部件，來進行必要的轉(zhuǎn)矩運算。

2 影響因素及使用維護

2.1物理環(huán)境

（1）工作溫度。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)品一般要求為0～45℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時應(yīng)考慮留有余地，最好控制在40℃以下。在安裝時，要嚴(yán)格按照說明書要求，發(fā)熱元件一定要與柜體保持足夠距離，且不可緊貼地面安裝。

（2）環(huán)境溫度。保證變頻器工作地點的溫度恒定，并且在要求范圍內(nèi)。在大負(fù)荷期間，我廠棚車試雨間水泵變頻器的溫度最高可達45℃以上，曾多次引起變頻器報警或跳閘，最終我們在變頻間靠近室外的墻體加了六個通風(fēng)口，才使環(huán)境溫度得以改善。此外，如果變頻器工作環(huán)境溫度較高且變化較大，內(nèi)部會產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，設(shè)備的絕緣會大大降低，甚至引起短路。必要時，我們可以在柜體內(nèi)加干燥劑。

（3）腐蝕性氣體。變頻器工作環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大，不僅會腐蝕元器件的引線，單元電路板等，而且還會加速塑料器件的老化，降低絕緣性能，在這種情況下，應(yīng)把控制箱制成封閉式結(jié)構(gòu)，并進行換氣。在工作中，我們要經(jīng)常性的檢查變頻器內(nèi)部通風(fēng)的情況，通風(fēng)不暢時，及時更換濾網(wǎng)，從而有效地保證變頻器內(nèi)部空氣的流通，也使熱量及時的散發(fā)。

2.2電氣環(huán)境

（1）電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波。這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)，應(yīng)該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地。除此之外，各電元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應(yīng)接地。如果處理不好電磁干擾，往往會使整個系統(tǒng)無法工作，導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。在對某變頻器進行調(diào)試的過程中，由于電纜的屏蔽層沒有可靠地接地，導(dǎo)致了系統(tǒng)故障，將接地恢復(fù)完好后，故障立即消失。由此可見，電磁干擾對變頻器有很大的影響。

（2）輸入端過電壓。在變頻器電源輸入端往往有過電壓保護，但是如果輸入端高電壓作用時間長，會使變頻器輸入端損壞。因此，在實際運用中，要核實變頻器的輸入電壓、相數(shù)和變頻器的額定電壓是否完全一致，特別是電源電壓極不穩(wěn)定時要有穩(wěn)壓設(shè)備，否則會造成嚴(yán)重后果。

2.3振動和沖擊

裝有變頻器的控制柜受到機械振動和沖擊時，會引起電氣接觸不良。這時除了提高控制柜的機械強度，遠(yuǎn)離振動源和沖擊源外，還應(yīng)使用抗震橡皮墊固定控制柜和內(nèi)電磁開關(guān)之類易產(chǎn)生振動的元器件。設(shè)備每運行一段時間，應(yīng)對其進行檢查和維護。

2.4雷電以及線路的感應(yīng)電

雷電對變頻的影響也不能忽視，變頻器在雷雨后，由電源引入雷電造成系統(tǒng)參數(shù)復(fù)位，并且造成變頻的驅(qū)動板損壞，而無法使用，造成了不小的損失，另外線路的感應(yīng)電也會造成變頻的運行參數(shù)改變，甚至經(jīng)常亂報故障，造成變頻多次停機，因次在引入引出線路的電源線應(yīng)盡量采用帶有屏蔽層符合要求的電纜，控制電纜盡量和電源線分開。另外在感性負(fù)載（繼電器、接觸器、電機）斷開時會引起電壓突變，為了降低感性負(fù)載斷開時的電磁干擾，需要在感性負(fù)載上安裝噪聲抑制電路《壓敏電阻、RC濾波器、二極管》如果不對這種電磁干擾進行抑制，這種干擾可能會通過控制電纜兼容性或感性傳輸?shù)狡渌麑?dǎo)體，造成系統(tǒng)其他部件的功能失效。但是在安裝保護元件時應(yīng)該盡可能靠近感性負(fù)載，不要將保護裝置安裝到I/O端子排上，否則會造成更大的干擾甚至損壞變頻器。

2.5參數(shù)設(shè)置

變頻器通過鍵盤和顯示板用來對變頻器的控制參數(shù)和功能進行操作，參數(shù)由菜單結(jié)構(gòu)組織成邏輯組。要查看或設(shè)置參數(shù)，操作者必須由菜單結(jié)構(gòu)翻到相應(yīng)的參數(shù)，通過特定按鍵順序可以完成操作。變頻器的設(shè)置參數(shù)一般有50個以上，每個參數(shù)均有一定的選擇范圍，使用中有時會遇到因個別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象，這時應(yīng)找到故障原因所在，修改相應(yīng)的參數(shù)，使變頻器正常運行。設(shè)置參數(shù)時，要嚴(yán)格按照使用說明書進行操作。

2.6故障診斷

變頻器擁有較強的故障診斷功能，對變頻器內(nèi)部整流部分、逆變部分、CPU及外圍通信與電動機等故障進行保護。變頻器在保護跳閘后，故障復(fù)位前，將一直顯示故障代碼。根據(jù)故障指示代碼確定故障原因，可縮小故障查找范圍，大大減少故障查找時間。

（1）夏季如果變頻器操作室的制冷、通風(fēng)效果不良，環(huán)境溫度升高，則變頻器經(jīng)常發(fā)“CPU Temperature Alarm ”或“CPU Temperature Fault”信號，即CPU溫度超過70℃報警信號或CPU溫度超過85℃故障信號。這時應(yīng)檢查變頻器散熱風(fēng)扇是否損壞，CPU散熱器是否完好，以及室內(nèi)溫度是否偏高。應(yīng)采取措施進行強制冷卻，保證變頻器安全過夏。

（2）變頻器一起動便跳閘，故障信號為“Mtr Therm Over Alarm”，即電動機熱過載故障。說明電機溫度或電機電流超出過載時間參數(shù)指定的時間，應(yīng)該檢查過載時間參數(shù)設(shè)定是否正確，查看電動機是否堵轉(zhuǎn)以及過負(fù)荷保護是否動作。

（3）變頻器運行中跳閘，同時發(fā)“Over Speed Fault”故障信號，即超速故障。說明電機速度超過限幅值菜單中過速設(shè)定值參數(shù)。通常由不正確設(shè)置或調(diào)整變頻器引起。應(yīng)檢查電機參數(shù)菜單和變頻器參數(shù)菜單中的參數(shù)是否與電機和變頻器銘牌值一致。

2.7維護

（1）外觀檢查。變頻器運行過程中，可以從設(shè)備外部目視檢查運行狀況有無異常，巡檢時可以通過鍵盤面板轉(zhuǎn)換鍵查閱變頻器的運行參數(shù)，如輸出電壓、輸出電流、輸出轉(zhuǎn)矩、電動機轉(zhuǎn)速等，掌握變頻器日常運行值的范圍，以便及時發(fā)現(xiàn)變頻器及電動機問題。

（2）環(huán)境維護。設(shè)專人定期對變頻器進行清掃、吸塵、保持變頻器內(nèi)部的清潔及風(fēng)道的暢通。同時保持變頻器周圍環(huán)境清潔、干燥，嚴(yán)禁在變頻器附近放置雜物。每次環(huán)境衛(wèi)生清掃后，要認(rèn)真檢查有無遺漏的螺絲及導(dǎo)線等，防止小金屬物品造成變頻器短路事故。

（3）絕緣測定。測量變頻器（含電動機）絕緣時，應(yīng)當(dāng)使用500兆歐表。如僅對變頻器進行檢測，要拆去所有與變頻器端子連接的外部接線。清潔器件后，將主回路端子全部用導(dǎo)線短接起來，將其對地用兆歐表試驗，如果兆歐表指示在5兆歐以上，說明是正常的。這樣做可以減少搖測次數(shù)。

3 結(jié)語

隨著變頻器在我們?nèi)粘Ｉ钪性絹碓筋l繁的使用，且其本身是一種復(fù)雜的電力設(shè)備，所以關(guān)于其故障的分析與處理所受到的重視正在逐步增強。本文建立在一定的研究基礎(chǔ)之上，提出當(dāng)前變頻器故障分析及處理工作中存在的問題及其今后研究的大致方向，希望能對未來我國的變頻器故障分析及處理有一定的作用。

參考文獻

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[2]廖裕中.試論變頻器過流故障原因與其解決措施[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014，（09）：168-169+208.

（作者單位：中車齊齊哈爾軌道裝備公司）