變頻器故障分析及維修

張世紅

摘 要：在實(shí)際工作中，變頻器往往由于使用方法不正確或設(shè)置環(huán)境不合理等原因，容易造成變頻器誤動(dòng)作及發(fā)生故障，或者無(wú)法滿足預(yù)期的運(yùn)行效果。本文對(duì)變頻器一些常見(jiàn)故障進(jìn)行了分析，并探討了維修方法。

關(guān)鍵詞：變頻器；故障；維修

變頻器廣泛應(yīng)用于交流電動(dòng)機(jī)的速度控制，其主要的特點(diǎn)是具有高效率的驅(qū)動(dòng)性能及良好的控制特性。變頻器的問(wèn)世，實(shí)現(xiàn)了交流調(diào)速取代直流調(diào)速，在許多工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合被作為首選的傳動(dòng)方案。隨著通用變頻器應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，遇到的問(wèn)題也越來(lái)越多。下面分析變頻器的一些常見(jiàn)故障，并探討維修方法。

一、變頻器常見(jiàn)故障

1.變頻器出現(xiàn)0VERCURRENT故障

變頻器出現(xiàn)0VERCURRENT故障，一是外部原因，二是變頻器本身。

（1）外部原因。電機(jī)負(fù)載突變，引起的沖擊過(guò)大造成過(guò)流。電機(jī)和電機(jī)電纜相間或每相對(duì)地的絕緣破壞，造成匝間或相間對(duì)地短路，因而導(dǎo)致過(guò)流。當(dāng)裝有測(cè)速編碼器時(shí)，速度反饋信號(hào)丟失或非正常時(shí)，也會(huì)引起過(guò)流，檢查編碼器和電纜。

（2）變頻器本身原因。

①參數(shù)設(shè)定問(wèn)題。例如加速時(shí)間太短，PI0調(diào)節(jié)器的比例P，積分時(shí)間I參數(shù)不合理，超調(diào)過(guò)大，造成變頻器輸出電流震蕩。

②變頻器硬件問(wèn)題。電流互感器損壞，現(xiàn)象為：變頻器主回路送電，當(dāng)變頻器未起功時(shí)，有電流顯示電流在變化，這樣可判斷互感器損壞。

主電路接口板電流、電壓、檢測(cè)通道損壞，也會(huì)出現(xiàn)過(guò)流。

當(dāng)負(fù)載不穩(wěn)定時(shí)，適用DTC模式，因?yàn)镈TC控制速度非常快，每隔25微秒產(chǎn)生一組精確的轉(zhuǎn)矩和磁通的實(shí)際值。另外，速度環(huán)的自適應(yīng)（AVTOTVNE）會(huì)自動(dòng)調(diào)正PI0參數(shù)，從而使變頻器輸出電機(jī)電流平穩(wěn)。

（3）故障判斷。

①電流模塊損壞：一般是由于電網(wǎng)電壓或內(nèi)部短路引起。

②送變模塊損壞：由于電機(jī)或電纜損壞及驅(qū)動(dòng)電路故障引起。

③上電無(wú)顯示：由于開(kāi)關(guān)電源損壞，或軟充電電路損壞，或面板損壞。

④上電顯示欠電壓：由于輸入缺相，電路老化及電路板受潮引起。

⑤上電顯示過(guò)流或接地故障：由于電流檢測(cè)電路損壞。

⑥啟動(dòng)顯示過(guò)流：驅(qū)動(dòng)電路或送變模塊損壞，電機(jī)繞線接地。

2.變頻器過(guò)壓

變頻器過(guò)壓，主要是電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速比實(shí)際轉(zhuǎn)速過(guò)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，有兩種情況可以引起這一故障。

（1）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。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，增加再生制動(dòng)單元功能包括能量消耗型、并聯(lián)直流母線吸收型、能量回饋型。能量消耗型在變頻器直流回路中并聯(lián)一個(gè)制動(dòng)電阻，通過(guò)檢測(cè)直流母線電壓來(lái)控制功率管的通斷。

（2）多個(gè)電動(dòng)機(jī)拖動(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。以兩臺(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。處理這類故障時(shí)需要加負(fù)荷分配控制，或把轉(zhuǎn)速高的變頻器特性調(diào)節(jié)軟一些。

3.過(guò)載故障

變頻器過(guò)載，可能是加速時(shí)間設(shè)的太短，直流制動(dòng)量過(guò)大，電網(wǎng)電壓低，負(fù)載過(guò)重等原因引起，一般可以通過(guò)延長(zhǎng)加速時(shí)間，延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間，檢查電網(wǎng)電壓等加以解決。

4.過(guò)流故障

過(guò)流故障可分為加速、減速、恒速過(guò)流等，可能是由于變頻器加減速時(shí)間太短，負(fù)載發(fā)生突變，負(fù)載分配不均，輸出短路等原因引起的，這時(shí)可以通過(guò)延長(zhǎng)加減速時(shí)間，減少負(fù)載的突變，外加能耗制動(dòng)原件，對(duì)電機(jī)、線路進(jìn)行檢查，如果斷開(kāi)負(fù)載變頻器還是有過(guò)流故障，說(shuō)明變頻器送變電路IGBT管已經(jīng)損壞，需要進(jìn)行變頻器的修理。

5.欠壓

說(shuō)明變頻器電源輸入部分有問(wèn)題，需要檢查三相整流橋。

二、故障分析與維修

變頻器在使用中，是否能滿足傳動(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。

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，我們能以面板操作方式正常運(yùn)行的，但并不滿足大多數(shù)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求，所以在我們正確使用變頻器前，要對(duì)變頻器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

1.確認(rèn)電機(jī)參數(shù)：變頻器在參數(shù)設(shè)置中，設(shè)定電機(jī)的電壓、電流、功率、轉(zhuǎn)速、最大最下頻率。

2.變頻采取的控制方式，即轉(zhuǎn)矩控制、速度控制、PI0控制等方式，一般要根據(jù)控制精度，需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨析。

3.設(shè)定變頻器的啟動(dòng)方式，我們可以根據(jù)實(shí)際情況選擇啟動(dòng)方式，可以用面板、外部端子、通訊方式等幾種。

4.給定信號(hào)的選擇。一般變頻器的頻率給定可以有多種方式，面板給定、外部給定、外部電壓或電流給定、通訊方式給定，可以是這幾種方式的一種或幾種方式之和。如果要獲得更好的控制效果，不能根據(jù)實(shí)際情況修改相關(guān)參數(shù)。

三、結(jié)語(yǔ)

在變頻器的實(shí)際應(yīng)用中，只有滿足變頻器運(yùn)行工作的需求，才能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，加強(qiáng)日常點(diǎn)檢維護(hù)工作，改善變頻器運(yùn)作環(huán)境，減少負(fù)載波動(dòng)大因素，才能確保變頻器發(fā)揮其應(yīng)有的性能，提高設(shè)備利用率，達(dá)到節(jié)約用電，降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。

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