變頻器常見故障原因分析及處理

本鋼板材股份有限公司熱連軋廠 遼寧 本溪 117000

1 變頻器常見故障原因分析

1.1 過流故障 根據(jù)變頻器運行的不同階段,能夠?qū)⑦^流故障分為減速時、加速時和勻速環(huán)節(jié)過流。引發(fā)過流故障的主要原因是變頻器的加速時間過短,或者負載出現(xiàn)了突然變化,其具體表現(xiàn)有幾種：一是設(shè)備重啟時,一旦電機加速運轉(zhuǎn),就會引發(fā)跳閘,可能的原因是輸出電路短路,逆變模塊損傷,或者電機轉(zhuǎn)矩??；二是通電后立即產(chǎn)生過流且無法復位,可能是因為驅(qū)動電路或者相應的驅(qū)動模塊存在損傷；三是設(shè)備重啟時正常運轉(zhuǎn),加速運行時產(chǎn)生跳閘,原因多是因為在參數(shù)設(shè)置中,加速時間設(shè)置過短,電流上限偏??；四是變頻器尚未啟動,就出現(xiàn)了電流變化,通電后出現(xiàn)過流,可能是互感器存在問題。

1.2 變頻器冷卻直流風扇的故障 冷卻系統(tǒng)主要有散熱片以及冷卻風扇這兩部分所構(gòu)成。基于冷卻風扇自身所具有的特點,在通常的情況下,它的使用壽命不是特別的長,在將要到達其最大使用壽命的時候,風扇可能會出現(xiàn)巨大的震動,并且還會產(chǎn)生大量的噪音,因此,相關(guān)的人員應當對冷卻風扇保持密切的注意,在其出現(xiàn)上述現(xiàn)象以前,要及時的對其進行更換。另外,為了能夠盡量使冷卻風扇的壽命得以延長,工作人員可以通過設(shè)置,將冷卻風扇設(shè)置成在變頻器運轉(zhuǎn)的時候開始工作。

1.3 出現(xiàn)功率單元故障 (1)故障現(xiàn)象。在保證高壓變頻器的高壓電以及控制電都輸送的基礎(chǔ)上,工藝現(xiàn)場控制面板顯示異常,顯示高壓變頻器沒有準備好,報警燈亮,但操作面板的綠燈也是處于亮起狀態(tài),在開車之后紅燈閃爍了一下,電機沒有啟動,高壓變頻器的指示燈處于亮的狀態(tài),出現(xiàn)故障,技術(shù)維護人員初步認為是調(diào)制板存在故障,在對調(diào)制板進行檢查更換后,故障仍然顯示“C2Link”,因而判斷為C2單元出現(xiàn)短路。(2)故障處理。技術(shù)人員根據(jù)判斷出故障為C2單元內(nèi)部出現(xiàn)短路后,就及時對C2單元拆除,發(fā)現(xiàn)C2單元的整流橋母排處存在故障,出現(xiàn)了放電痕跡,整流二極管也發(fā)現(xiàn)放電焦化的情況。技術(shù)維護人員根據(jù)實際情況,及時對熔絲熔斷以及內(nèi)部絕緣損壞的C2單元進行處理,更換二極管、絕緣紙、熔斷熔絲,保證高壓變頻器正常使用。

2 變頻器常見故障的處理方式

2.1 過流故障的處理 針對過流故障的處理,主要是應該做好變頻器加速時間的合理設(shè)置。對于加速時間過短導致的過流故障,可以重新進行參數(shù)設(shè)置,延長加速時間；對于負載過大,或者負載分配不合理引發(fā)的過流故障,應該適當減輕負載。在經(jīng)過上述處理后,如果過流故障依然沒有得到解決,可以斷開變頻器負載,看過流狀態(tài)是否存在,如果存在,則表明逆變電路損壞,需要對變頻器進行更換。技術(shù)人員也可以斷開輸出側(cè)電流互感器和直流側(cè)霍爾電流檢測點,復位后進行觀察,過流現(xiàn)象存在則表明IPM模板存在問題,需要進行更換。變頻器中,IPM模塊能夠?qū)Σ糠止收闲盘栠M行反饋,當微處理器接收到相應的故障反饋信息后,會立即對脈沖進行封鎖,在系統(tǒng)面板中顯示故障,為故障的處理提供參考依據(jù)。

2.2 變頻器的工作環(huán)境要求 變頻器對環(huán)境溫度的要求通常為 －5～40℃。文獻表明,變頻器的故障率與環(huán)境溫度有直接關(guān)系,并隨環(huán)境溫度的升高而增加,因此夏季變頻器故障率通常要高于冬季。環(huán)境溫度過高時,變頻器模塊不能及時散熱,從而更易導致模塊燒毀。環(huán)境清潔度也是影響變頻器運行穩(wěn)定性和使用壽命的關(guān)鍵因素。因此,對變頻器進行日常維護時,要嚴格控制變頻器的環(huán)境溫度,保持良好的通風,炎熱時可采取空調(diào)制冷措施。保持清潔的環(huán)境,避免嚴重的粉塵污染,并定期對變頻器內(nèi)部的灰塵進行清掃。確保變頻器工作環(huán)境干燥,特別是多雨、潮濕的季節(jié),應有可靠的防雨措施,同時避免因空氣溫差在變頻器柜內(nèi)形成結(jié)露。

2.3 變頻器發(fā)電類過電壓故障 這種情況出現(xiàn)的概率較高,主要是電機的同步轉(zhuǎn)速比實際轉(zhuǎn)速還高,使電動機處于發(fā)電狀態(tài),而變頻器又沒有安裝制動單元,當變頻器拖動大慣性負載時,其減速時間設(shè)的比較小,在減速過程中,變頻器輸出的速度比較快,而負載靠本身阻力減速比較慢,使負載拖動電動機的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出的頻率所對應的轉(zhuǎn)速還要高,電動機處于發(fā)電狀態(tài),而變頻器沒有能量回饋單元,因而變頻器直流回路電壓升高,超出保護值,出現(xiàn)故障。處理這種故障可以增加再生制動單元,或者修改變頻器參數(shù),把變頻器減速時間設(shè)的長一些。增加再生制動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)一個制動電阻,通過檢測直流母線電壓來控制功率管的通斷。并聯(lián)直流母線吸收型使用在多電機傳動系統(tǒng),這種系統(tǒng)往往有一臺或幾臺經(jīng)常工作于發(fā)電狀態(tài),產(chǎn)生再生能量,這些能量通過并聯(lián)母線被處于電動狀態(tài)的電機吸收。

2.4 過熱現(xiàn)象 變頻器出現(xiàn)過熱現(xiàn)象有功率單元過熱、變壓器過熱、電機過負荷運行、散熱風機故障等,可檢查變頻器室內(nèi)溫度是否超過設(shè)定值,柜頂風機是否全部正常運行,是否長時間過載運行。最后檢查功率單元控制板和溫度繼電器是否正常,個別功率單元過熱需檢查散熱裝置的溫控電阻是否完好。如果變頻器在環(huán)境溫度超過設(shè)計值運行時,變頻器室內(nèi)最好裝設(shè)空調(diào)進行散熱。

2.5 重視日常巡視工作 做好高壓變頻器的保養(yǎng)和維護工作要重視日常巡視工作,嚴格控制室內(nèi)溫度,加強室內(nèi)通風,使得室內(nèi)溫度保持在25℃上下,避免出現(xiàn)低于5℃和超過40℃的時候情況；清潔安裝環(huán)境,保證室內(nèi)處于干燥狀態(tài),高壓變頻器檢查項目,具體包括高壓變頻器是否出現(xiàn)異味和異常聲響以及柜體是否出現(xiàn)發(fā)熱情況,并且不能遺漏排風口異味檢查工作；選擇用一張A4紙來對高壓變頻器以及功率柜進風口風量等部位進行檢查,具體的表現(xiàn)是正常無故障下,A4紙能夠被過濾網(wǎng)緊緊吸住,當發(fā)生故障時,檢查人員要及時排除可能發(fā)生故障的部位,對過濾網(wǎng)以及風扇進行定期檢查,并及時更換清洗；重視進出電纜以及功率單元之間連接電纜的檢查工作,在高壓變頻器投入使用一個月內(nèi),要檢查是否有出現(xiàn)松動現(xiàn)象,并緊固松動部位,此后以6個月為單位來進行檢查工作,對進出電纜以及功率單元之間連接電纜進行檢查,緊固包括控制線在內(nèi)的連接電纜,做好清潔工作,清除柜內(nèi)灰塵,在清潔過程中要避免觸碰到內(nèi)部光纖；做好高壓變頻器運行情況的記錄工作,對高壓變頻器的運行模式以及電流、功率等指數(shù)進行記錄,當發(fā)生跳閘以及故障時,要對故障情況進行詳細的記錄,并及時查找原因,并處理好故障,待處理工作完成后再進行送電工作,在進行相關(guān)工作時,要樹立安全意識,工作人員要保證斷電后才能進行工作；為減小對高壓變頻器的沖擊,在高壓變頻器時間控制中,要保證有一定的時間間隔,保證間隔時間大于30min。

結(jié)語

總之,在變頻器的運用過程之中,只有對其使用條件進行精心的控制,才能夠最大限度的穩(wěn)定運行,延長其使用壽命。另外,相關(guān)的工作人員則應當投入更多的精力去對其進行精心的維護,避免各種因素對變頻器帶來嚴重的影響。只有嚴格的遵守各項要點,才能夠確保變頻器的性能完全展現(xiàn),實現(xiàn)其應有的作用。