淺析提高變頻器使用效果

[摘要]隨著工業(yè)自動(dòng)化的迅速發(fā)展，作為其重要組成部分的變頻器得到廣泛的應(yīng)用。變頻器工作性能的穩(wěn)定性直接影響自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制精度和使用效率，故如何提高其使用效果的問題也日顯突出。作好變頻器的故障分析和檢測(cè)工作，既可以提高設(shè)備運(yùn)行水平，降低設(shè)備維修費(fèi)用，又能提高設(shè)備維護(hù)人員分析問題、解決問題的能力，積累現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)，提高其故障診斷能力，從而縮短設(shè)備維護(hù)、維修的時(shí)間，提高其工作效率。在變頻器使用過程中，變頻器過電流故障是常見故障之一，下面就變頻器過電流方面的問題進(jìn)行探討。

[關(guān)鍵詞]變頻器 過電流 判斷

中圖分類號(hào)：TM4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671－7597（2009）0720012－01

一、變頻器故障現(xiàn)象及故障類型

1．故障現(xiàn)象。變頻器在運(yùn)行過程中或轉(zhuǎn)速升、降過程中過電流跳閘。

2．故障類型。加速過電流、減速過電流、恒速過電流。

二、變頻器故障原因分析

變頻器的故障原因可以分為兩個(gè)方面：變頻器內(nèi)部故障和外部設(shè)備故障。

（一）變頻器內(nèi)部常見故障

1．參數(shù)設(shè)置不正確，如PID調(diào)節(jié)器的P參數(shù)、I參數(shù)設(shè)定不合理，超調(diào)過大，造成變頻器輸出電流振蕩，加減速時(shí)間設(shè)定太短等。

2．變頻器內(nèi)部硬件故障，如變頻器本身受到電磁干擾引起誤動(dòng)作、不工作或工作異常；變頻器的檢測(cè)元件故障引起過電流保護(hù)動(dòng)作；變頻器的整流側(cè)和逆變側(cè)元器件損壞引起電路過電流；變頻器電源回路異常引起工作不正常等。

（二）外部常見故障

1．變頻器容量選擇不當(dāng)，與負(fù)載特性不匹配，引起過電流。

2．電機(jī)負(fù)載突變，引起大的沖擊電流而使保護(hù)裝置動(dòng)作。

3．變頻器電源側(cè)缺相、電機(jī)內(nèi)部故障引起過電流。

4．變頻器輸出側(cè)有功率因素叫子矯正電容或浪涌吸收裝置等。

三、變頻器過電流跳閘原因的判斷

通用變頻器的過電流跳閘故障是變頻器的常見故障之一，它通常由于過電流、短路接地、發(fā)熱、欠電流和諧波等引起。為了提高故障的判斷效率，最好分別檢查變頻器和電機(jī)。

（一）檢查方法

1．?dāng)嚅_變頻器外部控制電路，用手動(dòng)方式試驗(yàn)變頻器，如果變頻器正常，說明變頻器完好，重新設(shè)置參數(shù)，然后用一個(gè)試驗(yàn)信號(hào)或電位器接到外部信號(hào)控制端子上，試驗(yàn)變頻器的性能。

2．用萬用表和兆歐表檢查變頻器的絕緣情況，其絕緣值應(yīng)符合該變頻器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如果變頻器的輸出側(cè)安裝了接觸器，還應(yīng)該檢查接觸器的觸點(diǎn)是否正常。

3．外部控制信號(hào)一般是各種傳感器的輸出信號(hào)，或來自控制器，應(yīng)根據(jù)傳感器或控制器的檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)，最好采用現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)檢驗(yàn)儀校驗(yàn)。

4．如果條件允許，最好采用工頻電源啟動(dòng)電機(jī)試驗(yàn)，并使其運(yùn)行一段時(shí)間后觀察是否存在異常。

（二）故障判斷

1．變頻器運(yùn)行中跳閘后，電機(jī)外殼仍然燙手，如果電機(jī)不過載，故障一般是由于載波頻率調(diào)整過高引起，應(yīng)調(diào)整載波頻率，判斷故障是否消除。

2．電機(jī)運(yùn)行過程中堵轉(zhuǎn)，一般是由于電機(jī)軸承故障和機(jī)械連接部位有機(jī)械干涉現(xiàn)象所致。判斷方法是：電機(jī)卸載，旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸，觀察電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活。

3．電機(jī)運(yùn)行過程中突然斷開負(fù)載，故障有兩種可能：一是外部控制信號(hào)斷開引起，檢查三相電源是否平衡，如果三相電源不平衡，檢查電源側(cè)是否斷相、電機(jī)接線端子及繞組內(nèi)部是否斷線；二是變頻器逆變器模塊故障引起，通過測(cè)量變頻器主回路輸出端子U、V、W分別與直流側(cè)的P、N端子之間的正、反向電阻來判斷逆變器模塊是否損壞。在多數(shù)情況下，逆變管損壞后都呈正、反向都導(dǎo)通的現(xiàn)象，IGBT管損壞后，其正、反向的電阻值要小于二極管正向?qū)〞r(shí)的電阻。

4．加速時(shí)過電流調(diào)閘，主要原因是電路短路、加速時(shí)間設(shè)置過短所引起。外部故障：檢查電機(jī)連接端子U、V、W電路是否有短路，按負(fù)載慣量加速時(shí)間是否設(shè)置過短；檢查逆變器模塊下半橋電路或驅(qū)動(dòng)電路是否正常。

5．減速時(shí)過電流跳閘，主要原因是電路短路、減速時(shí)間設(shè)置過短所引起。外部故障：檢查電機(jī)連接端子U、V、W電路是否有短路或接地，按負(fù)載慣量減速時(shí)間是否設(shè)置過短；檢查逆變器模塊上半橋電路是否正常。

6．變頻器頻繁出現(xiàn)過電流保護(hù)，引起這種現(xiàn)象的原因是比較復(fù)雜的，需要檢查才能判斷其故障原因，檢查過程如下：首先檢查變頻器輸出線、電機(jī)輸入端子等有無短路和接地現(xiàn)象；電機(jī)控制回路接點(diǎn)是否有接觸不良引起電機(jī)輸入缺相；斷開電機(jī)測(cè)量變頻器輸出電壓是否平衡、幅值是否正常，如都正常，可更換電機(jī)試運(yùn)行。其次，檢查變頻器的通風(fēng)是否良好，溫升是否過大。

7．變頻器控制電路板過電流，其原因：有導(dǎo)電性固體顆粒附著在電路板上或有腐蝕性氣體，使控制電路板腐蝕而絕緣降低；控制電路的零電位與機(jī)殼連接在一起，由于接地不良，使控制電路零電位受干擾；連接插件松動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)過電流故障時(shí)有時(shí)無等現(xiàn)象。

8．變頻器主電路板過電流，其原因：首先是濾波電容老化、諧波干擾過大；其次是連接線有毛刺，致使相連端子短接，造成短路。維護(hù)時(shí)，當(dāng)電容量低于初期值的80%、絕緣阻抗在5MΩ以下時(shí)，應(yīng)考慮更換電容器。

四、結(jié)束語

綜上所述，變頻器外部原因引起的過電流跳閘的原因有以下幾種情況：

1．電動(dòng)機(jī)負(fù)載突變引起較大的沖擊電流造成過電流保護(hù)動(dòng)作。

2．電機(jī)內(nèi)部和電機(jī)絕緣損壞，造成短路，導(dǎo)致過電流保護(hù)動(dòng)作。

3．當(dāng)變頻器控制系統(tǒng)中裝有測(cè)速編碼器時(shí)，速度反饋信號(hào)丟失或非正常時(shí)會(huì)出現(xiàn)過電流。

4．變頻器輸出側(cè)安裝了接觸器，接觸器的抖動(dòng)或損壞，會(huì)導(dǎo)致電路接觸不良欠壓運(yùn)行或缺相運(yùn)行，使變頻器過電流保護(hù)動(dòng)作。

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作者簡介：

譚春祿（1968-），男，重慶豐都人，長江師范學(xué)院講師，主要從事可編程控制系統(tǒng)、工業(yè)電氣控制系統(tǒng)、電機(jī)學(xué)等方面的教學(xué)及研究。