變頻器常見故障檢測(cè)

楊麗麗

(龍煤集團(tuán)雙鴨山分公司雙陽煤礦，黑龍江 雙鴨山 155100)

1 引言

基于生產(chǎn)工藝的要求及節(jié)能降耗的趨勢(shì)，大量的變頻器已經(jīng)在各行業(yè)中普遍應(yīng)用。雖然變頻器自身有完善的監(jiān)測(cè)保護(hù)功能，但在實(shí)際使用中，還是由于種種原因發(fā)生故障，不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)而影響生產(chǎn)。下面介紹幾種通過測(cè)量變頻器的外端子確定變頻器的內(nèi)部故障，省事、省時(shí)、便于操作，對(duì)變頻器沒有損害，可操作性強(qiáng)。測(cè)量中只用到電壓和電阻的基本知識(shí)，任何電工都可以操作。

2 整流電路的維修

2.1 初步診斷

維修原因:變頻器出現(xiàn)了缺相、欠電壓報(bào)警跳閘，變頻器不能正常工作。

故障原因:外電壓缺相、整流管缺相、電容濾波不良、限流電阻RL損壞、繼電器SL接觸不良(損壞)等。

圖1

維修方法:首先進(jìn)行R、S、T電壓、直流母線電壓測(cè)量，用以鑒別問題是出在外電路還是變頻器。

測(cè)量順序:先測(cè)量RST三相電壓(測(cè)接線樁)，如正常(三相都為380V，不缺相、不欠壓)，再測(cè)量直流母線電壓(測(cè)接線樁)，分負(fù)載測(cè)量和空載測(cè)量。

圖2

問題初步判斷:

(1)如直流母線電壓空載和負(fù)載時(shí)都在500V左右，整流濾波電路都沒問題，問題出在檢測(cè)電路(誤報(bào))。

(2)如空載正常，負(fù)載時(shí)電壓明顯下降(低于450V)，整流電路或其他問題。

(3)如空載電壓較低，負(fù)載電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，電壓下降到十幾伏，接觸器壞。

(4)直流母線無電壓，限流電阻斷。

2.2 具體損壞器件的外線測(cè)量

當(dāng)我們?cè)跍y(cè)量外電路的電壓過程中，如果認(rèn)為變頻器的內(nèi)部有的器件損壞，可利用測(cè)量外線電阻的方法進(jìn)行確認(rèn)。在整流電路中，具體器件就是整流橋、濾波電容、制動(dòng)組件(有時(shí)沒有)、限流電阻和接觸器。用測(cè)量直流電阻的方法可有效的確定上述器件的質(zhì)量問題。

測(cè)量表具:指針萬用表測(cè)量，指針萬用表的×100或×10Ω擋，數(shù)字萬用表的測(cè)晶體管擋。

(1)確定整流管的好壞

注意:指針萬用表電阻擋的紅表筆接內(nèi)部電池的“—”極;黑表筆接內(nèi)部電池的“+”極，在測(cè)量有極性器件時(shí)要注意。

①黑表筆接R、S、T，紅表筆接P，測(cè)量上橋臂。表針擺動(dòng)到刻度的3/5，正常，不擺動(dòng)，斷路;擺動(dòng)到0Ω，管子短路(該現(xiàn)象很少見，因短路電流很大，管子必然燒斷)。由此可確定出VD1～VD3哪個(gè)管子損壞。

②紅表筆接R、S、T，黑表筆接N，測(cè)量下橋臂。表針擺動(dòng)到刻度的3/5，正常，不擺動(dòng)，斷路;擺動(dòng)到0Ω，管子短路(該現(xiàn)象很少見，因短路電流很大，管子必然燒斷)由此可確定出VD4～VD6哪個(gè)管子損壞。

圖3

(2)測(cè)量限流電阻的好壞

當(dāng)繼電器SL損壞，較長(zhǎng)時(shí)間不能閉合，會(huì)造成直流母線電壓低，變頻器報(bào)欠壓;限流電阻損壞;

制動(dòng)電阻的制動(dòng)選件短路損壞，造成啟動(dòng)時(shí)制動(dòng)電阻并聯(lián)在直流母線上，將限流電阻燒壞。

限流電阻根據(jù)變頻器型號(hào)不同，有的安裝在上母線，有的安裝在下母線。在測(cè)量整流管時(shí)，如果有一臂的三只整流管導(dǎo)通電阻明顯增大，則限流電阻壞(限流電阻的正常值在500Ω以下，變頻器的功率越大，阻值越小)。

圖4

(3)濾波電容的測(cè)量

濾波電容在電路中的損壞只有開路或容量下降(短路電容就爆炸了，沒有測(cè)量的機(jī)會(huì))，一般用測(cè)量在線電阻的方法很難確定。但在測(cè)量整流管的導(dǎo)通電阻時(shí)看到表針擺動(dòng)，這是電容的充電效應(yīng)。因?yàn)殡娙菔嵌嘀徊⒙?lián)，同時(shí)損壞的概率很小。

(4)確定接觸器的好壞

接觸器的工作原理是線圈通電，觸點(diǎn)吸合。如果線圈的驅(qū)動(dòng)電源損壞，會(huì)造成觸點(diǎn)不閉合。

判斷方法:

①開機(jī)時(shí)能否聽到接觸器閉合的聲音;如果聽不到閉合的聲音，可能接觸器驅(qū)動(dòng)電源壞。

②變頻器報(bào)欠壓，起機(jī)時(shí)頻率上升到1～3Hz時(shí)就不再上升，電動(dòng)機(jī)沒有輸出電流，用電壓表測(cè)量直流母線電壓很低(十幾伏～幾十伏)，可判斷為接觸器不吸合。

3 逆變電路的維修

3.1 初步診斷

維修原因:變頻器輸出出現(xiàn)了缺相、過流、電動(dòng)機(jī)異常報(bào)警跳閘，變頻器不能正常工作等。

故障原因:電動(dòng)機(jī)有問題，造成過流;變頻器逆變電路有問題，造成缺相、輸出電壓不平衡等。

故障初步確認(rèn):首先進(jìn)行U、V、W電壓測(cè)量，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行正確判斷。

(1)變頻器輸出三相電壓平衡，變頻器沒問題。(2)缺相，變頻器一個(gè)橋臂的開關(guān)管損壞。哪一相缺相，對(duì)應(yīng)的那一路上下橋臂開關(guān)管損壞。

(3)如輸出電壓不平衡，去掉電動(dòng)機(jī)，仍不平衡，變頻器不平衡相的橋臂開關(guān)管性能不良或有一只開關(guān)管已經(jīng)損壞。

3.2 測(cè)量逆變開關(guān)管的好壞

將變頻器輸出頻率調(diào)到3Hz左右，萬用表打到×500V直流擋，分別測(cè)量:P-U、P-V、P-W及U-N、V-N、W-N之間的直流電壓。管子正常時(shí)，測(cè)出的電壓應(yīng)為1/2UPN，如果哪路電壓偏高，則那路IGBT開路或開關(guān)不良。

圖5

3.3 IGBT測(cè)量

在逆變電路中，具體器件就是IGBT和二極管，首先介紹IGBT的工作原理和好壞判斷。二極管具有單向?qū)щ娦?，好的IGBT怎么測(cè)量都不通。

圖6

獨(dú)立測(cè)量:將獨(dú)立的 IGBT(管子沒有接到電路中)，用萬用表的×10kΩ擋，黑表筆接C極，紅表筆接E極，用手指短路C、G極，表針擺動(dòng)，管子是好的。

圖7

3.4 測(cè)量直流電阻確定某個(gè)器件的損壞

在逆變電路中，具體器件就是逆變橋。在電路中，IGBT短路的可能性很小，因?yàn)橐坏┒搪?，?qiáng)大的電流會(huì)很快將其燒斷。所以IGBT在電路中損壞是以開路居多。因?yàn)镮GBT開路對(duì)測(cè)量6個(gè)續(xù)流二極管沒有影響，所以可以用測(cè)量整流管的方法測(cè)量6個(gè)續(xù)流二極管。

測(cè)量表具:指針萬用表的×100或×10Ω擋，數(shù)字萬用表的測(cè)二極管專用擋。

測(cè)量上橋臂:黑筆接UVW接線樁，紅筆接P點(diǎn)接線樁，表針擺動(dòng)到刻度的3/5，正常，不擺動(dòng)，斷路。

測(cè)量下橋臂:紅表筆接UVW接線樁，黑表筆接N點(diǎn)接線樁。

表針擺動(dòng)到刻度的3/5，正常，不擺動(dòng)，斷路;擺動(dòng)到0Ω，管子短路(該現(xiàn)象很少見，因短路電流很大，管子必然燒斷)。

結(jié)果分析:上、下橋臂只要續(xù)流管開路，開關(guān)管也壞;續(xù)流管不壞，開關(guān)管有的也壞。