淺析變頻器常遇問(wèn)題及故障防范措施

摘 要:隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，變頻器在各個(gè)領(lǐng)域的使用也逐漸廣泛，伴隨出的問(wèn)題也慢慢凸顯出來(lái)。列如:參數(shù)設(shè)置不標(biāo)準(zhǔn)、使用方法不規(guī)范、設(shè)置環(huán)境不合理，都會(huì)造成變頻器誤動(dòng)作及故障出現(xiàn)，從而無(wú)法滿足預(yù)期的運(yùn)行效果。本文主要介紹了變頻器使用時(shí)常見的問(wèn)題及故障防范。

關(guān)鍵詞:變頻器 故障 措施

中圖分類號(hào):TN77文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)08(a)-0090-011 變頻器應(yīng)用中的干擾

1.1 變頻器對(duì)電源的干擾主要是電源波形畸變，產(chǎn)生高次諧波

1.2 外界對(duì)變頻器的干擾

若變頻器周圍存在干擾源，它們將通過(guò)輻射或電源線入侵變頻器的內(nèi)部，電網(wǎng)波形畸變，整流二極管承受的反壓升高，容易損破壞整流電路(模塊)中的二極管。

防范措施:輸入端串聯(lián)交流電抗器，此設(shè)備對(duì)高頻諧波阻抗大，基頻通過(guò)基本順利;采用電容吸收，電容對(duì)高頻容抗較小，高頻信號(hào)被短路(分流);加專用無(wú)線電干擾濾波器。

1.3 變頻器對(duì)其他設(shè)備的干擾

使其他設(shè)備出現(xiàn)誤動(dòng)作、過(guò)熱、噪聲和振動(dòng);產(chǎn)生的無(wú)線電波干擾會(huì)影響到無(wú)線電接收裝置工作，甚至導(dǎo)致停止工作;對(duì)變頻器的外部控制信號(hào)產(chǎn)生干擾，變頻器的正常運(yùn)行受到影響;使變頻器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生噪音、振動(dòng)和發(fā)熱。

防范措施:

①在輸入端串聯(lián)交流電抗器，在直流測(cè)插入直流電抗器，或在輸入端接入濾波器濾波器原理:串聯(lián)諧振回路并讓諧振頻率時(shí)阻抗最小;

有源濾波器:檢測(cè)電路檢測(cè)出高次諧波后，控制電路產(chǎn)生與諧波反相的電流來(lái)削弱諧波;

②無(wú)線電干擾波的抑制

電線傳導(dǎo)無(wú)線電干擾波:采用噪聲濾波變壓器對(duì)高次諧波形成絕緣;插入電抗器提高對(duì)高次諧波的阻抗;插入濾波器將高次諧波短路。

輻射無(wú)線電干擾波:導(dǎo)線用雙絞線制成，并縮短電線長(zhǎng)度，變頻器輸入、輸出線用鐵管屏蔽，變頻器外殼要接地，變頻器輸入、輸出端串電抗器，插入濾波器。

③電動(dòng)機(jī)噪聲的對(duì)策

采用變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)噪聲要比電源直接控制的電動(dòng)機(jī)高5～10dB(A).

2 變頻器應(yīng)用中的常遇故障

2.1 參數(shù)設(shè)置故障

變頻器的操作面板是非常重要的人機(jī)操作界面，它不但能實(shí)現(xiàn)頻率、電流、轉(zhuǎn)速、線速度、輸出功率、輸出轉(zhuǎn)矩、端子狀態(tài)、閉環(huán)參數(shù)、長(zhǎng)度等物理量的監(jiān)控，和對(duì)這些物理量進(jìn)行存儲(chǔ)與修改，而且能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)的輸入功能。通過(guò)變頻器的故障報(bào)警提示，對(duì)上述物理量進(jìn)行相應(yīng)的修改，并排除一些故障。

參數(shù)設(shè)置類故障的防范措施。

操作面板是最重要的人機(jī)操作界面，它不單單能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)的輸入功能，而且能各物理量進(jìn)行在線存儲(chǔ)與修改，以及變頻器故障的基本信息，所有這些都可以為變頻器的故障排除提供必要的信息。變頻器是以半導(dǎo)體元件為中心構(gòu)成的靜止裝置，由于使用環(huán)境的變化，以及其零部件常年累月的變化、壽命等原因而發(fā)生故障，為了避免意外發(fā)生必須進(jìn)行日常檢查和定期檢查。

2.2 過(guò)壓類故障

變頻器的過(guò)電壓主要表現(xiàn)在直流母線的支流電壓上.在正常情況下，變頻器直流電為三相全波整流后的平均值.若以380V線電壓計(jì)算，則平均直流電壓Ud=1.35U線＝513V.在過(guò)電壓發(fā)生時(shí)，直流母線的儲(chǔ)能電容將被充電，當(dāng)電壓上至760V左右時(shí)，變頻器過(guò)電壓將自我保護(hù)。因此，對(duì)于變頻器而言，都有一個(gè)正常的工作范圍，當(dāng)電壓越過(guò)這個(gè)范圍時(shí)，很可能損壞變頻器，常見的過(guò)電壓有兩類:1、發(fā)電類過(guò)電壓2、輸入交流電源過(guò)壓。

2.3 過(guò)載故障

電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，運(yùn)行電流超過(guò)了額定電流但又小于過(guò)流限定值，運(yùn)行時(shí)間又較長(zhǎng)，稱為過(guò)載。過(guò)載的基本特征是:電流雖然超過(guò)了額定值，但幅度不大，也不會(huì)形成較大的沖擊電流(否則就變成過(guò)流故障)，過(guò)載的另一個(gè)顯著特征就是時(shí)間的積累過(guò)程較長(zhǎng)，當(dāng)積累時(shí)間達(dá)到一定的程度時(shí)才報(bào)過(guò)載故障

過(guò)載故障發(fā)生的主要原因有以下幾點(diǎn):

(1)機(jī)械超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，主要特征是電動(dòng)機(jī)開始發(fā)熱，可從變頻器顯示屏上讀取運(yùn)行電流來(lái)發(fā)現(xiàn);(2)三相電壓不平衡，從而引起某相的運(yùn)行電流逐漸過(guò)大，最終過(guò)載跳閘，其特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)發(fā)熱出現(xiàn)問(wèn)題;(3)誤動(dòng)作，變頻器內(nèi)部的電流檢測(cè)部分發(fā)生故障時(shí)，由于檢測(cè)出的電流信號(hào)偏大，從而導(dǎo)致過(guò)載跳閘。

過(guò)載故障的解決措施:

(1)檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)是否發(fā)熱，若電動(dòng)機(jī)的升溫不高，則首先應(yīng)檢查變頻器的電子熱保護(hù)功能預(yù)設(shè)得是否處在合理范圍，若變頻器尚有余量，則應(yīng)擴(kuò)大電子熱保護(hù)功能的預(yù)置值。(2)檢查電動(dòng)機(jī)側(cè)三相電壓是否平衡，若電動(dòng)機(jī)側(cè)的三相電壓出現(xiàn)問(wèn)題，則應(yīng)再檢查變頻器輸出端的三相電壓是否平衡，若也不平衡，則問(wèn)題出在變頻器的里面。若變頻器輸出端的電壓平衡，則問(wèn)題在從變頻器到電動(dòng)機(jī)之間的電路線上，應(yīng)檢查所有接線端的螺釘是否都已擰實(shí)擰緊，若在變頻器和電動(dòng)機(jī)之間有接觸器或其它設(shè)備，則還應(yīng)檢查有關(guān)設(shè)備的接線端是否都已擰緊，以及觸點(diǎn)的接觸狀況是否良好等。

2.4 缺相故障

變頻器產(chǎn)品中主要有單相220V與三相380V的區(qū)分，且輸入缺相檢測(cè)只存在于三相的產(chǎn)品中。圖1所示為變頻器主電路，R、S、T為三相交流輸入，當(dāng)其中的一相因?yàn)槿蹟嗥骰驍嗦菲鞯墓收隙纬蓴嗦窌r(shí)，便認(rèn)為是發(fā)生了缺相故障。

變頻器不發(fā)生缺相的正常情況下工作，Udc上的電壓如圖所示，一個(gè)工頻周期內(nèi)將有6個(gè)波頭，此時(shí)直流電壓Udc將不會(huì)低于470V，實(shí)際上對(duì)于一個(gè)7.5KW的變頻器來(lái)說(shuō)，其C的值大小一般為900uf，當(dāng)滿載運(yùn)行時(shí)，可以計(jì)算出周期性的電壓降落約為40V，紋波系數(shù)不會(huì)超7.5％。而當(dāng)輸入缺相發(fā)生時(shí)，一個(gè)工頻周期中只有2個(gè)電壓波頭，且整流電壓最低值為零。此時(shí)在上述條件下，可以估算出電壓降落大致為150V，紋波系數(shù)要達(dá)到30％上下。

3 變頻器應(yīng)用中雷擊、感應(yīng)雷電

直擊雷雷擊或感應(yīng)雷擊形成的沖擊電壓有些時(shí)候也會(huì)造成變頻器的故障。雷擊分為直擊雷和感應(yīng)雷。直擊雷是雷電直接劈在雷擊物上，產(chǎn)生的破壞力為最大;感應(yīng)雷是雷電產(chǎn)生的電磁波在導(dǎo)體上產(chǎn)生的感應(yīng)高壓，使連接到導(dǎo)體上的電器過(guò)載而故障。在電網(wǎng)上，已經(jīng)安裝了多級(jí)避雷器，但前級(jí)雷電的殘存電壓或變頻器附近的雷電感應(yīng)電壓仍然會(huì)對(duì)變頻器造成破壞。

為防止被雷擊中、感應(yīng)雷電對(duì)變頻器的損害通常在變頻器控制柜中安裝進(jìn)線避雷器。進(jìn)線避雷器可采用電源防雷模塊，滑道安裝，并聯(lián)接地。該避雷器模塊為間隙放電，沖擊放電電流15kA(10/350μs)，工作電壓250V。也可以采用在電源線上并聯(lián)壓敏電阻防雷。

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