變頻器的發(fā)展應(yīng)用與維修

王曉峰

（榆林神華能源有限責(zé)任公司郭家灣煤礦，陜西 榆林 719408）

1 變頻器的發(fā)展與應(yīng)用

20世紀(jì)30年代人們就開始研究交流調(diào)速技術(shù)，但是，在當(dāng)時技術(shù)還很不成熟，因此進(jìn)展緩慢。20世紀(jì)70年代以來，隨著控制技術(shù)、電力電子技術(shù)等技術(shù)的不斷發(fā)展，交流調(diào)速性能不斷完善，開始逐步代替直流調(diào)速。由于變頻器交流調(diào)速具有變頻調(diào)速效率高，節(jié)電效果好等優(yōu)點，因此，這項技術(shù)很快在冶金、機(jī)械、空調(diào)、電梯等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。由于變頻器具有節(jié)能與速度控制的兩大特點，因此，獲得了許多廠家的青睞，特別是節(jié)能這一特點，由于近些年能源消耗問題已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展的一個重要問題，因此，許多企業(yè)都大力提倡節(jié)能措施。所以，變頻調(diào)速技術(shù)獲得了迅猛發(fā)展。應(yīng)用變頻調(diào)速，可以使電機(jī)轉(zhuǎn)速節(jié)能運行，應(yīng)用變頻器，電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制精度也獲得了很大提升。精確調(diào)速的節(jié)電效果特別明顯。由于變頻調(diào)速具有調(diào)速精度高、范圍廣等優(yōu)點，因此，如果遇到需要精確速度控制的設(shè)備，變頻器的效果更加明顯。它不但可以提高生產(chǎn)效率，還具有提升工藝質(zhì)量作用。變頻器是公認(rèn)的交流電動機(jī)最理想的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)調(diào)速方案，它不但具有卓越的調(diào)速性能，并且節(jié)能效果也非常好。是理想的調(diào)速裝置。作為速度工藝控制中的理想產(chǎn)品，變頻器獲得了廣泛的應(yīng)用。

2 變頻器保養(yǎng)及維護(hù)方法

變頻器在使用過程中，環(huán)境的變化很容易影響其使用性能，無論是環(huán)境溫度、濕度發(fā)生變化，還是環(huán)境中蘊含著腐蝕性氣體，或者環(huán)境空氣指數(shù)比較低，粉塵污染比較嚴(yán)重等等都會使變頻器的使用性能發(fā)生變化，因此，變頻器在使用過程中如果維護(hù)保養(yǎng)做得好，使用得當(dāng)，就會延長變頻器的使用壽命，減少變頻器的故障發(fā)生率。如果在使用過程中，沒有注重有效的保養(yǎng)，或者保養(yǎng)工作不到位，就可能會導(dǎo)致變頻器使用壽命縮短，并且經(jīng)常出現(xiàn)故障，進(jìn)而影響到變頻器的正常工作，導(dǎo)致無法正常運行使用設(shè)備，進(jìn)而影響到生產(chǎn)，給企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益帶來影響，因此，變頻器的維護(hù)保養(yǎng)工作是非常重要的。

2.1 變頻器的維護(hù)與檢查

如果變頻器在使用過程中連續(xù)運行，我們檢查變頻器的運行狀態(tài)，可以用外部目視的方法進(jìn)行檢查。并且要對變頻器進(jìn)行定期巡視檢查工作。檢查的重點是變頻器的運行狀況，周邊環(huán)境是否對變頻器的使用產(chǎn)生影響，重點檢查運行中的變頻器是否有異常現(xiàn)象。下面我們簡單介紹一些變頻器檢查的主要內(nèi)容。首先，要檢查變頻器的環(huán)境溫度。變頻器在使用過程中，環(huán)境溫度最好在25℃左右為好，環(huán)境溫度不能夠低于-10℃，也不能夠高于+40℃，要在兩者之間。其次，查看顯示面板上顯示的字符有沒有出現(xiàn)異常，有沒有缺少字符或者出現(xiàn)字符不清楚現(xiàn)象。在顯示面板上顯示的變頻器各種數(shù)據(jù)（如：輸出電流、電壓、頻率等）是否正常。仔細(xì)檢查變頻器散熱風(fēng)道是否通暢，風(fēng)扇運轉(zhuǎn)有無異?，F(xiàn)象發(fā)生等；仔細(xì)檢查運行中的變頻器有沒有故障報警顯示。發(fā)現(xiàn)異常及時處理。再次，檢查變頻器是否過熱，查看變頻器是否有異味，可以用測溫儀器檢測變頻器溫度。由于變頻器交流輸入電壓極限是418V(380V×1.1)，因此，我們要仔細(xì)查看變頻器交流輸入電壓最大值是否超過，如果超過極限，主電路外加輸入電壓即使在變頻器沒運行的狀態(tài)下，也可能導(dǎo)致變頻器線路板損壞。最后，為了確保變頻器的使用壽命，有效減少變頻器在使用過程中故障發(fā)生率，我們要定期對變頻器進(jìn)行全方位檢查，每年要對變頻器大修一次，特別是變頻器比較隱蔽的位置或者變頻器日常維護(hù)很容易忽略的位置，都應(yīng)該重點檢查。

2.2 熟練掌握變頻器的各種保護(hù)與自診斷功能

變頻器的各種保護(hù)與自診功能我們要熟練掌握，無論是變頻器的短路保護(hù)，還是變頻器的負(fù)載側(cè)接地保護(hù)，我們都應(yīng)該熟練掌握，同時，對于變頻器過熱、過載以及電流限制等自診功能我們也必須掌握，由于變頻器的報警警告功能比較完善，因此，熟練掌握各種保護(hù)與自診功能對于變頻器的保養(yǎng)以及故障查詢意義重大，所以，我們要高度重視各種保護(hù)與自診功能，做到熟練掌握防患于未然。

3 變頻器的故障維修

3.1 參數(shù)設(shè)置類故障

變頻器的參數(shù)設(shè)置對于變頻器能否滿足傳動系統(tǒng)的要求非常重要，如果變頻器在使用中參數(shù)設(shè)置出現(xiàn)錯誤，就會影響到變頻器的正常運行。一般情況下，常用變頻器在出廠的時侯，生產(chǎn)廠家對每一個變頻器的參數(shù)都有一個默認(rèn)值，這里的默認(rèn)值就是生產(chǎn)廠家的工廠值。用戶可以在這些參數(shù)值的條件下，以面板操作方式正常運行，但是，大多數(shù)傳動系統(tǒng)面板操作根本滿足不了其使用要求，因此，在變頻器使用之前，對于變頻器參數(shù)設(shè)置，用戶要處理好以下幾個方面：首先，確認(rèn)電機(jī)參數(shù)，電機(jī)參數(shù)的確定可以從電機(jī)銘牌中直接得到，以電機(jī)銘牌中的參數(shù)為依據(jù)，設(shè)定好電機(jī)的最大頻率、以及轉(zhuǎn)速、電流、電壓等參數(shù)。其次，變頻器采取的控制方式有以下幾種，一種是轉(zhuǎn)矩 控制，一種是PID控制，還有一種速度控制等；根據(jù)變頻器控制精度，在采取控制方式后，一般要進(jìn)行動態(tài)辨識或靜態(tài)辨識。另外，變頻器的啟動方式，一般情況下要在出廠時設(shè)定，并且大多數(shù)是從面板啟動，當(dāng)然，變頻器的啟動方式有很多種，用戶可以根據(jù)實際需要自行選擇啟動方式，不僅僅可以從面板啟動，還可以采用通訊方式啟動或者外部端子啟動等等。參數(shù)設(shè)置類故障一旦發(fā)生，就會影響到變頻器的正常運行，在正常情況下，可以按照說明書重新進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如果參數(shù)設(shè)置不成功，我們可以將參數(shù)恢復(fù)出廠值，然后再按照說明書重新進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。由于不同廠家變頻器參數(shù)恢復(fù)方式不一致，我們最好仔細(xì)閱讀使用說明書，再進(jìn)行參數(shù)恢復(fù)。重新設(shè)置參數(shù)。

3.2 變頻器過流故障

過流保護(hù)的其中一個原因就是缺相。當(dāng)變頻器輸入缺相時，勢必引起母線電壓降低，負(fù)載電流加大，引起保護(hù)。而當(dāng)變頻器輸出端缺相時，勢必使電動機(jī)的另外兩相電流加大而引起過流保護(hù)。所以對輸入及輸出都應(yīng)進(jìn)行檢查，排除故障。變頻器的減速、加速、恒速過電流都屬于過流故障。產(chǎn)生過流故障的原因可能是變頻器負(fù)載發(fā)生突變，或者因為輸出短路、負(fù)荷分配不均等原因而導(dǎo)致的故障，出現(xiàn)這種故障可以通過檢查線路、外加能耗制動元件、延長加減速時間或者進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計等方法進(jìn)行處理，如果斷開負(fù)載變頻器故障因素還沒有排除，那么說明變頻器逆變電路損壞，必須更換變頻器。

3.3 變頻器過載故障

變頻過載和電機(jī)器過載都可能導(dǎo)致變頻器過載故障。引起變頻器過載故障的主要原因有電網(wǎng)電壓過低、加速時間過短、負(fù)載過重、直流制動量過大等原因，解決的方法是制動時間延長、加速時間延長、檢查電網(wǎng)電壓等，如果是變頻器負(fù)載過重，產(chǎn)生的原因可能有以下幾種，一種是機(jī)械潤滑不好引起，另一種是該負(fù)載所選用的變頻器不能拖動，如果機(jī)械潤滑不好，我們要對生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行檢修，如果是所選用的變頻器不能拖動，必須更換大功率變頻器。負(fù)載過大時應(yīng)減少負(fù)載或增大變頻器容量；有突加負(fù)載，應(yīng)取消突加負(fù)載；加速時間設(shè)置太短，應(yīng)延長加速時間；轉(zhuǎn)矩提升設(shè)置過高時應(yīng)，降低轉(zhuǎn)矩提升值；電子熱繼電器設(shè)定值不正常時，應(yīng)調(diào)整設(shè)定值。

3.4 變頻器過壓類故障

一般情況下，變頻器工作電壓范圍都要有一個正常值，如果電壓超過正常值范圍，變頻器就可能受到損壞，出現(xiàn)過電壓類故障，常見的過電壓有兩類，一類是輸入交流電源過壓，一類是發(fā)電類過電壓；輸入交流電源過壓較多發(fā)生在負(fù)載較輕節(jié)假日，由于節(jié)假日電壓不穩(wěn)定，忽然升高或者忽然降低輸入電壓超過正常范圍產(chǎn)生過電壓故障，處理方法是斷開電源，然后檢查、處理。發(fā)電類過電壓出現(xiàn)頻率較多，電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速低于電機(jī)同步轉(zhuǎn)速，這時電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障。

3.5 其他故障

3.5.1 變頻器欠壓，如果變頻器電源輸入部分出現(xiàn)故障，就可能產(chǎn)生欠壓現(xiàn)象，因此，使用前要仔細(xì)檢查輸入電源后才可以運行。

3.5.2 變頻器溫度過高。首先，要檢查電動機(jī)的散熱情況，可以用電動機(jī)溫度檢測裝置進(jìn)行檢測。如果是變頻器溫度過高，我們要對變頻器的通風(fēng)狀況進(jìn)行檢查，運行的變頻器溫度過高，一定要檢查負(fù)載的狀況。變頻器負(fù)載電機(jī)的額定電壓沒有正確的設(shè)置，變頻器載波率過高等，都可能造成溫度過高現(xiàn)象，還有，設(shè)計者設(shè)計變頻器時，沒有考慮到電機(jī)低頻段工作容易導(dǎo)致散熱變差的問題，造成由于電機(jī)長期運行，導(dǎo)致變頻器溫度過高的情況，解決的方法是加裝散熱裝置。

結(jié)語

由于變頻器具有變頻調(diào)速效率高，節(jié)電效果好等優(yōu)點，因此獲得了廣泛的應(yīng)用，交流變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)自動化控制應(yīng)用上，已經(jīng)成為工業(yè)自動化控制的主流。交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)逐步超越直流系統(tǒng)，其信息處理能力也獲得了很大的提升，變頻器的可靠性以及實用性已經(jīng)獲得了很好的驗證，應(yīng)用范圍越來越廣泛。為了更好地應(yīng)用變頻器，我們必須了解變頻器保養(yǎng)以及維修方法，以提高變頻器的使用效率，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

[1]陳國呈.變頻器的發(fā)展動向與變頻器在應(yīng)用中應(yīng)注意的一些問題[J].上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).1995(05).

[2]張海生，楊翠玲，王維民.變頻器IGBT模塊故障防范[J].科技傳播.2012(18).