變頻器故障分析及排除

方俊杰 張春岐 王永新

（山東黃金集團三山島金礦，山東 萊州 261400）

變頻器在不同的工作環(huán)境下存在一些不盡如人意的地方，導致其使用壽命縮短及其附屬設備的調(diào)試、安裝、維護及維修工作量的增加，現(xiàn)從變頻器在實際使用當中出現(xiàn)的各種故障進行分析，并提出相應的解決辦法。

1 短路保護

若變頻器運行當中出現(xiàn)短路保護，停機后顯示“0”，說明是變頻器內(nèi)部或外部出現(xiàn)了短路因素。這有以下幾方面的原因：

1.1 負載出現(xiàn)短路

這種情況下如果把負載甩開，即將變頻器與負載斷開，空開變頻器，變頻器應工作正常。這時我們用兆歐表(或稱搖表)測量一下電機絕緣，電機繞組將對地短路，或電機線及接線端子板絕緣變差，此時應檢查電機及附屬設施。

1.2 變頻器內(nèi)部問題

如果上述檢測后負載無問題，變頻器空開仍出現(xiàn)短路保護，這是變頻器內(nèi)部出現(xiàn)問題，應予以排除。在逆變橋的模塊當中，若IGBT的某一個結擊穿，都會形成短路保護，嚴重的可使橋臂擊穿，甚至于送不上電，前面的斷路器將跳閘。這種情況一般只允許再送一次電，以免故障擴大，造成更大的損失，應聯(lián)系廠家進行維修。

1.3 變頻器內(nèi)部干擾或檢測電路有問題

有些機子內(nèi)部干擾也易造成此類問題，此時變頻器并無太大的問題，只是不間斷的、無規(guī)律的出現(xiàn)短路保護，即所謂的誤保護，這就是干擾造成的。變頻器的短路保護一般是從主回路的正負母線上分流取樣，用電流傳感器經(jīng)主控板的檢測傳至主控芯片進行保護的，因此這些環(huán)節(jié)上任何一處出現(xiàn)問題，都可能造成故障停機。

1.4 參數(shù)設置問題

對于提升機類或其他(如拉絲機、潛油電泵等)重負荷負載，需要設置低頻補償。若低頻補償設置不合理，也容易出現(xiàn)短路保護。一般以低頻下能啟動負載為宜，且越小越好，若太高了，不但會引起短路保護，還會使啟動后整個運行過程電流過大，引起相關的故障，如IGBT柵極燒斷，變頻器溫升高等。因此應逐漸加補償，使負荷剛能正常啟動為最佳。

1.5 多單元并聯(lián)的變頻器故障

在多單元并聯(lián)的變頻器中，若某一單元出現(xiàn)問題。勢必使其他單元承擔的電流大，造成單元間的電流不平衡，而出現(xiàn)過流或短路保護。因此對于多單元并聯(lián)的變頻器，應首先測其均流情況，發(fā)現(xiàn)異常應查找原因，排除故障。各單元的均流系數(shù)應不大于5%。

2 過流保護

變頻器出現(xiàn)過流保護，代碼顯示“1”，一般是由于負載過大引起，即負載電流超過額定電流的1.5倍即故障停機而保護。這一般對變頻器危害不大，但長期的過負荷容易引起變頻器內(nèi)部溫升高，元器件老化或其他相應的故障。

這種保護也有因變頻器內(nèi)部故障引起的，若負載正常，變頻器仍出現(xiàn)過流保護，一般是檢測電路所引起，類似于短路故障的排除，如電流傳感器、取樣電阻或檢測電路等。

3 過、欠壓保護

變頻器出現(xiàn)過、欠壓保護，大多是由于電網(wǎng)的波動引起的，在變頻器的供電回路中，若存在大負荷電機的直接啟動或停車，引起電網(wǎng)瞬間的大范圍波動即會引起變頻器過、欠壓保護，而不能正常工作。這種情況一般不會持續(xù)太久，電網(wǎng)波動過后即可正常運行。這種情況的改善只有增大供電變壓器容量，改善電網(wǎng)質量才能避免。當電網(wǎng)工作正常時，即在允許波動范圍(380V±20%)內(nèi)時，若變頻器仍出現(xiàn)這種保護，這就是變頻器內(nèi)部的檢測電路出現(xiàn)故障了。

4 溫升過高保護

變頻器的溫升過高保護(面板顯示“5”)，一般是由于變頻器工作環(huán)境溫度太高引起的，此時應改善工作環(huán)境，增大周圍的空氣流動，使其在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作。再一個原因就是變頻器本身散熱風道通風不暢造成的，有的工作環(huán)境惡劣，灰塵、粉塵太多，造成散熱風道堵塞而使風機抽不進冷風，因此應對變頻器內(nèi)部經(jīng)常進行清理(一般每周一次)。也有的因風機質量差運轉過程中損壞，此時應更換風機。還有一種情況就是在大功率的變頻器(尤其是多單元或中高壓變頻器)中，因溫度傳感器走線太長，靠近主電路或電磁感應較強的地方，造成干擾，此時應采取抗干擾措施。如采用繼電器隔離，或加濾波電容等。

5 電磁干擾太強

這種情況變頻器停機后不顯示故障代碼，只有小數(shù)點亮。這是一種比較難處理的故障。包括停機后顯示錯誤，如亂顯示，或運行中突然死機，頻率顯示正常而無輸出，都是因變頻器內(nèi)外電磁干擾太強造成的。

這種故障的排除除了外界因素，將變頻器遠離強輻射的干擾源外，主要是應增強其自身的抗干擾能力。特別對于主控板，除了采取必要的屏蔽措施外，采取對外界隔離的方式尤為重要。首先應盡量使主控板與外界的接口采用隔離措施。我們在高中壓及低壓大功率變頻器及提升機變頻器中采用了光纖傳輸隔離，在外界取樣電路(包括短路保護、過流保護、溫升保護及過、欠壓保護)中采用了光電隔離，在提升機與外界接口電路中采用了PLC隔離，這些措施都有效避免了外界的電磁干擾，在實踐應用中都得到了較好的效果。再一點就是對變頻器的控制電路 (主控板、分信號板及顯示板)中應用的數(shù)字電路，如74HC14、74HC00、74HC373及芯片 89C51、87C196等， 應特別強調(diào)每個集成塊都應加退耦電容。

每個集成塊的電源腳對控制地都應加10μF/50V的電解電容并接103(0.01μF)的瓷片電容，以減小電源走線的干擾。對于芯片，電源與控制地之間應加電解電容10μF/50V并接105(1μF)的獨石電容，效果會更好些。對這類故障應逐漸積累經(jīng)驗，不斷尋求解決途徑。有些機子使用時間太久，線路板上的濾波電容容量不夠造成濾波效果差，造成變頻器死機或失控，這種情況不太好處理，可更換一塊新線路板，一般可解決問題。

6 結束語

變頻器所出現(xiàn)的故障很多，正像維修其他電器一樣，有很多是意想不到的問題，需要我們認真分析，弄清工作原理，逐步的把其電路學深學透，才能把握其本質，快速而準確的處理問題，本文是在作者維修經(jīng)驗的基礎上，對變頻器的一些常見故障進行了分析探討。