變頻器運(yùn)行中出現(xiàn)的故障及分析

【摘要】變頻器是把工頻電源通過整流、逆變環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成不同頻率的交流電源，以滿足生產(chǎn)中電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以控制、調(diào)節(jié)的要求。從而控制工藝設(shè)備，使工藝介質(zhì)達(dá)到需要的控制值。近些年來，變頻器因?yàn)槠淇萍己扛?，功能齊全，在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。也對(duì)維護(hù)工作提高了要求。本文簡要講述了維護(hù)過程中遇到的典型故障的處理方法與原因分析。

【關(guān)鍵詞】變頻器；故障處理；原因分析

變頻器具有靈活的調(diào)速功能和精確的保護(hù)功能，并可以通過控制面板實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，變頻器在我廠廣泛應(yīng)用于進(jìn)料泵、風(fēng)機(jī)、攪拌器和旋轉(zhuǎn)閥的控制。變頻器控制雖然優(yōu)于傳統(tǒng)的電機(jī)控制方式，但在使用過程中，也不可避免的出現(xiàn)一些故障。

當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，變頻器保護(hù)會(huì)立即動(dòng)作并停機(jī)，并顯示故障代碼或故障類型，大多數(shù)情況下可以根據(jù)顯示的故障代碼迅速找到故障原因并排除故障。但也有一些故障的原因是多方面的，并不是由單一原因引起的，因此需要從多個(gè)方面查找，逐一排除才能找到故障點(diǎn)。下面介紹一下生產(chǎn)調(diào)試中出現(xiàn)的故障及解決方法。

1.接地故障

1.1 故障現(xiàn)象

某裝置丹佛斯低壓FC301系列變頻器在調(diào)試過程中，在50赫茲左右運(yùn)行大約10分鐘就顯示“接地”故障停機(jī)。

1.2 處理過程

變頻器報(bào)“接地”，首先檢查變頻器的輸出外線，用絕緣搖表測量電纜和電動(dòng)機(jī)的接地電阻（搖絕緣時(shí)一定要將電纜和變頻器分開，否則有可能損壞變頻器），沒有發(fā)現(xiàn)電纜及電動(dòng)機(jī)有接地和短路故障。進(jìn)而檢查變頻器的設(shè)置參數(shù)，與運(yùn)行正常的變頻器參數(shù)核對(duì)，沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤設(shè)置。所以懷疑是變頻器內(nèi)部電路有問題，更換相同型號(hào)的變頻器后開機(jī)，出現(xiàn)同樣的故障現(xiàn)象。閱讀FC301系列變頻器使用手冊(cè)，發(fā)現(xiàn)該變頻器的輸出電纜的長度不能超過75米，測量現(xiàn)場電機(jī)電纜的長度在150米以上。聯(lián)系變頻器廠家，廠家建議將FC301系列變頻器更換為FC302系變頻器列變頻器，F(xiàn)C302變頻器的輸出電纜長度可以超過150米。更換為FC302系列變頻器后，運(yùn)行正常。

1.3 原因分析

變頻器報(bào)接地故障，除了實(shí)質(zhì)性接地故障和變頻器內(nèi)部故障之外，因電纜過長而產(chǎn)生較大的分布接地電流，也是導(dǎo)致發(fā)生接地故障的重要原因之一。

變頻器輸出是PWN調(diào)制波，頻率在1～ 20kHZ。工程上一般使用頻率為3kHZ。在長電纜輸出時(shí)電纜相線和相線之間、相線和屏蔽層之間，都存在分布電容。電纜越長，則分布電容越大，從而產(chǎn)生的分布電流也越大。變頻器內(nèi)部的電流檢測電路檢測到分布電流后，保護(hù)動(dòng)作并停機(jī)。

出現(xiàn)這種情況，除了更換不同型號(hào)變頻器外，還可以在變頻器輸出端串聯(lián)交流電抗器。變頻器輸出電壓中的高次諧波經(jīng)過交流電抗器濾除，3kHZ以上的頻率成分沒有了，只有0～50HZ的工頻電壓，在分布電容中產(chǎn)生的漏電流就可忽略不計(jì)，從而保證變頻器的正常運(yùn)行。

2.電流超限跳閘

2.1 故障現(xiàn)象

某裝置料倉的6臺(tái)旋轉(zhuǎn)閥電機(jī)用VLT8000變頻器控制。工藝要求旋轉(zhuǎn)閥堵料后，現(xiàn)場傳感器監(jiān)測到旋閥轉(zhuǎn)速低于2轉(zhuǎn)/分（甚至更低）時(shí)，儀表給變頻器一個(gè)反轉(zhuǎn)信號(hào)，變頻器反轉(zhuǎn)。但每次堵料時(shí)，變頻器直接跳閘，報(bào)“ALARM 12”電流超限故障，沒有實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)功能。

2.2 處理過程

變頻器報(bào)“ALARM 12”電流超限故障，與電流限定值有關(guān)。查看變頻器輸出電流的設(shè)定值為變頻器的額定電流，符合變頻器操作手冊(cè)要求?，F(xiàn)場對(duì)電機(jī)盤車，反轉(zhuǎn)方向沒有發(fā)現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。懷疑是控制反轉(zhuǎn)的二次回路有斷線，校線證明接線正常。隨后用信號(hào)發(fā)生器，獨(dú)立給變頻器加頻率信號(hào)，手動(dòng)啟動(dòng)反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)功能正常，確定外部線路沒有問題。重新檢查變頻器相關(guān)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)“過流時(shí)延時(shí)跳閘”的設(shè)定值為30秒，改為61秒（61秒=OFF）。

重新開機(jī)后，發(fā)生堵料時(shí)，現(xiàn)場電機(jī)不轉(zhuǎn)。到配電室查看，反轉(zhuǎn)接觸器K2吸合，運(yùn)行指示燈亮。將變頻器數(shù)字量端子的運(yùn)行功能設(shè)置由原來的“START”改為“START INVERSE”（反轉(zhuǎn)并啟動(dòng)）。

經(jīng)過以上修改，當(dāng)再次發(fā)生堵料時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)時(shí)間根據(jù)工藝要求設(shè)定）后再正轉(zhuǎn)，就可按工藝要求將料輸送下去。

2.3 原因分析

變頻器“過流時(shí)延時(shí)跳閘”的設(shè)定值決定變頻器的輸出電流超過電流極限后，變頻器應(yīng)該堅(jiān)持多長時(shí)間。改為61秒，相當(dāng)于此功能不起作用。若此參數(shù)設(shè)置低于60秒，變頻器在傳感器還未檢測到低轉(zhuǎn)速時(shí)，故障電流已經(jīng)達(dá)到電流極限值的設(shè)定值，導(dǎo)致故障跳閘，使控制回路被故障繼電器的常閉點(diǎn)斷開，復(fù)位前無法實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)功能。

若要將運(yùn)行的電機(jī)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)功能，還必須將變頻器數(shù)字量端子的運(yùn)行功能設(shè)置為 “START INVERSE”（反轉(zhuǎn)并啟動(dòng)）。因?yàn)榉崔D(zhuǎn)信號(hào)只能控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，不能取代啟動(dòng)命令。而“START INVERSE”（反轉(zhuǎn)并啟動(dòng)）將反向運(yùn)行和啟動(dòng)命令集成在了一起。電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)后，旋閥降速至設(shè)定值，儀表給變頻器發(fā)送一個(gè)反轉(zhuǎn)信號(hào)。變頻器接收到信號(hào)后，調(diào)整轉(zhuǎn)向并自動(dòng)啟動(dòng)。

3.結(jié)論

當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障報(bào)警或跳閘時(shí)，維護(hù)人員可以通過變頻器面板的故障代碼方便快捷的了解故障類型，也可以通過翻看參數(shù)查看保護(hù)動(dòng)作時(shí)的電流、電壓、頻率等數(shù)值。但同樣的故障類型可能由不同的原因引起，同樣的故障原因也可能引起不同的故障顯示。所以在維護(hù)工作中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，具體現(xiàn)象具體分析，從而縮小故障查找范圍，減少故障排除時(shí)間，提高工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]盧繼平.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].重慶大學(xué)出版社，2003.

[2]丹佛斯變頻器編程指南[S].

[3]丹佛斯VLT8000變頻器操作說明[S].