變頻器各類常見故障解析

郝佳 郭建峰

【摘要】 近年來，隨著我國工業(yè)自動化水平的不斷提高，變頻器的應(yīng)用也越來越廣泛。然而，由于各種因素的影響， 使得變頻器在使用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障。為了使變頻器能夠安全可靠運(yùn)行，必須采取相應(yīng)的措施?；诖它c(diǎn)，本文就變頻器常見故障進(jìn)行論述解析。

【關(guān)鍵詞】 變頻器 故障 解析

一、引言

底流泵是巴潤礦業(yè)公司尾礦運(yùn)行生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，在日常生產(chǎn)中我們需要投入變頻器，通過變頻器去改變底流泵的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率、運(yùn)轉(zhuǎn)速度來控制底流流量，使其與各系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，保證尾礦系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，變頻器往往會發(fā)生許多故障導(dǎo)致我們停產(chǎn)，因此，各類常見故障的日常處理顯得尤為重要。

二、變頻器基本工作原理

變頻器一般由整流器、濾波器、驅(qū)動電路、保護(hù)電路以及控制器（MCU/DSP）等部分組成。首先將單相或三相交流電源通過整流器并經(jīng)電容濾波后，形成幅值基本固定的直流電壓加在逆變器上，利用逆變器功率元件的通斷控制，使逆變器輸出端獲得一定形狀的矩形脈沖波形。在這里，通過改變矩形脈沖的寬度控制其電壓幅值；通過改變調(diào)制周期控制其輸出頻率，從而在逆變器上同時進(jìn)行輸出電壓和頻率的控制，而滿足變頻調(diào)速對U/f協(xié)調(diào)控制的要求。PWM的優(yōu)點(diǎn)是能消除或抑制低次諧波，使負(fù)載電機(jī)在近正弦波的交變電壓下運(yùn)行，轉(zhuǎn)矩脈沖小，調(diào)速范圍寬。

變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容；電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。變頻器可以降低電力線路電壓波動、減少對電網(wǎng)的沖擊；加速功能可控，按照用戶的需要進(jìn)行平滑加速、控制電機(jī)運(yùn)行速度、啟動電流 ；還可以減少機(jī)械傳動部件的磨損，從而降低采購成本，同時可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

三、變頻器故障的分類及解析

變頻器在正常使用6-10年后，就進(jìn)入故障的高發(fā)期，經(jīng)常會出現(xiàn)元器件燒壞、失效、保護(hù)功能頻繁動作等故障現(xiàn)象，嚴(yán)重影響其正常運(yùn)行。在長期從事設(shè)備維修工作中，本人遇到過許多不同的變頻器故障，在對其處理過程中，發(fā)現(xiàn)其故障類別有一定的共性和規(guī)律。

根據(jù)變頻器發(fā)生故障或損壞的特征，一般可分為兩類；一種是在運(yùn)行中頻繁出現(xiàn)的自動停機(jī)現(xiàn)象，并伴隨著一定的故障顯示代碼，其處理措施可根據(jù)隨機(jī)說明書上提供的知道方法，進(jìn)行處理和解決。這類故障一般是由于變頻器運(yùn)行參數(shù)設(shè)定不合適，或外部工況、條件不滿足變頻器使用要求所產(chǎn)生的一種保護(hù)動作現(xiàn)象；另一類是由于使用環(huán)境惡劣，高溫、導(dǎo)電粉塵引起的短路、潮濕引起的絕緣降低或擊穿等突發(fā)故障（嚴(yán)重時，會出現(xiàn)打火、爆炸等異?，F(xiàn)象）。這類故障發(fā)生后，一般會變頻器無任何顯示，其處理方法是先對變頻器解體檢查，重點(diǎn)查找損壞件，根據(jù)故障發(fā)生區(qū)，進(jìn)行清理、測量、更換，然后全面測試，再恢復(fù)系統(tǒng)，空載運(yùn)行，觀察觸發(fā)回路輸出側(cè)的波形，當(dāng)6組波形大小、相位差相等后，再加載運(yùn)行，達(dá)到解決故障的目的。

3.1逆變器過熱故障

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，變頻器報F15故障時，一般有三種情況：一種是溫度超過所限制溫度的最大值，其次是溫度傳感器出現(xiàn)了故障 ，第三種可能是變頻器處于過載狀態(tài)。針對第一種情況，首先需檢查的是風(fēng)機(jī)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，有無損壞，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)，可以將白色短接片向前移動，看另兩臺風(fēng)機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)（因變頻器自帶三塊風(fēng)扇板）逐步排除故障風(fēng)機(jī)，更換風(fēng)扇。第二種情況，需認(rèn)真檢測溫度傳感器、 IGBT，看其是否存在短路等現(xiàn)象，如是這類問題，就需要更換主控板了，與此同時，需要降低變頻器周圍的環(huán)境溫度，特別是在夏天天氣炎熱時須保證室內(nèi)空調(diào)完好或變頻器室通風(fēng)良好。針對第三種情況，就需要看現(xiàn)場設(shè)備，檢查變頻器是否過載。

3.2變頻器報F41跨越超時故障

故障描述：在電網(wǎng)發(fā)生波動的情況下，變頻器會報F41跨越超時故障，而導(dǎo)致變頻器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

故障解決方案：針對跨越超時故障，復(fù)位便可恢復(fù)，但是底流泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，忽然跳停，會給我們帶來不必要的麻煩。為了避免這種情況，可以將變頻器407參數(shù)即電源掉電時間從0s改為2s，即電網(wǎng)的瞬時波動不會對我們變頻器有任何影響，變頻器可繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

四、結(jié)束語

變頻器故障在我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)中是不可避免的，深入的了解和掌握常見故障的處理方法對我們來說顯得尤為重要。日后，我們更要加強(qiáng)對變頻器理論學(xué)習(xí)及現(xiàn)場實(shí)踐，善于在運(yùn)行實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，爭取可以從容應(yīng)對各類突發(fā)故障，保證我們現(xiàn)場的正常運(yùn)行。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]PowerFlex 700S Phase II控制用戶手冊

[2]陳瑩.變頻器常見故障及處理[J].內(nèi)蒙古電大學(xué)刊，2008，（01）.