大功率變頻器的維護(hù)與檢修

張強

摘 要：主要闡述了大功率變頻器的檢修和維護(hù)情況，介紹了交-直-交PWM變頻器及其工作原理和大功率變頻器的維護(hù)與檢修，并通過實例闡述了大功率變頻器的維護(hù)和檢修過程。

關(guān)鍵詞：大功率變頻器；日常維護(hù)；定期檢修；變頻裝置

中圖分類號：TM921.51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.095

大功率變頻器在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用得較多，在冶金行業(yè)中主要應(yīng)用在軋鋼傳動方面。由交流調(diào)速取代直流調(diào)速，不僅提高了軋鋼能源的利用效率，還降低了維修工人的勞動強度，減少了修理費用。此外，在冶煉除塵風(fēng)機(jī)、高爐鼓風(fēng)機(jī)和水泵等中應(yīng)用高壓大功率變頻器具有顯著的節(jié)能效益，將逐步取代傳統(tǒng)的擋板截流的調(diào)節(jié)方式，市場前景廣闊。目前，應(yīng)用于軋機(jī)主傳動中的大功率變頻器主要有交-交變頻調(diào)速器和IGBT/IGCT交-直-交變頻調(diào)速器，下面重點闡述大功率交-直-交PWM變頻器的維護(hù)與檢修。

1 交-直-交PWM變頻器及其原理介紹

交-直-交PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速幅度更大，應(yīng)用更為廣泛，是交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展方向。交-直-交變頻器可分為電壓型和電流型兩種。由于硬件功能和控制方法等因素，電壓型變頻調(diào)速器應(yīng)用更為廣泛。交-直-交PWM變頻器的原理為交流電源經(jīng)整流變?yōu)橹绷麟娫?，再通過逆變部分按照控制方式有規(guī)則地導(dǎo)通截止，使輸出頻率可變。交-直-交變頻調(diào)速系統(tǒng)主回路主要由整流環(huán)節(jié)、濾波環(huán)節(jié)和逆變環(huán)節(jié)三部分構(gòu)成。整流環(huán)節(jié)是將交流電源變換為直流電源；濾波環(huán)節(jié)是吸收由整流環(huán)節(jié)和逆變器環(huán)節(jié)產(chǎn)生的電壓脈動，也是儲能環(huán)節(jié)；逆變環(huán)節(jié)是將直流電變換為交流電。

2 大功率變頻器的維護(hù)與檢修

大功率變頻器與其他電氣設(shè)備一樣，也需要日常的維護(hù)和檢修。變頻器在運行中的可靠性和使用壽命與其日常維護(hù)和檢修密不可分，尤其是一些不知名的品牌，一直在模仿國外知名品牌變頻器的外觀、電力電子元器件選件、控制技術(shù)和安全保護(hù)能力，但其性能與知名品牌變頻器之間還存在很大差距。這使得日常維護(hù)和定期檢修更為重要。

在溫度、濕度、灰塵等環(huán)境因素的影響下，變頻器中各元器件在運行中會逐漸發(fā)生變化。因此，為延長變頻器的使用壽命，對變頻器的日常維護(hù)和定期檢修必不可少。下面為變頻器的日常維護(hù)和定期檢修內(nèi)容。

2.1 日常維護(hù)內(nèi)容

日常維護(hù)內(nèi)容包括：①檢查周圍環(huán)境溫度、濕度、灰塵情況，環(huán)境溫度最好維持在10～30 ℃之間，濕度最好保持在40%～60% RH之間，灰塵越少越好；②檢查柜體整流和逆變裝置是否有異常振動，柜內(nèi)各裝置及其元器件是否正常工作，工作有無異音，裝置溫度是否正常，裝置周圍環(huán)境是否有異味。

2.2 定期檢修內(nèi)容

2.2.1 整流部分

對于整流部分，要檢查的內(nèi)容有：①進(jìn)線電壓是否正常，進(jìn)線電纜是否正常，有無過熱現(xiàn)象，電纜接頭是否緊固；②吸收保護(hù)裝置是否正常，進(jìn)線斷路器是否正常，做分合閘試驗，并緊固各接線端子；③整流裝置母排是否有過熱情況，快熔是否良好；④內(nèi)部可控硅有無損壞；⑤控制供電是否正常，電源板、控制板和控制操作面板是否正常；⑥通訊模板和通訊網(wǎng)絡(luò)是否正常；⑦整流裝置冷卻風(fēng)機(jī)是否正常，做風(fēng)機(jī)運行試驗；⑧制動單元和制動電阻是否正常，緊固各接線端子。

2.2.2 逆變部分

對于逆變部分，要檢查的內(nèi)容有：①逆變功率單元是否正常，快熔是否完好；②電容組是否有漏液現(xiàn)象，阻容吸收板是否正常，脈沖板是否正常，內(nèi)部IGBT是否良好；③控制供電是否正常，控制板、電源板和控制操作面板是否正常，通訊模板和通訊網(wǎng)絡(luò)是否正常；④逆變裝置冷卻風(fēng)機(jī)是否正常，做風(fēng)機(jī)運行試驗，并緊固各接線端子；⑤出線斷路器是否正常，做分合閘試驗；⑥電機(jī)測溫回路是否正常；⑦測試電機(jī)風(fēng)機(jī)控制回路是否正常；⑧電機(jī)測速編碼器是否正常。

在定期檢修期間，需要逐個清潔拆卸下的元器件，并緊固所有端子和螺栓。這樣做可以降低變頻裝置的故障率，延長變頻裝置的在線使用壽命。

3 大功率變頻器的維護(hù)與檢修實例

某鋼廠某軋鋼生產(chǎn)線主傳動裝置使用了西門子6SE70系列變頻裝置，整流裝置為1 200～1 500 kW，逆變裝置為800～1 200 kW，曾經(jīng)多次發(fā)生過逆變裝置內(nèi)部IGBT、觸發(fā)板損壞，直流側(cè)快熔燒損等故障。通過分析，得出故障發(fā)生的原因為：①速度環(huán)PI參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，機(jī)械特性過硬，出現(xiàn)很小的速度波動都可能出現(xiàn)大電流，從而引起裝置內(nèi)部元件損壞；②配電室環(huán)境較差，灰塵較多，致使裝置內(nèi)部積塵較多，引起內(nèi)部電氣元件短路。

對此采取了以下措施：重新調(diào)節(jié)速度環(huán)PI參數(shù)，然后在保證正常生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，降低P參數(shù)值，同時增大I參數(shù)，使系統(tǒng)機(jī)械特性偏軟一些，動態(tài)響應(yīng)稍慢一些，從而有效減少生產(chǎn)過程中裝置內(nèi)出現(xiàn)的沖擊大電流，起到保護(hù)逆變裝置的目的。

在變頻裝置日常維護(hù)中，要定期徹底清理內(nèi)部的積塵，確保變頻裝置內(nèi)部清潔，降低變頻裝置的故障率，延長裝置的使用壽命。下面介紹6SE70裝機(jī)裝柜型逆變器拆裝及內(nèi)部清潔步驟：①拆除逆變裝置電容組左右兩側(cè)的固定螺栓。②拆除固定螺栓后，拆下電容組插頭，拉電容組左側(cè)把手，以電容組右側(cè)為軸開門旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)到45°左右（有些是旋轉(zhuǎn)90°），然后水平向上托起，使門軸脫離卡槽，取下電容組。取下電容組后，擦拭電容器內(nèi)部，同時檢查電容組是否有漏液現(xiàn)象。如果有，就要及時統(tǒng)計更換。③拆除逆變器內(nèi)阻容吸收板上的固定螺栓，然后用清潔劑清洗阻容吸收板。④拆除阻容吸收板下的絕緣片和銅排，然后用清潔劑清洗、擦拭絕緣片和銅排。⑤拆除觸發(fā)板上的光纖，然后用清潔劑清洗觸發(fā)板，同時使用酒精棉球擦拭光纖頭。⑥拆除IGBT模塊，對IGBT進(jìn)行清潔，同時使用指針式萬能表測試IGBT模塊。⑦拆除左側(cè)通訊板和控制板，拆除螺栓，拉出抽屜并拆除電源板，然后清洗、擦拭通訊板、控制板和電源板。⑧按照拆除時從后向前的順序組裝逆變器各元器件，從而完成對逆變器的拆裝和清潔。

4 結(jié)束語

大功率變頻器與其他電氣設(shè)備一樣，日常維護(hù)和定期檢修工作必不可少。通過掌握大功率變頻器的工作和控制原理，加強對大功率變頻器運行環(huán)境和運行狀態(tài)的監(jiān)測，并了解大功率變頻器拆裝清理的方法，使大功率變頻器保持良好的運行效果和正常的生產(chǎn)秩序。

參考文獻(xiàn)

[1]何金奎.變頻器運行故障分析與維修方法[J].有色設(shè)備，2005（06）.

〔編輯：王霞〕