變頻器故障類型與維修

灣海濱 于露

[摘 要]隨著變頻在各行業(yè)領域的廣泛運用，對其診斷技術進行研究的意義和作用也越來越大，變頻器的系統(tǒng)是非常復雜的，所以對變頻器故障的診斷的技術越來越被人們所重視，這在一定程度上促進了變頻器故障診斷技術的發(fā)展。文中提出的診斷與維護方法，對變頻器的故障解決有著廣泛的適用性。

[關鍵詞]變頻器；故障類型；維修

中圖分類號：TN773 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）21-0397-01

1.故障類型劃分

第一，電源故障。即控制電源過低或是過高時所發(fā)出的警報。

第二，通訊故障。包括OVERRUN、TIMEOUT等。

第三，系統(tǒng)故障。包括時鐘故障、系統(tǒng)參數(shù)異常、Watchdog故障等等。

第四，硬件故障。包括脈沖發(fā)生器故障、IGBT故障、觸發(fā)板故障、電源板故障等等。

第五，狀態(tài)故障。缺相、接地故障、速度偏差過大、過流、過壓等等。

2.故障診斷方法

①過電流故障：此類故障要分清加速過程、減速過程還是電機正常運行中發(fā)生過過電流故障。這類故障按下類順序檢查，變頻器輸出回路電機是否有接地或相間短路、負載狀況如何、電網(wǎng)電壓、加減速時間是否合適、V/F曲線及轉(zhuǎn)矩提升是否合適、是否旋轉(zhuǎn)中電機直接啟動、是否加減速過程中突然加載、PG是否出現(xiàn)碼盤出現(xiàn)故障或碼盤斷線、變頻器運行后輸出接觸器后合上、電流傳感器或控制板故障、變頻器選型是否過小。另外，在減速過成中是否存在發(fā)電能量回饋，此時要加裝至東單元和制動電阻。通常變頻器的過流保護值等于變頻器額定電流的（1.8～1.9）倍。

②電壓故障：此類故障分為加速過電壓、減速過電壓、恒速過電壓、欠壓故障。這類故障按照下列順序檢查，電源電壓、直流母線電壓、加減速過程中是否有外力拖動電機運行、是否啟動旋轉(zhuǎn)電機、欠壓故障要檢查整流橋和短接充電電阻的接觸器、檢測板是否故障、電源板是否故障。此類故障還要注意調(diào)節(jié)加減速時間以及制動單元。變頻器在運行過程中，直流母線電壓應該≥537V，根據(jù)廠家出廠設置不同失速過電壓值等于760～800V，持續(xù)時間在1～2分鐘，就停機發(fā)生過電壓報警信號。直流母線欠電壓故障時一般小于400～410V，接觸器斷開顯示欠電壓故障。

③缺相故障：此類故障分為電源缺相和輸出缺相。此時應重點檢查電源側輸入端子R、S、T以及變頻器輸出端子U、V、W是否連接良好，三相電源是否平衡。對于輸入缺相故障，變頻器通過硬件電路檢測三相輸入電壓，當在空載和輕載的情況下出現(xiàn)輸入缺相，直流母線電壓能保證513V以上。不影響變頻器正常工作。如果在重載情況下，出現(xiàn)輸入側缺相，就會使直流母線電壓下降到400V，并引起充電電阻短路接觸器掉閘，燒壞充電電阻，所以在重載情況下，20ms內(nèi)應獲得缺相保護動作。對于輸出缺相通常由變頻器軟件設定，只有輸出電流大于變頻器的額定電流的20%時，才進行輸出側缺相檢測，并且經(jīng)過一定時間延長后（大約1分鐘），才報警缺相保護故障。

④逆變單元故障：這類故障重點檢查電機相線間是否短接或?qū)Φ囟搪贰㈦姍C和變頻器連線是否太長、環(huán)境溫度是否太高、模板及散熱板是否過熱、主控板及電源板是否異常。當組合模塊IPM出現(xiàn)過流，過溫，控制，控制電壓欠壓任何一種故障，或檢測到輸出對地短路，三相輸出不平衡時，就報警IPM故障。變頻器功率是中等等級的，采用熱敏電阻直接檢測散熱器的溫度，散熱溫度一般設定為85℃。變頻器整流橋溫度保護一般設定為80℃。

⑤過載故障：這類故障分為變頻器過載和電機過載。重點檢查負載情況，增大變頻器容量。變頻器在運行過程中，輸出電流大于變頻器額定電流，在運行一段時間后會發(fā)生過載保護報警。變頻器過載保護一般按反時限曲線設定，反時限即變頻器的過載電流越大，則持續(xù)運行時間越短。該曲線在出廠時由機型參數(shù)唯一確定，用戶不能更改。變頻器在運行過程中，輸出電流大于電機的額定電流，在一定時間內(nèi)產(chǎn)生電機過載保護。電機過載保護參數(shù)，它起到電機熱繼電器保護的作用。

3 變頻器的故障維修

3.1 參數(shù)設置類故障

變頻器的參數(shù)設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)都有一個默認值，這里的默認值就是生產(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)設置，用戶要處理好以下幾個方面：首先，確認電機參數(shù)，電機參數(shù)的確定可以從電機銘牌中直接得到，以電機銘牌中的參數(shù)為依據(jù)，設定好電機的最大頻率、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定，并且大多數(shù)是從面板啟動，當然，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行參數(shù)設置，如果參數(shù)設置不成功，我們可以將參數(shù)恢復出廠值，然后再按照說明書重新進行參數(shù)設置。由于不同廠家變頻器參數(shù)恢復方式不一致，我們最好仔細閱讀使用說明書，再進行參數(shù)恢復。重新設置參數(shù)。

3.2 變頻器過流故障

過流保護的其中一個原因就是缺相。當變頻器輸入缺相時，勢必引起母線電壓降低，負載電流加大，引起保護。而當變頻器輸出端缺相時，勢必使電動機的另外兩相電流加大而引起過流保護。所以對輸入及輸出都應進行檢查，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載發(fā)生突變，或者因為輸出短路、負荷分配不均等原因而導致的故障，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行負荷分配設計等方法進行處理，如果斷開負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

變頻過載和電機器過載都可能導致變頻器過載故障。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，如果是變頻器負載過重，產(chǎn)生的原因可能有以下幾種，一種是機械潤滑不好引起，另一種是該負載所選用的變頻器不能拖動，如果機械潤滑不好，我們要對生產(chǎn)機械進行檢修，如果是所選用的變頻器不能拖動，必須更換大功率變頻器。負載過大時應減少負載或增大變頻器容量；有突加負載，應取消突加負載；加速時間設置太短，應延長加速時間；轉(zhuǎn)矩提升設置過高時應，降低轉(zhuǎn)矩提升值；電子熱繼電器設定值不正常時，應調(diào)整設定值。

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，電機的實際轉(zhuǎn)速低于電機同步轉(zhuǎn)速，這時電機處于發(fā)電狀態(tài)，導致變頻器出現(xiàn)故障。

參考文獻

[1]宿大康.變頻器檢查維護和故障診斷的一般方法[J].山西建筑.2015（26）