變頻器常見(jiàn)故障的檢測(cè)與維修探析

林隆眉

摘要：現(xiàn)今，在社會(huì)高速發(fā)展和工業(yè)化水平不斷提升的環(huán)境中，工業(yè)行業(yè)的自動(dòng)化范圍不斷的擴(kuò)大，變頻器作為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化不可缺少的關(guān)鍵組成。變頻器具備調(diào)速平滑、范圍廣、效率高、啟動(dòng)電流低、穩(wěn)定度高、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)，其被大量使用在各個(gè)社會(huì)領(lǐng)域。然而因?yàn)槭艿江h(huán)境、使用年限和人為等原因的影響，致使其較常發(fā)生故障，對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)影響。本文就變頻器的常見(jiàn)故障和維修方法展開(kāi)討論和闡述。

Abstract： Nowadays， in the environment of rapid social development and continuous improvement of industrialization level， the scope of automation in the industrial industry is constantly expanding， and the inverter is an indispensable key component for achieving automation. Inverter has the advantages of smooth speed regulation， wide range， high efficiency， low starting current， high stability and energy saving， so it is widely used in various social fields. However， due to the impact of the environment， service life and human factors， it often fails and affects production. This article discusses and elaborates on the common faults and maintenance methods of the inverter.

關(guān)鍵詞：變頻器;故障檢測(cè);故障維修

Key words： frequency converter;fault detection;fault repair

中圖分類號(hào)：TM921.51 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）25-0181-02

0 ?引言

在當(dāng)今這個(gè)工業(yè)領(lǐng)域自動(dòng)化程度不斷深入的大環(huán)境中，變頻器的使用量不斷的提升，其為生產(chǎn)的順利進(jìn)行提供保障[1]。變頻器為借助變頻和微電子技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的，其為借助對(duì)電機(jī)的工作電源頻率進(jìn)行更改從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)控的電力調(diào)控設(shè)施的一類[2]。變頻器能夠?qū)敵鲭娫吹碾妷阂约邦l率起到調(diào)節(jié)作用的關(guān)鍵依據(jù)為其所配備的IGBT，其能夠以電機(jī)的現(xiàn)實(shí)需求為參照向其供應(yīng)適合的電壓，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能、調(diào)速的效果，還有就是其還能提供對(duì)過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載的保護(hù)。

1 ?常見(jiàn)故障

1.1 過(guò)流故障

導(dǎo)致過(guò)流故障發(fā)生的原因主要為變頻器自身以及外部電氣設(shè)施出現(xiàn)異常。首先，若是變頻器的原因，那么絕大多數(shù)是因?yàn)槲茨軐?shù)進(jìn)行合理的設(shè)定和其硬件部分有缺陷[3]。若是發(fā)生過(guò)流故障，就要借助鉗形電流表對(duì)變頻器流出的電力實(shí)施檢測(cè)，得到相應(yīng)的數(shù)值，看其是否處于平衡的狀態(tài)，如果其失衡，說(shuō)明其里面的期間發(fā)生了損壞。如果是由于外部電氣設(shè)施所造成，常常是由于電機(jī)負(fù)載在短時(shí)間的變化幅度較顯著，進(jìn)而對(duì)其造成極大的沖擊，導(dǎo)致過(guò)流現(xiàn)象的發(fā)生。電極和其電纜線絕緣被破壞也會(huì)造成過(guò)流現(xiàn)象發(fā)生，如果變頻器配備測(cè)速編碼的裝置，那么就可能是由于其速度反饋信號(hào)發(fā)生不正常以及丟失情況所造成的。

1.2 欠壓故障

主要由以下原因?qū)е拢旱谝?，電源缺相。出現(xiàn)缺相狀況后，整流狀態(tài)由三相轉(zhuǎn)為二相，帶上負(fù)載之后，就造成整流的DC電壓處于較低狀態(tài)，導(dǎo)致欠壓[4]。第二，限流或者短路限流電阻的晶閘管部位發(fā)生異常，變頻器里布的濾波電容進(jìn)行不了充電操作。第三，多部變頻器儀器運(yùn)作，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓的暫時(shí)性減少，若是降低時(shí)長(zhǎng)突破變頻器的局限范圍，就導(dǎo)致欠壓。

1.3 過(guò)壓故障

主要由以下原因?qū)е拢旱谝?，由于減速時(shí)長(zhǎng)設(shè)定較短，導(dǎo)致停機(jī)過(guò)程中電機(jī)的轉(zhuǎn)速過(guò)大。第二，制動(dòng)電流的設(shè)置值過(guò)高或制動(dòng)時(shí)長(zhǎng)過(guò)短。第三，投進(jìn)補(bǔ)償電容的過(guò)程中導(dǎo)致電網(wǎng)電壓突增達(dá)到峰值，造成過(guò)壓[5]。第四，制動(dòng)或減速所用時(shí)長(zhǎng)范圍較小，因?yàn)殡姍C(jī)反饋所帶來(lái)的能量集中在濾波電容里，造成過(guò)壓。第五，發(fā)生雷電現(xiàn)象時(shí)，導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)高壓現(xiàn)象，對(duì)變頻器造成沖擊。第六，電源過(guò)電壓的時(shí)長(zhǎng)突破變頻器的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 過(guò)熱故障

主要原因如下：第一，在變頻器工作期間散發(fā)大量熱量，特別是在高頻狀態(tài)中。若是附近環(huán)境溫度較高，造成其里部器件溫度大幅升高，為了對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)，其會(huì)自動(dòng)停機(jī)。第二，變頻器的通風(fēng)渠道受阻以及其風(fēng)扇受損，對(duì)其散熱產(chǎn)生抑制，造成過(guò)熱。第三，若是變頻器處于超載狀態(tài)時(shí)，其電流量就會(huì)增加，散發(fā)的熱量也會(huì)提升，造成過(guò)熱。

1.5 對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制期間，電機(jī)出現(xiàn)機(jī)械振動(dòng)

主要由以下原因?qū)е拢旱谝?，機(jī)械設(shè)施的螺絲出現(xiàn)松動(dòng)，使得原有的振動(dòng)頻率發(fā)生更改。第二，變頻器沒(méi)有設(shè)定“回避頻率”的相應(yīng)數(shù)值。第三，在變頻器和電機(jī)間的距離過(guò)大，同時(shí)載波頻率數(shù)值較大，就會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)。第四，不具備反饋矢量調(diào)控的變頻器的工作頻率過(guò)小，若是未超過(guò)6Hz，就會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)。第五，三相電壓失衡，導(dǎo)致定子繞組形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)形狀發(fā)生改變，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩失衡出現(xiàn)振動(dòng)。

1.6 過(guò)載故障

出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象的部位有電機(jī)和變頻器兩處，首先前者出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象是由于變頻器功率較小，不能為電機(jī)的運(yùn)作提供充足的動(dòng)力，還有就是電機(jī)的附帶設(shè)施的潤(rùn)滑度降低也會(huì)造成過(guò)載現(xiàn)象[6]。后者發(fā)生過(guò)載的原因是由于加速時(shí)長(zhǎng)較短、電壓較小以及直流自動(dòng)量較高，一般能夠借助延長(zhǎng)加速、制動(dòng)時(shí)長(zhǎng)和增加電壓的方式來(lái)處理。

2 ?常用檢測(cè)方式

2.1 靜態(tài)檢測(cè)

首先是開(kāi)展整流電路的檢測(cè)工作。把變頻器里的直流電源N/P位置找到，同時(shí)將萬(wàn)能表的電阻位置調(diào)節(jié)到X10位置，把黑表幫和R、S、T的位置進(jìn)行連接，紅表棒就和位置P進(jìn)行連接，阻值在幾十歐左右[7]。如果將黑表棒和位置P進(jìn)行連接，紅表棒和R、S、T的位置依次連接，那么阻值就會(huì)向無(wú)窮大趨近，之后在將紅表棒與N位置進(jìn)行連接，將以上步驟重復(fù)操作，結(jié)果無(wú)差異。如果發(fā)生以下?tīng)顩r，就可以判斷電路發(fā)生故障：第一，紅表棒與P位置連接期間電阻無(wú)窮大，就說(shuō)明啟動(dòng)電阻或者整流橋發(fā)生異常;第二，阻值失衡，就說(shuō)明整流橋發(fā)生故障。其次是開(kāi)展逆變電流的檢測(cè)工作。將紅表棒和P位置進(jìn)行連接，將黑表棒和U、V、W順次連接，阻值大概為幾十歐，阻值波動(dòng)不大。但是反接后的阻值趨近無(wú)窮大。將黑表棒和N位置進(jìn)行連接，將以上步驟反復(fù)操作，預(yù)期結(jié)果無(wú)差異，否則就說(shuō)明逆變模板發(fā)生故障。

2.2 動(dòng)態(tài)測(cè)試

借助靜態(tài)測(cè)試，同時(shí)檢測(cè)結(jié)果相同情況下就能夠開(kāi)展動(dòng)態(tài)檢測(cè)工作，需要借助電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在實(shí)施檢測(cè)的期間，要重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)：首先，連通電流前，要確保輸入電壓無(wú)誤，如果在220V的變頻器里接上380V的電源就會(huì)造成炸機(jī)[8]。其次，保證變頻器的所有接口的連接狀態(tài)處于穩(wěn)定、無(wú)誤的狀態(tài)，若連接失誤也會(huì)導(dǎo)致變頻器發(fā)生故障，嚴(yán)重的話也會(huì)造成炸機(jī)的現(xiàn)象發(fā)生。然后，檢測(cè)故障顯示內(nèi)容，同時(shí)對(duì)導(dǎo)致故障發(fā)生的因素進(jìn)行定位。最后，若是未顯示出故障，就要檢測(cè)相應(yīng)的參數(shù)，看其是否出現(xiàn)差錯(cuò)，同時(shí)將參數(shù)復(fù)位后，沒(méi)有接通電機(jī)的狀態(tài)下，把變頻器進(jìn)行開(kāi)啟，與此同時(shí)檢測(cè)由U、V、W端所輸出的電壓，如果數(shù)值處于失衡狀態(tài)，就說(shuō)明驅(qū)動(dòng)板或者模板發(fā)生故障。

3 ?維修措施

3.1 常規(guī)檢查

在將變頻器連接電機(jī)之前要對(duì)附近環(huán)境的溫、濕狀況進(jìn)行檢測(cè)，若是溫度過(guò)高就會(huì)造成變頻器出現(xiàn)過(guò)熱警告的現(xiàn)象，甚至?xí)斐善鋬?nèi)部功率零件受損、電源短路;若是環(huán)境濕度過(guò)大，就會(huì)造成其內(nèi)部出現(xiàn)短路現(xiàn)象。當(dāng)變頻器處于運(yùn)作的狀態(tài)下就要檢查其冷卻系統(tǒng)有沒(méi)有出現(xiàn)異常，主要有以下內(nèi)容：風(fēng)道的排風(fēng)效果和風(fēng)機(jī)有沒(méi)有出現(xiàn)不正常的聲響;若是防護(hù)級(jí)別較高的就能夠直接進(jìn)行安裝，無(wú)需考慮周圍環(huán)境因素，以IP20為級(jí)別評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，在其級(jí)別之下的就使用柜式，由此變頻柜的散熱成效會(huì)對(duì)其能否實(shí)現(xiàn)順利運(yùn)作產(chǎn)生直觀性作用;變頻器的散熱位置是檢測(cè)的重點(diǎn);電抗器、變壓器有沒(méi)有出現(xiàn)異味和過(guò)熱的現(xiàn)象;變頻器的面板電流數(shù)值是否位于正常范圍內(nèi)，或者其差值過(guò)大，輸出的三相電壓和電流有沒(méi)有出現(xiàn)失衡的現(xiàn)象[9]。

3.2 定期維護(hù)

要對(duì)變頻器實(shí)施定期的維護(hù)工作，主要有以下內(nèi)容：對(duì)其空氣過(guò)濾器進(jìn)行清理，將其所堆積的灰塵進(jìn)行清除;對(duì)螺絲釘、栓和插件進(jìn)行檢查，看其有沒(méi)有出現(xiàn)不牢固的現(xiàn)象;檢查輸入輸出電抗器的對(duì)地及相間電阻有沒(méi)有發(fā)生短路的狀況，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下是超過(guò)幾十歐;檢查導(dǎo)體和絕緣體位置有沒(méi)有出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，使用酒精進(jìn)行處理;若是有條件，就借助示波器對(duì)開(kāi)關(guān)處電源電壓的穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè);檢查驅(qū)動(dòng)電路的所有通路波形的方波有沒(méi)有出現(xiàn)變形的狀況;檢查接觸器的觸點(diǎn)位置有沒(méi)有出現(xiàn)打火的現(xiàn)象，若是情況嚴(yán)重就要及時(shí)換下。維護(hù)工作要每年開(kāi)展一回。

3.3 設(shè)備更換

變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，當(dāng)中一些零件在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用后出現(xiàn)性能下降、老化的現(xiàn)象。這也導(dǎo)致其出現(xiàn)故障的關(guān)鍵因素，要想實(shí)現(xiàn)其能夠長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)作，就要對(duì)其相應(yīng)的零件進(jìn)行定期的更替。首先，冷卻風(fēng)扇。功率部位為其發(fā)熱量最大的零件，其持續(xù)運(yùn)作所生成的熱量一定要得到有效的散出，常規(guī)的風(fēng)扇使用周期大概在10到40kh的范圍內(nèi)。所以變頻器的風(fēng)扇使用周期在2到3年，直接冷卻風(fēng)扇分為二線與三線兩類，前者是由正負(fù)極構(gòu)成，在更換時(shí)要注意。后者在正負(fù)極的基礎(chǔ)上還增加了檢測(cè)線，在更換期間一定要重點(diǎn)關(guān)注，不然就會(huì)造成變頻器熱度過(guò)高。交流電扇分為220V和380V兩類，更換時(shí)要注意電壓數(shù)值。其次，濾波電容。其又能叫做電解電容，關(guān)鍵作用為對(duì)直流電壓進(jìn)行平滑，將其中的低頻諧波進(jìn)行吸取，其在持續(xù)運(yùn)作期間所散發(fā)的熱量與變頻器的熱量?jī)x器作用會(huì)使電解液的蒸發(fā)效率增加，對(duì)其容量產(chǎn)生直觀性的作用。正常狀態(tài)中，電容的生命周期是5年。但是對(duì)其檢查的工作要一年進(jìn)行一回，若是其容量降低度達(dá)百分之20，就要進(jìn)行更換。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

在高速發(fā)展的當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)，變頻器的使用愈加廣泛。變頻器能夠起到變頻節(jié)能的效果，其能夠被應(yīng)用在自動(dòng)化系統(tǒng)里，不但可以對(duì)生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品水平的提升起到促進(jìn)作用，還可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)，延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命，降低損耗。所以，對(duì)其進(jìn)行定期的檢修和維護(hù)，將其故障及時(shí)的排除，實(shí)現(xiàn)其為社會(huì)生產(chǎn)力的提升助力的效果，這對(duì)于工業(yè)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)均展現(xiàn)著重要的意義。

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