變頻器的安裝維護與故障分析

馬吉民

摘要：變頻器廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各行各業(yè)。其中變頻器的安裝、調(diào)試、維護以及故障處理問題，困擾了許多變頻器代理商、電氣工程師、直接用戶。為了便于讀者理解和具有可操作性，結(jié)合本人的工作實踐，以接觸的磨床上軸機械手三菱D700變頻器為例，對變頻器的安裝與調(diào)試、使用過程中的常見故障分析與處理、保養(yǎng)與維護等積累的經(jīng)驗與同行分享。

關(guān)鍵詞：變頻器的安裝;調(diào)試;維護;故障分析

1 變頻器的安裝

1.1 安裝環(huán)境。（1）變頻器不易安裝在震動較大的地方，如果振動量較大變頻器里面的主回路連接螺絲容易松動脫落，有不少變頻器是因為這樣而損壞的。（2）安裝場所的周圍溫度不能超過（-10℃至+40℃）。因為電解電容的環(huán)境溫度每升高10度，壽命近似減半，而兩個大的整流濾波電解電容，是變頻器的重要組成部件;如果溫度過高還會對變頻器內(nèi)部IGBT模塊的散熱性能產(chǎn)生很大的影響，從而影響變頻器的使用壽命。（3）變頻器要安裝在清潔的場所，空氣相對濕度90%，無凝露，避免變頻器在太陽下直曬。不要在有油性、酸性的氣體、霧氣、灰塵、輻射區(qū)的環(huán)境使用變頻器。本單位都在廠房內(nèi)將變頻器安裝在電控柜內(nèi)，并在柜內(nèi)安裝降溫空調(diào)。防止柜內(nèi)溫度超過額定值。

1.2 安裝要求。（1）變頻器只能垂直并列安裝，上下間隙100mm-120mm。 因變頻器內(nèi)部裝有冷卻風(fēng)扇以強制風(fēng)冷，其上下左右與相鄰的物品和擋板（墻）必須保持足夠的空間。（2）變頻器與電機必須接地。變頻器正確接地是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，抑制噪聲能力的重要手段。變頻器接地應(yīng)和動力設(shè)備接地點分開。（3）電機電纜布線距離最長為500米。動力線與控制線必須分開走線。變頻器旁邊不要裝有頻繁動作的大電流接觸器，因為它對變頻器干擾非常大，容易使變頻器誤動作。

1.3 變頻器的接線

（1）變頻器輸入端最好接上一個空氣開關(guān)，保護電流值不能過大，以防止發(fā)生短路時燒毀太嚴(yán)重。（2）控制線盡量不要太長。因為這樣容易使控制板受電磁波干擾而產(chǎn)生誤動作，也會導(dǎo)致控制板損壞，為防止電磁波干擾，變頻器輸入、輸出、控制線要使用屏蔽線，屏蔽層接線方法不能錯一側(cè)要接地，否則作用相反，有需要的可加裝濾波器，調(diào)低載波頻率。（3）一定不能將N端子接地。因為當(dāng)變頻器拖動電機處于制動狀態(tài)時，電動機就變成了發(fā)電機，電機電荷由功率模塊整流成直流堆積在主路上，那么發(fā)出來的電能將會被整流電路堵在主電路上，如果電機還在發(fā)電，主電路上的電壓將會越來越高。變頻器內(nèi)部的電壓檢測電路，檢測到電壓上升到設(shè)定值時，保護電路將電能經(jīng)過耗能電阻進入負(fù)極消耗多余能量，主電路電壓下降;如果N端子直接接地，電機電荷通過模塊與地行程回路，模塊會承受不了這么大的電流。就會損壞模塊。

1.4 變頻器的調(diào)試

（1）調(diào)試變頻器時應(yīng)先空載、后輕載、再重載。（2）變頻器的空載通電：檢查變頻器的接地;將變頻器電源輸入端經(jīng)漏電保護開關(guān)接到電源上;檢查顯示屏顯示是否正常;熟悉變頻器的操作鍵。（3）變頻器帶電機空載運行：設(shè)置電機的基本參數(shù);將變頻器設(shè)置為本地操作模式，按運行、停止鍵，觀察電機是否正常啟動、停止;熟悉變頻器的故障代碼。（4）帶載試運行：手動操作變頻器面板的運行停止鍵，觀察顯示屏及電機運行停止過程有無異?，F(xiàn)象;如果電機停止過程中變頻器出現(xiàn)過流保護，應(yīng)重新設(shè)定減速時間;如果設(shè)定時間內(nèi)仍出現(xiàn)過流保護應(yīng)改變停止的運行曲線;如果仍有過流保護，應(yīng)增加最大電流保護值，至少有10%-20%的保護余量;如果還有故障，應(yīng)更換更大一級功率的變頻器。

2 變頻器的維護

2.1 變頻器的清潔。始終保持變頻器表面在清潔狀態(tài)，用清潔劑噴到外殼上用脫脂棉擦拭。要定時清理變頻器冷卻風(fēng)扇和散熱器的灰塵，柜內(nèi)降溫空調(diào)的隔塵濾網(wǎng)灰塵。一般我們在檢修時會用電吹風(fēng)或軟毛刷進行清灰。

2.2 日常檢查。（1）環(huán)境溫度是否正常，要求在-10℃到+40℃范圍內(nèi)。觀察變頻器運行中是否有故障報警顯示，變頻器在顯示面板上顯示的輸出電流、電壓、頻率等各種數(shù)據(jù)是否正常;顯示面板上顯示的字符是否清楚，是否缺少字符;（2）變頻器風(fēng)扇運轉(zhuǎn)是否正常，有無異響，散熱風(fēng)道是否通暢;當(dāng)散熱風(fēng)扇壞了以后，他會發(fā)出過熱保護，當(dāng)風(fēng)扇有異響時應(yīng)及時更換。

3 變頻器常見故障診斷

3.1 過電流故障。如果變頻器一上電就報過流故障，若去掉電動機不再報警，可能是變頻器和電機間存在斷路;若在運行過程中，出現(xiàn)機械卡死、重載、加減速時間設(shè)置過短或負(fù)載突變，使負(fù)荷分配不均也有可能引起過流，這時一般我們可以根據(jù)現(xiàn)場要求，合理的延長加減速時間，從而減少負(fù)荷的突變，或外加能耗制動元件。如果斷開變頻器與電機的連接變頻器不運行時不報警，一運行還是過流故障，可能變頻器主電路接口板電流檢測通道損壞。

故障診斷：可能是短路、接地、過負(fù)載、負(fù)載突變、加/減速時間設(shè)定太短轉(zhuǎn)矩提升量設(shè)定不合理、變頻器內(nèi)部故障或諧波干擾大等。

3.2 過電壓故障。過電壓主要體現(xiàn)為電機拖動大慣性負(fù)載或多電機拖動同一負(fù)載時由于負(fù)荷分配不均引起;處理時需加負(fù)荷分配控制，可以把變頻器輸出特性曲線調(diào)節(jié)的軟一些。

故障診斷：電源電壓過高、制動力矩不足、中間回路直流電壓過高、加/減速時間設(shè)定的太短、電動機突然甩負(fù)載、負(fù)載憒性大、載波頻率設(shè)定不合適等。

3.3 欠電壓故障。欠電壓主要由電源電壓過低或缺相、一個直流母線上的電壓過低或欠壓檢測元件出現(xiàn)問題引起。

故障診斷：電源電壓偏低、電源斷相、在同一電源系統(tǒng)中有大起動電流的負(fù)載起動、變頻器內(nèi)部故障等。

3.4 變頻器過熱故障。

故障診斷：負(fù)載過大、環(huán)境溫度高、散熱片吸附灰塵太多、冷卻風(fēng)扇工作不正常或散熱片堵塞、變頻器內(nèi)部故障等。

3.5 變頻器過載、電動機過載故障

故障診斷：負(fù)載過大或變頻器容量過小、電子熱繼電器保護設(shè)定值太小、變頻器內(nèi)部故障等。

4 結(jié)論

總而言之，變頻器的選用要與使用環(huán)境相適應(yīng)，必須考慮溫度、濕度、粉塵、酸堿度、腐蝕性氣體等因素。在安裝、調(diào)試變頻器時一定要遵從變頻器使用說明書的指導(dǎo)。熟練掌握變頻器故障代碼，在變頻器故障時能最快分析故障原因并迅速解決。更換變頻器零部件時，請不要用手直接觸摸電子元件。變頻器在使用過程中的維護保養(yǎng)很重要，要想做好變頻器的維護保養(yǎng)工作，提高變頻器的工作性能延長變頻器的使用壽命就必須做好日常維護保養(yǎng)，本文中介紹的變頻器故障排查的基本方法，排查方向，以及日常的保養(yǎng)可初步了解變頻器，為以后的工作學(xué)打下一定的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]張宗桐.通用變頻器技術(shù)的發(fā)展和展望變頻器世界[M].電子工業(yè)出版社.

[2]精永奎.通用變頻器及應(yīng)用[M].北京機械工業(yè)出版杜.

（作者單位：中國中車齊齊哈爾車輛有限公司）