變頻器應(yīng)用中的常見故障及處理措施

朱立剛

（河北鋼鐵集團司家營研山鐵礦有限公司，河北 唐山 063700）

1 變頻器的功能作用

變頻器的主要功能主要表現(xiàn)以下三個方面：第一變頻節(jié)能的作用。為了確保企業(yè)生產(chǎn)過程中設(shè)備的安全運行，因此在機械設(shè)備的動力驅(qū)動設(shè)計過程中，為了防止設(shè)備超負荷的運行，都會留有一定的空間，雖然設(shè)備在運行過程中都能滿足電機的動力驅(qū)動，但是多余力矩可能都會導(dǎo)致電機功率的加大，從而導(dǎo)致電能的浪費[1]。因此可以利用變頻器進行調(diào)節(jié)，當(dāng)電機對電流的需求減小時，可以通過改變泵體或者風(fēng)機來降低流量，以此來確保滿足工況的實際需求。而對于生產(chǎn)所需的電機而言，利用變頻器的主要作用就是適當(dāng)調(diào)節(jié)電流。在變頻器調(diào)節(jié)電頻電壓的過程中，首先將交流電調(diào)節(jié)成直流電之后，緊接著利用逆變器的作用將直流電調(diào)節(jié)為交流電，通常使用的逆變器只能夠?qū)⒅绷麟娹D(zhuǎn)變成固定的交流電。實際上，變頻器的節(jié)能效果需要在一定的條件下才能發(fā)揮作用，首先，就是對于風(fēng)機以及泵的運行調(diào)節(jié)，其次，就是設(shè)備自身能夠通過軟件的自動調(diào)節(jié)作用進行節(jié)能；第二功率因數(shù)補償節(jié)能作用。線路中存在無功率的運行，則可能會導(dǎo)致電源線以及設(shè)備出現(xiàn)故障，如果有大量的無功率電耗在電源線路中存在，則會降低設(shè)備的功效，最終導(dǎo)致耗能的增加。因此則可以利用變頻器的濾波的作用來提高功率，從而減少電機對于電能的損耗；第三是軟啟動節(jié)能作用。當(dāng)電機開啟后，會對電網(wǎng)帶來一定的沖擊力度，該沖擊力度與電機的功率成正比的關(guān)系，由于傳統(tǒng)的其啟動方式會給電機帶來較大的電流和沖擊，可能會導(dǎo)致?lián)醢宓钠茐模蚨绊憴C械設(shè)備的正常使用。在采用變頻器后，為了保障電機是從零開始啟動，因此利用軟啟動方式來替代了傳統(tǒng)的啟動方式，能夠最大限度的控制電源提供的電流，以此來減輕對電網(wǎng)的沖擊作用，也可以增加設(shè)備的運行壽命。

2 變頻器常見故障分析

（1）短路故障。引起變頻器過流的原因非常多，其中最主要的原因可能是由于電路短路的情況而引起，因此需要關(guān)注就是一旦變頻器出現(xiàn)短路的情況則有可能引起較大事故的發(fā)生，嚴重的話可能會對企業(yè)的安全生產(chǎn)以及員工的生命安全都會帶來影響[2]。為了解決變頻器短路的問題，需要將變頻器短路后出現(xiàn)各種變化進行記錄并分析其原因，出現(xiàn)短路后會觸動變頻器的過流保護裝置，當(dāng)電壓復(fù)位后再開啟變頻器，可能會因變頻器的過流保護裝置而導(dǎo)致技術(shù)人員無法對電流進行準確的觀察。如果當(dāng)操作人員將負載變頻器斷開之后，短路問題還是沒解決，這就表明變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)了問題，這時候就需要將電流互感器和霍爾電流斷開之后檢查電流情況，主要是檢查變頻器的直流變交流單元是否正常，檢查完之后再恢復(fù)電流情況，如果還出現(xiàn)過流的情況，則表明變頻器內(nèi)部的過電流以及短路等出現(xiàn)問題，出現(xiàn)這些問題時產(chǎn)生的信號則會被傳輸?shù)轿⒖刂破髦?，這時事故維修工作人員就會對傳輸過來的信號進行分析，并且以最快的速度了解出現(xiàn)問題的原因，因此會采取合適的措施解決問題。

（2）輕載過電流故障。出現(xiàn)輕載過電流事故的原因主要是因為負載較輕并且同時有出現(xiàn)跳閘的情況，因此在電機運行過程中可能會出現(xiàn)磁路系統(tǒng)運行不穩(wěn)定的現(xiàn)象。產(chǎn)生故障的主要是因為處于低頻條件下，為了確保較重的負載能夠穩(wěn)定運行，如果當(dāng)負載情況發(fā)生任何變動，則可能會導(dǎo)致電機磁力的飽和度也同樣產(chǎn)生變動，因此峰值也會不同。電流的最大值可能會出現(xiàn)明顯的差異，而電流的有效值則變化不大，因此當(dāng)負載很輕的情況也會出現(xiàn)跳閘的情況。

（3）重負荷過電流故障。一般情況下，當(dāng)加大負載量可能會導(dǎo)致電動機的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降后沒能及時的觸動過載保護的時候，就會由于電流過大從而導(dǎo)致跳閘。

當(dāng)電流出現(xiàn)這種情況之后，首先應(yīng)該了解造成短路的原因，如果檢查出是由于設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)故障而造成的短路，則應(yīng)該立即采取補救措施。但如果是因為負載的情況而致使電流短路，可以通過增加加速或減速的時長來處理電流短路的問題，與此同時合理分配負荷來解決電流短路的問題。最后，電動機如果長時間出現(xiàn)重負荷現(xiàn)象，為了能夠高效的解決電動機重負荷現(xiàn)象，則應(yīng)該適當(dāng)?shù)脑黾与妱訖C和負載之間的傳動比。

3 變頻器的常見故障維修對策

（1）變頻器過載故障。變頻器出現(xiàn)過載事故主要有兩方面，即變頻過載和電機過載。造成過載的原因可能是由于加速和制動時間太快、電網(wǎng)的電壓較低以及負載過重的原因都可以導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障。當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障之后可以通過適當(dāng)?shù)难娱L加速和制動時間，對電網(wǎng)電壓應(yīng)該進行嚴格的檢查等。造成負載過著的原因可能有，負載不能拖動電機和變頻器的正常工作，還有可能是由于機械潤滑不好而產(chǎn)生的負載過重。對于前者則可以選擇更大功率的電機和變頻器，而后者則需要對設(shè)備進行維修。

（2）變頻器顯示過流。變頻器出現(xiàn)故障最普遍的情況就是變頻器顯示過流，并且導(dǎo)致變頻器顯示過流的原因非常多，例如電流短路、接地和重負荷等情況都會導(dǎo)致變頻器顯示過流。為了能夠降低因為變頻器顯示過流的原因而帶來損失，在開始工作之前，工作人員必須要嚴格檢查并排除事故的出現(xiàn)。當(dāng)排查工作完成之后，工作人員還需要對電流電路情況進行科學(xué)的判斷，致使事故出現(xiàn)后能夠?qū)ζ溥M行準確的判別。

（3）變頻器發(fā)電類過電壓故障。變頻器由于發(fā)電類過電壓的情況而導(dǎo)致出現(xiàn)故障的概率非常大，產(chǎn)生這種情況的原因主要是因為電機的轉(zhuǎn)速比實際要快，導(dǎo)致電機一直處在發(fā)電的模式，但變頻器并沒有制動功能，當(dāng)變頻器帶動較大慣性的負載時，由于減速的時間太短，因此變頻器速度較快，導(dǎo)致負載帶動電動機的轉(zhuǎn)速較快，并且高于變頻器的輸出速度，導(dǎo)致電動機一直處于發(fā)電的模式，并且變頻器沒有調(diào)速的功能幫助電機減速，因而導(dǎo)致增加了變頻器的回路電壓，并且超出了保護范圍，最終出現(xiàn)故障。通常較干燥的部分更加容易出現(xiàn)故障，在處理這類故障的時候可以通過增加制動單元，或者是增加變頻器的減速時間。增加制動單元主要有能量消耗型，能量消耗型主要是通過在變頻器直流線路中并聯(lián)一個電阻設(shè)備以此來控制功率管。

4 結(jié)論

在變頻器的工作過程中，可能由于各種原因而導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障。因此在處理變頻器故障的時候，需要對產(chǎn)生故障的原因進行全面了解，再了解產(chǎn)生故障的具體原因之后，針對性采取相應(yīng)的措施以解決變頻器的故障。與此同時，工作人員還需要做好變頻器的日常維護工作，并嚴格按照相關(guān)規(guī)定對變頻器進行維護保養(yǎng)工作，確保變頻器的安全穩(wěn)定的運行。