淺談變頻器的維護、保養(yǎng)與維修

趙健

摘要：在礦山開采當(dāng)中壓縮機采用變頻技術(shù)可以節(jié)省大量的電費，同時延長壓縮機壽命。另外變頻器還具有過壓、過載、過流保護作用。在工業(yè)自動化不斷推進的進程里，變頻器的應(yīng)用越來越廣泛。故此，弄清楚其基本構(gòu)造和基本原理，了解其故障原因以及維護方法，對于社會生產(chǎn)有積極意義。

關(guān)鍵詞：工業(yè)變頻器;特性;維護;檢修

引言：

變頻器屬于電力設(shè)備的一種，工業(yè)中的使用頻率較高，在工業(yè)變頻器的使用過程當(dāng)中，需要進行必要的維護檢修工作，因此了解其特性和維護檢修策略十分有必要。該文首先闡述了工業(yè)變頻器的基本組成和特性，對工業(yè)變頻器故障問題、維護檢修要點進行分析，重點分析了工業(yè)變頻器短路應(yīng)對、抗干擾措施，希望能為提升工業(yè)變頻器運行效能和穩(wěn)定性提供參考。

1變頻器的工作原理及選擇

1.1變頻器工作原理

變頻器的電路主要由控制電路和主電路共同組成。整流器主要用于調(diào)節(jié)電流，將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源。變頻器主要由人機界面、CPU和監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成，其中控制系統(tǒng)是通過各部件之間的配合來實現(xiàn)的。

1.2變頻器選擇方法

（1）籠型異步電機。與頻率電源相比，變頻器提供的電流是脈動電流，其脈動值大于頻率電源提供的電流。此外，由于輸出電壓和電流受到諧波信號的影響，降低了電機的效率和功率因數(shù)，電流會增加10%左右，因此在選用搭配籠型異步電動機的變頻器時，其額定電流應(yīng)大于標(biāo)準(zhǔn)電動機的額定電流。

（2）帶制動器的電機。在生產(chǎn)設(shè)備中，為了定位電機、安全停車并在停車期間保持電機靜止，必須使用帶機械制動器的電機。一般情況下，盤式制動器有兩種，分別為交流電磁鐵和直流電磁鐵。使用變頻器驅(qū)動制動器電機時，需要注意制動電源必須連接到變頻器輸入端子，不能像電動機一樣連接到變頻器的輸出端。當(dāng)制動電機由變頻器驅(qū)動時，必須充分注意從高于工頻的頻率啟動制動。最好在變頻器或所選部件的制動單元中使用再生制動電路，將其降低到低于電源頻率的頻率，然后使用制動器制動。

（3）變極電機。當(dāng)變頻器用于控制變極電機時，可以通過更換導(dǎo)線的方式實現(xiàn)。變極電機采用變頻器控制時，應(yīng)注意以下幾點：①如果在操作過程中轉(zhuǎn)換極數(shù)，則必須在切換前停止運行電機。否則，電機在切換時將會出現(xiàn)空轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，產(chǎn)生大電流，這段時間可能會造成變頻器的損壞。此外，變頻器的過電流保護會使電機自由停車，無法繼續(xù)工作。②變極電機的尺寸大小比通用電機大，電流也大。對此，有必要選擇大容量的串聯(lián)變頻器。③將變頻電源中的變極電機改為變頻器控制時，會限制旋轉(zhuǎn)部件的強度和軸承壽命。

2變頻器的常見故障

2.1過電流跳閘

第一，通電即跳現(xiàn)象，即電閘不能復(fù)位。導(dǎo)致該種故障的原因有：內(nèi)部模塊故障、驅(qū)動電路故障、檢測電路故障。第二，重新啟動一提速便跳閘，導(dǎo)致這樣結(jié)果的是：負(fù)載側(cè)發(fā)生短路;機械卡頓、逆變電路故障;電動機啟動轉(zhuǎn)矩過小;拖動系統(tǒng)不能運轉(zhuǎn)。第三，重新啟動運轉(zhuǎn)過程里跳閘，平速、升速、降速都會發(fā)生跳閘，導(dǎo)致這一結(jié)果的原因有：升速、降速時間值太小引起誤動;低頻時空載電流因為轉(zhuǎn)矩補償過大而發(fā)生大電流;不當(dāng)整定電子熱繼電器，動作電流設(shè)置過小，容易引起設(shè)備誤動。

2.2過電壓跳閘，欠電壓跳閘

導(dǎo)致過電壓跳閘的原因是：電源電壓過高;降速時值過小;在降速過程里再生制動當(dāng)中放電單元發(fā)生故障，不能放電、不能完全放電、來不及放電。例如臺達變頻器在停機過程里發(fā)生OU報警，維修之時需要弄清楚OU報警的原因：變頻器減速階段發(fā)生報警，表明旋轉(zhuǎn)磁場被電機轉(zhuǎn)子快速切割而產(chǎn)生了能量，該能量被逆變環(huán)節(jié)二極管傳導(dǎo)給了直流環(huán)節(jié)，最終升高電流母線電壓而導(dǎo)致報警。導(dǎo)致欠電壓跳閘的原因有：電源缺相;電源電壓小;整流橋發(fā)生故障。

2.3過熱

過熱在變頻器的使用當(dāng)中出現(xiàn)幾率也較高，導(dǎo)致該故障原因主要有：周圍環(huán)境溫度高;風(fēng)機堵轉(zhuǎn);溫度傳感器功能下降或者質(zhì)量差;電機過熱。一般若是夏天操作過程里發(fā)生這類故障，可以考慮變頻器制冷出現(xiàn)問題導(dǎo)致通風(fēng)不佳，或者感受周圍環(huán)境看溫度是否明顯升高。應(yīng)對措施建議采用強制冷方式使得變頻器持續(xù)發(fā)揮功能。

3變頻器常見問題的解決思路和方法

3.1加強電磁抗干擾管理

首先，可以運用空間隔離措施?？臻g隔離將容易出現(xiàn)干擾的兩個設(shè)備進行分開放置，使其在空間位置上留有一定距離，進而在電磁干擾產(chǎn)生和傳輸時便會有所削弱或者是完全消失，進而對其他設(shè)備的干擾減少。但是在空間面積的影響下，要想完全實現(xiàn)空間隔離并不現(xiàn)實，也會使空間被大量占用。在此情況下，可以將容易被干擾的變頻器以及弱電控制設(shè)施進行分開放置，在條件允許的情況下盡量保持一定距離，中間位置可以放置不容易被干擾的設(shè)備。變頻器在實際運行過程中，會產(chǎn)生高次諧波，引發(fā)磁場對部分機械部件形成電磁策動力。策動力如果在頻率上與機械當(dāng)中部件的頻率相等或者相似，都會造成電磁影響下震動的發(fā)生。將震動減少的主要方式為將交流電抗器在電動機與變頻器之間接入，促進變頻器中產(chǎn)生高次諧波的減弱。在此情況下，抗電器需要安裝在和變頻器距離較近的地方，進而將引線距離減少。

3.2制定定期檢修機制

針對變頻器常見的各種故障問題，最好的方法是針對變頻器做好日常的檢修工作。相關(guān)單位人員需要根據(jù)實際情況，制定一套完善的檢修維護工作機制。該機制應(yīng)當(dāng)由定期巡檢和針對性檢查兩部分組成，前者重點在于對變頻器乃至整個系統(tǒng)各部分運行狀態(tài)進行檢查，后者重點在于對變頻器容易發(fā)生故障的地方進行針對性、深入性的檢查。在定期檢修環(huán)節(jié)中，操作人員需要確保電源被切斷，待變頻器的面板電源指示燈完全熄滅之后，還要再等待4min～15min，該等待過程的目的在于讓主電流直流濾波電容器能夠充分放電，而等待時長則與變頻器容量成正比。在操作之前，還要使用萬用表確認(rèn)電容器是否完全放電。在檢查完成之后，需要保證所有裝置歸位，然后讓設(shè)備帶電機空載試運行一段時間，觀察其電機運轉(zhuǎn)方向、變頻器運行狀態(tài)是否穩(wěn)定。

3.3加強日常維護保養(yǎng)

工業(yè)變頻器應(yīng)當(dāng)按照規(guī)范要求安裝在室內(nèi)，否則容易受到外部環(huán)境的不利影響。安裝環(huán)境的溫度應(yīng)當(dāng)控制在-10℃～40℃，相對濕度要控制在90%以下，且變頻器內(nèi)外不能因環(huán)境原因凝結(jié)露水，否則可能導(dǎo)致短路問題的發(fā)生。變頻器安裝位置不能被陽光長時間直射，要遠(yuǎn)離腐蝕性、可燃性氣體，周邊不能有較強振動或電磁干擾因素。具體來講，變頻器因各種因素而出現(xiàn)的振動幅度要控制在3mm以內(nèi)，否則會影響其正常功能。針對系統(tǒng)中長期保持運行的變頻器，檢修人員首先可以通過目視的方式進行檢查，檢查重點是變頻器的運行狀態(tài)和外觀品質(zhì)。定期的巡視檢查，可以第一時間發(fā)現(xiàn)變頻器比較嚴(yán)重的異?，F(xiàn)象。其次，檢修人員要按照規(guī)范檢查變頻器周邊環(huán)境溫度。變頻器在長期運行狀態(tài)下，會有大量熱量產(chǎn)生，部分熱量在不能及時擴散的情況下會在設(shè)備當(dāng)中殘留，進而使設(shè)備老化加快，影響其實際運行效率。通常情況下，如果變頻器工作環(huán)境溫度在合理范圍之外每升高10℃，設(shè)備的使用壽命將減少一半。變頻器工作的最佳環(huán)境溫度是25℃左右，最佳相對濕度為30%左右。檢查過程中要明確變頻器顯示面板上的相關(guān)數(shù)值是否在合理范圍之內(nèi)，變頻器散熱風(fēng)扇是否正常運轉(zhuǎn)，散熱口是否被遮擋等。

結(jié)語：

變頻器應(yīng)用和維護屬于理論、實踐要求都比較嚴(yán)格的工作，需要在具體工作里積極學(xué)習(xí)相關(guān)知識總結(jié)經(jīng)驗，這樣才能保證自己的技能不斷提升，能夠為設(shè)備持續(xù)安全運轉(zhuǎn)提供保障。

參考文獻：

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