起重機(jī)變頻器調(diào)試與維護(hù)中的常見(jiàn)故障與解決

謝衛(wèi)鋒

【摘要】受時(shí)代發(fā)展的影響，我國(guó)越來(lái)越注重起重機(jī)變頻技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，在不斷的探究與完善中，變頻調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)作效率也得到了明顯提升，不僅如此，變頻器應(yīng)用管理工作資金消耗也隨著技術(shù)更新不斷減少，在起重機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍也日益廣泛。但在現(xiàn)階段起重機(jī)變頻器調(diào)試與維護(hù)過(guò)程中，尚且存在較多的故障問(wèn)題，工作人員還需對(duì)故障問(wèn)題展開(kāi)深入分析與探究，積極尋找有效解決措施，優(yōu)化起重機(jī)變頻器的調(diào)試流程，保障變頻器維護(hù)工作效率，為我國(guó)其裝機(jī)變頻機(jī)的應(yīng)用與管理提供有效參考。

【關(guān)鍵詞】起重機(jī);變頻器;調(diào)試與維護(hù);故障分析

引言：

新時(shí)期背景下，變頻技術(shù)水平獲得了飛速提升與發(fā)展，相較于傳統(tǒng)型變頻調(diào)速系統(tǒng)，我國(guó)所掌握的變頻調(diào)速技術(shù)更具擁有效果與成本控制能力，使得起重機(jī)變頻器應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)入新的階段?，F(xiàn)階段，變頻器在起重機(jī)中的應(yīng)用正呈現(xiàn)上升狀態(tài)，而其應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生的一系列故障問(wèn)題，也成為了相關(guān)研究人員的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。各起重機(jī)變頻器應(yīng)用管理人員還需加大對(duì)起重機(jī)變頻器的應(yīng)用管理力度，深入分析各種故障原因，及時(shí)采取有效預(yù)防措施，優(yōu)化變頻器調(diào)試與故障維修效果，加速變頻器在起重機(jī)中的應(yīng)用與發(fā)展。

一、起重機(jī)變頻器故障根本原因分析

就我國(guó)起重機(jī)變頻器應(yīng)用歷史分析可知，起重機(jī)變頻器故障根本原因較為集中，主要也只分為硬件與維護(hù)兩大類(lèi)。顧名思義，硬件故障是指變頻器自身硬件出現(xiàn)問(wèn)題，而維護(hù)故障更多是由其維護(hù)過(guò)程嚴(yán)密性缺失導(dǎo)致。當(dāng)在起重機(jī)變頻器中發(fā)現(xiàn)硬件故障時(shí)，研究人員還要對(duì)相關(guān)變頻器進(jìn)行全方位的檢測(cè)，精準(zhǔn)定位故障件所在區(qū)域，對(duì)于故障原件進(jìn)行高效修復(fù)，如無(wú)法通過(guò)修復(fù)恢復(fù)變頻器原有應(yīng)用效果，還需研究人員及時(shí)將其更換，避免影響起重機(jī)的正常應(yīng)用。變頻器應(yīng)用效果檢測(cè)一般會(huì)對(duì)I/O擴(kuò)展模塊給予高度重視，對(duì)接線端子等區(qū)域也會(huì)進(jìn)行全面檢測(cè)，像主電路板與控制盤(pán)電路等元件，管理人員也會(huì)針對(duì)其采取高效防護(hù)措施，同樣的，電機(jī)控制和I/O板也具有很高的集成度，工作人員也要將其進(jìn)行隔離處理后再正式應(yīng)用。嚴(yán)密防范之下，起重機(jī)變頻器很少出現(xiàn)故障問(wèn)題，但也正因如此，一旦起重機(jī)變頻器發(fā)生硬件故障，很難通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)與常規(guī)手段進(jìn)行準(zhǔn)確故障預(yù)測(cè)。這時(shí)工作人員可向供應(yīng)商尋求幫助，分析故障問(wèn)題產(chǎn)生原因，必要時(shí)應(yīng)更換起重機(jī)變頻器中的電路板，保障其起重變頻器故障管理系統(tǒng)高效性。再來(lái)則是提到的維護(hù)方面故障問(wèn)題，考慮到起重機(jī)變頻器維護(hù)階段設(shè)計(jì)問(wèn)題較多，對(duì)變頻器使用造成負(fù)面影響效果的因素也多種多樣，工作人員也需針對(duì)這一問(wèn)題展開(kāi)探究，進(jìn)一步提升變頻器的自我診斷與自我保護(hù)能力，同時(shí)可借助相關(guān)功能使用時(shí)所顯示的信息為依據(jù)，與完善的電氣原理圖和其他相關(guān)圖表建立對(duì)比聯(lián)系，選取適配性更高的檢測(cè)手段進(jìn)行故障點(diǎn)的定位于調(diào)查，并按照既定程序進(jìn)行故障修復(fù)。

二、起重機(jī)變頻器調(diào)試與維護(hù)中的常見(jiàn)故障與解決

（一）變頻器無(wú)輸出電壓故障問(wèn)題分析

一般在起重機(jī)變頻器中輸入啟動(dòng)指令后，變頻器會(huì)自動(dòng)展開(kāi)運(yùn)作，而且應(yīng)用過(guò)程中也會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生一定電壓。但實(shí)際研究發(fā)現(xiàn)，部分情況下輸入啟動(dòng)指令后，變頻器并未呈現(xiàn)電壓輸出狀態(tài)，這也意味著出現(xiàn)了起重機(jī)變頻器應(yīng)用故障。工程人員還需判定變頻器無(wú)輸出電壓故障源自以下哪種因素，從而制定針對(duì)性解決策略。

首先是因主回路未接通而導(dǎo)致變頻器無(wú)輸出電壓的現(xiàn)象，這時(shí)工作人員需調(diào)查分析起重機(jī)變頻器原理設(shè)計(jì)圖，以圖紙為依據(jù)對(duì)起重機(jī)變頻器應(yīng)用涉及到的開(kāi)關(guān)與電子元件進(jìn)行調(diào)查，確保其具有良好的應(yīng)用效果，而熔斷器與接觸器等系統(tǒng)元件，也是確保其完整性后，再繼續(xù)投入使用。在變頻器應(yīng)用過(guò)程中，也可能出現(xiàn)導(dǎo)線接頭接觸不良問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐蓪?dǎo)線脫落，影響起重機(jī)變頻器應(yīng)用發(fā)展效果。這也需要相關(guān)管理人員加大調(diào)查檢測(cè)力度，杜絕“漏網(wǎng)之魚(yú)”的出現(xiàn)?？刂苹芈方泳€錯(cuò)誤是起重機(jī)變頻器應(yīng)用過(guò)程中的又一故障原因，但在此故障中，變頻器仍處于正常啟動(dòng)狀態(tài)。針對(duì)這一問(wèn)題，工作人員要充分研究變頻器的說(shuō)明書(shū)，同時(shí)搜集原理圖以及接線圖等資料，經(jīng)過(guò)高效對(duì)比核對(duì)之后在對(duì)回路接線進(jìn)行控制，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)變頻器應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)修改后重新投入使用。

（二）變頻器接地故障問(wèn)題分析

我國(guó)變頻器接地故障問(wèn)題主要分為三大類(lèi)，工作人員需結(jié)合不同故障特點(diǎn)，制定更具針對(duì)性的問(wèn)題解決措施。首先是變頻器與輸出濾波器的協(xié)調(diào)應(yīng)用，一旦出現(xiàn)輸出濾波器與變頻器匹配性過(guò)差的問(wèn)題，很大可能會(huì)造成輸出側(cè)高頻短路。是以工作人員在進(jìn)行變頻器輸出濾波器挑選工作時(shí)，需重點(diǎn)考慮變頻器規(guī)格，分析濾波器與變頻器的匹配性，盡可能選擇匹配程度更高的濾波器應(yīng)用到起重機(jī)變頻器系統(tǒng)運(yùn)行中。再來(lái)就是電機(jī)受潮或設(shè)備進(jìn)水而導(dǎo)致的電機(jī)接地直接短路問(wèn)題，工作人員需起重中機(jī)變頻器設(shè)備制定完善的防水措施，并推動(dòng)該措施的實(shí)行，保障電機(jī)的高效應(yīng)用。最后則是影響較為嚴(yán)重的線路受損接地現(xiàn)象，這一問(wèn)題的防治需工作人員對(duì)起重機(jī)變頻器應(yīng)用全過(guò)程投入高度重視，降低線路受損接問(wèn)題出現(xiàn)概率，提高變頻器應(yīng)用質(zhì)量，為起重機(jī)變頻器調(diào)試與維護(hù)工作提供更優(yōu)質(zhì)的保障。

（三）電動(dòng)機(jī)升速異常問(wèn)題分析

電動(dòng)機(jī)升速不正常也是起重機(jī)變頻器應(yīng)用過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題，該問(wèn)題的形成原因主要也分為三大類(lèi)，工作人員還需依據(jù)電動(dòng)機(jī)升速異常問(wèn)題產(chǎn)生原因進(jìn)行分析提出適配性更高的解決策略，保障起重機(jī)機(jī)變頻器的運(yùn)行效果。首先要提到的是變頻器信號(hào)輸入錯(cuò)誤的問(wèn)題。變頻器內(nèi)的調(diào)速電位器與凸輪觸點(diǎn)一般處于相連狀態(tài)，而一旦兩部分出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致變頻器定值上升異常。不僅如此，端子松動(dòng)、斷線以及變頻器相關(guān)元件損壞等問(wèn)題，也會(huì)直接導(dǎo)致變頻器電動(dòng)機(jī)申訴異?，F(xiàn)象。受此啟發(fā)，起重機(jī)變頻器應(yīng)用前，工作人員需對(duì)各元件設(shè)置進(jìn)行檢查與判斷，避免出現(xiàn)調(diào)速電位器與凸輪觸點(diǎn)接觸不良問(wèn)題，還要判斷端子與其他元件應(yīng)用效果是否符合起重機(jī)變頻器正常應(yīng)用需求，解決電動(dòng)機(jī)不能正常升速的問(wèn)題。

引起電動(dòng)機(jī)升速異常的第二大原因，就是交流電源或變頻器輸出缺項(xiàng)的問(wèn)題，盡管其二者缺項(xiàng)原因存在一定差異，但最終都會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)升速異?，F(xiàn)象。電源缺相會(huì)對(duì)變頻器正常應(yīng)用產(chǎn)生一定影響，使其出現(xiàn)電壓降低等應(yīng)用問(wèn)題[1]。當(dāng)起重機(jī)變頻器中出現(xiàn)負(fù)序轉(zhuǎn)矩問(wèn)題時(shí)，電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩也會(huì)產(chǎn)生明顯變化，一旦電磁轉(zhuǎn)矩過(guò)低以至于不能為負(fù)載加速提供穩(wěn)定支持，也就間接引發(fā)了電動(dòng)機(jī)升速不正常的問(wèn)題。究其根本，負(fù)序轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生是由變頻器輸出缺相造成的，變頻器輸出缺相引起了三相電壓不對(duì)稱的問(wèn)題，負(fù)序轉(zhuǎn)矩也就隨之產(chǎn)生。一旦出現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題，工作人員需及時(shí)檢查熔絲是否發(fā)生熔斷現(xiàn)象，還要對(duì)導(dǎo)線接頭處進(jìn)行調(diào)查，確保接頭處不存在松落、斷路問(wèn)題，除此之外工作人員還需判斷起重機(jī)變頻器逆變橋晶閘管是否擁有正常應(yīng)用效果，避免因逆變橋晶閘管無(wú)觸發(fā)脈沖影響起重機(jī)變頻器的正常使用。

最后是變頻器的參數(shù)設(shè)置方面，如在該環(huán)節(jié)中工作人員對(duì)其頻率參數(shù)或電流設(shè)定缺乏合理性，導(dǎo)致設(shè)定值低于正常水平，也會(huì)引起電動(dòng)機(jī)升速異?，F(xiàn)象。這里需要提到的是，當(dāng)變頻器頻率參數(shù)位于最低極值點(diǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)受頻率影響而出現(xiàn)無(wú)法升高的問(wèn)題，降低電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，影響變頻器最終應(yīng)用效果。當(dāng)電流設(shè)定低于正常范圍時(shí)，其運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩力也受到電流的影響，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)加速異?，F(xiàn)象。工作人員還須依據(jù)起重機(jī)變頻器實(shí)際需求進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，科學(xué)設(shè)定頻率參數(shù)以及電流，優(yōu)化起重機(jī)機(jī)變頻器應(yīng)用效果。還需注意的是，當(dāng)電流設(shè)定值達(dá)到變頻器最大極值點(diǎn)時(shí)，相應(yīng)會(huì)出現(xiàn)變頻器容量不滿足應(yīng)用需求的問(wèn)題，這時(shí)工作人員可更換變頻器，使用更大容量的變頻器與電流設(shè)定值達(dá)到協(xié)調(diào)效果。但需明確的一點(diǎn)，若該環(huán)節(jié)中使用閉環(huán)矢量進(jìn)行應(yīng)用控制，就存在一定自學(xué)習(xí)失敗的概率，這會(huì)導(dǎo)致重載時(shí)因特性問(wèn)題而出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)加速失敗的現(xiàn)象，而同一現(xiàn)象在輕載時(shí)工作中卻不會(huì)顯現(xiàn)。這還需要工作人員對(duì)電動(dòng)機(jī)中的參數(shù)進(jìn)行檢查，確保無(wú)誤后再次進(jìn)行自學(xué)習(xí)。

（四）機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定問(wèn)題分析

與其他問(wèn)題不同，變頻器機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題并沒(méi)有明顯的規(guī)律可循，且其出現(xiàn)時(shí)間普遍較短，很難進(jìn)行明確的判定。結(jié)合我國(guó)以往起重機(jī)變頻器應(yīng)用過(guò)程中的研究，可知機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定問(wèn)題會(huì)由以下三種原因?qū)е?。第一?lèi)取決于起重機(jī)變頻器電源用電種類(lèi)，當(dāng)電源用電為臨時(shí)電時(shí)，電壓穩(wěn)定性無(wú)法保證，再加上現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)多數(shù)設(shè)備并沒(méi)有固定的工作規(guī)律，像電焊機(jī)等設(shè)備應(yīng)用具有較高隨機(jī)性，這也導(dǎo)致了機(jī)構(gòu)工作不穩(wěn)定的問(wèn)題。其次是負(fù)載不正式、不穩(wěn)定的問(wèn)題，該問(wèn)題的出現(xiàn)也會(huì)為起重機(jī)變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)造成一定影響。除此之外，應(yīng)用過(guò)程中，變頻器信號(hào)還會(huì)受到外界噪音條件的影響。針對(duì)上述問(wèn)題，工作人員還需在起重機(jī)變頻器應(yīng)用過(guò)程中增設(shè)屏蔽電纜與進(jìn)線濾波器等設(shè)備，降低外界因素對(duì)變頻器應(yīng)用的影響，增強(qiáng)變頻器機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。

（五）過(guò)電流故障問(wèn)題分析

在變頻器轉(zhuǎn)速過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)震蕩干擾的現(xiàn)象，這一方面是因?yàn)槭艿郊冸娖骰芈涞挠绊?，而另一方面則有可能由電器頻率與機(jī)器頻率共振導(dǎo)致。針對(duì)這一問(wèn)題，工作人員可使用載波頻率降低法進(jìn)行電流調(diào)整，避免出現(xiàn)過(guò)電流故障問(wèn)題。當(dāng)共振范圍確定后，工作人員還須使用跳躍頻率功能跳過(guò)共振頻率，保障變頻器應(yīng)用效果。變頻器容量不足也是過(guò)電流故障產(chǎn)生的原因之一，工作人員可通過(guò)調(diào)整變頻器容量避免相關(guān)問(wèn)題出現(xiàn)。

（六）過(guò)電壓故障問(wèn)題分析

過(guò)電壓故障常發(fā)生在機(jī)構(gòu)減速制動(dòng)過(guò)程中，而其故障產(chǎn)生原因主要是由于中間回路與制動(dòng)環(huán)節(jié)相關(guān)問(wèn)題。當(dāng)變頻器電源電壓呈現(xiàn)升高狀態(tài)，直至10%以上時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓故障問(wèn)題。不僅如此，過(guò)電壓故障與制動(dòng)電阻阻值也有一定關(guān)系，當(dāng)制動(dòng)電阻阻值過(guò)大以至于變頻器實(shí)際應(yīng)用不匹配，或因制動(dòng)電阻損壞無(wú)法起到應(yīng)有作用，就會(huì)導(dǎo)致釋放回饋的能量超出標(biāo)準(zhǔn)電壓范圍，導(dǎo)致過(guò)電壓故障[2]。起重機(jī)變頻器應(yīng)用過(guò)程中，也可能會(huì)發(fā)生中路回路濾波器電容變小甚至失效的問(wèn)題，有時(shí)電路故障也會(huì)導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)過(guò)電壓風(fēng)險(xiǎn)?；谏鲜霈F(xiàn)象，工作人員在變頻器應(yīng)用過(guò)程中還需重點(diǎn)檢查電容器使用情況，確保其無(wú)異味，無(wú)變色問(wèn)題，同時(shí)還要確保安全閥處于正常應(yīng)用狀態(tài)，且箱體密封性完好，無(wú)變形問(wèn)題，從而保障過(guò)電壓故障問(wèn)題防治效果。

（七）諧波干擾問(wèn)題分析

使用變頻器驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)普遍應(yīng)用PLC系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化管理，但就該系統(tǒng)應(yīng)用研究顯示，其受變頻器諧波的影響較為嚴(yán)重，高強(qiáng)度諧波下會(huì)使動(dòng)作發(fā)生錯(cuò)誤。尤其在起重機(jī)具有高操作性或限位開(kāi)關(guān)信號(hào)的地方，動(dòng)作錯(cuò)誤現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重。針對(duì)這一工作流程進(jìn)行分析，電氣線路是導(dǎo)致諧波干擾問(wèn)題的主要條件。考慮到該流程中對(duì)變頻電機(jī)的應(yīng)用，工作人員還需對(duì)動(dòng)力線與操作信號(hào)等控制線設(shè)計(jì)進(jìn)行全面考慮避免敷設(shè)距離過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，限位開(kāi)關(guān)等設(shè)計(jì)也需按找相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，保障起重機(jī)變頻器應(yīng)用效果。而一旦出現(xiàn)電氣線路過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，PlC系統(tǒng)會(huì)在信號(hào)輸入環(huán)節(jié)后受到嚴(yán)重的諧波干擾，使得線路內(nèi)的漏電流問(wèn)題逐漸加大，最終導(dǎo)致系統(tǒng)故障。事實(shí)上，即使故障發(fā)生前PLC系統(tǒng)輸出起點(diǎn)維持在（0）的狀態(tài)，受到避免影響也會(huì)激增至系統(tǒng)故障的數(shù)值。

起重機(jī)變頻器應(yīng)用經(jīng)歷了不斷發(fā)展與完善，相關(guān)人員也在諧波干擾問(wèn)題探究與分析中總結(jié)了有效經(jīng)驗(yàn)。工作人員可使用單獨(dú)的房間進(jìn)行PLC設(shè)備安裝，使其形成獨(dú)立的PLC室，避免相關(guān)設(shè)備及裝置因變頻器降低而產(chǎn)生負(fù)面影響，改變起重機(jī)變頻器的最終應(yīng)用效果。接著工作人員還可使用屏蔽電纜對(duì)信號(hào)線進(jìn)行控制，降低干擾效果。增設(shè)濾波裝置也是降低起重機(jī)變頻器受干擾效果的有效方式，但需注意的是濾波器加設(shè)應(yīng)在變頻器的輸出部位，同時(shí)要對(duì)變頻電機(jī)的動(dòng)力線材質(zhì)進(jìn)行調(diào)整，選取屏蔽電纜作為動(dòng)力線。最后還需基于合理性角度考慮，對(duì)線路長(zhǎng)度進(jìn)行合理規(guī)劃，完成諧波干擾故障問(wèn)題的有效防治。

起重機(jī)變頻器故障問(wèn)題實(shí)例

我國(guó)起重機(jī)變頻器故障問(wèn)題中，常會(huì)多功能大車(chē)機(jī)組無(wú)法啟動(dòng)的現(xiàn)象。以我國(guó)某工廠起重機(jī)變頻器應(yīng)用為例進(jìn)行分析，探究起重機(jī)機(jī)變頻器的調(diào)試與維護(hù)。我國(guó)工廠使用多功能機(jī)組的情況較為常見(jiàn)，且大車(chē)一般選取兩個(gè)十一千瓦的電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而起重機(jī)機(jī)變頻器應(yīng)用頻率最高的是CIMR—G5A4022。該廠房磁場(chǎng)強(qiáng)度約為50特斯拉，這會(huì)導(dǎo)致大車(chē)受到嚴(yán)重吸附力的影響，當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)廠房門(mén)口，軌道就會(huì)受到強(qiáng)吸附力的作用，導(dǎo)致變頻器低頻力矩不足，產(chǎn)生搭車(chē)無(wú)法啟動(dòng)問(wèn)題[3]。針對(duì)這一問(wèn)題，相關(guān)人員可通過(guò)適當(dāng)提升變頻器低頻輸出電壓的方式解決，但若該過(guò)程中僅完成了變頻器輸出電壓的提升，也會(huì)造成變頻器低頻輸出力矩變小的問(wèn)題。

結(jié)束語(yǔ)：

新時(shí)代背景下，變頻技術(shù)越來(lái)越成為起重機(jī)應(yīng)用過(guò)程中的重要組成，無(wú)論是變頻器調(diào)試還是維修，都對(duì)起重機(jī)最終應(yīng)用效果有著緊密聯(lián)系，工作人員還需進(jìn)一步了解變頻器調(diào)試與維修過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，積極探究解決方式，使起重機(jī)變頻器獲得更優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用效果。

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