1、變頻器常見故障分析摘要 : 目前人們所說的交流調(diào)速系統(tǒng)，主要指電子式電力變換器對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)。變頻調(diào)速系統(tǒng)以其優(yōu)越于直流傳動(dòng)的特點(diǎn)，在很多場(chǎng)合中都被作為首選的傳動(dòng)方案，現(xiàn)代變頻調(diào)速基本都采用 16 位或 32 位單片機(jī)作為控制核心，從而實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)變頻器以及周邊控制裝置進(jìn)行操作的人員，如果對(duì)一些常見的變頻器故障情況能做出判斷和處理，就能大大提高工作效率，并且避免一些不必要的損失。關(guān)鍵字 : 變頻器 故障分析隨著變頻調(diào)速技術(shù)在我國(guó)水泥行業(yè)應(yīng)用的日趨廣泛，在回轉(zhuǎn)窯、篦冷機(jī)、喂料機(jī)、配料秤、風(fēng)機(jī)、水泵等生產(chǎn)工藝需要調(diào)速的許多環(huán)節(jié)，以交流變頻調(diào)速取代調(diào)壓調(diào)速、滑差調(diào)速、直流調(diào)

2、速已成為一種必然趨勢(shì)。我廠從2001 年開始引進(jìn)變頻器，主要用于風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備的調(diào)速控制。在實(shí)際的工作中，變頻器故障出現(xiàn)的范圍很廣，并且出現(xiàn)的故障是千變?nèi)f化的、隨機(jī)的。排除故障的方法只能根據(jù)故障的具體情況而定，這對(duì)維修人員來說比較困難，在排除故障的過程中往往浪費(fèi)很多時(shí)間，甚至造成較大損失。在多年來的生產(chǎn)實(shí)踐中，我總結(jié)了一些變頻器常見故障的處理經(jīng)驗(yàn)，本文就這些經(jīng)驗(yàn)作一介紹。一、參數(shù)設(shè)置類故障常用變頻器在使用中，是否能滿足傳動(dòng)系統(tǒng)的要求，變頻器的參數(shù)設(shè)置非常重要，如果參數(shù)設(shè)置不正確，會(huì)導(dǎo)致變頻器不能正常工作。1、參數(shù)設(shè)置常用變頻器，一般出廠時(shí)，廠家對(duì)每一個(gè)參數(shù)都有一個(gè)默認(rèn)值，這些參數(shù)叫工廠值。在

3、這些參數(shù)值的情況下，系統(tǒng)能以面板操作方式正常的運(yùn)行，但以面板操作并不滿足大多數(shù)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求。所以，用戶在正確使用變頻器之前，要對(duì)變頻器參數(shù)進(jìn)行修改，主要修改從以下幾個(gè)方面:(1)確認(rèn)電機(jī)參數(shù)，如ABB變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn) 速、最大頻率，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。(2)變頻器采取的控制方式，即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據(jù)控制精度，需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨識(shí)。設(shè)定變頻器的啟動(dòng)方式，一般變頻器在出廠時(shí)設(shè)定從面板啟動(dòng)，以西門子變頻器來說，其啟動(dòng)可以用面板、外部端子、通訊方式等幾種，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況選擇啟動(dòng)方式。給定信號(hào)的選擇，一

4、般變頻器的頻率給定也可以有多種方式，面板給定、外部給定、外部電壓或電流給定、通訊方式給定，當(dāng)然對(duì)于變頻器的頻率給定也可以是這幾種方式的一種或幾種方式之和。正確設(shè)置以上參數(shù)之后，變頻器基本上能正常工作，如要獲得更好的控制效果，則只能根據(jù)實(shí)際情況修改相關(guān)參數(shù)。具體情況參看其使用說明書。2、參數(shù)設(shè)置類故障的處理一旦發(fā)生了參數(shù)設(shè)置類故障后，變頻器都不能正常運(yùn)行，一般可根據(jù)說明書進(jìn)行修改參數(shù)。如果以上不行，最好是能夠把所有參數(shù)恢復(fù)出廠值，然后按上述步驟重新設(shè)置相關(guān)參數(shù)。對(duì)于每個(gè)公司的變頻器其參數(shù)恢復(fù)方式也不盡相同，對(duì)第二、三類參數(shù)可以用改變應(yīng)用宏的方式來恢復(fù)出廠值，西門子MM420/MM44變頻器的AO

5、P板僅能存儲(chǔ)一組參數(shù)。變頻器選型手冊(cè)中介紹 AOP板中能存儲(chǔ)10組參 數(shù)，但在用AOP面板作第二臺(tái)變頻器參數(shù)的備份時(shí)，顯示“存儲(chǔ)容量不足”。解決 辦法如下 :在菜單中選擇“語言”項(xiàng) ;在“語言”項(xiàng)中選擇一種不使用的語言 ;(3)按Fn+砌選擇刪除，經(jīng)提示后按P鍵確認(rèn)。這樣，AOP板就可存儲(chǔ)10組參數(shù)。造成這種現(xiàn)象的原因可能是設(shè)計(jì)時(shí)AOF板中的內(nèi)存不夠。二、過電壓類故障變頻器的過電壓集中表現(xiàn)在直流母線的支流電壓上。正常情況下，變頻器直流電為三相全波整流后的平均值。若以 380V線電壓計(jì)算，則平均直流電壓Ud= 1.35U線,513V。在過電壓發(fā)生時(shí)，直流母線的儲(chǔ)能電容將被充電，當(dāng)電壓上至760V

6、左右時(shí)，變頻器過電壓保護(hù)動(dòng)作。因此，對(duì)變頻器來說，有一個(gè)正常的工作電壓范圍，當(dāng)電壓超過這個(gè)范圍時(shí)很可能損壞變頻器。1、來自電源輸入側(cè)的過電壓正常情況下的電源電壓為380V,允許誤差為-5%,+10%經(jīng)三相橋式全波整流后中間直流的峰值為591V,個(gè)別情況下電源線電壓達(dá)到450V,其峰值電壓也只有636V,并不算很高，一般電源電壓不會(huì)使變頻器因過電壓跳閘。電源輸入側(cè)的過電壓主要是指電源側(cè)的沖擊過電壓，如雷電引起的過電壓、補(bǔ)償電容在合閘或斷開時(shí)形成的過電壓等，主要特點(diǎn)是電壓變化率dv/dt 和幅值都很大。在這種情況下，可以采用在輸入側(cè)并聯(lián)浪涌吸收裝置或串聯(lián)電抗器等方法加以解決。來自負(fù)載側(cè)的過電壓2

7、、主要是指由于某種原因使電動(dòng)機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)時(shí)，即電機(jī)處于實(shí)際轉(zhuǎn)速比變頻頻率決定的同步轉(zhuǎn)速高的狀態(tài)，負(fù)載的傳動(dòng)系統(tǒng)中所儲(chǔ)存的機(jī)械能經(jīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，通過逆變器的 6 個(gè)續(xù)流二極管回饋到變頻器的中間直流回路中。此時(shí)的逆變器處于整流狀態(tài)，如果變頻器中沒采取消耗這些能量的措施，這些能量將會(huì)導(dǎo)致中間直流回路的電容器的電壓上升，達(dá)到限值即行跳閘。有兩起情況可以引起這一故障 :當(dāng)變頻器拖動(dòng)大慣性負(fù)載時(shí)，其減速時(shí)間設(shè)的比較小，在減速過程中，變頻器輸出的速度比較快，而負(fù)載靠本身阻力減速比較慢，使負(fù)載拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出的頻率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速還要高，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒有能量回饋單元，因而變頻

8、器支流直流回路電壓升高，超出保護(hù)值，出現(xiàn)故障，而紙機(jī)中經(jīng)常發(fā)生在干燥部分，處理這種故障可以增加再生制動(dòng)單元，或者修改變頻器參數(shù)，把變頻器減速時(shí)間設(shè)的長(zhǎng)一些。增加再生制動(dòng)單元功能包括能量消耗型，并聯(lián)直流母線吸收型、能量回饋型。能量消耗型在變頻器直流回路中并聯(lián)一個(gè)制動(dòng)電阻，通過檢測(cè)直流母線電壓來控制功率管的通斷。并聯(lián)直流母線吸收型使用在多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)往往有一臺(tái)或幾臺(tái)電機(jī)經(jīng)常工作于發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生再生能量，這些能量通過并聯(lián)母線被處于電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)吸收。能量回饋型的變頻器網(wǎng)側(cè)變流器是可逆的，當(dāng)有再生能量產(chǎn)生時(shí)可逆變流器就將再生能量回饋給電網(wǎng)。多個(gè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)同一個(gè)負(fù)載時(shí)，也可能出現(xiàn)這一故障，主要

9、由于沒有負(fù)荷分配引起的。以兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一個(gè)負(fù)載為例，當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速時(shí)，則轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于原動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速低的處于發(fā)電狀態(tài)，引起故障。處理時(shí)需加負(fù)荷分配控制，可以把處于發(fā)電狀態(tài)轉(zhuǎn)速低的變頻器特性調(diào)軟一些。三、過流故障過流故障可分為加速、減速、恒速過電流。其可能是由于變頻器的加減速時(shí)間太短、負(fù)載發(fā)生突變、負(fù)荷分配不均，輸出短路等原因引起的。這時(shí)一般可通過延長(zhǎng)加減速時(shí)間、減少負(fù)荷的突變、外加能耗制動(dòng)元件、進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計(jì)、對(duì)線路進(jìn)行檢查。如果斷開負(fù)載，變頻器還是過流故障，說明變頻器逆變電路已環(huán)，需要更換變頻器。四、過載故障過載故障包括變頻過載和電機(jī)過載。其可能是加

10、速時(shí)間太短，直流制動(dòng)量過 大、電網(wǎng)電壓太低、負(fù)載過重等原因引起的。一般可通過延長(zhǎng)加速時(shí)間、延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間、檢查電網(wǎng)電壓等。負(fù)載過重，所選的電機(jī)和變頻器不能拖動(dòng)該負(fù)載，也可能是由于機(jī)械潤(rùn)滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機(jī)和變頻器; 如后者則要對(duì)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行檢修。五、其他故障1、欠壓說明變頻器電源輸入部分有問題，需檢查后才可以運(yùn)行。 2 、溫度過高如電動(dòng)機(jī)有溫度檢測(cè)裝置，檢查電動(dòng)機(jī)的散熱情況; 變頻器溫度過高，檢查變頻器的通風(fēng)情況。六、結(jié)束語以上是在自己維修經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)變頻器常見故障的一點(diǎn)分析，在實(shí)際工作中變頻器所出現(xiàn)的故障很多，正像維修其他電氣設(shè)備一樣，有很多是意想不到的問題，需要我們認(rèn)真分析，弄清工作原理，逐步的把其