重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 自動化系 黃 蕙

變頻器常見故障分析

重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 自動化系 黃 蕙

在使用一定時(shí)間后,變頻器常會因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量問題、運(yùn)行環(huán)境問題、應(yīng)用方式問題、參數(shù)設(shè)置問題等因素出現(xiàn)多種故障。本文，筆者將詳細(xì)介紹變頻器使用中的常見故障及使用注意事項(xiàng)，為變頻器的使用提供指導(dǎo)。

一、變頻器使用中的常見故障

（1）重新啟動時(shí)，一升速就跳閘。這是一種十分嚴(yán)重的問題。主要原因有：負(fù)載短路，機(jī)械部位有卡住；逆變模塊損壞；電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩過小等。

（2）上電就跳。這種現(xiàn)象一般不能復(fù)位，其主要原因有：模塊壞、驅(qū)動電路壞、電流檢測電路壞等。

（3）重新啟動時(shí)并不立即跳閘，而是在加速時(shí)跳閘。主要原因有：加速時(shí)間設(shè)置太短、電流上限設(shè)置太小、轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(V/ F)設(shè)定較高等。

1.過電壓故障。變頻器使用中常見的過電壓有三類：加速過電壓、減速過電壓、恒速過電壓。過電壓報(bào)警一般是出現(xiàn)在停機(jī)的時(shí)候，其主要原因有以下幾個(gè)方面。

（1）減速時(shí)間太短或沒有安裝制動電阻及制動單元。變頻器出現(xiàn)過電壓故障，一般是在雷雨天氣。由于雷電串入變頻器的電源中，使變頻器直流側(cè)的電壓檢測器動作而跳閘，在這種情況下，通常只需斷開變頻器電源1 min左右，再合上電源，即可復(fù)位。

（2）變頻器驅(qū)動大慣性負(fù)載時(shí)，其減速時(shí)間設(shè)置“較短”，因?yàn)檫@種情況下，變頻器的減速停止屬于再生制動，在停止過程中，變頻器的輸出頻率按線性下降。而負(fù)載電機(jī)的頻率高于變頻器的輸出頻率，負(fù)載電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并被變頻器直流側(cè)的平波電容吸收，當(dāng)這種能量足夠大時(shí)，就會產(chǎn)生所謂的“泵升現(xiàn)象”，變頻器直流側(cè)的電壓會超過直流母線的最大電壓而跳閘。解決這種故障，一是將“減速時(shí)間”參數(shù)設(shè)置變長；二是安裝制動單元，增大制動電阻；三是將變頻器的停止方式設(shè)置為“自由停車”。

（3）變頻器帶負(fù)載啟動。變頻器在電機(jī)空載時(shí)工作正常，但不能帶負(fù)載啟動，這種問題常常出現(xiàn)在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。遇到此類問題時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查加、減速時(shí)間設(shè)定或提升轉(zhuǎn)矩功能，因?yàn)樽冾l器直流回路電壓升高，超過其保護(hù)值，就出現(xiàn)故障。

3.欠電壓故障。欠電壓故障也是在變頻器使用中經(jīng)常碰到的問題。整流橋某一路損壞或可控硅三路中有工作不正常的都是導(dǎo)致欠壓故障的主要原因；其次，主回路接觸器損壞，導(dǎo)致直流母線電壓損耗在充電電阻上，也有可能導(dǎo)致欠壓；另外就是電壓檢測電路發(fā)生故障而出現(xiàn)欠壓問題。多數(shù)變頻器的母線電壓下限為400 V，即是當(dāng)直流母線電壓降至400 VDC（400 V直流電壓）以下時(shí)，變頻器才報(bào)告直流母線低電壓故障。當(dāng)兩相輸入時(shí)，直流母線電壓為380×1.2＝452 V＞400 V。當(dāng)變頻器不運(yùn)行時(shí)，由于平波電容的作用，直流電壓也可達(dá)到正常值，新型的變頻器均采用PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制技術(shù)，調(diào)壓調(diào)頻的工作在逆變橋完成，所以在低頻段輸入缺相時(shí)仍可以正常工作。

4.過載故障。過載也是變頻器工作中常見的故障之一。一旦發(fā)生過載現(xiàn)象，首先應(yīng)該分析一下到底是電機(jī)過載還是變頻器自身過載。一般而言，電機(jī)由于過載能力較強(qiáng)，只要變頻器參數(shù)表的電機(jī)參數(shù)設(shè)置得當(dāng)，就不會出現(xiàn)電機(jī)過載現(xiàn)象。而變頻器本身由于過載能力較差很容易出現(xiàn)過載報(bào)警。工作人員可以檢測變頻器輸出電壓。其可能原因是加速時(shí)間太短，電網(wǎng)電壓太低、負(fù)載過重等?？赏ㄟ^延長加速時(shí)間、延長制動時(shí)間、檢查電網(wǎng)電壓等措施解決；負(fù)載過重，則應(yīng)減小負(fù)載；所選的變頻器不能拖動該負(fù)載，則應(yīng)更換、增大變頻器容量；如果是由于機(jī)械潤滑不好引起，應(yīng)對生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行檢修。

二、變頻器正確使用應(yīng)注意事項(xiàng)

1.注意變頻器使用溫度。環(huán)境溫度對變頻器的使用壽命有很大的影響。環(huán)境溫度每升高10 ℃，則變頻器壽命減半。所以，一定要解決好周圍環(huán)境溫度及變頻器散熱的問題。

2.正確的接線及設(shè)置參數(shù)。在安裝變頻器之前，一定要熟讀其手冊，掌握其用法、注意事項(xiàng)和接線方法；安裝好后，再根據(jù)使用要求正確設(shè)置參數(shù)。

3.防止輸入端過電壓。變頻器電源輸入端往往有過電壓保護(hù)，但是，如果輸入端高電壓作用時(shí)間過長，會使變頻器輸入端損壞。因此，在實(shí)際運(yùn)用中，要核實(shí)變頻器的輸入電壓是單相還是三相以及變頻器使用額定電壓。在電源電壓極不穩(wěn)定時(shí)，要配有穩(wěn)壓設(shè)備，否則會造成嚴(yán)重后果

4.防止電磁波干擾。

（1）電機(jī)等強(qiáng)電系統(tǒng)的接地線必須通過接地匯流排可靠接地，控制系統(tǒng)應(yīng)該獨(dú)立接地以防止干擾。

（2）為了防止強(qiáng)電磁干擾，需要給儀表等設(shè)備的輸入電源加裝EM I濾波器等。

（3）在變頻器輸入側(cè)加裝EM I濾波器，可以有效減少變頻器對電網(wǎng)的干擾；加裝輸入電抗器，可以提高設(shè)備的功率因數(shù)，減少諧波污染。在電機(jī)與變頻器之間距離超過100 m的場合，需要在變頻器一側(cè)加裝交流輸出電抗器，以減少外部的輻射干擾。