灣海濱 于露

[摘 要]隨著變頻在各行業(yè)領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，對(duì)其診斷技術(shù)進(jìn)行研究的意義和作用也越來(lái)越大，變頻器的系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，所以對(duì)變頻器故障的診斷的技術(shù)越來(lái)越被人們所重視，這在一定程度上促進(jìn)了變頻器故障診斷技術(shù)的發(fā)展。文中提出的診斷與維護(hù)方法，對(duì)變頻器的故障解決有著廣泛的適用性。

[關(guān)鍵詞]變頻器；故障類型；維修

中圖分類號(hào)：TN773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）21-0397-01

1.故障類型劃分

第一，電源故障。即控制電源過(guò)低或是過(guò)高時(shí)所發(fā)出的警報(bào)。

第二，通訊故障。包括OVERRUN、TIMEOUT等。

第三，系統(tǒng)故障。包括時(shí)鐘故障、系統(tǒng)參數(shù)異常、Watchdog故障等等。

第四，硬件故障。包括脈沖發(fā)生器故障、IGBT故障、觸發(fā)板故障、電源板故障等等。

第五，狀態(tài)故障。缺相、接地故障、速度偏差過(guò)大、過(guò)流、過(guò)壓等等。

2.故障診斷方法

①過(guò)電流故障：此類故障要分清加速過(guò)程、減速過(guò)程還是電機(jī)正常運(yùn)行中發(fā)生過(guò)過(guò)電流故障。這類故障按下類順序檢查，變頻器輸出回路電機(jī)是否有接地或相間短路、負(fù)載狀況如何、電網(wǎng)電壓、加減速時(shí)間是否合適、V/F曲線及轉(zhuǎn)矩提升是否合適、是否旋轉(zhuǎn)中電機(jī)直接啟動(dòng)、是否加減速過(guò)程中突然加載、PG是否出現(xiàn)碼盤出現(xiàn)故障或碼盤斷線、變頻器運(yùn)行后輸出接觸器后合上、電流傳感器或控制板故障、變頻器選型是否過(guò)小。另外，在減速過(guò)成中是否存在發(fā)電能量回饋，此時(shí)要加裝至東單元和制動(dòng)電阻。通常變頻器的過(guò)流保護(hù)值等于變頻器額定電流的（1.8～1.9）倍。

②電壓故障：此類故障分為加速過(guò)電壓、減速過(guò)電壓、恒速過(guò)電壓、欠壓故障。這類故障按照下列順序檢查，電源電壓、直流母線電壓、加減速過(guò)程中是否有外力拖動(dòng)電機(jī)運(yùn)行、是否啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)、欠壓故障要檢查整流橋和短接充電電阻的接觸器、檢測(cè)板是否故障、電源板是否故障。此類故障還要注意調(diào)節(jié)加減速時(shí)間以及制動(dòng)單元。變頻器在運(yùn)行過(guò)程中，直流母線電壓應(yīng)該≥537V，根據(jù)廠家出廠設(shè)置不同失速過(guò)電壓值等于760～800V，持續(xù)時(shí)間在1～2分鐘，就停機(jī)發(fā)生過(guò)電壓報(bào)警信號(hào)。直流母線欠電壓故障時(shí)一般小于400～410V，接觸器斷開顯示欠電壓故障。

③缺相故障：此類故障分為電源缺相和輸出缺相。此時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢查電源側(cè)輸入端子R、S、T以及變頻器輸出端子U、V、W是否連接良好，三相電源是否平衡。對(duì)于輸入缺相故障，變頻器通過(guò)硬件電路檢測(cè)三相輸入電壓，當(dāng)在空載和輕載的情況下出現(xiàn)輸入缺相，直流母線電壓能保證513V以上。不影響變頻器正常工作。如果在重載情況下，出現(xiàn)輸入側(cè)缺相，就會(huì)使直流母線電壓下降到400V，并引起充電電阻短路接觸器掉閘，燒壞充電電阻，所以在重載情況下，20ms內(nèi)應(yīng)獲得缺相保護(hù)動(dòng)作。對(duì)于輸出缺相通常由變頻器軟件設(shè)定，只有輸出電流大于變頻器的額定電流的20%時(shí)，才進(jìn)行輸出側(cè)缺相檢測(cè)，并且經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延長(zhǎng)后（大約1分鐘），才報(bào)警缺相保護(hù)故障。

④逆變單元故障：這類故障重點(diǎn)檢查電機(jī)相線間是否短接或?qū)Φ囟搪贰㈦姍C(jī)和變頻器連線是否太長(zhǎng)、環(huán)境溫度是否太高、模板及散熱板是否過(guò)熱、主控板及電源板是否異常。當(dāng)組合模塊IPM出現(xiàn)過(guò)流，過(guò)溫，控制，控制電壓欠壓任何一種故障，或檢測(cè)到輸出對(duì)地短路，三相輸出不平衡時(shí)，就報(bào)警IPM故障。變頻器功率是中等等級(jí)的，采用熱敏電阻直接檢測(cè)散熱器的溫度，散熱溫度一般設(shè)定為85℃。變頻器整流橋溫度保護(hù)一般設(shè)定為80℃。

⑤過(guò)載故障：這類故障分為變頻器過(guò)載和電機(jī)過(guò)載。重點(diǎn)檢查負(fù)載情況，增大變頻器容量。變頻器在運(yùn)行過(guò)程中，輸出電流大于變頻器額定電流，在運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生過(guò)載保護(hù)報(bào)警。變頻器過(guò)載保護(hù)一般按反時(shí)限曲線設(shè)定，反時(shí)限即變頻器的過(guò)載電流越大，則持續(xù)運(yùn)行時(shí)間越短。該曲線在出廠時(shí)由機(jī)型參數(shù)唯一確定，用戶不能更改。變頻器在運(yùn)行過(guò)程中，輸出電流大于電機(jī)的額定電流，在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生電機(jī)過(guò)載保護(hù)。電機(jī)過(guò)載保護(hù)參數(shù)，它起到電機(jī)熱繼電器保護(hù)的作用。

3 變頻器的故障維修

3.1 參數(shù)設(shè)置類故障

變頻器的參數(shù)設(shè)置對(duì)于變頻器能否滿足傳動(dòng)系統(tǒng)的要求非常重要，如果變頻器在使用中參數(shù)設(shè)置出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)影響到變頻器的正常運(yùn)行。一般情況下，常用變頻器在出廠的時(shí)侯，生產(chǎn)廠家對(duì)每一個(gè)變頻器的參數(shù)都有一個(gè)默認(rèn)值，這里的默認(rèn)值就是生產(chǎn)廠家的工廠值。用戶可以在這些參數(shù)值的條件下，以面板操作方式正常運(yùn)行，但是，大多數(shù)傳動(dòng)系統(tǒng)面板操作根本滿足不了其使用要求，因此，在變頻器使用之前，對(duì)于變頻器參數(shù)設(shè)置，用戶要處理好以下幾個(gè)方面：首先，確認(rèn)電機(jī)參數(shù)，電機(jī)參數(shù)的確定可以從電機(jī)銘牌中直接得到，以電機(jī)銘牌中的參數(shù)為依據(jù)，設(shè)定好電機(jī)的最大頻率、以及轉(zhuǎn)速、電流、電壓等參數(shù)。其次，變頻器采取的控制方式有以下幾種，一種是轉(zhuǎn)矩控制，一種是PID控制，還有一種速度控制等；根據(jù)變頻器控制精度，在采取控制方式后，一般要進(jìn)行動(dòng)態(tài)辨識(shí)或靜態(tài)辨識(shí)。另外，變頻器的啟動(dòng)方式，一般情況下要在出廠時(shí)設(shè)定，并且大多數(shù)是從面板啟動(dòng)，當(dāng)然，變頻器的啟動(dòng)方式有很多種，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要自行選擇啟動(dòng)方式，不僅僅可以從面板啟動(dòng)，還可以采用通訊方式啟動(dòng)或者外部端子啟動(dòng)等等。參數(shù)設(shè)置類故障一旦發(fā)生，就會(huì)影響到變頻器的正常運(yùn)行，在正常情況下，可以按照說(shuō)明書重新進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如果參數(shù)設(shè)置不成功，我們可以將參數(shù)恢復(fù)出廠值，然后再按照說(shuō)明書重新進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。由于不同廠家變頻器參數(shù)恢復(fù)方式不一致，我們最好仔細(xì)閱讀使用說(shuō)明書，再進(jìn)行參數(shù)恢復(fù)。重新設(shè)置參數(shù)。

3.2 變頻器過(guò)流故障

過(guò)流保護(hù)的其中一個(gè)原因就是缺相。當(dāng)變頻器輸入缺相時(shí)，勢(shì)必引起母線電壓降低，負(fù)載電流加大，引起保護(hù)。而當(dāng)變頻器輸出端缺相時(shí)，勢(shì)必使電動(dòng)機(jī)的另外兩相電流加大而引起過(guò)流保護(hù)。所以對(duì)輸入及輸出都應(yīng)進(jìn)行檢查，排除故障。變頻器的減速、加速、恒速過(guò)電流都屬于過(guò)流故障。產(chǎn)生過(guò)流故障的原因可能是變頻器負(fù)載發(fā)生突變，或者因?yàn)檩敵龆搪贰⒇?fù)荷分配不均等原因而導(dǎo)致的故障，出現(xiàn)這種故障可以通過(guò)檢查線路、外加能耗制動(dòng)元件、延長(zhǎng)加減速時(shí)間或者進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計(jì)等方法進(jìn)行處理，如果斷開負(fù)載變頻器故障因素還沒(méi)有排除，那么說(shuō)明變頻器逆變電路損壞，必須更換變頻器。

3.3 變頻器過(guò)載故障

變頻過(guò)載和電機(jī)器過(guò)載都可能導(dǎo)致變頻器過(guò)載故障。引起變頻器過(guò)載故障的主要原因有電網(wǎng)電壓過(guò)低、加速時(shí)間過(guò)短、負(fù)載過(guò)重、直流制動(dòng)量過(guò)大等原因，解決的方法是制動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)、加速時(shí)間延長(zhǎng)、檢查電網(wǎng)電壓等，如果是變頻器負(fù)載過(guò)重，產(chǎn)生的原因可能有以下幾種，一種是機(jī)械潤(rùn)滑不好引起，另一種是該負(fù)載所選用的變頻器不能拖動(dòng)，如果機(jī)械潤(rùn)滑不好，我們要對(duì)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行檢修，如果是所選用的變頻器不能拖動(dòng)，必須更換大功率變頻器。負(fù)載過(guò)大時(shí)應(yīng)減少負(fù)載或增大變頻器容量；有突加負(fù)載，應(yīng)取消突加負(fù)載；加速時(shí)間設(shè)置太短，應(yīng)延長(zhǎng)加速時(shí)間；轉(zhuǎn)矩提升設(shè)置過(guò)高時(shí)應(yīng)，降低轉(zhuǎn)矩提升值；電子熱繼電器設(shè)定值不正常時(shí)，應(yīng)調(diào)整設(shè)定值。

3.4 變頻器過(guò)壓類故障

一般情況下，變頻器工作電壓范圍都要有一個(gè)正常值，如果電壓超過(guò)正常值范圍，變頻器就可能受到損壞，出現(xiàn)過(guò)電壓類故障，常見的過(guò)電壓有兩類，一類是輸入交流電源過(guò)壓，一類是發(fā)電類過(guò)電壓；輸入交流電源過(guò)壓較多發(fā)生在負(fù)載較輕節(jié)假日，由于節(jié)假日電壓不穩(wěn)定，忽然升高或者忽然降低輸入電壓超過(guò)正常范圍產(chǎn)生過(guò)電壓故障，處理方法是斷開電源，然后檢查、處理。發(fā)電類過(guò)電壓出現(xiàn)頻率較多，電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速低于電機(jī)同步轉(zhuǎn)速，這時(shí)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障。

參考文獻(xiàn)

[1]宿大康.變頻器檢查維護(hù)和故障診斷的一般方法[J].山西建筑.2015（26）