通用变频器常见故障分析

朱小菲 惠兆乾

[摘 要]该文介绍了通用型变频器经常出现的一些故障,主要包括变频器本体和机构方面以及运行过程中的问题,并针对具体的问题提出有效的处理方法和改进措施。

[关键词]变频器 结构 参数故障

一、变频器的功能其常见故障

变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备。其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆变成交流电向电机供电。

1.整流器 ,它与单相或三相交流电源相连接,产生脉动的直流电压。 2.中间电路,可以使脉动的直流电压变得稳定或平滑,供逆变器使用,可以通过开关电源为各个控制线路供电,可以配置滤波或制动装置以提高变频器性能。 3.逆变器 ,将固定的直流电压变换成可变电压和频率的交流电压。 4.控制电路 ,它将信号传送给整流器、中间电路和逆变器,同时它也接收来自这些部分的信号。其主要组成部分是:输出驱动电路、操作控制电路。主要功能是利用信号来开关逆变器的半导体器件,提供操作变频器的各种控制信号,监视变频器的工作状态,提供保护功能。

以下检测过程无需打开变频器机壳,仅仅在外部对一些常见现象进行检测和判断:1.上电无显示。检测办法和判断 :断开电源线,检查电源是否是否有缺相或断路情况,如果电源正常则再次上电后则检查检查变频器中间电路直流侧端子P、N是否有电压,如果上述检查正常则判断变频器内部损坏。2.开机运行无输出(电动机不启动) 。检测办法和判断 :断开输出电机线,再次开机后观察变频器面板显示的输入频率,同时测量交流输出端子。可能原因是变频器启动参数设置错误,控制面板停机后未复位,现场开关无法开机。或者是外部电流控制方式控制时仪表420ma信号消失,可检查仪表节点处理或调节参数改为手动控制。手动给定运行频率。3.运行时“过电压”保护,变频器停止输出。检测办法和判断 :检查电网电压是否过高,或者是电机负载惯性太大并且加减速时间太短导致的制动问题。 4.运行时“过电流”保护,变频器停止输出 。检测办法和判断 :主要是因为电机堵转或负载过大。可以检查负载情况降低负载。5.运行时“过热”保护,变频器停止输出。检测办法和判断 :视各品牌型号的变频器配置不同,可能是环境温度过高超过了变频器允许限额,检查散热风机是否运转是否损坏。6.运行时“接地”保护,变频器停止输出。检测办法和判断 :参考操作手册,检查变频器及电机是否可靠接地,或者测量电机的绝缘度是否正常。 一般低压电机必须大于0.5兆欧。同时摇电机绝缘时,一定要将电机电源线同变频器断开,防止损坏变频器整流部分。8.变频器内部发出异味。检测办法和判断 :切勿开机,很可能是变频器内部主滤波电容有破损漏液现象。 9.如判断出变频器部件损坏,则联系供应商或送交专业维修中心处理。

二、变频器故障分析

(一)参数设置类故障

常用变频器在使用中,是否能满足传动系统的要求,变频器的参数设置非常重要,如果参数设置不正确,会导致变频器不能正常工作。

1.参数设置

常用变频器,厂家对每一个参数都有一个默认值。在这些参数值的情况下,用户能以面板操作方式正常运行的,但以面板操作并不满足大多数传动系统的要求。但事实上大部分用户一般都要求由仪表DCS自动控制。所以,用户在正确使用变频器之前,要对变频器参数时从以下几个方面进行:(1)确认电机参数,变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。(2)变频器采取的控制方式,即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度,需要进行静态或动态辨识。(3)设定变频器的启动方式,一般变频器在出厂时设定从面板启动,用户可以根据实际情况选择启动方式,可以用面板、外部端子、通讯方式等几种。(4)给定信号的选择,一般变频器的频率给定也可以有多种方式,面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定,当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和。正确设置以上参数之后,变频器基本上能正常工作,如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。(5)转矩控制,一般厂家默认较低,可根据实际情况调节电机启动转矩百分比,以丹佛斯2800为例,一般设置160%。(6)抗晃电功能选择,一般变频器都自带抗晃电功能,可根据参数调节自启动及抗晃电时间。

2.参数设置类故障的处理

一旦发生了参数设置类故障后,变频器都不能正常运行,一般可根据说明书进行修改参数。如果以上不行,最好是能够把所有参数恢复出厂值,然后按上述步骤重新设置,对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。

(二)过压类故障

变频器都有一个正常的工作电压范围,当电压超过这个范围时很可能损坏变频器,变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。常见的过电压有两类。1.输入交流电源过压这种情况是指输入电压超过正常范围,一般发生在节假日负载较轻,电压升高或降低而线路出现故障,此时最好断开电源,检查、处理。2.发电类过电压这种情况出现的概率较高,主要是电机的同步转速比实际转速还高,使电动机处于发电状态,而变频器又没有安装制动单元,有两起情况可以引起这一故障。

当变频器拖动大惯性负载时,其减速时间设的比较小,在减速过程中,变频器输出的速度比较快,而负载靠本身阻力减速比较慢,使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高,电动机处于发电状态,而变频器没有能量回馈单元,因而变频器支流直流回路电压升高,超出保护值,出现故障,处理这种故障可以增加再生制动单元,或者修改变频器参数,把变频器减速时间设的长一些。

(三)过流故障

过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均,输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障,说明变频器逆变电路已环,需要更换变频器。

(四)过载故障

过载故障包括变频过载和电机器过载。其可能是变频器选型过小,加速时间太短,直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重,所选的电机和变频器不能拖动该负载,也可能是由于电机润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器;如后者则要对电机进行检修。

(五)其他故障

1.欠压

说明变频器电源输入部分有问题,需检查后才可以运行。

2.温度过高

如电动机有温度检测装置,检查电动机的散热情况;变频器温度过高,检查变频器的通风情况。

参考文献

[1]通用变频器维修技术,王仁祥编。中国电力出版社

[2]丹佛斯变频器技术手册

[3]西门子S600变频器使用手册