变频器故障诊断技术分析与探究

王高建

【摘要】伴随着近代工业智能化技术发展，变頻器已被深应用到个领域，其功能越来越强大，有效性相应地提高，但假如使用不恰当，维护不及时，仍然会产生故障从而影响或缩短设备的使用年限。因此，采用高效的变频器故障诊断技术对工业及其自动化领域的发展至关重要。

【关键词】变频器自动化 技术故障 诊断技术

随着逆变技术的不断发展，变频器已被广泛应用于多个工业控制领域。由于技术原因，普通工人往往很难检测到许多驱动器故障和判断，由于比较困难招聘专业人士，只有等待一个新的逆变器制造商来取代，导致耗时太长，极大影响生产效率，为了处理好替代周期长的问题，企业经常使用买一些备用变频器被替换，因此无形中增加了企业生产成本。如果解决故障诊断和维修问题，通过研究和发展自己，应用合适的措施，在比较短的时间内，维修好变频器，而不用整个换掉，可以最大限度地减少损失。所以，处理好诊断与维修问题对于减轻工业生产非常有意义。本文对变频器故障及其诊断技术进行了探讨。

2变频器故障

2.1变频器的故障多种多样，通常分类如下。

（1）时间性故障

①设备老化失灵，在变频器设工作到后期经常出现，其主要原因是元器件老化失效、磨损产生的影响；②突发故障，经常突然失去某些性能；③不间断性故障，时有时无的特性。

（2）故障产生的规律

①恒久性故障，例如主电路功能的晶闸管被损坏的故障现象，该故障造成的损失将永远存在；②突发发性故障，如元器件脱焊、接触不良号和抗干扰信号异常所致，这些现象属于间歇性故障。

（3）故障产生的位置

①断电意味着由变频器造成的电网电压平衡，如过电压、欠电压、少相等；②内部故障，说的是硬件的问题，比如整流滤波电容器发生短接、过电压等故障

2.2变频器故障分析

（1）主电路故障。

①整流器损伤，整流器坏掉是变频器的主要电路的常见故障之一。一般变频器整流设备为三相全波整流器，变频器承担所有的整流器，输入功率过高，极易产生击穿损坏，一般的变频器无法输送电时，会发生保险丝熔断等迹象，三相输入端或者输出端为低电阻（电阻最小达到正常兆欧）或短路。更换整流器时，需在散热片表皮层接均匀涂摸有一层极好的导电性能的硅材料，再拧紧螺钉。

②输入电能电阻坏掉。产生的因素：核心电路接触器闭合差引起的流通时间太长和烧伤；充电电流过大而烧性；重新启动时，主电路上电和工作信号电路同时充电 ，很容易烧伤。其损伤特征烧毁，熏黑的外壳表现一般，爆裂和其它损害的迹象。

③变频器模块烧毁。逆变器模块损坏的原因是多方面的，如输出负载短路、过载、大电流连续运行；负载波动较大，造成过电流过大；散热设备散热不好，致使模块温度过高，从而导致模块的性能不佳、参数发生变化等问题，使逆变器输出异常。

（2）辅助控制电路发生故障。

①驱动电路故障。使用于驱动变频器的驱动电路，但也很容易被损坏。通常有明显的损坏的迹象，如设备（电容，电阻，晶体管和印刷板等）的爆发，颜色，断裂，驱动电路损坏呈现出来最常见的现象是少相或三相电压不等、不平衡等特征。

②开关电源损毁。开关电源损坏的一显著特征是变频器的功率没有显示。最常见的是开关出现问题，脉冲变压器坏掉，以及整流二极管，滤波电容器长期使用，导致电容自我调节能力下降。

3变频器故障诊断技术

3.1基于神经网络的变频器故障诊断

神经网络控制器没有数据模型的对象，所以可以对神经网络的故障进行预测和诊断，这种方法是科学的、合理的，当故障类型和故障信号之间的关系特别不能说明它的方法是比较合理的。逆变装置系统具有很强的随机性和模糊性，传统的故障检测方法已经无法应用，再应用神经网络可以解决这个问题。基于神经网络的故障诊断有很多优点，但也存在一些问题，这些问题主要存在于：获取样本比较困难；难以理解网络权值的表达形式；不重视专家的经验和知识。

3.2基于DSP的故障诊断方法

整流电压波形整流电路的方法是指正常运行和故障运行时的分析和分类，对“区域”的定义和故障模型的建立，对故障诊断的频谱分析措施进行升级，根据特征值判断查找；其次、归纳实验与数字信号处理算法和系统的实现，证明其该方法的可操作性。

3.3基于信号处理的变频器故障诊断

通过傅里叶分析法对三相全控电流故障诊断的基本思路是，通过对一些关键点的分析，对时域的频域信息进行分析，根据蝙蝠的具体特点进行故障诊断，并确定故障类型，然后利用相位特性进行故障诊断，并确定故障位置，利用沃尔什分析法对三相全控流进行故障诊断，在波形的基础上形成一个周期的时域波形的时域波形，在频率域的特定功能的故障，然后逆变器故障检测和测定。基于数学模型的故障诊断的信号处理方法不需要，因为对象具有许多优点，如：诊断速度快，灵敏度高，操作简单，也可以进行各种在线故障诊断。

4结语

本文着重阐述了近几年来国内外最新科研成就，在变换器故障诊断、故障诊断技术的发展趋势等方面借用数字信号处理器芯片完成报警系统的组成和诊断，具有很大的发展空间。

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