高压变频器的工作原理和常见故障分析

陈烘民

摘要：随着社会经济的高速发展，电力系统也在不断发展与进步，在实际设施应用中，高压变频器在电力系统中占据着重要的地位以及发挥着重要的作用。但是，由于会受到各种因素的影响，导致在变频器使用过程中会存在一些故障。为提高变频器的安全性、可靠性，在实际运行中必须实施相应的措施。本文简要分析高压变频器的工作原理，探讨其中常见的故障，并在此基础上探究高压变频器常见故障解决策略。

关键词：高压变频器;工作原理;常见故障

在变频器实际使用过程中，通过交流变频器调速技术可以调速交流电机，这一技术具备保护功能完善、可靠性强、节电效果好、调速方法等优点。随着社会的发展与进步，以及电力系统的发展速度的加快，变频器的应用范围也是越来越广泛，但是，同时在检修维护中出现的也有诸多问题。下文主要介绍高压变频器的调速装置基本原理，分析高压变频器常见故障，并针对相应的故障探究相应的预防与处理方法。

1 变频器概述

变频器的工作原理，主要是应用电力半导体器件，在电力半导体器件通断作用下，将工频电源转变为多种频率的交流电源。然后将转变的交流电源提供给电动机，以此改变电动机的转速。现阶段，对于高压变频器，多应用交直交功率单元多电平串联技术。对于高压变频器，拥有对外接口，具备远程控制与在线控制功能。相对于传统调整方式，无论是调速精度、范围、动态响应、通信功能、功率因素、低速转矩、节约电能、使用方面、共组偶效率、智能控制方面都具备优良的性能，这些性能是传统方式无法相比的。

2 变频器优点

2.1 具备良好的节能效果

为保障生产过程中的可靠性，在诸多种类生产机械设备配套动力驱动装置设计时，通常情况下，会为变频器预留多余的电量。如果变频器处于满负荷工作，用于实现驱动装置驱动的动力不会造成电源浪费，但是，很多多余的力矩都会造成有功功率，从而致使电能浪费。

2.2 延长设备使用寿命

引用变频器实现设备启动时，整个过程中对于电机只有很小的冲击，能够实现绝缘损耗的降低，在压力或风量启动时更加平稳;另外，还可以实现风机喘振或水泵水锤效应的降低。在变频器处于低负荷状态运行时，机械系统方面会加你高低转速，能够实现机械磨损的有效降低，从而能够延长设备使用寿命。在机械冲击与磨损等方面都得到降低的情况下，设备的使用寿命得以延长，从而能够将设备维护成本有效降低下来。

2.3 提高自动化水平

在0-50HZ之间，对于变频器的输出效率能够随意调制，并且具备宽泛的频率调节范围，高度的调节精度，从而实现真正的无极调速，能够有效实现自动化、网络化控制，从而有效实现生产工艺控制的改善，产品质量方面的提升。

2.4 减小对电网的启动冲击

在使用变频器过程中，电机应用软启动原理，只需要很小的启动电流，并且启动电流被限制在额定电流以下，对于电网的冲击很小，而且没有限制电机的启动次数，对于需频繁启停设备的需求能够很好地提供，在投入运行后，变频器谐波较小，能够减少电网污染。

2.5 减少电源的功率设备

如果变频器处于全电压状态下运行，就需要电源电压保持平穩实现设备的启动，除此之外，还需要对电源的功率储备进行相应的提高。在变频技术应用的情况下，由于只需要较小的启动电流，能够在最大程度上降低对电源电压的影响，从而可以大幅减小电源的功率储备，以此降低能源消耗，减少资源浪费。

3 高压变频器工作原理

在高压电输入变频器后，在变频器内部功率系统正常的运行下，实现整流与逆变后，变频器直接输出高压至电机，不再需要升压变压器部件的使用。对于高压变频器，功率单元都是三相输入，应用这种方式的设备在技术可靠性方面都较好，而且能够匹配高压变频器的性能与结构，从而提高设备的可靠性与维护性能。另外，还需要应用叠波技术，通过叠波技术能够消除谐波，促使高压变频器能够输出接近标准的正弦波，正好符合高压变频器的实际工作需求的输出电压波形，从而有效改善高压变频器的输出性能。

4 高压变频器故障分析

对于高压变频器存在的故障，主要可以分为六类，分别是电网波动故障、负载故障、环境温度问题、电气件质量问题、设置错误、通讯故障。其一，电网波动故障。如果供电电源存在故障，无论任何一种故障都会造成变频器的故障。在出现问题时，供电系统的轻变频器会实施保护动作，形成一定的电源波动，这一状况将会导致器件损坏。其二、负载故障，工艺的改变产量增加负载发生变化等问题都会导致变频器保障保护动作，对着这些故障的分析需要分析整个系统。其三，环境温度问题，由于高压变频器内部应用的都是大功率电子元器件，这些器件很容易受到环境的影响，如果物理环境与电气环境都没有达到相应的标准与要求，就会导致高压变频器出现各种故障，因此，在实际应用过程中，应该为高压变频器提供适合的物理环境与电气环境。

5 结束语

总而言之，作为一个智能设备，变频器的整体结构比较复杂，其中任何一个器件出现问题都会导致故障的出现，因此检修维修人员应当掌握变频装置的工作原理，全面了解变频器的结构和各部分的作用，才能确保变频器能够长久运行。

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（作者单位：江苏同芯电气科技有限公司）2307B059-91C0-416A-94E0-4F13ED10951A