变频器常见故障的检测与维修探析

林隆眉

摘要：现今，在社会高速发展和工业化水平不断提升的环境中，工业行业的自动化范围不断的扩大，变频器作为实现自动化不可缺少的关键组成。变频器具备调速平滑、范围广、效率高、启动电流低、稳定度高、节能等优势，其被大量使用在各个社会领域。然而因为受到环境、使用年限和人为等原因的影响，致使其较常发生故障，对生产带来影响。本文就变频器的常见故障和维修方法展开讨论和阐述。

Abstract： Nowadays， in the environment of rapid social development and continuous improvement of industrialization level， the scope of automation in the industrial industry is constantly expanding， and the inverter is an indispensable key component for achieving automation. Inverter has the advantages of smooth speed regulation， wide range， high efficiency， low starting current， high stability and energy saving， so it is widely used in various social fields. However， due to the impact of the environment， service life and human factors， it often fails and affects production. This article discusses and elaborates on the common faults and maintenance methods of the inverter.

关键词：变频器;故障检测;故障维修

Key words： frequency converter;fault detection;fault repair

中图分类号：TM921.51                                 文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）25-0181-02

0  引言

在当今这个工业领域自动化程度不断深入的大环境中，变频器的使用量不断的提升，其为生产的顺利进行提供保障[1]。变频器为借助变频和微电子技术所实现的，其为借助对电机的工作电源频率进行更改从而实现对交流电动机进行调控的电力调控设施的一类[2]。变频器能够对输出电源的电压以及频率起到调节作用的关键依据为其所配备的IGBT，其能够以电机的现实需求为参照向其供应适合的电压，从而实现节能、调速的效果，还有就是其还能提供对过流、过压、过载的保护。

1  常见故障

1.1 过流故障

导致过流故障发生的原因主要为变频器自身以及外部电气设施出现异常。首先，若是变频器的原因，那么绝大多数是因为未能将参数进行合理的设定和其硬件部分有缺陷[3]。若是发生过流故障，就要借助钳形电流表对变频器流出的电力实施检测，得到相应的数值，看其是否处于平衡的状态，如果其失衡，说明其里面的期间发生了损坏。如果是由于外部电气设施所造成，常常是由于电机负载在短时间的变化幅度较显著，进而对其造成极大的冲击，导致过流现象的发生。电极和其电缆线绝缘被破坏也会造成过流现象发生，如果变频器配备测速编码的装置，那么就可能是由于其速度反馈信号发生不正常以及丢失情况所造成的。

1.2 欠压故障

主要由以下原因导致：第一，电源缺相。出现缺相状况后，整流状态由三相转为二相，带上负载之后，就造成整流的DC电压处于较低状态，导致欠压[4]。第二，限流或者短路限流电阻的晶闸管部位发生异常，变频器里布的滤波电容进行不了充电操作。第三，多部变频器仪器运作，导致电网电压的暂时性减少，若是降低时长突破变频器的局限范围，就导致欠压。

1.3 过压故障

主要由以下原因导致：第一，由于减速时长设定较短，导致停机过程中电机的转速过大。第二，制动电流的设置值过高或制动时长过短。第三，投进补偿电容的过程中导致电网电压突增达到峰值，造成过压[5]。第四，制动或减速所用时长范围较小，因为电机反馈所带来的能量集中在滤波电容里，造成过压。第五，发生雷电现象时，导致电网出现高压现象，对变频器造成冲击。第六，电源过电压的时长突破变频器的设定标准。

1.4 过热故障

主要原因如下：第一，在变频器工作期间散发大量热量，特别是在高频状态中。若是附近环境温度较高，造成其里部器件温度大幅升高，为了对电路进行保护，其会自动停机。第二，变频器的通风渠道受阻以及其风扇受损，对其散热产生抑制，造成过热。第三，若是变频器处于超载状态时，其电流量就会增加，散发的热量也会提升，造成过热。

1.5 对电机进行控制期间，电机出现机械振动

主要由以下原因导致：第一，机械设施的螺丝出現松动，使得原有的振动频率发生更改。第二，变频器没有设定“回避频率”的相应数值。第三，在变频器和电机间的距离过大，同时载波频率数值较大，就会导致振动。第四，不具备反馈矢量调控的变频器的工作频率过小，若是未超过6Hz，就会出现振动。第五，三相电压失衡，导致定子绕组形成的旋转磁场形状发生改变，导致转矩失衡出现振动。

1.6 过载故障

出现过载现象的部位有电机和变频器两处，首先前者出现过载现象是由于变频器功率较小，不能为电机的运作提供充足的动力，还有就是电机的附带设施的润滑度降低也会造成过载现象[6]。后者发生过载的原因是由于加速时长较短、电压较小以及直流自动量较高，一般能够借助延长加速、制动时长和增加电压的方式来处理。

2  常用检测方式

2.1 静态检测

首先是开展整流电路的检测工作。把变频器里的直流电源N/P位置找到，同时将万能表的电阻位置调节到X10位置，把黑表帮和R、S、T的位置进行连接，红表棒就和位置P进行连接，阻值在几十欧左右[7]。如果将黑表棒和位置P进行连接，红表棒和R、S、T的位置依次连接，那么阻值就会向无穷大趋近，之后在将红表棒与N位置进行连接，将以上步骤重复操作，结果无差异。如果发生以下状况，就可以判断电路发生故障：第一，红表棒与P位置连接期间电阻无穷大，就说明启动电阻或者整流桥发生异常;第二，阻值失衡，就说明整流桥发生故障。其次是开展逆变电流的检测工作。将红表棒和P位置进行连接，将黑表棒和U、V、W顺次连接，阻值大概为几十欧，阻值波动不大。但是反接后的阻值趋近无穷大。将黑表棒和N位置进行连接，将以上步骤反复操作，预期结果无差异，否则就说明逆变模板发生故障。

2.2 动态测试

借助静态测试，同时检测结果相同情况下就能够开展动态检测工作，需要借助电机来实现。在实施检测的期间，要重点关注以下几点：首先，连通电流前，要确保输入电压无误，如果在220V的变频器里接上380V的电源就会造成炸机[8]。其次，保证变频器的所有接口的连接状态处于稳定、无误的状态，若连接失误也会导致变频器发生故障，严重的话也会造成炸机的现象发生。然后，检测故障显示内容，同时对导致故障发生的因素进行定位。最后，若是未显示出故障，就要检测相应的参数，看其是否出现差错，同时將参数复位后，没有接通电机的状态下，把变频器进行开启，与此同时检测由U、V、W端所输出的电压，如果数值处于失衡状态，就说明驱动板或者模板发生故障。

3  维修措施

3.1 常规检查

在将变频器连接电机之前要对附近环境的温、湿状况进行检测，若是温度过高就会造成变频器出现过热警告的现象，甚至会造成其内部功率零件受损、电源短路;若是环境湿度过大，就会造成其内部出现短路现象。当变频器处于运作的状态下就要检查其冷却系统有没有出现异常，主要有以下内容：风道的排风效果和风机有没有出现不正常的声响;若是防护级别较高的就能够直接进行安装，无需考虑周围环境因素，以IP20为级别评定标准，在其级别之下的就使用柜式，由此变频柜的散热成效会对其能否实现顺利运作产生直观性作用;变频器的散热位置是检测的重点;电抗器、变压器有没有出现异味和过热的现象;变频器的面板电流数值是否位于正常范围内，或者其差值过大，输出的三相电压和电流有没有出现失衡的现象[9]。

3.2 定期维护

要对变频器实施定期的维护工作，主要有以下内容：对其空气过滤器进行清理，将其所堆积的灰尘进行清除;对螺丝钉、栓和插件进行检查，看其有没有出现不牢固的现象;检查输入输出电抗器的对地及相间电阻有没有发生短路的状况，标准状态下是超过几十欧;检查导体和绝缘体位置有没有出现氧化现象，使用酒精进行处理;若是有条件，就借助示波器对开关处电源电压的稳定性进行检测;检查驱动电路的所有通路波形的方波有没有出现变形的状况;检查接触器的触点位置有没有出现打火的现象，若是情况严重就要及时换下。维护工作要每年开展一回。

3.3 设备更换

变频器的内部结构比较复杂，当中一些零件在经过长时间的使用后出现性能下降、老化的现象。这也导致其出现故障的关键因素，要想实现其能够长时间的运作，就要对其相应的零件进行定期的更替。首先，冷却风扇。功率部位为其发热量最大的零件，其持续运作所生成的热量一定要得到有效的散出，常规的风扇使用周期大概在10到40kh的范围内。所以变频器的风扇使用周期在2到3年，直接冷却风扇分为二线与三线两类，前者是由正负极构成，在更换时要注意。后者在正负极的基础上还增加了检测线，在更换期间一定要重点关注，不然就会造成变频器热度过高。交流电扇分为220V和380V两类，更换时要注意电压数值。其次，滤波电容。其又能叫做电解电容，关键作用为对直流电压进行平滑，将其中的低频谐波进行吸取，其在持续运作期间所散发的热量与变频器的热量仪器作用会使电解液的蒸发效率增加，对其容量产生直观性的作用。正常状态中，电容的生命周期是5年。但是对其检查的工作要一年进行一回，若是其容量降低度达百分之20，就要进行更换。

4  结束语

在高速发展的当今工业生产领域内，变频器的使用愈加广泛。变频器能够起到变频节能的效果，其能够被应用在自动化系统里，不但可以对生产工艺和产品水平的提升起到促进作用，还可以实现电机的软启动，延长了电机的使用寿命，降低损耗。所以，对其进行定期的检修和维护，将其故障及时的排除，实现其为社会生产力的提升助力的效果，这对于工业效益和社会经济均展现着重要的意义。

参考文献：

[1]蒋卫良，杨生华，芮丰华.高压变频器和在煤矿带式输送机上的应用[J].煤炭工程，2018，50（11）：67-70.

[2]孙振勇.西门子SINAMICS系列变频器主从控制在环形车上的应用[J].起重运输机械，2019（9）：96-99.

[3]郑培飞.高压变频器矢量控制技术在煤矿提升机中的应用[J].四川水泥，2019（5）：132.

[4]蔡东，周建永.螺杆泵机械装置防倒转与变频器减速停机防倒转的结合应用[J].石化技术，2019（7）：368.

[5]牟宗魁.四象限变频器在矿山长距离下运带式输送机中的应用[J].水泥，2019（6）：58-61.

[6]韩小虎，刘向坤.西三线、轮吐线荣信RHVC系列变频器故障原因统计分析[J].信息周刊，2019（6）：0153.

[7]李琪.变频器在5000t油压机油泵电机节能技术上的应用[J].电工技术，2019（18）：10-11.

[8]师远征.HD2000水冷变频器在电动钻机上的应用[J].电气传动自动化，2019（1）：36-37.

[9]付丽.便携式多功能变频系统检修仪在油田中的应用[J].石油石化节能，2016，6（04）：11，47-52.