变频器的应用与维护

付楠

（大庆油田有限责任公司第二采油厂工程技术大队，黑龙江 大庆 163000）

在矿山开采当中压缩机采用变频技术可以节省大量的电费，同时延长压缩机寿命。另外变频器还具有过压、过载、过流保护作用。在工业自动化不断推进的进程里，变频器的应用越来越广泛。故此，弄清楚其基本构造和基本原理，了解其故障原因以及维护方法，对于社会生产有积极意义。

1 变频器构造、基本原理以及应用注意事项

（1）变频器基本构造。主要有整流单元、滤波单元、逆变单元、制动单元、驱动单元、检测单元、控制单元组成。变频器没有诞生以前利用直流电动机来调节电动机转速，而变频器通过以上组成简化了变频机制并且缩小了设备体积，这样使得整体具有集成效果，减少了维修几率。

（2）变频器基本原理。简单来说，其就是通过各组件发挥作用，将工频电流转变为各种频率的交流电，这样作用于电机使得其速度发生改变。基本过程是：第一，主电路被控制电路控制；第二，整流电路将交流电转化为直流电，并将其输入中间电路；第三，中间电路对直流电进行平滑滤波处理并将其输入逆变电路；第三，在逆变电路作用下直流电再次转化为交流电。一些更为复杂的变频器还需要匹配专业CPU来计算具体的转矩。

（3）变频器应用注意事项。第一，要详细了解负载功率，按照要求来选择变频器，避免功率不足导致变频器发挥不了作用，若是功率过大又会造成电能浪费。第二，变频器存在通用变频器、风机以及泵类专用变频器、主轴专用变频器。需要根据具体用途选择对应的变频器。若是普通负载选择通用型的变频器即可。第三，电流要求。一般在变频器产品铭牌上都有对应的要求，按照要求供电运行即可。不过若是具有较大惯性的负载，为了避免设备损伤需要同时选择带有制动单元的变频器。第四，若是电机属注塑机、压缩机，又或者是电机具有带载启动特点，特别是六级之上电机，变频器选择需要在推荐标准基础上提高一档。第五，需要另外注意的是，变频器容量是以电动机额定电流为准，但是富裕量过大，则会造成电能浪费，同时整体设备运转的安全性并没有得到明显提升。第六，以电机额定电流为参考选择变频器，其便是确保电机和变频器是最佳适配状态，为了稳妥起见，一般都是要变频器容量稍大于电机额定功率。诚然在实际使用当中，电机额定功率会有损失，这就意味着按照电机额定功率选择变频器是恰当的。

2 变频器的常见故障

（1）过电流跳闸。该故障是变频器最容易出现的故障。主要有以下几种情况：第一，通电即跳现象，即电闸不能复位。导致该种故障的原因有：内部模块故障、驱动电路故障、检

测电路故障。第二，重新启动一提速便跳闸，导致这样结果的是：负载侧发生短路；机械卡顿、逆变电路故障；电动机启动转矩过小；拖动系统不能运转。第三，重新启动运转过程里跳闸，平速、升速、降速都会发生跳闸，导致这一结果的原因有：升速、降速时间值太小引起误动；低频时空载电流因为转矩补偿过大而发生大电流；不当整定电子热继电器，动作电流设置过小，容易引起设备误动。

（2）过电压跳闸，欠电压跳闸。导致过电压跳闸的原因是：电源电压过高；降速时值过小；在降速过程里再生制动当中放电单元发生故障，不能放电、不能完全放电、来不及放电。例如台达变频器在停机过程里发生OU报警，维修之时需要弄清楚OU报警的原因：变频器减速阶段发生报警，表明旋转磁场被电机转子快速切割而产生了能量，该能量被逆变环节二极管传导给了直流环节，最终升高电流母线电压而导致报警。导致欠电压跳闸的原因有：电源缺相；电源电压小；整流桥发生故障。

（3）过热。过热在变频器的使用当中出现几率也较高，导致该故障原因主要有：周围环境温度高；风机堵转；温度传感器功能下降或者质量差；电机过热。一般若是夏天操作过程里发生这类故障，可以考虑变频器制冷出现问题导致通风不佳，或者感受周围环境看温度是否明显升高。应对措施建议采用强制冷方式使得变频器持续发挥功能。

（4）过载故障。一般来说过载故障需要明确是变频器过载还是电动机过载。因为变频器是根据电动机额定功率选择的，而电动机一般具有很强的抗过载能力，所以发生过载故障的一般都是因为变频器过载。具体的确认可以检测变频器的输出电压。

（5）SC故障。该类故障属于变频器常见故障之一，其主要原因之一是IGBT模块损坏，另外驱动电路损坏同样可以导致该故障。需要说明的是，IGBT模块损坏出现的故障体现有电机抖动、三相电流、电压失衡、显示存在频率却没有电压输出等。据此可以初步认定变频器出现了SC故障。

3 变频器的保养与维护

现在我国电子技术发展极快，变频器更新换代十分频繁，最开始是逆变整流一体，而今成为分体式，从性能来说较比之前有了明显提升，功能更加综合。目前变频器厂家众多不过功能上都是大同小异。在实际应用当中会因为外在环境影响等因素，会导致其性能有一定的改变。在故障方面也存在很大的雷同性，对应的处理方案也类似。在具体应用当中需要对变频器进行动态的良好维护，这样才能降低其故障发生几率延长使用寿命。反过来说，若是保养维护工作跟不上就会导致其故障频发，最终导致变频器过早退役。正因为如此需要我们对变频器的保养维护给予足够的重视。

3.1 日常使用维护和检查

在日常检查当中主要有以下步骤：（1)对进出线进行检查，主要是确认其是否发热，螺栓是否松动，若是松动需要禁锢；（2）对变频器的风扇展开排查，要确认其功能正常；（3）在变频器工作过程里要注意其是否有异味出现，主要是辨别其是否会因为局部过热或者磨损，又或者绝缘体老化；（4）对控制面板展开检查，或者确认仪表显示的电压、电流是否在标准值之内。（5）要认真观察或者倾听变频器是否发出警报声或者出现故障。

3.2 定期检查

定期检查主要包括了定期检修、大型检修以及年度检修，三者都是相对来说周期较长的检修工作，主要目的是检查组件是否老化磨损。三者可以对日常检查当中不能详细检查的一些元器件进行认真检查，排除潜在故障。具体操作上主要有：（1）首先拆除变频器控制面板、通讯板的连线，主板拆下以后需要进行清洁，一般都是用毛刷或者吹风机来将灰尘清除。另外还需要对电子板灰尘一并清理。（2）需要对电子板背面连线展开检查排除虚接、焊接不良可能性，观察连线是否出现变色情况，是否存在绝缘破损，若是出现了情况需要及时更换。（3）要对输入输出电抗器展开检查，集中观察其连线是否变色松动，要通过嗅以及看的方式来确认单个电抗器中间绝缘介质性质，若是老化需要处理。（4）检查逆变模块。IGBT管是好是坏，在判断上需要融入万用表，使用上用该表的二极管对PN结正向压降展开检测。需要注意的是，检测开始前需要给IGBT管放电，这样才能确保检测结果正确。正常情况时IGBT管CC极间正向压降基本上为0.5伏。若是该管的3个引脚之间电阻非常小，证明该管已经击穿；若是检测发现3个引脚电阻很大，意味着该管开路已经毁坏。（5）检查功率模块。该模块属于三相桥式输出电路，具体组成包括两部分：第一部分是二极管形成的单相或者三相桥式整流电流；第二部分则是6个IGBT管和6个阻尼二极管形成的三相桥式电路。对该模块展开检测一般都是利用指针万能表的R极管和输极来进行判断。其中将万用表调整到R×1k位置，对6个IGBT管栅极、发射极电阻展开检测，正常情况下电阻值是相等的，若是不相等的话说明驱动电路或者IGBT管已经坏掉。不过这个方法只是对IGBT击穿性损坏有效，开路性损坏这个方法检测不出。将将电路板上的功率模块拆下来，用万用表对6个IGBR管逐个测量，若是其不能导通或者截止，证明该管已经毁掉。

4 结语

变频器应用和维护属于理论、实践要求都比较严格的工作，需要在具体工作里积极学习相关知识总结经验，这样才能保证自己的技能不断提升，能够为设备持续安全运转提供保障。