淺談變頻器常見故障的診斷與維修

1、淺談變頻調(diào)速系統(tǒng)常見故障的診斷與維修作者:楊萬彪(楚雄技師學院時間:2011年8月27日摘要:變頻器由于集成度高,功能強大,故障的排除有一定程度的復(fù)雜性,但一般情況下,變頻器的控制核心微處理器系統(tǒng)與其他電路部分之間設(shè)有可靠的隔離措施,因此出現(xiàn)故障的機率很低。所以,當變頻調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,應(yīng)將檢修的重點放在主電路及微處理器以外的接口電路部分。關(guān)鍵詞:變頻器微處理器主回路控制回路論文主題:一、引言用變頻器對三相籠型異步電動機調(diào)速,只要平滑調(diào)節(jié)頻率,就可得到轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)節(jié),由于變頻器調(diào)速時.電動機運行在固有特性上,所以在各種電機調(diào)速系統(tǒng)中效率最高,同時性能也最好,其調(diào)速范圍相當寬,根據(jù)不同的變頻電

2、源,調(diào)速范圍可在100:1上,甚至可從零頻率開始運行,并保持其指標,是交流調(diào)速的主要發(fā)展方向,在現(xiàn)代工業(yè)中已廣泛使用。變頻器由于原理、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其故障的排除有一定程度的復(fù)雜性。變頻器在運行中發(fā)生故障,有屬于硬件方面的品質(zhì)毛病,也有使用維護不得法方面的問題。對于前者,要通過檢測找到故障硬件進行修復(fù)或更換,但查找重點一般放在控制中心單片機系統(tǒng)以外的電路上。這是因為單片機系統(tǒng)與其他電路之間都設(shè)有可靠的隔離措施,故障率很低,即使發(fā)生故障,現(xiàn)場條件和常規(guī)手段也難以檢測。對于使用維護方面的問題,應(yīng)以變頻器自診斷及保護功能動作時顯示的信息為線索進行分析,同時采用適當?shù)臋z測手段找到故障點并修復(fù)。二、常見故障診

3、斷1 變頻器無輸出電壓故障原因為:(1主回路不通重點檢查主回路通道中所有開關(guān)、斷路器、接觸器及電力電子器件是否完好,導(dǎo)線接頭有無接觸不良或松脫。(2控制回路接線錯誤,變頻器未正常起動以說明書為依據(jù),認真核對控制回路接線,找出錯誤處并加以糾正。2 電動機不能升速主要原因為:(1交流電源或變頻器輸出缺相電源缺相使變頻器輸出電壓降低,變頻器輸出缺相造成三相電壓不對稱而產(chǎn)生負序轉(zhuǎn)矩,都使電動機電磁轉(zhuǎn)矩變小,不能驅(qū)動負載加速,應(yīng)檢查熔絲有無燒斷,導(dǎo)線接頭有無松脫斷路。(2頻率或電流設(shè)定值偏小頻率設(shè)定在低值點上使頻率受到限制無法升高而不能加速。電流值設(shè)定偏小,則產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的能力被限制,使電動機剩余轉(zhuǎn)矩過

4、小而不能加速。因此,應(yīng)檢查頻率和電流設(shè)定值是否適當。若電流設(shè)定值已達變頻器的最大值,這說明變頻器容量偏小,應(yīng)換較大容量變頻器。(3調(diào)速電位器接觸不良或相關(guān)元件損壞頻率給定值不能升高。3 轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或不能平滑調(diào)節(jié)這種故障一般是受外界條件變化的影響,無規(guī)律且多為短暫性,主要影響源為:(1電源電壓不穩(wěn)定。(2負載有較大波動。(3外界噪聲干擾使設(shè)定頻率起變化,可通過檢測找到故障點和采取相應(yīng)的解決措施。4 過電流故障這是較常見的故障,可從電源負載,變頻器振蕩干擾等方面找原因。(1電源電壓超限或缺相電壓超限而過高或過低,應(yīng)按說明書規(guī)定的范圍進行調(diào)整。無論電源缺相或變頻器輸出缺相,都導(dǎo)致電動機轉(zhuǎn)矩減小而過流

5、。(2負載過重或負載側(cè)短路重點檢查機組無異聲,振動和卡滯現(xiàn)象,是否因工藝條件或操作方法改變而造成超載。負載側(cè)短路或接地.可用兆歐表進行檢測。逆變器同一橋臂的兩只晶體管同時導(dǎo)通也形成短路。(3變頻器設(shè)定值不適當一是電壓頻率特性曲線中電壓提升大于頻率提升,造成低頻高壓而過流。二是加速時間設(shè)定過短,需要加速轉(zhuǎn)矩過大而造成過流。三是減速時間設(shè)定過短,機組迅速再生發(fā)電回饋給中間回路,造成中間回路電壓過高和制動回路過流。(4振蕩過流一般只在某轉(zhuǎn)速(頻率下運行時發(fā)生。主要原因有兩個:一是電氣頻率與機械頻率發(fā)生共振,二是純電氣回路所引起,如功率開關(guān)管的死區(qū)控制時間,中間直流回路電容電壓的波動,電動機滯后電流的

6、影響及外界干擾源的干擾等。找出發(fā)生振蕩的頻率范圍后,可利用跳躍頻率功能回避該共振頻率。(5電流互感器損壞其現(xiàn)象表現(xiàn)為,變頻器主回路送電,當變頻器未啟動時,有電流顯示且電流在變化.這樣可判斷互感器已損壞。(6主電路接口板電流、電壓檢測通道被損壞,也會出現(xiàn)過流電路板損壞可能是:由于環(huán)境太差,導(dǎo)電性固體顆粒附著在電路板上,造成靜電損壞?；蛘哂懈g性氣體,使電路被腐蝕。電路板的零電位與機殼連在一起,由于柜體與地角焊接時,強大的電弧,會影響電路板的性能。由于接地不良,電路板的零伏受干擾,也會造成電路板損壞。(7由于連接插件不緊、不牢例如電流或電壓反饋信號線接觸不良,會出現(xiàn)過流故障時有時無的現(xiàn)象。(8生產(chǎn)

7、機械廠家設(shè)計的電氣部分有缺陷,例如變頻器的U、V、W三個輸出端不是直接連接到電動機,而是中間增增加了一套繼電器控制。由變頻器輸出的三相交流電源輸送到繼電器,然后又由繼電器輸送到電動機,造成的后果是,啟動按鈕按下后,變頻器馬上得電投入運行,并按各功能參數(shù)之設(shè)定運行,輸出電壓也是馬上獲得,幾乎沒有時間差,而輸出電壓要經(jīng)過繼電器的吸合時間延誤,就相當于變頻器不是使電動機逐漸加速,而是直接全壓使電機高速起動,起動時加速時間內(nèi)過電流也是自然而然的事。5 過電壓故障此故障常發(fā)生在機組減速制動時,過壓原因大都與中間回路及制動環(huán)節(jié)有關(guān),主要是:(1電源電壓過高,一般超過10%以上。(2制動電阻值過大或損壞,無

8、法及時釋放回饋的能量而造成過電壓。(3中間回路濾波電容失效(電容較小或檢測電路故障。應(yīng)認真檢查電容器有無異味、變色,安全閥是否脹出,箱體有無變形及漏液。此電容器一般五年應(yīng)更換一次。(4減速時間設(shè)定過短。6 低電壓故障主要問題在電源方面。(1交流電源電壓過低或缺相。(2供電變壓器容量過小,線路阻抗過大,帶載后變壓器及線路壓降過大而造成變頻器輸入電壓偏低。(3變頻器整流橋二極管損壞使整流電壓降低。7 電動機運行正常,但溫度過高主要原因為:(1設(shè)定的u/f特性和電動機特性不適配。(2連續(xù)低速運行。(3負載過大。(4變頻器輸出三相電壓不平衡。8 環(huán)境溫度過高(1內(nèi)部冷卻風扇損壞或運轉(zhuǎn)不正常。(2通風口

9、被雜物堵塞。(3負載過重。對上述各種故障的診斷,通過檢測分析,一般均可較快找到故障點。三、維修實例1、富士變頻器通電后各種顯示正常,但無輸出電壓。查電源主回路通道完好,核對控制回路接線無錯誤,因顯示正常,變頻器內(nèi)部應(yīng)無故障。進一步檢查控制回路,才發(fā)現(xiàn)FWD(正轉(zhuǎn)與CM(公共端之間串聯(lián)的接觸器常開輔助觸頭未接通,使變頻器不能正常啟動。將觸頭修復(fù)好,故障排除。2、國產(chǎn)上海曉磊變頻器,上電后變頻器LED顯示器無顯示,冷卻風扇不運轉(zhuǎn),電機不能運行。重新安裝同型號變頻器,進行現(xiàn)場試驗和檢查發(fā)現(xiàn),變頻器工作過程中,經(jīng)常出現(xiàn)“upOC”(加速時過電流。對變頻器功能參數(shù)的“Fn006”(第一加速時間進行調(diào)整,

10、將其數(shù)值由原來的10S調(diào)整為15S,調(diào)整后,測試結(jié)果又出現(xiàn)“upOC”及“dbOC”(減速中過流,停車中過流,于是對變頻器功能參數(shù)的“Fn007”(第一減速時間進行調(diào)整,數(shù)值由原來的10S調(diào)整為15S,并按STOP/R(故障復(fù)位鍵復(fù)位,再次進行試驗,仍然出現(xiàn)類似故障,難于解決問題,隨后檢查電動機,電動機電源引出線和供電電源,確認正常,排除這三部分存在問題的可能,仍將檢查重點集中在變頻器,再次對變頻器功能參數(shù)進行相應(yīng)的調(diào)整,反復(fù)測試仍不能解決,調(diào)試中,出現(xiàn)次數(shù)最多的故障顯示是“upOC”,遂停止調(diào)試。決定對整個電氣控制線路進行檢查,檢查中發(fā)現(xiàn)變頻器U、V、W 與電動機之間不是直接連接,而是加了一只交流接觸器,正是由于這樣的主回路結(jié)構(gòu),使電動機的啟動,不是按變頻器輸出頻率由低到高的變化逐漸加速啟動,由于接觸器吸合及操作的時間延誤,而使電動機幾乎是全壓啟動,這樣就造成加速時間內(nèi)及減速時間內(nèi)老是過電流。根據(jù)此次故障分析,對設(shè)備的控制線路進行改進,拆除了變頻器后面的交流接觸器,由變頻器直接連接電動機,并將變頻器的功能參數(shù)調(diào)整回原設(shè)定值,多次試驗,設(shè)備工作正常,沒有再出現(xiàn)上述類似故障。3、富士變頻器運行中電動機不