一般變頻器常見故障及處理

1、一般變頻器常見故障及處理目前人們所說的交流調(diào)速系統(tǒng)，主要指電子式電力變換器對交流電動機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)。變頻調(diào)速系統(tǒng)以其優(yōu)越于直流傳動的特點(diǎn)，在很多場合中都被作為首選的傳動方案，現(xiàn)代變頻調(diào)速基本都采用 16位或32位單片機(jī)作為控制核心，從而實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制，調(diào)速性能與直流調(diào)速基本相近，但使用變頻器時(shí)，其維護(hù)工作要比直流復(fù)雜，一旦發(fā)生故障，企業(yè)的普通電氣人員就很難處理，這里就變頻器常見的故障分析一下故障產(chǎn)生的原因及處理方法。 1.參數(shù)設(shè)置類故障 常用變頻器在使用中，是否能滿足傳動系統(tǒng)的要求，變頻器的參數(shù)設(shè)置非常重要，如果參數(shù)設(shè)置不正確，會導(dǎo)致變頻器不能正常工作。 1.1參數(shù)設(shè)置 常用變頻器，一般出

2、廠時(shí)，廠家對每一個(gè)參數(shù)都有一個(gè)默認(rèn)值，這些參數(shù)叫工廠值。在這些參數(shù)值的情況下，用戶能以面板操作方式正常運(yùn)行的，但以面板操作并不滿足大多數(shù)傳動系統(tǒng)的要求。所以，用戶在正確使用變頻器之前，要對變頻器參數(shù)時(shí)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行： 第一，確認(rèn)電機(jī)參數(shù)，變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。 第二，變頻器采取的控制方式，即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據(jù)控制精度，需要進(jìn)行靜態(tài)或動態(tài)辨識。 第三，設(shè)定變頻器的啟動方式，一般變頻器在出廠時(shí)設(shè)定從面板啟動，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況選擇啟動方式，可以用面板、外部端子、通訊方式等幾

3、種。 第四，給定信號的選擇，一般變頻器的頻率給定也可以有多種方式，面板給定、外部給定、外部電壓或電流給定、通訊方式給定，當(dāng)然對于變頻器的頻率給定也可以是這幾種方式的一種或幾種方式之和。正確設(shè)置以上參數(shù)之后，變頻器基本上能正常工作，如要獲得更好的控制效果則只能根據(jù)實(shí)際情況修改相關(guān)參數(shù)。 1.2參數(shù)設(shè)置類故障的處理 一旦發(fā)生了參數(shù)設(shè)置類故障后，變頻器都不能正常運(yùn)行，一般可根據(jù)說明書進(jìn)行修改參數(shù)。如果以上不行，最好是能夠把所有參數(shù)恢復(fù)出廠值，然后按上述步驟重新設(shè)置，對于每一個(gè)公司的變頻器其參數(shù)恢復(fù)方式也不相同。 2.過壓類故障 變頻器的過電壓集中表現(xiàn)在直流母線的支流電壓上。正常情況下，變頻器直流電為

4、三相全波整流后的平均值。若以 380V線電壓計(jì)算，則平均直流電壓Ud= 1.35 U線513V。在過電壓發(fā)生時(shí)，直流母線的儲能電容將被充電，當(dāng)電壓上至760V左右時(shí)，變頻器過電壓保護(hù)動作。因此，變頻器來說，都有一個(gè)正常的工作電壓范圍，當(dāng)電壓超過這個(gè)范圍時(shí)很可能損壞變頻器，常見的過電壓有兩類。 2.1輸入交流電源過壓 這種情況是指輸入電壓超過正常范圍，一般發(fā)生在節(jié)假日負(fù)載較輕，電壓升高或降低而線路出現(xiàn)故障，此時(shí)最好斷開電源，檢查、處理。 2.2發(fā)電類過電壓 這種情況出現(xiàn)的概率較高，主要是電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速比實(shí)際轉(zhuǎn)速還高，使電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器又沒有安裝制動單元，有兩起情況可以引起這一故障。

5、第一，當(dāng)變頻器拖動大慣性負(fù)載時(shí)，其減速時(shí)間設(shè)的比較小，在減速過程中，變頻器輸出的速度比較快，而負(fù)載靠本身阻力減速比較慢，使負(fù)載拖動電動機(jī)的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出的頻率所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速還要高，電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒有能量回饋單元，因而變頻器支流直流回路電壓升高，超出保護(hù)值，出現(xiàn)故障，而紙機(jī)中經(jīng)常發(fā)生在干燥部分，處理這種故障可以增加再生制動單元，或者修改變頻器參數(shù)，把變頻器減速時(shí)間設(shè)的長一些。增加再生制動單元功能包括能量消耗型，并聯(lián)直流母線吸收型、能量回饋型。能量消耗型在變頻器直流回路中并聯(lián)一個(gè)制動電阻，通過檢測直流母線電壓來控制功率管的通斷。并聯(lián)直流母線吸收型使用在多電機(jī)傳動系統(tǒng)，這種系統(tǒng)往往有一

6、臺或幾臺電機(jī)經(jīng)常工作于發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生再生能量，這些能量通過并聯(lián)母線被處于電動狀態(tài)的電機(jī)吸收。能量回饋型的變頻器網(wǎng)側(cè)變流器是可逆的，當(dāng)有再生能量產(chǎn)生時(shí)可逆變流器就將再生能量回饋給電網(wǎng)。 第二，多個(gè)電動施動同一個(gè)負(fù)載時(shí)，也可能出現(xiàn)這一故障，主要由于沒有負(fù)荷分配引起的。以兩臺電動機(jī)拖動一個(gè)負(fù)載為例，當(dāng)一臺電動機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于另一臺電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速時(shí)，則轉(zhuǎn)速高的電動機(jī)相當(dāng)于原動機(jī)，轉(zhuǎn)速低的處于發(fā)電狀態(tài)，引起故障。在紙機(jī)經(jīng)常發(fā)生在榨部及網(wǎng)部，處理時(shí)需加負(fù)荷分配控制?？梢园烟幱诩垯C(jī)傳動速度鏈分支的變頻器特性調(diào)節(jié)軟一些。 3.過流故障 過流故障可分為加速、減速、恒速過電流。其可能是由于變頻器的加減速時(shí)間太短

7、、負(fù)載發(fā)生突變、負(fù)荷分配不均，輸出短路等原因引起的。這時(shí)一般可通過延長加減速時(shí)間、減少負(fù)荷的突變、外加能耗制動元件、進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計(jì)、對線路進(jìn)行檢查。如果斷開負(fù)載變頻器還是過流故障，說明變頻器逆變電路已環(huán)，需要更換變頻器。 4.過載故障 過載故障包括變頻過載和電機(jī)器過載。其可能是加速時(shí)間太短，直流制動量過大、電網(wǎng)電壓太低、負(fù)載過重等原因引起的。一般可通過延長加速時(shí)間、延長制動時(shí)間、檢查電網(wǎng)電壓等。負(fù)載過重，所選的電機(jī)和變頻器不能拖動該負(fù)載，也可能是由于機(jī)械潤滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機(jī)和變頻器；如后者則要對生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行檢修。 5.其他故障 (1)欠壓。說明變頻器電源輸入部分有問題，

8、需檢查后才可以運(yùn)行。 (2)溫度過高。如電動機(jī)有溫度檢測裝置，檢查電動機(jī)的散熱情況；變頻器溫度過高，檢查變頻器的通風(fēng)情況。 (3)對于其他情況，如硬件故障，通訊故障等，可以同供應(yīng)商了解。 技術(shù)應(yīng)用欄目文章 4變頻調(diào)速技術(shù)在我廠二聯(lián)合裝置上的應(yīng)用女/趙韶華 河南南陽油田精蠟廠473132摘要：針對煉油廠動設(shè)備的實(shí)際工藝狀況，闡述了一種變頻調(diào)速控制的原理及使用情況，以及在實(shí)際運(yùn)行過程中的各種情況分析，解決了一些實(shí)際問題，并從節(jié)能角度說明了變頻控制的優(yōu)點(diǎn)。 變頻調(diào)速技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種可用于控制變速交流異步電動機(jī)的新型節(jié)電技術(shù)。同時(shí)它把多年來對電機(jī)進(jìn)行連續(xù)、無級調(diào)速的夢想變成現(xiàn)實(shí)。具有調(diào)速范圍

9、寬，故障率低，啟動電流小，正反轉(zhuǎn)容易可實(shí)現(xiàn)軟啟動，軟停止，起動轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)。使轉(zhuǎn)行的機(jī)械變速面貌大為改善。機(jī)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠。在用于風(fēng)機(jī)、水泵、油泵等變負(fù)載情況下其節(jié)能效果尤為顯著。 二聯(lián)合裝置是我廠三期擴(kuò)建重點(diǎn)工程，投資甚巨，工藝流程復(fù)雜且多臺電機(jī)負(fù)載變化較大，比較適合變頻調(diào)速運(yùn)行。 一、變頻調(diào)速基本原理及控制原理 1.基本原理：目前使用較多的是“交-直-交”變頻，原理如圖1所示，將50Hz交流整流為直流電Ud，再由三相逆變器將直流逆變?yōu)轭l率可調(diào)的三相交流供給鼠籠電機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。 2.控制原理：變頻調(diào)速裝置主電路(見圖2)由空氣開關(guān)QF1，交流接觸器KM1和變頻器VF組成，由安裝在配電柜面

10、板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)SA，復(fù)位開關(guān)SB；或安裝在現(xiàn)場防爆操作柱上啟動按鈕SB和停止按鈕SB2控制VF的運(yùn)行： (1)啟動VF時(shí)必須先合上QF1和QF2，使SA置于啟動位置，KM1便帶動電觸點(diǎn)閉合，來電顯示燈HL2亮；此時(shí)按下SB，也可以按下現(xiàn)場SB1使KA1帶電觸點(diǎn)閉合，VF投入運(yùn)行同時(shí)運(yùn)行指示燈HL3亮。 (2)需要停止VF時(shí)，按下SB2使KA1失電，VF停止運(yùn)行，此時(shí)HL3滅；置SA于停止位置，KM1斷開同時(shí)HL1亮表示停機(jī)。 (3)如果在運(yùn)行過程中VF有故障FLA、FLC端口將短接，KA2帶電，KM帶電其觸點(diǎn)斷開，同時(shí)故障指示燈HL3亮并報(bào)警。 由于工藝條件復(fù)雜，實(shí)際運(yùn)行過程中有多方面不確定因

11、素，為安全其見，每臺變頻器均加有一旁路接觸器 KM2；如果KM1或VF發(fā)生故障時(shí)保證電機(jī)仍能變頻運(yùn)行。變頻調(diào)速實(shí)行閉環(huán)負(fù)反饋?zhàn)詣涌刂萍从蓛x表裝置供給變頻器1V和CC端口420MA電信號，靠信號大小改變來控制VF頻率高低變化達(dá)到調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出功率的目的，使泵流量和實(shí)際工藝需求最佳匹配，實(shí)現(xiàn)儀表電氣聯(lián)合自動控制體系。 二、實(shí)際運(yùn)用分析 1.變頻調(diào)速實(shí)行工藝過程控制，由于生產(chǎn)流程和工藝條件的復(fù)雜性；不通過實(shí)踐有些問題不被人們認(rèn)識，只有通過實(shí)踐才能找出解決這此問題方法和途徑。 在閉環(huán)控制回路中，變頻器作用類似風(fēng)開式調(diào)節(jié)閥，對于實(shí)用風(fēng)關(guān)式調(diào)節(jié)閥控制回路需在變頻器上設(shè)定最低下降頻率，當(dāng)儀表裝置故障時(shí)

12、變頻器輸出最低頻率，保證電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，維持工藝流程最低安全量，不至于生產(chǎn)中斷。變頻器下限頻率設(shè)定必須通過實(shí)際測試，不能隨意變動。就拿 P6101A脫丙烷塔進(jìn)料泵來說，當(dāng)時(shí)調(diào)試時(shí)當(dāng)儀表信號4AM時(shí)，變頻器輸出頻率10Hz，此時(shí)根本達(dá)不到工藝需要流量，通過儀表、電氣專業(yè)人員多測試設(shè)定4MA信號輸出23Hz能達(dá)到最低安全量，故23Hz便沒定為法定下限參數(shù)，這樣既可保證工藝安全運(yùn)行又有27Hz的頻率調(diào)節(jié)范圍。完全達(dá)到變頻調(diào)節(jié)目的。 2.機(jī)泵有多條支路情況是變頻調(diào)速閉環(huán)控制難點(diǎn)。這里考慮因素很多，情況也千差萬別，選定控制方案要進(jìn)行縝密分析和細(xì)致比較，否則會造成項(xiàng)目失敗。一般情況下多條支路流量壓力差別較大時(shí)，

13、選擇流量大或壓力高的支路作為調(diào)節(jié)參數(shù)，控制變頻器，其它支路采用調(diào)節(jié)閥，當(dāng)量上的支路控制參數(shù)發(fā)生變化或擾動所需調(diào)節(jié)量很小，不致于對量的支路造成影響，而量大的支路，控制參數(shù)變化所需的調(diào)節(jié)量，能滿足小支路的調(diào)節(jié)，最終達(dá)到平衡。 3.所有變頻器均安裝在配電柜機(jī)，安全起見，均加有旁路接觸器KM2，當(dāng)變頻調(diào)速裝置出現(xiàn)故障時(shí)，電機(jī)可以自動切換到旁路正常運(yùn)行，這一點(diǎn)是很重要的，因?yàn)樽冾l器的許多操作情況我們不很熟悉一旦出故障便失去調(diào)節(jié)手段。在二聯(lián)合剛投產(chǎn)時(shí)就出現(xiàn)過這種情況，丙烯精餾塔回流泵P6107A回路變頻器試運(yùn)行時(shí)有點(diǎn)問題，一時(shí)找不出原因，為不耽誤工期，只有先打到旁路試運(yùn)行。此外，調(diào)節(jié)閥也不能隨意取消，裝置

14、開工或新裝置投產(chǎn)時(shí)調(diào)節(jié)閥的作用是變頻器取代不了的。 4.電機(jī)發(fā)熱問題。電機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)電機(jī)發(fā)熱普遍存在，也非常棘手。電機(jī)變頻運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)身溫度升高，前軸端發(fā)熱，有時(shí)可達(dá)到80發(fā)熱因素較復(fù)雜，通過實(shí)踐認(rèn)為電機(jī)質(zhì)量是引起發(fā)熱的主要原因。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，施工人員換上質(zhì)量好的潤油脂也能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 三、變頻裝置實(shí)際效果分析 1.降低電機(jī)起動電流，減小對電網(wǎng)電壓沖擊。如P6106A回路，電機(jī)功率55KW如果工頻起動電流高達(dá)719A，變頻起動電流只有150A左右，真正實(shí)現(xiàn)軟啟動，并且起動轉(zhuǎn)矩也增加一倍，保持整個(gè)電網(wǎng)可靠運(yùn)行。 2.解決了電機(jī)經(jīng)常過負(fù)荷問題。P6101A電機(jī)(丙烯精餾塔回流泵)額定功率45KW，電機(jī)過負(fù)荷跳閘。變頻運(yùn)行在相同情況下電機(jī)運(yùn)行功率降為48kW，電流77A，減小了電機(jī)損耗，安全可靠。 3.效益分析 (1)技術(shù)效益，采用先進(jìn)變頻調(diào)速技術(shù)后，對機(jī)泵進(jìn)行了無級調(diào)速，根據(jù)流量變化自動調(diào)節(jié)機(jī)泵功率，實(shí)現(xiàn)恒壓變量運(yùn)行，波動極小，電機(jī)可以在不同的流量下自動調(diào)速，提高了運(yùn)行效率。 (2)經(jīng)濟(jì)效益：通過對P6101A55KW電機(jī)工頻、變頻一周運(yùn)行情況觀察可得以下數(shù)據(jù)，效益十分可觀 四、回顧與展望