我公司變頻器常見故障處理和分析

王　浩

中圖分類號：TM4文獻標識碼：A文章編號：1671—7597(2009)0620036-01

一、引言

隨著變頻器在工礦企業等及應用，故障維修問題也日漸突出。我公司所使用的變頻器主要應用在風機、水泵和卸料閥類負載，共計36臺，全部為380V電源，主要是西門子、富士、臺達等產品。在調試和使用過程中，變頻器常見故障主要有參數設置不當，過電流，過電壓，變頻器超溫或電機超溫。接地故障，電源斷相，輸出故障等。

二、變頻調速的工作原理及控制優點

變頻器是把工頻電源(50Hz式60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現電機的變速運行的設備，通用型一般采用Ac—DC-AC變換方式，整個過程就是整流和逆變，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。使用變頻器其控制優點是能夠有效的節能降耗，其節電率很高。幾乎能將因設計用康余和用量變化浪費的電能全部節省下來。變頻器調速精度高，功率因數高，使用它可以提高產品的質量，產量，并降低物料和設備損耗。調速控制方便、維護簡單，可網絡化集中，遠程控制；可與PLC組成自動控制系統，使生產自動化；使用變頻器變頻后也能夠減少機械磨損和噪音。

三、故障排除實例及原因分析

安徽雪納非金屬材料有限公司，在使用變頻器時，由于生產的產品均為超細粉料(325目一6000目)，粉塵大、運行環境差，相當一部分變頻器均為24小時運行，操作工文化程度平均偏低，這樣勢必造成變頻器出現不同程度的故障。引起故障的現象各不相同，原因也是千差萬別，因此對現場維修經驗是十分寶貴的。下面介紹幾例常見故障，并結合實例分析總結故障原因。

(一)直流過電壓報警故障

PA3變頻器經常出現在運行時直流過電壓F002故障報警，變頻器跳閘。在增大斜波下降時間t后，仍然不能解決。由于西門子M<430系列變頻器沒有內置的制動單元，不能將再生的制動產生的能量消耗掉，而MM440系列變頻器有內置的制動單元，所以將PA3變頻器改為西門子MM440系列，并將變頻器容量由30KW改為37KW。這樣改造后，PA3變頻器沒有再出現故障。

(二)電動機過溫

有時變頻器會出現F0011故障代碼一般可分為變頻器原因和其他原因，變頻器一般應檢查以下幾個方面，電動機銘牌參數和變頻器參數是否一致避免超負荷運行，標稱的電動機溫度超限值(p0626-p0628)必須正確。例如：我公司重鈣車間分級機卸料電機Y180L－6，15KW變頻器就出現電動機過溫故障代碼，檢查變頻器參數發現電動機額定功率設定偏小，原六級電機980轉改為四級電機1480轉，調整參數后故障排除。外部原因首先檢查電動機的重量(P0344)是否合理，必要時加以修改。如果使用的電動機不是西門子的標準電動機，應修改P0626，P0627，P0628。過溫保護的數據。其次檢修電機是否有故障，例如：我公司粉磨車間超細研磨機給料變頻器西門子MM430，4KW電機變頻器面板顯示電動機過溫故障，檢查變頻器參數無誤后用手觸摸電機表面散熱槽發現溫度偏高，用手盤動連接傳動部位，發現負荷較大，檢修電機發現前端蓋軸承損壞，軸承更換后故障排除。一般電機過熱的原因可以總結為電機本身內部原因和外部原因兩種情況。

電機內部原因：電機定子轉子掃堂，軸承損壞，或裝配不當：電機繞組絕緣不好，匝間，相間，對地短路，或接線錯誤：電機定子鐵心硅鋼片絕緣損壞，定子鐵芯短路，引起定子渦流增大，導致電機過熱；電機轉子斷條導致電流增大，溫度上升。

(三)干擾問題

變頻器輸出的0～20mA電流信號由帶屏蔽的雙絞線引至DCS室，波形經常無規律波動，使操作產生誤判斷。判斷為變頻器干擾引起，變頻器采用獨立短粗線重新接地，將0～20mA電流信號屏蔽雙絞線的屏蔽層可靠接地，并將變頻器主回路動力線與信號線分開一定距離，故障現象消除。

(四)電機過流故障

一臺富士7.5千瓦／FP,N7，5P11s一4CX變頻器，帶粉磨車間超細磨隔膜泵電機，在運行時，面板顯示OC1，恢復上電后重啟仍然顯示加速時過電流，按PRG鍵進入菜單并選擇F07和F08變頻器加／減速時間。時間分別設定為60秒和i00秒。參說設定正確。將變頻器和電機間的動力電纜拆下，分別并試驗電機和變頻器，給電機臨時供電，啟動正常并未發現異常聲音。變頻器帶另一臺隔膜泵也運行正常。拆除隔膜泵進漿口，啟動隔膜泵發現出漿料較少，查供漿管路發現漿料管路被堵，清理管路后變頻器運行正常。過流故障是通用變頻器最常見也是最復雜的故障之一，因此排除這類故障時，首先應區別跳閘是由負載原因還是由變頻器的原因引起的。是在加減速過程中還是在恒轉速過程中出現的過流跳閘。區別后就能縮小故障查找范圍，以便于快速準確的排除故障。在外觀看不出明顯的故障痕跡的前提下，可以先將變頻器連接到電機的電纜拆下，分別試驗變頻器和電機。一般過電流故障原因可分為變頻器內部和外部兩方面的原因：

1變頻器內部原因

(1)加速時過電流。當負載的慣性較大，而升速的時間又設定太短，在升速的過程中，變頻器的工作效率上升太快，點擊的同步轉速迅速上升。而轉子的轉速因負載慣性較大而跟不上去，結果使升速電流太大造成變頻器發生故障停機。

(2)降速時過電流。當負載的慣性較大，而降速的時間又設定太短時，同步轉速迅速下降，而轉子因負載的慣性大，仍然維持較高的轉速，這時由于轉子繞組切割磁力線的速度太大而產生大電流造成過電流停機。

2變頻器外部原因

(1)點擊負載突變，引起大的電流沖擊而使過電流保護動作。這類故障一般重新啟動后自動恢復運行。

(2)變頻器容量選擇不當，與負載性能不匹配，引起功能失常、經常過負荷停機甚至損壞。

(3)電機和電纜有接地或短路現象，引起大電流停機故障。

(4)變頻器電源側缺相，輸出側斷相，電機內部故障或接地故障引起過電流。

四、結束語

變頻器是由微處理器控制，它們具有很高的運行可靠性和功能多樣性，完善的保護功能為電動機提供了良好的保護。所以在使用中故障率很低，質量在中等以上的變頻器，本身內部不會出現缺陷故障，故障往往是由外部因素引起的。所以在日常使用過程中除了對變頻器進行定期維護保養以外，還要加強對變頻器所控電機的日常檢查維護，和定期維修工作。經常檢查就地控制柜內控制回路和電纜接線等，以確保變頻器更穩定的工作。