淺析變頻器常遇問題及故障防范措施

摘 要:隨著工業技術的不斷進步，變頻器在各個領域的使用也逐漸廣泛，伴隨出的問題也慢慢凸顯出來。列如:參數設置不標準、使用方法不規范、設置環境不合理，都會造成變頻器誤動作及故障出現，從而無法滿足預期的運行效果。本文主要介紹了變頻器使用時常見的問題及故障防范。

關鍵詞:變頻器 故障 措施

中圖分類號:TN77文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)08(a)-0090-011 變頻器應用中的干擾

1.1 變頻器對電源的干擾主要是電源波形畸變，產生高次諧波

1.2 外界對變頻器的干擾

若變頻器周圍存在干擾源，它們將通過輻射或電源線入侵變頻器的內部，電網波形畸變，整流二極管承受的反壓升高，容易損破壞整流電路(模塊)中的二極管。

防范措施:輸入端串聯交流電抗器，此設備對高頻諧波阻抗大，基頻通過基本順利;采用電容吸收，電容對高頻容抗較小，高頻信號被短路(分流);加專用無線電干擾濾波器。

1.3 變頻器對其他設備的干擾

使其他設備出現誤動作、過熱、噪聲和振動;產生的無線電波干擾會影響到無線電接收裝置工作，甚至導致停止工作;對變頻器的外部控制信號產生干擾，變頻器的正常運行受到影響;使變頻器驅動的電動機產生噪音、振動和發熱。

防范措施:

①在輸入端串聯交流電抗器，在直流測插入直流電抗器，或在輸入端接入濾波器濾波器原理:串聯諧振回路并讓諧振頻率時阻抗最小;

有源濾波器:檢測電路檢測出高次諧波后，控制電路產生與諧波反相的電流來削弱諧波;

②無線電干擾波的抑制

電線傳導無線電干擾波:采用噪聲濾波變壓器對高次諧波形成絕緣;插入電抗器提高對高次諧波的阻抗;插入濾波器將高次諧波短路。

輻射無線電干擾波:導線用雙絞線制成，并縮短電線長度，變頻器輸入、輸出線用鐵管屏蔽，變頻器外殼要接地，變頻器輸入、輸出端串電抗器，插入濾波器。

③電動機噪聲的對策

采用變頻器驅動時電動機噪聲要比電源直接控制的電動機高5～10dB(A).

2 變頻器應用中的常遇故障

2.1 參數設置故障

變頻器的操作面板是非常重要的人機操作界面，它不但能實現頻率、電流、轉速、線速度、輸出功率、輸出轉矩、端子狀態、閉環參數、長度等物理量的監控，和對這些物理量進行存儲與修改，而且能夠實現參數的輸入功能。通過變頻器的故障報警提示，對上述物理量進行相應的修改，并排除一些故障。

參數設置類故障的防范措施。

操作面板是最重要的人機操作界面，它不單單能夠實現參數的輸入功能，而且能各物理量進行在線存儲與修改，以及變頻器故障的基本信息，所有這些都可以為變頻器的故障排除提供必要的信息。變頻器是以半導體元件為中心構成的靜止裝置，由于使用環境的變化，以及其零部件常年累月的變化、壽命等原因而發生故障，為了避免意外發生必須進行日常檢查和定期檢查。

2.2 過壓類故障

變頻器的過電壓主要表現在直流母線的支流電壓上.在正常情況下，變頻器直流電為三相全波整流后的平均值.若以380V線電壓計算，則平均直流電壓Ud=1.35U線＝513V.在過電壓發生時，直流母線的儲能電容將被充電，當電壓上至760V左右時，變頻器過電壓將自我保護。因此，對于變頻器而言，都有一個正常的工作范圍，當電壓越過這個范圍時，很可能損壞變頻器，常見的過電壓有兩類:1、發電類過電壓2、輸入交流電源過壓。

2.3 過載故障

電動機在運行中，運行電流超過了額定電流但又小于過流限定值，運行時間又較長，稱為過載。過載的基本特征是:電流雖然超過了額定值，但幅度不大，也不會形成較大的沖擊電流(否則就變成過流故障)，過載的另一個顯著特征就是時間的積累過程較長，當積累時間達到一定的程度時才報過載故障

過載故障發生的主要原因有以下幾點:

(1)機械超負荷運轉，主要特征是電動機開始發熱，可從變頻器顯示屏上讀取運行電流來發現;(2)三相電壓不平衡，從而引起某相的運行電流逐漸過大，最終過載跳閘，其特點是電動機發熱出現問題;(3)誤動作，變頻器內部的電流檢測部分發生故障時，由于檢測出的電流信號偏大，從而導致過載跳閘。

過載故障的解決措施:

(1)檢驗電動機是否發熱，若電動機的升溫不高，則首先應檢查變頻器的電子熱保護功能預設得是否處在合理范圍，若變頻器尚有余量，則應擴大電子熱保護功能的預置值。(2)檢查電動機側三相電壓是否平衡，若電動機側的三相電壓出現問題，則應再檢查變頻器輸出端的三相電壓是否平衡，若也不平衡，則問題出在變頻器的里面。若變頻器輸出端的電壓平衡，則問題在從變頻器到電動機之間的電路線上，應檢查所有接線端的螺釘是否都已擰實擰緊，若在變頻器和電動機之間有接觸器或其它設備，則還應檢查有關設備的接線端是否都已擰緊，以及觸點的接觸狀況是否良好等。

2.4 缺相故障

變頻器產品中主要有單相220V與三相380V的區分，且輸入缺相檢測只存在于三相的產品中。圖1所示為變頻器主電路，R、S、T為三相交流輸入，當其中的一相因為熔斷器或斷路器的故障而形成斷路時，便認為是發生了缺相故障。

變頻器不發生缺相的正常情況下工作，Udc上的電壓如圖所示，一個工頻周期內將有6個波頭，此時直流電壓Udc將不會低于470V，實際上對于一個7.5KW的變頻器來說，其C的值大小一般為900uf，當滿載運行時，可以計算出周期性的電壓降落約為40V，紋波系數不會超7.5％。而當輸入缺相發生時，一個工頻周期中只有2個電壓波頭，且整流電壓最低值為零。此時在上述條件下，可以估算出電壓降落大致為150V，紋波系數要達到30％上下。

3 變頻器應用中雷擊、感應雷電

直擊雷雷擊或感應雷擊形成的沖擊電壓有些時候也會造成變頻器的故障。雷擊分為直擊雷和感應雷。直擊雷是雷電直接劈在雷擊物上，產生的破壞力為最大;感應雷是雷電產生的電磁波在導體上產生的感應高壓，使連接到導體上的電器過載而故障。在電網上，已經安裝了多級避雷器，但前級雷電的殘存電壓或變頻器附近的雷電感應電壓仍然會對變頻器造成破壞。

為防止被雷擊中、感應雷電對變頻器的損害通常在變頻器控制柜中安裝進線避雷器。進線避雷器可采用電源防雷模塊，滑道安裝，并聯接地。該避雷器模塊為間隙放電，沖擊放電電流15kA(10/350μs)，工作電壓250V。也可以采用在電源線上并聯壓敏電阻防雷。

參考文獻

[1]張燕賓.SPWM變頻調速應用技術.機械工業出版社.1999.

[2]張相賓，夏長亮，宋國蘭.變頻調速技術的發展[J].西安:電力電力電子技術，2006，8

[3]孟憲軍.變頻調速技術的現狀與應用[J].佳木斯大學學報，2007，01