變頻器在使用中常見故障及其分析

【摘要】為防患于未然，事先對故障原因進行認真分析顯得尤為重要。本文主要介紹了變頻器的一些常見故障處理和維修方法，并簡述了其故障產生的原因及預防策略。

【關鍵詞】變頻器；問題；故障 為防患于未然，事先對故障原因進行認真分析顯得尤為重要。本文主要介紹了變頻器的一些常見故障并簡述了其故障產生的原因及預防策略。筆者結合自身的實踐經驗淺談如下自己的看法與觀點：

1變頻器的常見故障分類

根據變頻器發生故障或損壞的特征，一般可分為兩類：一種是在運行中頻繁出現的自動停機現象，并伴隨著一定的故障顯示代碼，其處理措施可根據隨機說明書上提供的指導方法，進行處理和解決。這類故障一般是由于變頻器運行參數設定不合適，或外部工況、條件不滿足變頻器使用要求所產生的一種保護動作現象；另一類是由于使用環境惡劣，高溫、導電粉塵引起的短路、潮濕引起的絕緣降低或擊穿等突發故障（嚴重時，會出現打火、爆炸等異常現象）。這類故障發生后，一般會使變頻器無任何顯示，其處理方法是先對變頻器解體檢查，重點查找損壞件，根據故障發生區，進行清理、測量、更換，然后全面測試，再恢復系統，空載試運行，觀察觸發回路輸出側的波形，當6組波形大小、相位差相等后，再加載運行，達到解決故障的目的。

2變頻器的故障原因及分析

2.1整流塊的損壞。 變頻器整流橋的損壞也是變頻器的常見故障之一，早期生產的變頻器整流塊均以二極管整流為主，目前部分整流塊采用晶閘管的整流方式（調壓調頻型變頻器）。中、大功率普通變頻器整流模塊一般為三相全波整流，承擔著變頻器所有輸出電能的整流，易過熱，也易擊穿，其損壞后一般會出現變頻器不能送電、保險熔斷等現象，三相輸入或輸出端呈低阻值（正常時其阻值達到兆歐以上）或短路。在更換整流塊時，要求其在與散熱片接觸面上均勻地涂上一層傳熱性能良好的硅導熱膏，再緊固螺絲。如果沒有同型號整流塊時，可用同容量的其它類型的整流塊替代，其固定螺絲孔，必須重新鉆孔、攻絲，再安裝、接線。

2.2充電電阻易損壞。 導致變頻器充電電阻損壞原因一般是：如主回路接觸器吸合不好時，造成通流時間過長而燒壞；或充電電流太大而燒壞電阻；或由于重載啟動時，主回路通電和RUN信號同時接通，使充電電阻既要通過充電電流，同時又要通過負載逆變電流，故易被燒壞。其損壞的特征，一般表現為燒毀、外殼變黑、炸裂等損壞痕跡。也可根據萬用表測量其電阻（不同容量的機器，其阻值不同，可參考同一種機型的阻值大小確定）判斷。

2.3逆變器模塊燒壞。 中、小型變頻器一般用三組IGTR（大功率晶體管模塊）；大容量的機種均采用多組IGTR并聯，故測量檢查時應分別逐一進行檢測。IGTR的損壞也可引起變頻器OC（+pA或+pd或+pn）保護功能動作。逆變器模塊的損壞原因很多：如輸出負載發生短路；負載過大，大電流持續運行；負載波動很大，導致浪涌電流過大；冷卻風扇效果差；致使模塊溫度過高，導致模塊燒壞、性能變差、參數變化等問題，引起逆變器輸出異常。輔助控制電路故障 變頻器驅動電路、保護信號檢測及處理電路、脈沖發生及信號處理電路等控制電路稱為輔助電路。輔助電路發生故障后，其故障原因較為復雜，除固化程序丟失或集成塊損壞外，其他故障較易判斷和處理。

2.4主回路常見故障及分析。 主回路主要由三相或單相整流橋、平滑電容器、濾波電容器、IPM逆變橋、限流電阻、接觸器等元件組成。其中許多常見故障是由電解電容引起。電解電容的壽命主要由加在其兩端的直流電壓和內部溫度所決定，在回路設計時已經選定了電容器的型號，所以內部的溫度對電解電容器的壽命起決定作用。電解電容器會直接影響到變頻器的使用壽命，一般溫度每上升10 ℃，壽命減半。因此一方面在安裝時要考慮適當的環境溫度，另一方面可以采取措施減少脈動電流。采用改善功率因數的交流或直流電抗器可以減少脈動電流，從而延長電解電容器的壽命。

在電容器維護時，通常以比較容易測量的靜電容量來判斷電解電容器的劣化情況，當靜電容量低于額定值的80%，絕緣阻抗在5 MΩ以下時，應考慮更換電解電容器。

2.5控制回路常見故障及分析。 控制回路影響變頻器壽命的是電源部分，是平滑電容器和IPM電路板中的緩沖電容器，其原理與前述相同，但這里的電容器中通過的脈動電流，是基本不受主回路負載影響的定值，故其壽命主要由溫度和通電時間決定。由于電容器都焊接在電路板上，通過測量靜電容量來判斷劣化情況比較困難，一般根據電容器環境溫度以及使用時間，來推算是否接近其使用壽命。

電源電路板給控制回路、IPM驅動電路和表面操作顯示板以及風扇等提供電源，這些電源一般都是從主電路輸出的直流電壓，通過開關電源再分別整流而得到的。因此，某一路電源短路，除了本路的整流電路受損外，還可能影響其他部分的電源，如由于誤操作而使控制電源與公共接地短接，致使電源電路板上開關電源部分損壞，風扇電源的短路導致其他電源斷電等。一般通過觀察電源電路板就比較容易發現。

邏輯控制電路板是變頻器的核心，它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大規模集成電路，具有很高的可靠性，本身出現故障的概率很小，但有時會因開機而使全部控制端子同時閉合，導致變頻器出現EEPROM故障，這只要對EEPROM重新復位就可以了。

IPM電路板包含驅動和緩沖電路，以及過電壓、缺相等保護電路。從邏輯控制板來的PWM信號，通過光耦合將電壓驅動信號輸入IPM模塊，因而在檢測模快的同時，還應測量IPM模塊上的光耦。