變頻器運行中出現(xiàn)的故障及分析

【摘要】變頻器是把工頻電源通過整流、逆變環(huán)節(jié)，轉換成不同頻率的交流電源，以滿足生產(chǎn)中電動機轉速可以控制、調(diào)節(jié)的要求。從而控制工藝設備，使工藝介質(zhì)達到需要的控制值。近些年來，變頻器因為其科技含量高，功能齊全，在工業(yè)控制中得到了廣泛的應用。也對維護工作提高了要求。本文簡要講述了維護過程中遇到的典型故障的處理方法與原因分析。

【關鍵詞】變頻器；故障處理；原因分析

變頻器具有靈活的調(diào)速功能和精確的保護功能，并可以通過控制面板實時監(jiān)測電機的運行參數(shù)和運行狀態(tài)。基于以上優(yōu)點，變頻器在我廠廣泛應用于進料泵、風機、攪拌器和旋轉閥的控制。變頻器控制雖然優(yōu)于傳統(tǒng)的電機控制方式，但在使用過程中，也不可避免的出現(xiàn)一些故障。

當發(fā)生故障時，變頻器保護會立即動作并停機，并顯示故障代碼或故障類型，大多數(shù)情況下可以根據(jù)顯示的故障代碼迅速找到故障原因并排除故障。但也有一些故障的原因是多方面的，并不是由單一原因引起的，因此需要從多個方面查找，逐一排除才能找到故障點。下面介紹一下生產(chǎn)調(diào)試中出現(xiàn)的故障及解決方法。

1.接地故障

1.1 故障現(xiàn)象

某裝置丹佛斯低壓FC301系列變頻器在調(diào)試過程中，在50赫茲左右運行大約10分鐘就顯示“接地”故障停機。

1.2 處理過程

變頻器報“接地”，首先檢查變頻器的輸出外線，用絕緣搖表測量電纜和電動機的接地電阻（搖絕緣時一定要將電纜和變頻器分開，否則有可能損壞變頻器），沒有發(fā)現(xiàn)電纜及電動機有接地和短路故障。進而檢查變頻器的設置參數(shù)，與運行正常的變頻器參數(shù)核對，沒有發(fā)現(xiàn)錯誤設置。所以懷疑是變頻器內(nèi)部電路有問題，更換相同型號的變頻器后開機，出現(xiàn)同樣的故障現(xiàn)象。閱讀FC301系列變頻器使用手冊，發(fā)現(xiàn)該變頻器的輸出電纜的長度不能超過75米，測量現(xiàn)場電機電纜的長度在150米以上。聯(lián)系變頻器廠家，廠家建議將FC301系列變頻器更換為FC302系變頻器列變頻器，F(xiàn)C302變頻器的輸出電纜長度可以超過150米。更換為FC302系列變頻器后，運行正常。

1.3 原因分析

變頻器報接地故障，除了實質(zhì)性接地故障和變頻器內(nèi)部故障之外，因電纜過長而產(chǎn)生較大的分布接地電流，也是導致發(fā)生接地故障的重要原因之一。

變頻器輸出是PWN調(diào)制波，頻率在1～ 20kHZ。工程上一般使用頻率為3kHZ。在長電纜輸出時電纜相線和相線之間、相線和屏蔽層之間，都存在分布電容。電纜越長，則分布電容越大，從而產(chǎn)生的分布電流也越大。變頻器內(nèi)部的電流檢測電路檢測到分布電流后，保護動作并停機。

出現(xiàn)這種情況，除了更換不同型號變頻器外，還可以在變頻器輸出端串聯(lián)交流電抗器。變頻器輸出電壓中的高次諧波經(jīng)過交流電抗器濾除，3kHZ以上的頻率成分沒有了，只有0～50HZ的工頻電壓，在分布電容中產(chǎn)生的漏電流就可忽略不計，從而保證變頻器的正常運行。

2.電流超限跳閘

2.1 故障現(xiàn)象

某裝置料倉的6臺旋轉閥電機用VLT8000變頻器控制。工藝要求旋轉閥堵料后，現(xiàn)場傳感器監(jiān)測到旋閥轉速低于2轉/分（甚至更低）時，儀表給變頻器一個反轉信號，變頻器反轉。但每次堵料時，變頻器直接跳閘，報“ALARM 12”電流超限故障，沒有實現(xiàn)反轉功能。

2.2 處理過程

變頻器報“ALARM 12”電流超限故障，與電流限定值有關。查看變頻器輸出電流的設定值為變頻器的額定電流，符合變頻器操作手冊要求。現(xiàn)場對電機盤車，反轉方向沒有發(fā)現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。懷疑是控制反轉的二次回路有斷線，校線證明接線正常。隨后用信號發(fā)生器，獨立給變頻器加頻率信號，手動啟動反轉，反轉功能正常，確定外部線路沒有問題。重新檢查變頻器相關參數(shù)，發(fā)現(xiàn)“過流時延時跳閘”的設定值為30秒，改為61秒（61秒=OFF）。

重新開機后，發(fā)生堵料時，現(xiàn)場電機不轉。到配電室查看，反轉接觸器K2吸合，運行指示燈亮。將變頻器數(shù)字量端子的運行功能設置由原來的“START”改為“START INVERSE”（反轉并啟動）。

經(jīng)過以上修改，當再次發(fā)生堵料時，電機反轉（反轉時間根據(jù)工藝要求設定）后再正轉，就可按工藝要求將料輸送下去。

2.3 原因分析

變頻器“過流時延時跳閘”的設定值決定變頻器的輸出電流超過電流極限后，變頻器應該堅持多長時間。改為61秒，相當于此功能不起作用。若此參數(shù)設置低于60秒，變頻器在傳感器還未檢測到低轉速時，故障電流已經(jīng)達到電流極限值的設定值，導致故障跳閘，使控制回路被故障繼電器的常閉點斷開，復位前無法實現(xiàn)反轉功能。

若要將運行的電機實現(xiàn)反轉功能，還必須將變頻器數(shù)字量端子的運行功能設置為 “START INVERSE”（反轉并啟動）。因為反轉信號只能控制電機的旋轉方向，不能取代啟動命令。而“START INVERSE”（反轉并啟動）將反向運行和啟動命令集成在了一起。電機發(fā)生堵轉后，旋閥降速至設定值，儀表給變頻器發(fā)送一個反轉信號。變頻器接收到信號后，調(diào)整轉向并自動啟動。

3.結論

當變頻器出現(xiàn)故障報警或跳閘時，維護人員可以通過變頻器面板的故障代碼方便快捷的了解故障類型，也可以通過翻看參數(shù)查看保護動作時的電流、電壓、頻率等數(shù)值。但同樣的故障類型可能由不同的原因引起，同樣的故障原因也可能引起不同的故障顯示。所以在維護工作中，應根據(jù)現(xiàn)場實際情況，具體現(xiàn)象具體分析，從而縮小故障查找范圍，減少故障排除時間，提高工作效率。

參考文獻

[1]盧繼平.電力系統(tǒng)繼電保護[M].重慶大學出版社，2003.

[2]丹佛斯變頻器編程指南[S].

[3]丹佛斯VLT8000變頻器操作說明[S].