淺析變頻器運行故障及其處理

洪應明

摘 要：變流器是當今控制技術與信息技術結合的高科技產品，不僅運行效率較高，并且自動化程度較為先進。變頻器在運行過程中受到多種因素影響，非常容易出現過壓、欠壓和過載等經常出現的故障。所以說，變頻器相關故障問題要想及時發現與解決，就必須針對其故障進行深入的研究。筆者結合變頻器的維修經驗，針對其技術發展提升予以論述，期望能夠讓這項技術能夠更加安全可靠。

關鍵詞：變頻器；運行故障；處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.215

微電子技術與電力電子技術在近幾年來的得到了突飛猛進的發展，但是交流電動機中變頻器是主要的調速方式，因此，得到了很大的進步與發展。變頻器在各個領域的運用越來越廣泛，所以變頻器非常難以避免故障的出現。由于，變頻器只要是出現故障就會讓生產出現的損失非常的嚴重。因此，我們要高度重視變頻器故障問題。診斷變頻器故障技術的研究尤為重要和具有深刻的意義。

1 變頻器的簡介

變頻器主要包含交-直-交變頻器和交-交變頻器兩種。電壓型交-直-交變頻器主電路所有的功率需要較少的開關元件，電網測基本使用二極管整流，具有較高的功率因數，多樣化的控制，簡單的線路，所以具有較為廣泛的應用。三相交流點整流成為直流電是整個電路模塊起到的作用；控制逆變器中主開關器件有規律的斷與通是逆變電路模塊的主要作用，進而能夠讓三相交流電能夠處于任意頻率；中間直流環節模塊的作用是對無功能量予以緩沖。變頻器中控制電路模塊起到指揮中心的作用，主要是通過對運算電路、驅動電路、檢測電路、輸出電路以及控制信號的輸入等構成，逆變器主要是針對完整的整流器電壓控制與各種保護功能和開關控制的完成，這些也是經常出現的各種故障的環節。

2 變頻器運行故障的影響因素

大體上可將變頻器運行故障的影響因素歸納為以下幾個方面：

（1）環境因素。由于變頻器本身屬于電子裝置，其對使用環境的要求較高，如果運行環境的振動沖擊較大，則容易引起變頻器運行故障。同時，潮濕、腐蝕性氣體和灰塵較多的環境，也會影響變頻器的運行；

（2）雷電因素。感應雷是雷擊的一種形式，由此形成的沖擊電壓會對變頻器造成一定影響，嚴重時可能會導致變頻器損壞；

（3）諧波因素。常規的變頻器產品基本上采用的都是PWM控制方式，由此使得變頻器運行過程中容易出現高次諧波電流，還可以能出現電壓波形畸變的情況，從而對電源系統造成影響。

3 變頻器運行故障的處理對策

3.1 環境因素的對策

變頻器的安裝使用環境要求非常特殊，例如：防過熱、防潮濕、防腐蝕、防爆和防塵等，如果不能夠滿足上述要求就必須要求采取相應防范措施。具體步驟如下：

（1）溫度對集成電路等一系列的電子元件的壽命以及可靠性的影響非常大。超過了規定的溫度就會導致使用壽命有所降低和元器件老化的加快，器件最終會出現損壞的現象。安裝西門子變頻器通常會對通風間隙予以留出，并且另外加裝軸流風機對通風效果進行加強，這樣就能夠讓變頻機始終保持低于40℃的溫度。如果不能夠滿足這些要求，就必須要求加裝空調等一系列的降溫設備。日常管理需要對變頻器冷卻風扇與空氣濾清器進行定期檢查，對空氣濾清器進行清理，保證設備正常運行；

（2）電子元器件會因為塵埃以及腐蝕、潮濕性氣體等環境的因素，會出現絕緣性能降低、接觸不良和生銹的問題，最終造成電氣短路的現象出現。因此，變頻器安裝環境應當選取封閉式結構環境，并且需要定期對其進行防腐防塵。不連續使用變頻器，就應當在場所內進行安裝除濕設備和換氣裝置等防潮措施；

（3）電子元器件受到振動產生機械損傷是很常見的，所以在變頻器與基礎間避振通常采取防止橡膠墊的方法，通過變頻器頻率屏蔽的功能對電動脈沖轉矩成分予以減少，起到避振的作用；

（4）在防爆場所不能夠安裝變頻器，變頻器必須要求控制室或者配電間必須符合防爆等級的要求才能夠予以安裝，防爆電動機內需要引接輸出電線源，防爆場所間接使用，電氣線路要求在鋼管中穿過敷設并且需要可靠接地。

3.2 偉肯變頻器出現過壓故障

偉肯變頻器運行過程中出現過壓故障主要是超額電壓值導致。過壓故障發生在停機的情況下，通常都是由于減速時間或者制定電阻等一系列問題導致。運行過程中，偉肯變壓器出現過壓故障就是變壓器自身與使用環境的問題。在雷雨天氣，變頻器受到雷電影響會出現跳閘故障，解決這個故障的方法也很簡單，斷開電源一分鐘，重新復位電源就可以解決。如果發生故障時不是雷電天氣，就考慮下減速時間、外部接線、負載慣性、制動電阻等系列因素。停止過程變頻器輸出頻率出現逐漸下降，輸出頻率抵御負載電機頻率的故障。我們可以看到這樣故障主要是變頻器驅動大慣性負載的原因。有很多原因可以導致過壓故障，多個電動機拖動一個負載就會很容易出現過壓故障。電動機具有差異性的轉速，原動機只要是電動機的高轉速，發電狀態主要由低轉速提供，這樣過壓故障就出現了。上述故障只要修改參數就可以解決，對于符合分配控制還能夠讓變頻器特性調解軟一些。

3.3 抗電磁干擾

主電路接地線可以采用匯流排的方式予以接地。獨立接地的方式是對線路最好的控制，不得高于1Ω的接地電阻。控制地與I/O傳感器、接口屏蔽層相連。儀表等電源輸入端加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環等。變頻器輸入端加裝EMI濾波器能夠對電網傳導干擾有所抑制。直流電抗器和輸入交流電抗器不僅能夠讓諧波污染有所減少，還能夠讓功率因數予以提高。變頻器與電機距離大于100米就必須要求在輸出側加裝交流電抗器來讓輻射干擾減少。

電力系統運行是一個長期、幾乎不間斷的過程，保護系統作為此系統的很重要也最復雜的二次系統需要長時間的、細心的維護。隨著網絡、控制技術的發展不斷會有新技術加入這一領域，這要技術、管理人員不斷提高，掌握新技術后同步我們的運行、維護管理策略，這樣才能保證系統的長治久安。

參考文獻：

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