淺析變頻器維修及故障判斷方法

袁麗堅

【摘要】當在進入21世紀的今天，電力電子器件的基片已從Si（硅）變換為SiC（碳化硅），使電力電子新元件具有耐高壓、低功耗、耐高溫的優點；并制造出體積小、容量大的驅動裝置；永久磁鐵電動機也正在開發研制之中。隨著IT技術的迅速普及，變頻器相關技術發展迅速，未來主要向網絡智能化、專門化和一體化、節能環保無公害、適應新能源等方面發展。本文主要介紹了變頻器的維護與檢查、常見維修方法及其故障判斷方法。

我國從20世紀80年代后期推廣使用變頻器，目前已廣泛應用在各行各業，變頻器在節能調、提高生產效率、提高產品質量等方面具有很大的經濟價值和社會價值。隨著電力電子器件的發展，變頻器未來發展將向大容量、小體積高速全數字化發展。真正達到節能環保，成為真正的“綠色產品”。

變頻器維修是一項理論知識、實踐經驗與操作水平結合的工作，其技術水平決定著變頻器的維修質量。從事變頻器維修的人員需要經常學習，了解變頻器內部的電子元器件所具備的功能和特點，掌握變頻器調速技術的基本理論，變頻器的工作原理，并通過實踐不斷積累經從而提高維修技術水平。

一、變頻器維修常用工具儀表

變頻器修理過程中，經常需測量一些參數，如輸入輸出電壓，電流、主回路直流電壓、各電路相關點的電壓、照動信號的電壓與波形等，根據參數和波形情況來分析、判斷故障所在。最基本的儀器設備有：指針式萬用表，數字式萬用表，示波器，頻率計，信號發生器，直流電壓源，電動機等。

二、維護與檢查

為使變頻器可靠運行，日常維護與檢查是不可缺少的

1.日常檢查

日常檢查時，不取下變頻器外蓋，目測檢查變頻器的運行.檢查內容為：運行性能是否符合標準規范、周邊環境是否符合標準規范、鍵盤面板顯示是否正營、有沒有異常的噪聲、振動和異味、有沒有過熱或變色等異常情況。

2.定期檢查

變器需作檢查時，須停止運行，切斷電掌，打開機殼后進行，還要注意，主電路直流部分的電容器要徹底放完電，一般變器的定期檢食應一年進行一次，絕家電阻檢查可以三年進行一次，變頻器中某些部件經長期使用后，性能降低、劣化，這是故障發生的主要原因，為了長期安全生產，某些部件必及時更換。

（1）更換濾波電容器，在變器中間直流回路中使月的是大容量電解電容器，由于脈沖電流等因素的影響，其性能會劣化。一般情況下，使用壽命大約為5年。

（2）更換冷卻風扇。冷卻風扇用于加速散熱，風的使用壽命受到軸承的限制，為10～35kh。當變器連續運行時，2～3年須更換一次風扇成軸承。

三、變頻器常見維修方法及其故障判斷

變頻器分為交——交和交一直一交兩種形式。交——交變器將電網頻平固定的交流電直接轉變成頻率可調的交流電，屬于直接變頻；交一直一交變頻器先將煩率固定的交流電整流”成直流電，再把直流電“逆變”成頻率可調的三相交流電，屬于間接變頻。隨著調速理論的發展，電力電子元件性能的提高，PWM變控制方式在交流調速上得以廣泛應用，同時實現了變頻與調壓，提高了控制性能和電動機的動態特性。

1.不上電測試情況

（1）測試整流電路

找到變頻器內部直流電源的兩端，p和N端，將萬用表調到電阻RXl0擋，紅表筆接P端，黑表筆依次接到R，S，T，正常時有幾十歐的阻值，且基本平衡，相反將黑表筆接到p端，紅表筆依次接到R，S，T，有一個阻值接近于無窮大，將紅表筆接到N端，重復以上步驟，結果一致。如果有三種結果，可以判定電路已出現異常。

①阻值三相不平衡，說明整流橋有故障。②紅表筆接p端或黑表筆接N端時，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或動電阻出現故障。③紅表筆接P端或黑表筆接N端時，電阻接近于零，可以斷定整流橋短路故障。

（2）測試逆變電路

將紅表筆接到p端，黑表筆分別接U，V，W上，應該有幾十歐的阻值，且各相阻值相近，反相應該為無窮大，將黑表筆接N端，重復以上步驟應得到一致結果，否則可確定道變模塊有故障。

2.上電測試情況

在不帶電測試、整流電路和逆變電路沒有故障以后，然后進行上電測試，在上電前后必須注意以下幾點。①上電之前，須確認輸人電壓是否有誤，380V電源誤接入輸入電壓220V級變器之中會出現炸機（炸電容、壓敏電阻、模塊等）。②檢查變器各插接口是否已正確連接·連接是否有松動，連接異常有時可能會導致變器出現故障，嚴重時會出現炸機等情況。③上電后檢測故障顯示內容，并初步斷定故障及原因④如未顯示故障，首先檢查參數是否有異常，并將參數復歸后，在空載（不接電機）情況下啟動變頻器，并測試u，v，w三相輸出電壓值如出現缺相、三相不平衡等情況，則模塊或動板等有故障。⑤在輸出電壓正常（無缺相、三相平衡）的情況下，負測試盡量是滿負載測試

3.變頻器組成

變頻器根據直流電路的濾波方式不同分類，可以分為電流型變頻器和電壓型變頻器；根據輸出電壓調制方式不同分類，可以分為脈幅調制（PAM）變頻器和脈寬調制（PWM）變頻器；按照控制方式不同分類，可以分為u/F控制變頻器、轉差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器；根據功能用途不同分類，可以分為通用變頻器和專用變頻器等；根據輸入電源的相數不同分類，可以分為單相變頻器和三相變頻器等。

變頻器組成有：一是主電路單元，包括接工頻電網的輸入端（R，S，T），接電動機的頻率、電壓連續可調的輸出端（u，v，w）；二是監測單元，主要檢測各種電壓與電流信號；三是控制CPU單元，用來處理各種控制信號；四是驅動控制單元（LSD），主要作用是產生驅動信號；五是參數設置和監視單元，包括液晶顯示屏和操作面板、鍵盤。

4.故障判斷

（1）整流模快損壞

整流模塊損壞通常是由內都短路或電網電壓引起。在排除內部短路情況下，更換整流橋，在現處理故障時，應重點檢查用戶電網情況，如電網電壓、有無電焊機等對電網有污染的設備等。

（2）逆變模塊損壞

逆變模塊損壞通常是由電機或電鏡損壞及動電路故障引起，在修復繁動電路之后，在驅動波良好狀態下，更換模塊。在現場服務中更換驅動板之后注意檢查馬達及連接電，在確定無任何故障時，才能運行變頻器。