芻議變頻器故障原因及排除

張剛

摘? ? 要：變頻調速技術是現代電力傳動技術重要發展的方向，隨著電力電子技術的發展方向，隨著電力電子技術的發展，交流變頻技術從理論到實際逐漸走向成熟。但是由于受到環境，使用年限以及人為操作等因素，影響變頻器的使用壽命大為降低，同時使用中也出現了各種各樣的故障。

關鍵詞：變頻器;故常原因;排除

1? 導致變頻器故障的外因及預防措施

變頻器出現故障的原因比較多，概括起來主要分為內因和外因。

1.1? 安裝環境的影響及預防

由于變頻器為電子器件裝置，對環境要求比較嚴格，從產品的說明書中也可以看出環境對變頻器的影響。比如振動會導致電子器件損傷;潮濕環境、腐蝕性氣體及灰塵會造成器件銹蝕，接觸不良，絕緣性能降低;溫度是影響變頻器性能又一主要“病因”，由于變頻器在運作過程中，自身溫度會不斷升高，若外界溫度同樣高的話，散熱不佳，影響變頻器功能。

預防措施：在安裝變頻器時，要保持器穩定性，對于存在振動沖擊較大的場合，應采取防止措施，如利用橡膠避震;安裝的環境要保持干燥，防止腐蝕性氣體侵襲變頻器，對于灰塵的危害，要對變頻器做定期清掃，保持其清潔;安裝環境的溫度也要合理控制，有陽光照射的場合要用窗簾遮蓋，若溫度仍比較高，可適當安裝空調。

1.2? 電源異常影響及處理

由于電源線路長期暴露在室外，經常要經受風、雨、雪、霜的侵襲，導致線路老化，在供電時出現缺相、低電壓、停電等現象，變動的電壓波容易對變頻器產生影響，導致非正常運行，影響其性能，久而久之，必定會出現故障。

預防措施：在電源安裝時，盡量將變頻器的電源與其他電器分開，避免功率過高時，無法滿足變頻器正常所需電壓。對于要求在停電后仍能運行稍許時間的設備，失壓回復后，可通過測速電機測速來防止在加速中的過電流，最低限度降低對變頻器的損害。而對于要求停電后長時間連續工作的設備，在安裝時應加裝自動切換不停電裝置，如采用二極管輸入變頻器。但在停電運行的情況下，整流器中常會出現過大電流，長期如此運轉，將影響變頻器的壽命和性能，應及早進行檢查。

1.3? 外部電磁感應干擾及處理

如果變頻器周圍存在干擾源，它們將通過輻射或電源線侵入變頻器的內部，引起控制回路誤動作，造成工作不正常或停機，嚴重時甚至損壞變頻器。提高變頻器自身的抗干擾能力固然重要，但由于受裝置成本限制，在外部采取噪聲抑制措施，消除干擾源顯得更合理，更必要。預防措施：變頻器周圍所有繼電器、接觸器的控制線圈上需加裝防止沖擊電壓的吸收裝置，如RC吸收器;盡量縮短控制回路的配線距離，并使其與主線路分離;指定采用屏蔽線的回路，必須按規定進行，若線路較長，應采用合理的中繼方式;變頻器接地端子應按規定進行，不能同電焊，動力接地混用;變頻器輸入端安裝噪聲濾波器，避免由電源進線引入干擾。

2? 導致變頻器故障的內因及預防措施

變頻器出現故障，不單有外因的影響，內因也是引起故障的重要原因之一。

2.1? 變頻器參數設置不合理及對策

要使變頻器正常運行，除正常安裝外，參數的設置也至關重要，參數若設置不當，輕則無法滿足運轉需求條件，重則導致起動、制動的失敗，因此在使用時必須正確設置參數。

預防措施：為避免參數設置不合理導致變頻器故障，在設置時要嚴格按照說明書或有關規定進行設置，如在速度控制設置中，要通過靜態或動態識別最后確定。

2.2? 過壓故障及預防措施

變頻器的過壓主要是在直流母線上，在正常情況下，變頻器有一個正常工作電壓范圍，在此范圍內變頻器才能正常運轉，一旦電壓超過此范圍，產生的過電壓故障極有可能導致變頻器損壞，對變頻器會產生不良影響。

預防措施：確保電源電壓在變頻器的正常運轉電壓范圍內，并進行定期檢修，同時檢查變頻器頻器的減速時間是否正確，若發現設置過短，適當延長減速時間，此外，設置斜坡下降時間于負載的慣量相匹配。

2.3? 過載故障預防

出現過載故障時，電機仍能運轉，但其運轉電流已超過了額定值，此故障是一個時間的積累，因此才出現故障初期不易被發現，容易被忽視，而一般在發現期，已是比較嚴重的時期，對變頻器的影響比較大。

預防措施：由于過載故障具有時間累積性，因此對其預防是排除故障的主要方法，在日常工作中，可通過延長加速時間、制動時間和檢查電網電壓等方式進行預防。對于已出現過載故障的變頻器，通過檢查輸出三相的平衡性、是否在電機電纜上安裝有浪涌吸收裝置、變頻器輸出端開關是否誤動作、變頻器的加速時間及參數是否設置正確，確定原因后“對癥處理”。

3? 變頻器各種故障的分析

變頻器故障可以分為變頻器本機故障、變頻器接口故障和電機故障三種，也可以分為有顯示故障代碼和沒顯示故障代碼兩種。

3.1? 變頻器過電壓故障

變頻器正常工作時，直流部電壓為全波整流后的平均值，如果線電壓為380V，平均直流電壓為Ud=1.35U線=513V。當發生過電壓時，直流母線上儲能電容被充電，在母線電壓過高時，為了保護變頻器，變頻器會報過壓故障，并封鎖逆變器的脈沖輸出。

（1）來自電源輸入側的過壓。一般電源電壓不會使變頻器因過壓而跳閘，但雷電引入、補償電容在合閘式斷開時，有可能形成過壓故障。這種沖擊過壓主要特點是電壓變化率和幅值都很大。（2）來自負載側的過壓。在電機減速時，電機和負載的動能轉化為電能，處于發電狀態，發出來的電在直流母線上累積，造成母線電壓越來越高。（3）硬件問題引起的過壓。一是變頻器內部硬件工作出問題，如電壓檢測、CPU處理出了問題。二是機械部分問題，如果安裝偏心就可能造成過壓故障。三是變頻器在長時間運行后，中間直流回路電容對直流電壓的調節程度減弱，變頻器出現過壓跳閘的概率也會增大。

3.2? 變頻器過流故障

（1）生產機械在運行過程中負荷突然加重，甚至“卡住”，電動機的轉速因帶不動而大幅下降，一是電流急劇增加，過載保護來不及動作，導致過電流跳閘;二是變頻器輸出側發生短路;三是變頻器自身工作不正常。（2）變頻器對于升、降速過程中的過電流，設置了防失速功能。當升或降電流超過預置的上限電流Iset時，將暫停升或降速，待電流降至設定值Iset以下時，再繼續升或降速。但變頻器的降速防失速功能只考慮直流電壓，而無降速電流過大的自處理功能。（3）變頻器上電或一運行就過流。這種保護一般是因變頻器硬件故障引起的，若負載正常，變頻器仍出現過流保護，一般是檢測電路所引起的。

3.3? 變頻器過載故障

過載有一個時間的積累，當積累值達到時才報過載故障。主要原因有：（1）機械負荷過重，其主要特征是電動機發熱。（2）三相電壓不平衡，致使其中一相的運行電流過大，造成過載跳閘，主要現象是電動機發熱不均。（3）變頻器內部的電流檢測部分出現誤動，檢測出的電流信號偏大，導致過載跳閘。

3.4? 變頻器過熱故障

變頻器內部是由無數個電子元器件構成的，其通電運行有大量的熱量產生，特別是IGBT在高頻狀態下工作，容易發熱。當變頻器所帶負載過重時，電流大幅上升，產生大量的熱量，變頻器也會過熱報警。

3.5? 變頻器缺相故障

輸入缺相檢測只存在三相產品中。如果進線電源缺相，變頻器會報缺相故障，不能啟動，如果是運行中出現電源缺相，變頻器也會報故障停機，所以如果出現電源缺相，而且變頻器壞了，先是變頻器故障而后引起燒電源從而出現缺相。 當變頻器輸入缺相后仍在運行時，電容被反復大范圍充電，電容將會損壞，從而造成整臺變頻器的損壞。

3.6? 變頻器通訊故障

變頻器提供RS232、RS485串行通訊或總線通訊，組成單主單從或單主多從的通訊控制系統，變頻器的通訊故障主要集中在硬件接線錯誤、通訊卡失常、EMC干擾、通訊協議出錯、總線軟件配置出錯等。