變頻器應用中的常見故障及處理措施

朱立剛

（河北鋼鐵集團司家營研山鐵礦有限公司，河北 唐山 063700）

1 變頻器的功能作用

變頻器的主要功能主要表現以下三個方面：第一變頻節能的作用。為了確保企業生產過程中設備的安全運行，因此在機械設備的動力驅動設計過程中，為了防止設備超負荷的運行，都會留有一定的空間，雖然設備在運行過程中都能滿足電機的動力驅動，但是多余力矩可能都會導致電機功率的加大，從而導致電能的浪費[1]。因此可以利用變頻器進行調節，當電機對電流的需求減小時，可以通過改變泵體或者風機來降低流量，以此來確保滿足工況的實際需求。而對于生產所需的電機而言，利用變頻器的主要作用就是適當調節電流。在變頻器調節電頻電壓的過程中，首先將交流電調節成直流電之后，緊接著利用逆變器的作用將直流電調節為交流電，通常使用的逆變器只能夠將直流電轉變成固定的交流電。實際上，變頻器的節能效果需要在一定的條件下才能發揮作用，首先，就是對于風機以及泵的運行調節，其次，就是設備自身能夠通過軟件的自動調節作用進行節能；第二功率因數補償節能作用。線路中存在無功率的運行，則可能會導致電源線以及設備出現故障，如果有大量的無功率電耗在電源線路中存在，則會降低設備的功效，最終導致耗能的增加。因此則可以利用變頻器的濾波的作用來提高功率，從而減少電機對于電能的損耗；第三是軟啟動節能作用。當電機開啟后，會對電網帶來一定的沖擊力度，該沖擊力度與電機的功率成正比的關系，由于傳統的其啟動方式會給電機帶來較大的電流和沖擊，可能會導致擋板的破壞，因而影響機械設備的正常使用。在采用變頻器后，為了保障電機是從零開始啟動，因此利用軟啟動方式來替代了傳統的啟動方式，能夠最大限度的控制電源提供的電流，以此來減輕對電網的沖擊作用，也可以增加設備的運行壽命。

2 變頻器常見故障分析

（1）短路故障。引起變頻器過流的原因非常多，其中最主要的原因可能是由于電路短路的情況而引起，因此需要關注就是一旦變頻器出現短路的情況則有可能引起較大事故的發生，嚴重的話可能會對企業的安全生產以及員工的生命安全都會帶來影響[2]。為了解決變頻器短路的問題，需要將變頻器短路后出現各種變化進行記錄并分析其原因，出現短路后會觸動變頻器的過流保護裝置，當電壓復位后再開啟變頻器，可能會因變頻器的過流保護裝置而導致技術人員無法對電流進行準確的觀察。如果當操作人員將負載變頻器斷開之后，短路問題還是沒解決，這就表明變頻器的內部結構可能出現了問題，這時候就需要將電流互感器和霍爾電流斷開之后檢查電流情況，主要是檢查變頻器的直流變交流單元是否正常，檢查完之后再恢復電流情況，如果還出現過流的情況，則表明變頻器內部的過電流以及短路等出現問題，出現這些問題時產生的信號則會被傳輸到微控制器之中，這時事故維修工作人員就會對傳輸過來的信號進行分析，并且以最快的速度了解出現問題的原因，因此會采取合適的措施解決問題。

（2）輕載過電流故障。出現輕載過電流事故的原因主要是因為負載較輕并且同時有出現跳閘的情況，因此在電機運行過程中可能會出現磁路系統運行不穩定的現象。產生故障的主要是因為處于低頻條件下，為了確保較重的負載能夠穩定運行，如果當負載情況發生任何變動，則可能會導致電機磁力的飽和度也同樣產生變動，因此峰值也會不同。電流的最大值可能會出現明顯的差異，而電流的有效值則變化不大，因此當負載很輕的情況也會出現跳閘的情況。

（3）重負荷過電流故障。一般情況下，當加大負載量可能會導致電動機的轉速出現下降的現象，當轉速下降后沒能及時的觸動過載保護的時候，就會由于電流過大從而導致跳閘。

當電流出現這種情況之后，首先應該了解造成短路的原因，如果檢查出是由于設備內部出現故障而造成的短路，則應該立即采取補救措施。但如果是因為負載的情況而致使電流短路，可以通過增加加速或減速的時長來處理電流短路的問題，與此同時合理分配負荷來解決電流短路的問題。最后，電動機如果長時間出現重負荷現象，為了能夠高效的解決電動機重負荷現象，則應該適當的增加電動機和負載之間的傳動比。

3 變頻器的常見故障維修對策

（1）變頻器過載故障。變頻器出現過載事故主要有兩方面，即變頻過載和電機過載。造成過載的原因可能是由于加速和制動時間太快、電網的電壓較低以及負載過重的原因都可以導致變頻器出現故障。當變頻器出現故障之后可以通過適當的延長加速和制動時間，對電網電壓應該進行嚴格的檢查等。造成負載過著的原因可能有，負載不能拖動電機和變頻器的正常工作，還有可能是由于機械潤滑不好而產生的負載過重。對于前者則可以選擇更大功率的電機和變頻器，而后者則需要對設備進行維修。

（2）變頻器顯示過流。變頻器出現故障最普遍的情況就是變頻器顯示過流，并且導致變頻器顯示過流的原因非常多，例如電流短路、接地和重負荷等情況都會導致變頻器顯示過流。為了能夠降低因為變頻器顯示過流的原因而帶來損失，在開始工作之前，工作人員必須要嚴格檢查并排除事故的出現。當排查工作完成之后，工作人員還需要對電流電路情況進行科學的判斷，致使事故出現后能夠對其進行準確的判別。

（3）變頻器發電類過電壓故障。變頻器由于發電類過電壓的情況而導致出現故障的概率非常大，產生這種情況的原因主要是因為電機的轉速比實際要快，導致電機一直處在發電的模式，但變頻器并沒有制動功能，當變頻器帶動較大慣性的負載時，由于減速的時間太短，因此變頻器速度較快，導致負載帶動電動機的轉速較快，并且高于變頻器的輸出速度，導致電動機一直處于發電的模式，并且變頻器沒有調速的功能幫助電機減速，因而導致增加了變頻器的回路電壓，并且超出了保護范圍，最終出現故障。通常較干燥的部分更加容易出現故障，在處理這類故障的時候可以通過增加制動單元，或者是增加變頻器的減速時間。增加制動單元主要有能量消耗型，能量消耗型主要是通過在變頻器直流線路中并聯一個電阻設備以此來控制功率管。

4 結論

在變頻器的工作過程中，可能由于各種原因而導致變頻器出現故障。因此在處理變頻器故障的時候，需要對產生故障的原因進行全面了解，再了解產生故障的具體原因之后，針對性采取相應的措施以解決變頻器的故障。與此同時，工作人員還需要做好變頻器的日常維護工作，并嚴格按照相關規定對變頻器進行維護保養工作，確保變頻器的安全穩定的運行。