變頻器常見故障與維護(hù)方法研究

摘要：隨著科技的發(fā)展，變頻器的應(yīng)用愈加廣泛，這也加速了傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。一般來說，變頻器在正常使用5年之后，會(huì)更容易發(fā)生故障。如各種元器件燒毀與失效，保護(hù)單元故障等，對設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生了極大影響。在電氣設(shè)備維修工作實(shí)踐中，只要把握故障的共性規(guī)律，即可解決變頻器維護(hù)與維修的難題。基于此，本文以變頻器故障概述為切入點(diǎn)，著重闡述變頻器的常見故障成因及維修方法，最終論述其保養(yǎng)的基本要點(diǎn)與策略。

關(guān)鍵詞：電氣理論;變頻器故障;變頻器維護(hù)

變頻器維修維護(hù)是電氣設(shè)備管理的重要工作內(nèi)容，關(guān)系著電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以滿足生產(chǎn)運(yùn)行需要。除變頻器自身質(zhì)量問題外，變頻器的使用環(huán)境、維護(hù)頻率、維護(hù)方法都對其故障產(chǎn)生有重要的影響。如何識(shí)別故障類型，精準(zhǔn)找到故障成因并第一時(shí)間解決，對于延長變頻器的使用壽命有著關(guān)鍵作用。同時(shí)，也對企業(yè)優(yōu)化成本及提高利潤有著積極的作用。

1.變頻器故障概述

變頻器是一種電能控制設(shè)備，其通過應(yīng)用變頻及微電子技術(shù)來改變電機(jī)工作頻率方式，從而對交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。變頻器由整流、濾波、逆變、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元等多個(gè)單元組成，具有諸多保護(hù)功能。變頻器被應(yīng)用于眾多行業(yè)的設(shè)備之中，如石油設(shè)備、化工設(shè)備、鋼鐵設(shè)備以及建筑、交通設(shè)備等。

變頻器正常運(yùn)行只有一種狀態(tài)，但其故障的狀態(tài)卻有無數(shù)種，不同的故障表現(xiàn)所對應(yīng)的維修方法也是并不相同。在對變頻器實(shí)際維修的過程中，由于不規(guī)范的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置、外部工況條件不滿足、使用環(huán)境惡劣產(chǎn)生的短路、絕緣降低或擊穿等原因都會(huì)導(dǎo)致變頻器故障的發(fā)生，但比較常見的變頻器故障主要有參數(shù)設(shè)置故障、開關(guān)電源損壞故障、過流、過壓以及欠壓、過熱等其他常見故障。

2.變頻器常見故障及維修方法

2.1參數(shù)設(shè)置故障

參數(shù)設(shè)置故障通常主要表現(xiàn)為頻繁出現(xiàn)有故障代碼顯示的自動(dòng)停機(jī)，其最主要因素是變頻器的設(shè)置參數(shù)有誤。出現(xiàn)這一情況后，第一時(shí)間先查閱變頻器說明說，依照說明書對參數(shù)進(jìn)行修改。若修改后，仍沒有解決故障問題，可先對參數(shù)恢復(fù)出廠設(shè)置，再依次對電機(jī)功率、額定電流、轉(zhuǎn)速、最大與最小頻率、生減速時(shí)間等進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，送電后按star按鈕，啟動(dòng)變頻器。

2.2開關(guān)電源損壞故障

電源是各類變壓器都少不了的核心單元，通過應(yīng)用電源開關(guān)，直流電源的獲取更加方便了。這一故障通常表現(xiàn)為變頻器通電之后沒有顯示、過熱或者發(fā)出聲響、指示燈閃爍。致使開關(guān)電源損毀的核心問題是開關(guān)電源負(fù)載過大造成短路。此外，開關(guān)變壓器發(fā)生刺耳尖叫聲的時(shí)候也提示著開關(guān)電源輸出側(cè)有短路現(xiàn)象，或者初級電容存在漏電現(xiàn)象，也要予以注意。確認(rèn)開關(guān)電源損壞后，技術(shù)人員要進(jìn)一步分析開關(guān)電源具體問題的原因，確定電流反饋電路、開關(guān)頻率、電壓反饋電路、保護(hù)電路、是否擊穿等，再結(jié)合具體情況進(jìn)行維修處置。

2.3過流故障

過流故障主要有三種類型，分別為加速、減速與恒速電流。在這其中，負(fù)荷負(fù)載分配不均及發(fā)生突變、輸出電路問題、變頻器加減速時(shí)間設(shè)置過短等是誘發(fā)變頻器“加減速過流”的主要因素。針對這一情況，工程師可以采取如下應(yīng)對方案，一是優(yōu)化負(fù)荷分配與設(shè)置;二是延長加減速過流時(shí)間，降低負(fù)荷突變的發(fā)生概率;三是通過外設(shè)能耗的制動(dòng)元件。

另一方面，恒速過電流是非正常現(xiàn)象，一般是電機(jī)過載或電機(jī)故障的表現(xiàn)，必須及時(shí)排除處理。尤其是在變頻器斷開負(fù)載后依舊有過流故障問題時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡快更換新的變頻器，以免造成其他損失與安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.4過壓故障

變頻器產(chǎn)生過壓故障時(shí)會(huì)直接體現(xiàn)在“直流母線”的支流電壓。通常來說，變頻器應(yīng)當(dāng)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓范圍內(nèi)工作，而當(dāng)電壓超出范圍時(shí)，會(huì)極易造成變頻器的損毀。常見的過電壓有發(fā)電類過電壓與輸入交流電源過壓。其中，輸入交流電源過壓是指輸入電壓超出正常范圍，當(dāng)出現(xiàn)這類情況時(shí)，應(yīng)先斷開電源，再進(jìn)行檢查并處理相應(yīng)問題。另一方面，發(fā)電類過電壓指的是電機(jī)同步轉(zhuǎn)速超過實(shí)際轉(zhuǎn)速。這時(shí)電動(dòng)機(jī)在發(fā)電，而變頻器制動(dòng)單元失控，導(dǎo)致過電壓問題的出現(xiàn)。這種問題的常見成因有兩種，一類是多臺(tái)設(shè)備帶動(dòng)同一個(gè)負(fù)載時(shí)，由于主次負(fù)荷的分配不均而導(dǎo)致過電壓現(xiàn)象;另一類是變頻器在帶動(dòng)大慣性負(fù)載時(shí)的減速時(shí)間設(shè)置過低，從而引起設(shè)備支流的支流電壓增高，突破設(shè)定保護(hù)值，進(jìn)而產(chǎn)生故障。這類問題的處理方法主要是將變頻器調(diào)至合理減速時(shí)間，或是增加再生制動(dòng)單元。

2.5其他常見故障

欠壓。當(dāng)出現(xiàn)欠壓故障時(shí)，反映出的是變頻器電源輸入部分存在問題，需要性進(jìn)一步檢查。一是檢查輸入電源的電壓、接線情況是否都正常。二是對“04”值參數(shù)電阻進(jìn)行核對，確認(rèn)是否適合。三是遇到因更換電源板或者主控板而引發(fā)的欠壓保護(hù)，要對VPN參數(shù)電阻進(jìn)行校對調(diào)整。四是檢查電壓檢測回路等器件是否存在不良情況，并對應(yīng)調(diào)整。

變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)抖動(dòng)。首要考慮輸出電壓是否存在不平衡的情況，是否存在功率器件的損壞。如存在一二極管擊穿的等情況，更換損壞部件，重新上電運(yùn)行。

3.變頻器維護(hù)的具體策略

在變頻器日常維護(hù)中，專業(yè)技術(shù)人員要從以下三個(gè)方面開展具體工作：一是學(xué)習(xí)掌握變頻器工作原理，功能特點(diǎn)，熟練操作要領(lǐng)，確保操作正確。二是做好日常檢查。重點(diǎn)對環(huán)境溫度、適度、冷卻系統(tǒng)運(yùn)行、電動(dòng)機(jī)電抗器和變壓器的溫度進(jìn)行監(jiān)控。三是堅(jiān)持定期保養(yǎng)，主要是清掃內(nèi)部灰塵以及檢查安裝組件是否松動(dòng)、導(dǎo)體絕緣體是否腐蝕等，通常情況下，建議每年進(jìn)行一次保養(yǎng)。四是做好備件的更換，變頻器部件屬于易耗品，隨著時(shí)間的推移其性能也會(huì)降低，因此容易產(chǎn)生一些故障。對于冷卻風(fēng)扇、濾波電容等器件，要嚴(yán)格按照使用說明進(jìn)行對標(biāo)更換。

結(jié)束語

變頻器故障的類型多樣，但在日常使用中出現(xiàn)頻率較高的故障類型基本就集中在參數(shù)設(shè)置、過壓、過流等幾種，只要掌握了常見故障的維修方法，那么電氣技術(shù)人員就能夠舉一反三的對類似故障進(jìn)行排查和檢修。變頻器的維護(hù)能夠有效的減少變頻器故障的發(fā)生，相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員一定要嚴(yán)格落實(shí)變頻器保養(yǎng)維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，定期做好檢查保養(yǎng)工作，為變電器穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1]羅祥瑋，于洋.變頻器醫(yī)生[J].國企管理，2021（08）：76.

作者簡介：許成成，男，本科，電工高級技師，主要從事現(xiàn)場電氣設(shè)備維護(hù)工作。