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變頻器的常見故障及維修對策
點(diǎn)擊次數(shù):71 發(fā)布時間:2024-12-16
1、變頻器整流模塊損壞
變頻器整流模塊的損壞是變頻器的常見故障之一,早期生產(chǎn)的變頻器整流模塊均采用二極管,目前,大部分整流模塊則采用晶閘管。中大功率普通變頻器整流模塊一般為三相全波整流,整流器件易過熱,也易被擊穿,當(dāng)其損壞后伴隨著快速熔斷器熔斷,整機(jī)停機(jī)。在更換整流模塊時,要求其在與散熱片接觸的面上均勻地涂上一層傳熱性能良好的硅脂,再緊固安裝螺絲。如果沒有同型號整流模塊時,可用同容量的其他類型的整流模塊代替。如富士G7S使用了帶晶閘管保護(hù)的整流模塊,它與普通整流模塊的區(qū)別就在于它用晶閘管替代了主回路接觸器,提高了變頻器的可靠性。富士G9S小功率變頻器整流模塊則是集成晶閘管與開關(guān)管于一體。整流模塊的損壞常與機(jī)器外部電源有密切關(guān)系,所以當(dāng)整流模塊發(fā)生故障后,不能再盲目上電,應(yīng)先檢查外圍設(shè)備。
2、變頻器充電電路故障
通用變頻器一般為電壓型變頻器,采用交-直-交工作方式,由于直流側(cè)的平波電容容量較大,在變頻器接入電源的一瞬間充電電流很大,可能導(dǎo)致電源開關(guān)跳閘,為此在充電回路中設(shè)置一個起動電阻來限制充電電流,而在充電完成后,控制電路通過接觸器的觸點(diǎn)或晶閘管將電阻短路。充電電路故障一般表現(xiàn)為起動電阻被燒壞,變頻器報警顯示為直流母線電壓故障。當(dāng)變頻器的交流輸入電源頻繁通斷時,或者短路接觸器的觸點(diǎn)接觸不良或晶閘管的導(dǎo)通阻值變大時,都會導(dǎo)致起動電阻被燒壞。如遇這種情況,可購買同規(guī)格的電阻更換。同時必須找出燒壞電阻的原因,如果故障是由輸入電源頻繁通斷引起的,必須消除這種現(xiàn)象,如果故障是由短路接觸器觸點(diǎn)或短路晶閘管引起,則必須更換這些元器件,才能再將變頻器投入使用。
3、變頻器顯示過流
1)系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)過電流,原因大致來自以下幾方面:
(1)電動機(jī)遇到?jīng)_擊負(fù)載或傳動機(jī)構(gòu)出現(xiàn)“卡住"現(xiàn)象時引起電動機(jī)電流的突然增加;
(2)變頻器的輸出側(cè)短路,如輸出端到電動機(jī)之間的連接線發(fā)生相互短路,或電動機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路等;
(3)變頻器自身工作不正常,如逆變橋中同一個橋臂的上、下兩個器件發(fā)生“直通",使直流電壓的正、負(fù)極間處于短路狀態(tài)。
2)負(fù)載的慣性較大,而升速時間又設(shè)定得太短,電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因負(fù)載慣性較大而跟不上去,結(jié)果使升速電流太大。3)負(fù)載的慣性較大,/F5+而降速時間設(shè)定得太短時,電動機(jī)轉(zhuǎn)子因負(fù)載的慣性大,仍維持較高的轉(zhuǎn)速,結(jié)果使轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度太大而產(chǎn)生過電流。
針對上述故障現(xiàn)象主要檢查以下幾個方面:
1)工作機(jī)械有沒有被卡住;
2)用兆歐表檢查負(fù)載側(cè)短路點(diǎn);
3)變頻器功率模塊有沒有損壞;
4)電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩是否過小,使拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)不起來;
5)升速時間設(shè)定是否太短;
6)減速時間設(shè)定是否太短;
7)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(v/f 比)設(shè)定是否太大,引起低頻時空載電流過大;8)電子熱繼電器整定是否不當(dāng),動作電流設(shè)定得太小,引起變頻器誤動作。如果不是這些問題引起,可以斷開輸出側(cè)的電流互感器和直流側(cè)的霍爾電流傳感器,復(fù)位后運(yùn)行,看是否還出現(xiàn)過流現(xiàn)象,因為檢測電流的霍爾傳感器受溫度、濕度等環(huán)境因素的影響,工作點(diǎn)很容易發(fā)生漂移,導(dǎo)致過流。如果還出現(xiàn)的話,很有可能是1PM 模塊出現(xiàn)故障,因為1PM 模塊內(nèi)含有過壓、過流、欠壓、過載、過熱、缺相、短路等保護(hù)功能,更換同型號模塊應(yīng)該就能解決。
4、變頻器過壓欠壓保護(hù)動作
變頻器出現(xiàn)過壓欠壓保護(hù)動作,大多是由電網(wǎng)電壓的波動引起的。在變頻器供電回路中,若存在大負(fù)荷電機(jī)的直接啟動或停車,會引起電網(wǎng)電壓瞬間大范圍波動,導(dǎo)致變頻器過壓欠壓保護(hù)動作,而不能正常工作。這種情況一般不會持續(xù)太久,電網(wǎng)電壓波動過后即可正常運(yùn)行。這種情況只有增大供電變壓器容量,改善電網(wǎng)質(zhì)量才能避免。另外,變頻器出現(xiàn)過壓故障還可能是由于變頻器驅(qū)動大慣性負(fù)載,因為在這種情況下,變頻器的減速停止屬于再生制動,在停止過程中,變頻器的輸出頻率按線性下降,而負(fù)載電機(jī)的頻率高于變頻器的輸出頻率,負(fù)載電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài),機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,并被變頻器直流側(cè)的平波電容吸收,當(dāng)這種能量足夠大時,變頻器直流側(cè)的電壓就會超過直流母線的過電壓保護(hù)整定值而跳閘。對于這種故障,一是將減速時間參數(shù)設(shè)置長一些,或增大制動電阻,或增加制動單元;二是將變頻器的停止方式設(shè)置為自由停車。另一種情況是變頻器整流部分損壞或檢測電路損壞而引起故障報警,電壓檢測一般都是通過對直流母線電壓采樣,然后與過電壓保護(hù)整定值進(jìn)行比較,再將比較差值傳送到微控制器。如果整流橋、濾波電容、采樣電路或比較電路中任一器件出現(xiàn)問題,都會出現(xiàn)這種報警。如一臺丹佛斯VLT5004變頻器,上電顯示正常,但是加負(fù)載后顯示“DC LINK UNDERVOLT"(直流回路電壓低)。從現(xiàn)象上看比較特別,但是仔細(xì)分析一下,問題也就不是那么復(fù)雜了,該變頻器同樣也是通過充電回路,接觸器來完成充電過程的,上電時沒有發(fā)現(xiàn)任何異常現(xiàn)象,估計是加負(fù)載時直流回路的電壓下降引起的故障,而直流回路的電壓又是通過整流橋全波整流, 然后由電容平波后提供的,所以應(yīng)著重檢查整流橋。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)該整流橋有一路橋臂開路,更換新品后問題解決。
5、 驅(qū)動電路故障
變頻器的逆變驅(qū)動電路也容易發(fā)生故障。一般有明顯的損害痕跡,諸如元器件(電容、電阻、二極管及印刷板等)爆裂、變色、斷線等異常現(xiàn)象,但不會出現(xiàn)驅(qū)動電路全部損害的情況。處理方法一般是按照原理圖,每組驅(qū)動電路逐級尋找故障點(diǎn)。處理時首先對整塊電路板清灰除污,如發(fā)現(xiàn)電路斷線,則進(jìn)行補(bǔ)線處理;查出損壞的元器件即更換;根據(jù)筆者實踐經(jīng)驗分析,對懷疑的元器件,進(jìn)行測量、對比、替代等方法判斷,有的元器件需要離線測定。驅(qū)動電路修復(fù)后,應(yīng)用示波器觀察各組驅(qū)動電路信號的輸出波形,如果三相脈沖大小、相位不相等,則驅(qū)動電路仍然有異常(更換的元器件參數(shù)不匹配,也會引起這類現(xiàn)象),應(yīng)重復(fù)檢查處理。大功率晶體管驅(qū)動電路的損壞也是導(dǎo)致過流保護(hù)動作的原因之一。驅(qū)動電路損壞表現(xiàn)出來最常見的現(xiàn)象是缺相,三相輸出電壓不相等,三相電流不平衡等特征。如一臺丹佛斯VLT5062變頻器,上電顯示正常,但是測量三相輸出電壓不平衡,帶上電機(jī)后報警“MISSING MOT,PHASE W"(電機(jī)W 相缺失)。經(jīng)檢查驅(qū)動電路W相的逆變驅(qū)動觸發(fā)電路沒有輸出波形,修復(fù)W相驅(qū)動觸發(fā)電路后,變頻器工作正常。
6、電機(jī)發(fā)熱
變頻器顯示過載對于已經(jīng)投入運(yùn)行的變頻器如果出現(xiàn)這種故障,就必須檢查負(fù)載的狀況。對于新安裝的變頻器如果出現(xiàn)這種故障,很有可能是v/f 曲線設(shè)置不當(dāng)或電機(jī)參數(shù)設(shè)置有問題。如一臺新裝變頻器,驅(qū)動的變頻電機(jī),額定參數(shù)為220 V/50 Hz,而變頻器出廠時設(shè)置參數(shù)為380 V/50 Hz。由于安裝人員沒有正確設(shè)定變頻器的v/f參數(shù),導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行一段時間后轉(zhuǎn)子出現(xiàn)磁飽和,致使電機(jī)轉(zhuǎn)速降低,過載而發(fā)熱。所以在新變頻器使用之前,必須設(shè)置好相應(yīng)參數(shù)。另外,使用變頻器的無速度傳感器矢量控制方式時,若沒有正確設(shè)置負(fù)載電機(jī)的額定電壓、電流、容量等參數(shù),也會導(dǎo)致電機(jī)過載發(fā)熱。還有一種情形是設(shè)置的變頻器載波頻率過高時,也會導(dǎo)致電機(jī)發(fā)生過載發(fā)熱。最后一種情況是變頻器經(jīng)常處于低頻段工作,使電機(jī)長時間在低頻段工作,電機(jī)散熱效果又不好,致使電機(jī)工作一段時間后過載發(fā)熱,對于這種情況,需加裝散熱裝置。如一臺ABB ACS500 22 kW變頻器客戶反映,變頻器在運(yùn)行半小時左右顯示“OH"(過熱)。因為是在運(yùn)行一段時間后才有故障,經(jīng)分析認(rèn)為溫度傳感器壞的可能性不大,可能變頻器的溫度確實太高。經(jīng)再通電觀察,發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動緩慢,防護(hù)罩里面塞滿了很多棉絮(因該變頻器用在紡織行業(yè)),經(jīng)打掃后開機(jī),風(fēng)機(jī)運(yùn)行良好,運(yùn)行數(shù)小時后,變頻器再沒出現(xiàn)該故障。