變頻器的故障類型及其辨別方式

變頻器的故障類型及其辨別方式

變頻器本身具有異常故障顯示、報警和保護功能。當故障發生時,變頻器將異常故障代碼顯示在屏幕上,或者將故障信息儲存在程序的某個參數內,以便維修檢查。變頻器異常故障分為軟故障和硬故障兩大類,軟故障多是因操作或參數設置不當造成的,而硬故障則是由於變頻器本身器件損壞造成的,維修起來難度較大。變頻器維修的關鍵是找出初始故障點和故障發生的關鍵原因,在處理故障之前,檢修人員須對變頻器的工作原理、結構、器件組成、功能等有一定的專業知識,否則很難找出故障的真正原因。

1、變頻器故障檢查前注意事項

處理故障前應主意查看故障前變頻器的運行記錄,主要包括電流、轉速、繞組及軸承溫度等,以便於故障的分析和檢查。當出現變頻器顯示某類故障,但故障排除過程中卻未發生相應故障的情況,此時應仔細檢查故障檢測元件或故障信息處理系統有無問題。

故障檢查或維修時,注意先切斷電源,並將變頻器進線櫃主開關斷開,且須等斷電8min電容放電完畢後,方可打開櫃門進行維修,切忌停機後立即檢查。因變頻器額定運行時,其直流母排電壓可達1000v左右,且濾波所用的電解電容數量達到120個,單個容量6800μ F,儲存了大量的電能,停機後須待電容模塊前的電壓平衡電阻將其放電,電壓降低後(其放電時間為8min),方可開櫃進行檢查。下面針對變頻器的常見故障進行分析。

2、常用變頻器參數設置類故障

常用變頻器在使用中,是否能滿足傳動系統的要求,變頻器的參數設置非常重要,如果參數設置不正確,會導致變頻器不能正常工作。

常用變頻器參數設置,出廠時廠家對每一個參數都有一個默認值,這些參數叫工廠值。在這些參數值的情況下,用戶能以面板操作方式正常進行,但以面板操作並不滿足大多數傳動系統的要求。所以,用戶在正確使用變頻器前,設置變頻器參數時從以下幾個方面進行:

1)確認電機參數,變頻器在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率,這些參數可以從電機銘牌中直接得到。

2)變頻器採取的控制方式,即速度控制、轉距控制、PID控制或其它方式。選擇控制方式後,一般要根據控制精度需要進行靜態或動態辨識。

3)設定變頻器的啟動方式,一般變頻器在出廠時設定從面板啟動,用戶可以根據實際情況選擇啟動方式,可以用面板、外部端子、通訊方式等幾種。

4)給定信號的選擇,一般變頻器的頻率給定也可以有多種方式,面板給定、外部給定、外部電壓或電流給定、通訊方式給定,當然對於變頻器的頻率給定也可以是這幾種方式的一種或幾種方式之和。

正確設置以上參數之後,變頻器基本能正常工作,如果獲得更好的控制效果,則只能根據實際情況修改相關參數。

3、參數設置類故障的處理

一旦發生了參數設置類故障後,變頻器大都不能正常運行,一般可根據說明書進行修改參數。如果以上方法還不行,最好是能夠把所有參數恢復出廠值,然後按上述步驟重新設置,對於每一個公司的變頻器其參數恢復方式也不相同。

4、變頻器主要電路故障分析和處理

變頻器的整體結構主要由主迴路、驅動電路、開關電源電路、保護檢測電路、通訊接口電路、控制電路等組成。在這些電路中,中央微處理器、數字處理器、ROM、RAM、EPROM等集成電路涉及到程序問題。

下面對主要電路故障分析和處理,做較詳細的介紹:

1)主迴路:主迴路主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路和檢測電路的傳感部分組成。2)整流電路:整流電路實際上就是一塊整流塊。它的作用是把三相(或單相)50Hz/380V(220V)的交流電源,通過整流模塊的橋式整流變成脈動直流電。若整流模塊中的一個或多個整流二極管開路損壞,導致主迴路PN電壓值或無電壓值。整流模塊的一個或多個整流二極管短路損壞,導致變頻器輸入電源短路,供電電源跳閘,變頻器無法接上電源。

3)主迴路常見故障現象、原因和處理方法

變頻器無顯示,PN之間無直流電源、高壓指示燈不亮,屬主迴路無輸出直流電壓。主迴路無輸出直流電壓的第一個原因是由限流電阻損壞開路造成,是濾波電路無脈動直流電壓輸入。主迴路無直流電壓輸出的第二個原因,是蒸餾模塊損壞,整流電路無脈動直流電壓輸出所致。這時不能簡單地更換整流模塊。還必須進一步查找整流模塊損壞的原因。整流模塊的損壞可能是:主迴路有短路現象損壞整流模塊;自身老化自然損壞。

判斷方法:首先換下整流模塊,用萬用表檢測主迴路,若主迴路無短路現象,說明整流模塊是自然損壞,更還新元件即可。若主迴路有短路現象,又要檢測出是哪一個元件引起短路的,可能是制動電路中的Rb和G均短路;濾波電容短路;逆變模塊短路等。

5、過壓類故障

變頻器的過電壓集中表現在直流母線的支流電壓上。正常情況下,變頻器直流電為三相全波整流後的平均值。若以380V線電壓計算,則平均直流電壓Ud=1.35 U線=513V。在過電壓發生時,直流母線的儲能電容將被充電,當電壓上至760V左右時,變頻器過電壓保護動作。因此,變頻器來說,都有一個正常的工作電壓範圍,當電壓超過這個範圍時很可能損壞變頻器,常見的過電壓有兩類。

1)輸入交流電源過壓

這種情況是指輸入電壓超過正常範圍,一般發生在節假日負載較輕,電壓升高或降低而線路出現故障,此時最好斷開電源,檢查、處理。

2)發電類過電壓

這種情況出現的概率較高,主要是電機的同步轉速比實際轉速還高,使電動機處於發電狀態,而變頻器又沒有安裝制動單元,有兩起情況可以引起這一故障。

(1)當變頻器拖動大慣性負載時,其減速時間設的比較小,在減速過程中,變頻器輸出的速度比較快,而負載靠本身阻力減速比較慢,使負載拖動電動機的轉速比變頻器輸出的頻率所對應的轉速還要高,電動機處於發電狀態,而變頻器沒有能量回饋單元,因而變頻器支流直流回路電壓升高,超出保護值,出現故障,而紙機中經常發生在乾燥部分,處理這種故障可以增加再生制動單元,或者修改變頻器參數,把變頻器減速時間設的長一些。增加再生制動單元功能包括能量消耗型,並聯直流母線吸收型、能量回饋型。能量消耗型在變頻器直流回路中並聯一個制動電阻,通過檢測直流母線電壓來控制功率管的通斷。並聯直流母線吸收型使用在多電機傳動系統,這種系統往往有一臺或幾臺電機經常工作於發電狀態,產生再生能量,這些能量通過並聯母線被處於電動狀態的電機吸收。能量回饋型的變頻器網側變流器是可逆的,當有再生能量產生時可逆變流器就將再生能量回饋給電網。

(2)多個電動施動同一個負載時,也可能出現這一故障,主要由於沒有負荷分配引起的。以兩臺電動機拖動一個負載為例,當一臺電動機的實際轉速大於另一臺電動機的同步轉速時,則轉速高的電動機相當於原動機,轉速低的處於發電狀態,引起故障。在紙機經常發生在榨部及網部,處理時需加負荷分配控制。可以把處於紙機傳動速度鏈分支的變頻器特性調節軟一些。

6、過流故障

過流故障可分為加速、減速、恆速過電流。其可能是由於變頻器的加減速時間太短、負載發生突變、負荷分配不均,輸出短路等原因引起的。這時一般可通過延長加減速時間、減少負荷的突變、外加能耗制動元件、進行負荷分配設計、對線路進行檢查。如果斷開負載變頻器還是過流故障,說明變頻器逆變電路已環,需要更換變頻器。

7、過載故障

電網電壓等。負載過重,所選的電機和變頻器不能拖動該負載,也可能是由於機械潤滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機和變頻器;如後者則要對生產機械進行檢修。過載故障包括變頻過載和電機器過載。其可能是加速時間太短,直流制動量過大、電網電壓太低、負載過重等原因引起的。一般可通過延長加速時間、延長制動時間、檢查。


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