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變頻器運(yùn)行故障分析與維修方法
閱讀：1232 發(fā)布時(shí)間：2013-11-20
由于變頻器和交流電機(jī)組成的交流調(diào)速系統(tǒng)具有優(yōu)良的調(diào)速性能，所以被成功地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。但是如果對(duì)變頻器維護(hù)不周或者使用不當(dāng)，往往導(dǎo)致變頻器不能正常運(yùn)行，甚至引發(fā)設(shè)備故障，造成生產(chǎn)中斷。借助于變頻器完善的保護(hù)功能，并通過(guò)經(jīng)驗(yàn)的積累，提高處理變頻器故障的能力，將明顯地縮短設(shè)備的停工時(shí)間，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性，進(jìn)而減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。
變頻器帶載起動(dòng)不能加速升頻
1366S—BR040變頻器所帶負(fù)荷為37kW風(fēng)機(jī)電機(jī)。試運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)變頻器不能正常加速升頻，HIM顯示正在加速。而變頻器只在1～4Hz擺動(dòng)，電機(jī)發(fā)出忽大忽小的嗡嗡聲，但zui終不能加速至設(shè)定頻率。斷開(kāi)變頻器至電機(jī)的連線，空載試運(yùn)行時(shí)，變頻器的加減速正常。分析認(rèn)為是由于變頻器的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不夠引起，當(dāng)變頻器的u/廠比過(guò)小，低頻時(shí)輸出到電機(jī)的電壓很低，為達(dá)到必要的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，必然加大電流，而電流的過(guò)分加大又使失速保護(hù)動(dòng)作，從而限制了升頻，故不能正常起動(dòng)。
改變起動(dòng)曲線設(shè)置，選定具有起動(dòng)初始電壓值的起動(dòng)曲線，并將“runboost”、“Startboost”分別設(shè)定為6V和10V，即在低頻時(shí)給予轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。重新起動(dòng)后一切正常。
變頻器在起動(dòng)時(shí)直流回路過(guò)壓跳閘
AEGMultiverter122/150—400變頻器并非每次起動(dòng)都會(huì)過(guò)壓跳閘。檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)變頻器在主回路送上電、但沒(méi)有合閘信號(hào)時(shí)，直流回路電壓即達(dá)360v。該型變頻器直流回路的正極串接一臺(tái)接觸器，在有合閘信號(hào)時(shí)經(jīng)過(guò)預(yù)充電過(guò)程后吸合，故懷疑預(yù)充電回路IGBT性能不良，斷開(kāi)預(yù)充電回路IGBT，情況依舊。用萬(wàn)用表檢查變頻器輸出端時(shí)，其對(duì)地阻值很小，查至現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，電機(jī)接線盒被堿液弄濕，清理干燥處理后，變頻器工作正常。
由于電機(jī)接線盒被堿液弄濕，直流回路負(fù)極的對(duì)地漏電流經(jīng)接線盒及變頻器逆變中的續(xù)流二極管給直流回路的電容充電，這種情況下合閘通常理解應(yīng)該為過(guò)流跳閘，而實(shí)際為過(guò)壓跳閘。筆者認(rèn)為，起動(dòng)時(shí)變頻器輸出電壓和頻率是逐漸上升的，電機(jī)被堿液弄濕后，將造成輸出電流的變化率很高，從而引起直流回路過(guò)壓。
變頻器在運(yùn)行時(shí)直流回路過(guò)壓跳閘
ABBACS600變頻器配置有制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻，但調(diào)試人員在調(diào)試時(shí)將電壓控制器選擇為ON，而未使用制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻。在直流回路過(guò)壓跳閘后將制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻投入，結(jié)果跳閘更加頻繁。變頻器操作手冊(cè)上對(duì)直流回路過(guò)電壓原因解釋通常有兩點(diǎn)：①進(jìn)線電壓過(guò)高;②減速時(shí)間太短。
因該變頻器已投入運(yùn)行幾個(gè)月，且跳閘時(shí)進(jìn)線電壓在允許的范圍之內(nèi)，其它變頻器工作正常，結(jié)合以前處理變頻器故障時(shí)對(duì)直流回路過(guò)壓的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為在使用電壓控制器調(diào)節(jié)回饋電流、防止直流回路過(guò)壓的情況下，負(fù)載電流的變化率過(guò)大是引起過(guò)壓的一個(gè)重要原因，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)察看被控設(shè)備，發(fā)現(xiàn)有一塊物料卡在傳送皮帶與下料口之間。清除后，變頻器工作正常。
拆開(kāi)變頻器外殼檢查，發(fā)現(xiàn)制動(dòng)斬波器上設(shè)有三檔進(jìn)線電壓選擇裝置（400V、500V、690V），以適應(yīng)不同的進(jìn)線電壓，其中短接環(huán)插在690V檔上，造成制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻投入工作的門檻過(guò)高，在進(jìn)線電壓為400V的ACS600變頻器rf1未起作用，將短接環(huán)移至400V檔，通過(guò)減少減速時(shí)間試驗(yàn)，制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻工作正常。
變頻器運(yùn)行中低電壓報(bào)警跳閘
VLT一5000變頻器進(jìn)線電壓正常，但按變頻器面板上的STOP/RESET鍵，再按START鍵，故障依舊。對(duì)變頻器進(jìn)行斷電，間隔一會(huì)兒后進(jìn)行送電，變頻器可恢復(fù)正常，但從微機(jī)界面上手動(dòng)開(kāi)啟時(shí)，故障重又出現(xiàn)。測(cè)量變頻器的電流信號(hào)輸入端，發(fā)現(xiàn)有電流輸入，說(shuō)明檢測(cè)控制回路無(wú)問(wèn)題;然后又測(cè)量了變頻器的外部DC24V電壓以及主回路的低元器件，均正常，確認(rèn)是變頻器本體故障。
停電后，拆開(kāi)變頻器，經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢杳，發(fā)現(xiàn)控制電路的交流接觸器內(nèi)部固定鐵心的橡膠已斷裂，致使交流接觸器不能正常吸合。由于直流回路充電電阻無(wú)良好旁路，導(dǎo)致變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，直流電壓異常，從而使變頻器不能正常工作。更換該接觸器后，送電試車正常。
結(jié)束語(yǔ)
在變頻器的常見(jiàn)故障中，由其外圍電路引起的故障所占比例較大。在日常維護(hù)時(shí)，應(yīng)注意檢在電網(wǎng)電壓，改善變頻器、電機(jī)及線路的周邊環(huán)境，定期清除變頻器內(nèi)部灰塵，另外要根據(jù)具體使用情況，合理設(shè)定變頻器參數(shù)，通過(guò)加強(qiáng)設(shè)備管理，zui大限度地降低變頻器的故障率。
變頻器帶載起動(dòng)不能加速升頻
1366S—BR040變頻器所帶負(fù)荷為37kW風(fēng)機(jī)電機(jī)。試運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)變頻器不能正常加速升頻，HIM顯示正在加速。而變頻器只在1～4Hz擺動(dòng)，電機(jī)發(fā)出忽大忽小的嗡嗡聲，但zui終不能加速至設(shè)定頻率。斷開(kāi)變頻器至電機(jī)的連線，空載試運(yùn)行時(shí)，變頻器的加減速正常。分析認(rèn)為是由于變頻器的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不夠引起，當(dāng)變頻器的u/廠比過(guò)小，低頻時(shí)輸出到電機(jī)的電壓很低，為達(dá)到必要的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，必然加大電流，而電流的過(guò)分加大又使失速保護(hù)動(dòng)作，從而限制了升頻，故不能正常起動(dòng)。
改變起動(dòng)曲線設(shè)置，選定具有起動(dòng)初始電壓值的起動(dòng)曲線，并將“runboost”、“Startboost”分別設(shè)定為6V和10V，即在低頻時(shí)給予轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。重新起動(dòng)后一切正常。
變頻器在起動(dòng)時(shí)直流回路過(guò)壓跳閘
AEGMultiverter122/150—400變頻器并非每次起動(dòng)都會(huì)過(guò)壓跳閘。檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)變頻器在主回路送上電、但沒(méi)有合閘信號(hào)時(shí)，直流回路電壓即達(dá)360v。該型變頻器直流回路的正極串接一臺(tái)接觸器，在有合閘信號(hào)時(shí)經(jīng)過(guò)預(yù)充電過(guò)程后吸合，故懷疑預(yù)充電回路IGBT性能不良，斷開(kāi)預(yù)充電回路IGBT，情況依舊。用萬(wàn)用表檢查變頻器輸出端時(shí)，其對(duì)地阻值很小，查至現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，電機(jī)接線盒被堿液弄濕，清理干燥處理后，變頻器工作正常。
由于電機(jī)接線盒被堿液弄濕，直流回路負(fù)極的對(duì)地漏電流經(jīng)接線盒及變頻器逆變中的續(xù)流二極管給直流回路的電容充電，這種情況下合閘通常理解應(yīng)該為過(guò)流跳閘，而實(shí)際為過(guò)壓跳閘。筆者認(rèn)為，起動(dòng)時(shí)變頻器輸出電壓和頻率是逐漸上升的，電機(jī)被堿液弄濕后，將造成輸出電流的變化率很高，從而引起直流回路過(guò)壓。
變頻器在運(yùn)行時(shí)直流回路過(guò)壓跳閘
ABBACS600變頻器配置有制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻，但調(diào)試人員在調(diào)試時(shí)將電壓控制器選擇為ON，而未使用制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻。在直流回路過(guò)壓跳閘后將制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻投入，結(jié)果跳閘更加頻繁。變頻器操作手冊(cè)上對(duì)直流回路過(guò)電壓原因解釋通常有兩點(diǎn)：①進(jìn)線電壓過(guò)高;②減速時(shí)間太短。
因該變頻器已投入運(yùn)行幾個(gè)月，且跳閘時(shí)進(jìn)線電壓在允許的范圍之內(nèi)，其它變頻器工作正常，結(jié)合以前處理變頻器故障時(shí)對(duì)直流回路過(guò)壓的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為在使用電壓控制器調(diào)節(jié)回饋電流、防止直流回路過(guò)壓的情況下，負(fù)載電流的變化率過(guò)大是引起過(guò)壓的一個(gè)重要原因，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)察看被控設(shè)備，發(fā)現(xiàn)有一塊物料卡在傳送皮帶與下料口之間。清除后，變頻器工作正常。
拆開(kāi)變頻器外殼檢查，發(fā)現(xiàn)制動(dòng)斬波器上設(shè)有三檔進(jìn)線電壓選擇裝置（400V、500V、690V），以適應(yīng)不同的進(jìn)線電壓，其中短接環(huán)插在690V檔上，造成制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻投入工作的門檻過(guò)高，在進(jìn)線電壓為400V的ACS600變頻器rf1未起作用，將短接環(huán)移至400V檔，通過(guò)減少減速時(shí)間試驗(yàn)，制動(dòng)斬波器和制動(dòng)電阻工作正常。
變頻器運(yùn)行中低電壓報(bào)警跳閘
VLT一5000變頻器進(jìn)線電壓正常，但按變頻器面板上的STOP/RESET鍵，再按START鍵，故障依舊。對(duì)變頻器進(jìn)行斷電，間隔一會(huì)兒后進(jìn)行送電，變頻器可恢復(fù)正常，但從微機(jī)界面上手動(dòng)開(kāi)啟時(shí)，故障重又出現(xiàn)。測(cè)量變頻器的電流信號(hào)輸入端，發(fā)現(xiàn)有電流輸入，說(shuō)明檢測(cè)控制回路無(wú)問(wèn)題;然后又測(cè)量了變頻器的外部DC24V電壓以及主回路的低元器件，均正常，確認(rèn)是變頻器本體故障。
停電后，拆開(kāi)變頻器，經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢杳，發(fā)現(xiàn)控制電路的交流接觸器內(nèi)部固定鐵心的橡膠已斷裂，致使交流接觸器不能正常吸合。由于直流回路充電電阻無(wú)良好旁路，導(dǎo)致變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，直流電壓異常，從而使變頻器不能正常工作。更換該接觸器后，送電試車正常。
結(jié)束語(yǔ)
在變頻器的常見(jiàn)故障中，由其外圍電路引起的故障所占比例較大。在日常維護(hù)時(shí)，應(yīng)注意檢在電網(wǎng)電壓，改善變頻器、電機(jī)及線路的周邊環(huán)境，定期清除變頻器內(nèi)部灰塵，另外要根據(jù)具體使用情況，合理設(shè)定變頻器參數(shù)，通過(guò)加強(qiáng)設(shè)備管理，zui大限度地降低變頻器的故障率。