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變頻器常見問題以及維修方法
2020-07-23
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變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。
變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。
那在我們?nèi)粘Ｊ褂眠^程中有哪些常見問題呢？
今天我們就來分析幾例：
一．對于變頻器來說，它們都有一個正常的工作電壓范圍，當電壓超過這個范圍時，就很可能會造成損壞。這種就是過壓類故障，常見的有兩類：
1. 輸入交流過電壓：這種是指輸入輸入交流電源的電壓超過正常值，一般發(fā)生在節(jié)假日線路負載較輕，電壓升高或者線路出現(xiàn)故障。例如，遇到星期一剛上班，變頻器故障指示報警，斷開電源，過一會再送電啟動即可正常。
2. 發(fā)電狀態(tài)時的過電壓：這種情況出現(xiàn)的概率較高，主要是電動機的實際轉(zhuǎn)速比同步轉(zhuǎn)速還高，而使電動機處于發(fā)電狀態(tài)或者是中頻爐工作于向電網(wǎng)回饋能量時，而變頻器又沒有安裝制動單元引起的。
以下情況可引起這一故障。
(1)當變頻器拖動大慣性負載時，其減速時間設(shè)置較小，在減速過程中，變頻器輸出頻率減小的速度快，而負載靠本身阻力減速較慢，使得負載拖動電動機的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出頻率所對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速還要高，電動機處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒有能量回饋功能，因而變頻器直流回路電壓升高，超過其保護值，出現(xiàn)故障。.
(2)中頻爐或中頻設(shè)備在向電網(wǎng)回饋能量時也會使輸入電壓過高而出現(xiàn)故障。
(3)多個電動機拖動同一負載時，也可能出現(xiàn)這一故障.主要是由于沒有負荷分配所引起的，即多臺電動機速度不同步.以兩臺電動機拖動同負載為例，當一臺電動機的實際轉(zhuǎn)速大于另臺電動機的同步轉(zhuǎn)速時，則轉(zhuǎn)速較高的電動機相當于原動機，轉(zhuǎn)速低的電動機則處于發(fā)電狀態(tài)，易引起故障，處理此類故障可加負荷分配器，也可修改變頻器參數(shù).
二．過載故障包括變頻過載和電機過載。其可能是加速時間太短，電網(wǎng)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、檢查電網(wǎng)電壓等方法。負載過重，所選的電機和變頻器不能拖動該負載，也可能是由于機械潤滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機和變頻器;如后者則要對生產(chǎn)機械進行檢修。
三．過流可能是變頻器的輸出短路所引起。
這是要對線路及電機進行檢查，如果斷開負載變頻器還是過流，說明變頻器的逆變電路損壞，應(yīng)修理或更換。如拆開機器就發(fā)現(xiàn)嚴重的短路現(xiàn)象，整流模塊和IGBT模塊爆裂，短路造成的黑色積炭噴得到處都是，主回路兩個繼電器也爆開，主控板暫時沒有發(fā)現(xiàn)問題，但驅(qū)動部分燒了好幾處，另外儲能大電容一部分都已發(fā)漲，電容板上的兩顆大螺絲接觸處全部燒焦，這就是西門子ECO變頻器的通病，因為所有電量都是要經(jīng)過這兩顆鐵螺絲，一旦鐵螺絲生銹，很容易引起電容的充放電不良，這樣電容發(fā)熱，漏電，發(fā)漲到最后損壞重要器件就不在話下了，為了防止再次接觸不良打火，在上螺絲的同時收好焊上幾股粗銅線，維修觸發(fā)板時不知道參數(shù)的，可以從控制板上完好的器件與損壞相同器件的對比，修復(fù)該板的電壓分別為-4.7V，-4.44V，更換損壞器件后，可以加電試驗，試驗步驟按主回路到控制空載，負載分別運行檢查。加電試驗前為保證器件安全，防止再次損壞重要器件，大容量電容器暫時不要裝止，用兩只小容量電容器代替，為了保護IGBT，電容器到IGBT的供電回路最好是串聯(lián)白熾燈泡(也就是接個假負載)，通電后如果顯示正常，可以啟動變頻器，再測量6個觸發(fā)脈沖，如果信號正常，可以去掉電容器與IGBT之間的燈泡，裝上大電容器進行空載運行，正常后再接負載運行，經(jīng)調(diào)試機器后一般可恢復(fù)正常。
四．欠壓
說明電源輸入電路有問題，可能是線路嚴重超載，或是線路接觸不良所引起。西門子6SE70系列變頻器的PMU面板液晶顯示屏上顯示字母“E”,出現(xiàn)這種情況時，變頻器不能工作，按P鍵及重新停送電均無效，查操作手冊又無相關(guān)的介紹，在檢查外接DC24V電源時，發(fā)現(xiàn)電壓較低，解決后，變頻器工作正常。
五．溫度過高
變頻器還有溫度過高故障，如發(fā)生溫度過高報警，經(jīng)檢查溫度傳感器正常，則可能是干擾引起的，可以把故障屏蔽，另外還應(yīng)檢查變頻器的風扇及通風情況。對于其它類型的故障，最好與廠家聯(lián)系，獲得快速可行的解決方法。
六．其他
最后說明的是，一旦變頻器發(fā)生硬件故障，如整流、逆變電路等。IGBT模塊損壞，大多情況下會損壞驅(qū)動元器件，最容易損壞的器件是穩(wěn)壓管及光耦。反過來如驅(qū)動電路的元件有問題如電容漏液、擊穿、光耦老化，也會導(dǎo)致IGBT模塊燒壞或變頻輸出電壓不平衡。檢查驅(qū)動電路是否有問題，可在沒通電時比較一下各電路觸發(fā)端電阻是否一致。通電開機可測量觸發(fā)端的電壓波形。但是有的變頻器不裝模塊開不了機，這時在模塊P端串入假負載防止檢查時誤碰觸發(fā)端或其他線路燒壞模塊。如此時變頻器已嚴重損壞(可以通過測量輸入及輸出端有無短路)，則要有專門的技術(shù)人員維修，般不得再次通電， 以免擴大故障范圍。
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