通常,變頻器在規定條件下使用6~10年后,將進入故障高發期,會出現元器件燒壞、失效、保護功能頻繁動作等故障現象,嚴重影響其正常運行。變頻器異常故障可分為軟故障和硬故障兩大類,前者多因操作或參數設置不當造成,后者是因使用環境惡劣造成的變頻器本身器件損壞,維修起來比較麻煩。
硬故障發生后,一般會使變頻器無任何顯示,其處理步驟是首先解體檢查,重點查找損壞件,對故障發生區進行清理、測量、更換;然后全面測試、恢復系統、空載試運行,觀察觸發回路輸出側的波形;最后把六組波形大小、相位差調試到相等后,再加載運行無問題,才能說明故障得到了解決。下面就具體過程進行闡述。
一、變頻器硬故障的檢測分析方法
1.靜態測試
(1)測試整流電路。找到變頻器內部直流電源的P端和N端,將萬用表調到電阻×10檔,將紅表棒接到P,黑表棒分別接到R、S、T,可測得大約幾十歐的阻值,且基本平衡。互換表棒將測得一個接近于無窮大的阻值。將紅表棒接到N端,重復以上步驟應得到相同結果。如果有以下結果,可以判定電路出現異常,A:阻值三相不平衡,可以說明整流橋故障;B:紅表棒接P端時,電阻無窮大,可以斷定整流橋故障或起動電阻出現故障。
(2)測試逆變電路。采用與整流電路同樣的測量步驟來測量P(N)端與U、V、W,應得到相同結果,否則可確定逆變模塊故障。
2.變頻器動態測試
在靜態測試結果正常以后,才可進行動態測試,即上電試機,必須注意的是:
(1)上電前應確認輸入電壓是否有誤。將380V電源接入220V級變頻器會出現“炸機”,如炸電容、壓敏電阻、模塊等。
(2)檢查變頻器各接插口是否正確連接,連接是否松動。連接異常可能導致變頻器出現故障,甚至出現“炸機”等情況。
(3)上電后要檢測故障顯示內容,并初步斷定故障及原因。
(4)如未顯示故障,首先檢查參數是否異常,然后復位參數空載啟動變頻器,并測試三相輸出電壓值。如出現缺相、三相不平衡等情況,說明模塊或驅動板等有故障。
(5)在輸出電壓正常的情況下帶載測試,最好是滿負載測試。
二、變頻器硬故障的處理方法
1.主電路故障
此類故障發生必然造成元器件的損壞和報廢,是變頻器維修費用的主要部分。
(1)整流塊損壞。這是變頻器的常見故障,一般會出現變頻器不能送電、保險熔斷等現象,三相輸入或輸出端呈低阻值(正常時其阻值達到兆歐以上)或短路。在更換整流塊時,要求在其與散熱片接觸面上均勻涂抹一層硅導熱膏,再緊固螺絲。如果無同型號整流塊,可用同容量其它類型的整流塊替代。
(2)充電電阻損壞。其損壞一般表現為燒毀、外殼變黑、炸裂等損壞痕跡,也可根據萬用表測量其電阻判斷。不同機型阻值也不盡相同,可參考同機型的阻值來確定。
(3)逆變器模塊燒壞。進行模塊檢查時應分別逐一檢測,IGTR的損壞也可引起變頻器OC保護功能動作。
2.輔助控制電路故障
此類故障原因比較復雜,其中固化程序丟失或集成塊損壞較難處理,一般只能更換整塊控制板或集成塊。
(1)驅動電路故障。一般有明顯的損壞痕跡,諸如器件(電容、電阻、三極管及印刷板等)爆裂、變色、斷線等異常現象,但不會出現驅動電路全部損壞情況。處理時一般或是按照原理圖每組驅動電路逐級逆向檢查、測量、替代、比較,或是與另一塊完好驅動板對照檢查、逐級尋找故障點。
(2)開關電源損壞。常見的有開關管擊穿、脈沖變壓器燒壞以及次級輸出整流二極管損壞。濾波電容使用時間過長,將導致電容特性變化(容量降低或漏電電流較大),穩壓能力下降,也容易引起開關電源的損壞。
(3)反饋、檢測電路故障。在變頻器使用過程中,經常會碰到變頻器無輸出現象。原因可能是驅動電路損壞、逆變模塊損壞、輸出反饋電路出現故障。遇到變頻器有輸出頻率而沒有輸出電壓時(實際輸出電壓非常小可認為無輸出),可以考慮是否反饋電路出現了故障。
變頻器硬故障的出現有一定的共性和規律,在實踐過程中加強學習和認真研究,有助于做好變頻器的維修工作,及時處理和解決各種故障。當然,在變頻器應用中,首先要滿足其工作要求和正常使用的各項條件,才能保證其長期、安全、穩定的運行,從而達到調速運行、節約電能和降低維修費用的目的。
(作者單位:山東省濟寧市技師學院)