關于丹佛斯fc300的低壓變頻跳閘故障分析

岳嘉興

摘 要:自1960年世界首次批量變頻器在丹麥誕生,丹佛斯變頻器就以專業的高品質形象廣泛應用在食品飲料、紡織、煙草、電工機械、船舶行業與制冷行業,其獨有的控制精度、防腐蝕、耐惡劣環境能力與可靠性是各類工程及機械設備配套變頻器的首選品牌。在丹佛斯fc300低壓變頻器的使用過程中有時可能會出現變頻器無故跳閘的問題,給企業生產造成嚴重影響。因此本文對丹佛斯fc300低壓變頻器工作原理和工作程序進行了簡要分析,初步了解了丹佛斯fc300的低壓變頻跳閘故障。

關鍵詞:丹佛斯fc300低壓變頻跳閘

中圖分類號:TM921.51 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0121-01

變頻器是交流電動機驅動器,它是利用電力半導體器件的通斷作用將三相工頻交流電轉變成頻率可調的三相交流電來驅動交流電動機,從而使電動機調速的。變頻調速被公認為是一種最理想、最有發展前途的交流調速方法,它具有節能、易于控制、能提高生產工藝水平等優勢,應用越來越廣泛。

1故障分析及處理

1.1 工作場所和環境問題

丹佛斯fc300低壓變頻器的工作場所和安裝環境要滿足干燥、無振動、少灰塵、無陽光直射等條件,環境溫度在－10°C～＋40°C之間,不能過高或過低。變頻器工作時應盡量保持在合理安全的物理環境和電氣環境中。

物理環境中首先是工作溫度。變頻器使用的電子元件功率較大,受到工作溫度較大的影響,為了保證變頻器工作時安全、可靠的性能,應該把溫度控制在40℃以下;另外變頻器一般安裝在控制箱體上部,絕不允許把易發熱的元件安裝在底部。其次是周圍的環境溫度。溫度太高或太低時,其絕緣性都會大大地降低,甚至可能短路出現事故,必要的時侯,可以在安裝箱中放置干燥劑。

在電氣環境中首先要防止電磁波的干擾。由于工作中的整流和變頻,變頻器的周圍會產生非常多的電磁波干擾,這些高頻的電磁波對附近的工作儀表和儀器會產生一定的影響。因此要選用有屏蔽功能控制電纜或安裝屏蔽金屬外殼,最大地減少變頻器對儀表儀器的干擾。其次還要防止輸入端過電壓問題。變頻器電源輸入端一般都會有過電壓保護,如果輸入端長時間的高電壓作用,就可能導致變頻器的輸入端損壞。在實際運用中,要核實輸入電壓的高低、單相或三相的額定電壓,特別是在電源電壓不穩定的時侯,更要開啟穩壓設備,否則可能會造成嚴重不良后果。

1.2 變頻器的散熱問題

變頻器工作時毫不例外會產生極多的熱量,要保證變頻器的正常運行,就要嚴肅對待它的通風散熱問題。變頻器一般會垂直安裝在電控柜內,散熱多采用抽風式冷卻風扇,這種強制散熱的方式不易被阻塞,保證了散熱途徑的通暢。另外變頻器運行時會“過熱”現象,這也是變頻器頻繁跳閘的原因。

檢查變頻器的散熱問題應該從以下幾個方面入手:第一,控制柜的風道是否被阻塞,變頻器自身風道是否因積灰而被阻塞,冷卻風扇是否不轉,從這些方面確定低壓變頻跳閘是否因為變頻器通風不良,散熱不好而導致。第二,檢查是否為風扇故障,變頻器的功率模塊是發熱最嚴重的器件,其連續工作所產生的熱量必須要及時排出,一般風扇的壽命大約為20kh～40kh,按變頻器連續運行折算為3～5年就要更換一次風扇,避免因散熱不良引發故障。

1.3 電壓原因跳閘

根據變頻器供電系統,可以分為交-直-交電流型變頻器、交-交變頻器和交-直-交電壓型變頻器,因此要有效地控制變頻器的工作電壓。電源電壓過高時,其實際電壓會超過額定工電壓;而當電壓過低時,實際電壓又會低于額定電壓;電源的不平衡缺相等等,這些不穩定電壓狀況都有可能導致變頻器由于電壓原因跳閘。過壓故障產生的原因主要有:直流中間回路調節器被禁止、直流中間回路電壓、超過脫扣電平等,如果供電電源電壓過高或者電動機處于再生制動方式,則可能會引起過電壓。在快速斜坡下降或者電動機由一個大慣量負載帶動旋轉時,就可能會引起再生制動方式。

對于過電壓故障,一般采用兩種處理方法,一是回路多余能量及時處理;二是避免多余能量的回路饋送,使電壓限定在允許的范圍內。解決辦法主要有以下幾種:(1)增加吸收裝置在電源的輸入側,減少誘導因素;(2)重新校正已設定的參數;(3)重新分析制作的工藝流程,從源頭上解決問題;(4)合理增加泄放電阻;(5)增加逆變電路在輸入側;(6)增加適當電容在直流回路上;(7)創造條件有效降低工頻電壓;(8)變頻器一起使用直流母線;(9)更新控制系統,增加功能優勢,徹底解決過電壓問題。值得注意的是,變頻器的中間直流過電壓故障多發,是變頻器的一個致命的弱點,解決這個問題關鍵要搞起原因,結合其本身參數、工藝流程和控制系統狀況等,制定出相應的解決對策。

1.4 負載跳閘

當變頻器所帶的負荷過重或設備卡阻時,變頻器也可能會自動跳閘。對這一方面的原因,首先要對電機所帶的往復泵進行檢查,由于電機和機泵為密封狀態,所以就要拆掉電機風扇罩盤車看是否能夠靈活轉動。此外還可以使用一種更加合理經濟的變頻器負載測試系統,三相異步電動機負載測試系統采用共母線和電機拖動—— 反饋的原理,是目前節能率最高的負載測試系統之一。

1.5 過電流跳閘

若變頻器工作時所帶的負載較輕,也可能會因過電流而發生跳閘。在u/f控制模式下,大多數的變頻器都存在著一個突出問題:就是在工作時,由于u/f模式選擇失當,對u的補償過大,磁通過達到飽和,電動機電流瞬間增大,出現跳閘現象。若低頻工作,有時變頻器為了增加負載,常常需要提高u/f比,即轉矩提升。電動機磁路的飽和度隨負載輕重的變化而變化,這一類型的過電流跳閘,主要發生在變頻器的低頻、輕載時。解決這種問題,在實際操作中要反復調整u/f比,較新型的機器可以采用自動記憶、調整電位器或選擇u/f模式的方法,自動調整直到最佳。此外還有些生產機械在運行過程中產生問題,如負荷突然加重,有時甚至“卡住”,導致電動機的轉速大幅下降,電流瞬間急劇增加,出現過電流跳閘;還可能由于負荷波動,變頻器驅動的電機自動調整,進行電機啟動、停止,這種現象也經常導致過流跳閘。

2結語

采用丹佛斯fc300的低壓變頻技術,盡管其可靠性很高,但是如果使用不當或偶然事件,也會造成變頻器的損壞,要想在生產過程中,使用好變頻器,熟悉變頻器的結構原理,了解常見故障,對于技術人員尤為重要。

參考文獻

[1] 劉忠.FC300丹佛斯低壓變頻器跳閘故障分析[J].電工技術,2010(8).

[2] 鄒旭光.富士FRN5.5G11S-4CX5.5kW變頻器跳閘故障分析及排除[J].科技創新導報,2009(36).