變頻器的發展應用與維修

王曉峰

（榆林神華能源有限責任公司郭家灣煤礦，陜西 榆林 719408）

1 變頻器的發展與應用

20世紀30年代人們就開始研究交流調速技術，但是，在當時技術還很不成熟，因此進展緩慢。20世紀70年代以來，隨著控制技術、電力電子技術等技術的不斷發展，交流調速性能不斷完善，開始逐步代替直流調速。由于變頻器交流調速具有變頻調速效率高，節電效果好等優點，因此，這項技術很快在冶金、機械、空調、電梯等領域獲得了廣泛的應用。由于變頻器具有節能與速度控制的兩大特點，因此，獲得了許多廠家的青睞，特別是節能這一特點，由于近些年能源消耗問題已經成為企業發展的一個重要問題，因此，許多企業都大力提倡節能措施。所以，變頻調速技術獲得了迅猛發展。應用變頻調速，可以使電機轉速節能運行，應用變頻器，電機轉速的控制精度也獲得了很大提升。精確調速的節電效果特別明顯。由于變頻調速具有調速精度高、范圍廣等優點，因此，如果遇到需要精確速度控制的設備，變頻器的效果更加明顯。它不但可以提高生產效率，還具有提升工藝質量作用。變頻器是公認的交流電動機最理想的轉速調節調速方案，它不但具有卓越的調速性能，并且節能效果也非常好。是理想的調速裝置。作為速度工藝控制中的理想產品，變頻器獲得了廣泛的應用。

2 變頻器保養及維護方法

變頻器在使用過程中，環境的變化很容易影響其使用性能，無論是環境溫度、濕度發生變化，還是環境中蘊含著腐蝕性氣體，或者環境空氣指數比較低，粉塵污染比較嚴重等等都會使變頻器的使用性能發生變化，因此，變頻器在使用過程中如果維護保養做得好，使用得當，就會延長變頻器的使用壽命，減少變頻器的故障發生率。如果在使用過程中，沒有注重有效的保養，或者保養工作不到位，就可能會導致變頻器使用壽命縮短，并且經常出現故障，進而影響到變頻器的正常工作，導致無法正常運行使用設備，進而影響到生產，給企業的經濟效益帶來影響，因此，變頻器的維護保養工作是非常重要的。

2.1 變頻器的維護與檢查

如果變頻器在使用過程中連續運行，我們檢查變頻器的運行狀態，可以用外部目視的方法進行檢查。并且要對變頻器進行定期巡視檢查工作。檢查的重點是變頻器的運行狀況，周邊環境是否對變頻器的使用產生影響，重點檢查運行中的變頻器是否有異常現象。下面我們簡單介紹一些變頻器檢查的主要內容。首先，要檢查變頻器的環境溫度。變頻器在使用過程中，環境溫度最好在25℃左右為好，環境溫度不能夠低于-10℃，也不能夠高于+40℃，要在兩者之間。其次，查看顯示面板上顯示的字符有沒有出現異常，有沒有缺少字符或者出現字符不清楚現象。在顯示面板上顯示的變頻器各種數據（如：輸出電流、電壓、頻率等）是否正常。仔細檢查變頻器散熱風道是否通暢，風扇運轉有無異常現象發生等；仔細檢查運行中的變頻器有沒有故障報警顯示。發現異常及時處理。再次，檢查變頻器是否過熱，查看變頻器是否有異味，可以用測溫儀器檢測變頻器溫度。由于變頻器交流輸入電壓極限是418V(380V×1.1)，因此，我們要仔細查看變頻器交流輸入電壓最大值是否超過，如果超過極限，主電路外加輸入電壓即使在變頻器沒運行的狀態下，也可能導致變頻器線路板損壞。最后，為了確保變頻器的使用壽命，有效減少變頻器在使用過程中故障發生率，我們要定期對變頻器進行全方位檢查，每年要對變頻器大修一次，特別是變頻器比較隱蔽的位置或者變頻器日常維護很容易忽略的位置，都應該重點檢查。

2.2 熟練掌握變頻器的各種保護與自診斷功能

變頻器的各種保護與自診功能我們要熟練掌握，無論是變頻器的短路保護，還是變頻器的負載側接地保護，我們都應該熟練掌握，同時，對于變頻器過熱、過載以及電流限制等自診功能我們也必須掌握，由于變頻器的報警警告功能比較完善，因此，熟練掌握各種保護與自診功能對于變頻器的保養以及故障查詢意義重大，所以，我們要高度重視各種保護與自診功能，做到熟練掌握防患于未然。

3 變頻器的故障維修

3.1 參數設置類故障

變頻器的參數設置對于變頻器能否滿足傳動系統的要求非常重要，如果變頻器在使用中參數設置出現錯誤，就會影響到變頻器的正常運行。一般情況下，常用變頻器在出廠的時侯，生產廠家對每一個變頻器的參數都有一個默認值，這里的默認值就是生產廠家的工廠值。用戶可以在這些參數值的條件下，以面板操作方式正常運行，但是，大多數傳動系統面板操作根本滿足不了其使用要求，因此，在變頻器使用之前，對于變頻器參數設置，用戶要處理好以下幾個方面：首先，確認電機參數，電機參數的確定可以從電機銘牌中直接得到，以電機銘牌中的參數為依據，設定好電機的最大頻率、以及轉速、電流、電壓等參數。其次，變頻器采取的控制方式有以下幾種，一種是轉矩 控制，一種是PID控制，還有一種速度控制等；根據變頻器控制精度，在采取控制方式后，一般要進行動態辨識或靜態辨識。另外，變頻器的啟動方式，一般情況下要在出廠時設定，并且大多數是從面板啟動，當然，變頻器的啟動方式有很多種，用戶可以根據實際需要自行選擇啟動方式，不僅僅可以從面板啟動，還可以采用通訊方式啟動或者外部端子啟動等等。參數設置類故障一旦發生，就會影響到變頻器的正常運行，在正常情況下，可以按照說明書重新進行參數設置，如果參數設置不成功，我們可以將參數恢復出廠值，然后再按照說明書重新進行參數設置。由于不同廠家變頻器參數恢復方式不一致，我們最好仔細閱讀使用說明書，再進行參數恢復。重新設置參數。

3.2 變頻器過流故障

過流保護的其中一個原因就是缺相。當變頻器輸入缺相時，勢必引起母線電壓降低，負載電流加大，引起保護。而當變頻器輸出端缺相時，勢必使電動機的另外兩相電流加大而引起過流保護。所以對輸入及輸出都應進行檢查，排除故障。變頻器的減速、加速、恒速過電流都屬于過流故障。產生過流故障的原因可能是變頻器負載發生突變，或者因為輸出短路、負荷分配不均等原因而導致的故障，出現這種故障可以通過檢查線路、外加能耗制動元件、延長加減速時間或者進行負荷分配設計等方法進行處理，如果斷開負載變頻器故障因素還沒有排除，那么說明變頻器逆變電路損壞，必須更換變頻器。

3.3 變頻器過載故障

變頻過載和電機器過載都可能導致變頻器過載故障。引起變頻器過載故障的主要原因有電網電壓過低、加速時間過短、負載過重、直流制動量過大等原因，解決的方法是制動時間延長、加速時間延長、檢查電網電壓等，如果是變頻器負載過重，產生的原因可能有以下幾種，一種是機械潤滑不好引起，另一種是該負載所選用的變頻器不能拖動，如果機械潤滑不好，我們要對生產機械進行檢修，如果是所選用的變頻器不能拖動，必須更換大功率變頻器。負載過大時應減少負載或增大變頻器容量；有突加負載，應取消突加負載；加速時間設置太短，應延長加速時間；轉矩提升設置過高時應，降低轉矩提升值；電子熱繼電器設定值不正常時，應調整設定值。

3.4 變頻器過壓類故障

一般情況下，變頻器工作電壓范圍都要有一個正常值，如果電壓超過正常值范圍，變頻器就可能受到損壞，出現過電壓類故障，常見的過電壓有兩類，一類是輸入交流電源過壓，一類是發電類過電壓；輸入交流電源過壓較多發生在負載較輕節假日，由于節假日電壓不穩定，忽然升高或者忽然降低輸入電壓超過正常范圍產生過電壓故障，處理方法是斷開電源，然后檢查、處理。發電類過電壓出現頻率較多，電機的實際轉速低于電機同步轉速，這時電機處于發電狀態，導致變頻器出現故障。

3.5 其他故障

3.5.1 變頻器欠壓，如果變頻器電源輸入部分出現故障，就可能產生欠壓現象，因此，使用前要仔細檢查輸入電源后才可以運行。

3.5.2 變頻器溫度過高。首先，要檢查電動機的散熱情況，可以用電動機溫度檢測裝置進行檢測。如果是變頻器溫度過高，我們要對變頻器的通風狀況進行檢查，運行的變頻器溫度過高，一定要檢查負載的狀況。變頻器負載電機的額定電壓沒有正確的設置，變頻器載波率過高等，都可能造成溫度過高現象，還有，設計者設計變頻器時，沒有考慮到電機低頻段工作容易導致散熱變差的問題，造成由于電機長期運行，導致變頻器溫度過高的情況，解決的方法是加裝散熱裝置。

結語

由于變頻器具有變頻調速效率高，節電效果好等優點，因此獲得了廣泛的應用，交流變頻調速技術在工業自動化控制應用上，已經成為工業自動化控制的主流。交流調速系統的性能已經逐步超越直流系統，其信息處理能力也獲得了很大的提升，變頻器的可靠性以及實用性已經獲得了很好的驗證，應用范圍越來越廣泛。為了更好地應用變頻器，我們必須了解變頻器保養以及維修方法，以提高變頻器的使用效率，促進企業經濟效益的提升。

[1]陳國呈.變頻器的發展動向與變頻器在應用中應注意的一些問題[J].上海大學學報(自然科學版).1995(05).

[2]張海生，楊翠玲，王維民.變頻器IGBT模塊故障防范[J].科技傳播.2012(18).