變頻器故障診斷技術分析與探究

王高建

【摘要】伴隨著近代工業智能化技術發展，變頻器已被深應用到個領域，其功能越來越強大，有效性相應地提高，但假如使用不恰當，維護不及時，仍然會產生故障從而影響或縮短設備的使用年限。因此，采用高效的變頻器故障診斷技術對工業及其自動化領域的發展至關重要。

【關鍵詞】變頻器自動化 技術故障 診斷技術

隨著逆變技術的不斷發展，變頻器已被廣泛應用于多個工業控制領域。由于技術原因，普通工人往往很難檢測到許多驅動器故障和判斷，由于比較困難招聘專業人士，只有等待一個新的逆變器制造商來取代，導致耗時太長，極大影響生產效率，為了處理好替代周期長的問題，企業經常使用買一些備用變頻器被替換，因此無形中增加了企業生產成本。如果解決故障診斷和維修問題，通過研究和發展自己，應用合適的措施，在比較短的時間內，維修好變頻器，而不用整個換掉，可以最大限度地減少損失。所以，處理好診斷與維修問題對于減輕工業生產非常有意義。本文對變頻器故障及其診斷技術進行了探討。

2變頻器故障

2.1變頻器的故障多種多樣，通常分類如下。

（1）時間性故障

①設備老化失靈，在變頻器設工作到后期經常出現，其主要原因是元器件老化失效、磨損產生的影響；②突發故障，經常突然失去某些性能；③不間斷性故障，時有時無的特性。

（2）故障產生的規律

①恒久性故障，例如主電路功能的晶閘管被損壞的故障現象，該故障造成的損失將永遠存在；②突發發性故障，如元器件脫焊、接觸不良號和抗干擾信號異常所致，這些現象屬于間歇性故障。

（3）故障產生的位置

①斷電意味著由變頻器造成的電網電壓平衡，如過電壓、欠電壓、少相等；②內部故障，說的是硬件的問題，比如整流濾波電容器發生短接、過電壓等故障

2.2變頻器故障分析

（1）主電路故障。

①整流器損傷，整流器壞掉是變頻器的主要電路的常見故障之一。一般變頻器整流設備為三相全波整流器，變頻器承擔所有的整流器，輸入功率過高，極易產生擊穿損壞，一般的變頻器無法輸送電時，會發生保險絲熔斷等跡象，三相輸入端或者輸出端為低電阻（電阻最小達到正常兆歐）或短路。更換整流器時，需在散熱片表皮層接均勻涂摸有一層極好的導電性能的硅材料，再擰緊螺釘。

②輸入電能電阻壞掉。產生的因素：核心電路接觸器閉合差引起的流通時間太長和燒傷；充電電流過大而燒性；重新啟動時，主電路上電和工作信號電路同時充電 ，很容易燒傷。其損傷特征燒毀，熏黑的外殼表現一般，爆裂和其它損害的跡象。

③變頻器模塊燒毀。逆變器模塊損壞的原因是多方面的，如輸出負載短路、過載、大電流連續運行；負載波動較大，造成過電流過大；散熱設備散熱不好，致使模塊溫度過高，從而導致模塊的性能不佳、參數發生變化等問題，使逆變器輸出異常。

（2）輔助控制電路發生故障。

①驅動電路故障。使用于驅動變頻器的驅動電路，但也很容易被損壞。通常有明顯的損壞的跡象，如設備（電容，電阻，晶體管和印刷板等）的爆發，顏色，斷裂，驅動電路損壞呈現出來最常見的現象是少相或三相電壓不等、不平衡等特征。

②開關電源損毀。開關電源損壞的一顯著特征是變頻器的功率沒有顯示。最常見的是開關出現問題，脈沖變壓器壞掉，以及整流二極管，濾波電容器長期使用，導致電容自我調節能力下降。

3變頻器故障診斷技術

3.1基于神經網絡的變頻器故障診斷

神經網絡控制器沒有數據模型的對象，所以可以對神經網絡的故障進行預測和診斷，這種方法是科學的、合理的，當故障類型和故障信號之間的關系特別不能說明它的方法是比較合理的。逆變裝置系統具有很強的隨機性和模糊性，傳統的故障檢測方法已經無法應用，再應用神經網絡可以解決這個問題。基于神經網絡的故障診斷有很多優點，但也存在一些問題，這些問題主要存在于：獲取樣本比較困難；難以理解網絡權值的表達形式；不重視專家的經驗和知識。

3.2基于DSP的故障診斷方法

整流電壓波形整流電路的方法是指正常運行和故障運行時的分析和分類，對“區域”的定義和故障模型的建立，對故障診斷的頻譜分析措施進行升級，根據特征值判斷查找；其次、歸納實驗與數字信號處理算法和系統的實現，證明其該方法的可操作性。

3.3基于信號處理的變頻器故障診斷

通過傅里葉分析法對三相全控電流故障診斷的基本思路是，通過對一些關鍵點的分析，對時域的頻域信息進行分析，根據蝙蝠的具體特點進行故障診斷，并確定故障類型，然后利用相位特性進行故障診斷，并確定故障位置，利用沃爾什分析法對三相全控流進行故障診斷，在波形的基礎上形成一個周期的時域波形的時域波形，在頻率域的特定功能的故障，然后逆變器故障檢測和測定。基于數學模型的故障診斷的信號處理方法不需要，因為對象具有許多優點，如：診斷速度快，靈敏度高，操作簡單，也可以進行各種在線故障診斷。

4結語

本文著重闡述了近幾年來國內外最新科研成就，在變換器故障診斷、故障診斷技術的發展趨勢等方面借用數字信號處理器芯片完成報警系統的組成和診斷，具有很大的發展空間。

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