淺談變頻器的日常維護與常見故障處理

摘 要：變頻器是以電力電子器件為基礎而構成的變換頻率的設備。在正常工作過程中，由于使用環境的問題，會造成一系列設備老化、壽命減短等現象，必須進行常規檢測及維護。

關鍵詞：變頻器；維護檢查；故障處理

1 變頻器的常規保養維護側重點

1.1 檢修時的注意事宜

普通工作人員不能對變頻器進行拆卸和安裝，只能由經過專業培訓的人員才能對變頻器進行維修和更換；對于長時間沒有用過的變頻器，應注意一點，再次使用時，要讓其電壓逐漸增大至額定值，不然會出現觸電或爆炸的情況；不能在剛斷開電源的時候就進行檢修，因為電容上會有剩余電壓，應該斷電后過幾分鐘，最好用儀表測量一下電壓值較低時才可以進行檢修；切記不可在變頻器內部落下金屬物質，以免造成漏電事故，損壞設備。

1.2 變頻器的常規巡查

注意變頻器的顯示面板是否有異常，還要檢查變頻器的運行參數是否正常；注意設備的風口有沒有灰塵，有沒有被粉塵給堵死的情況；要尤其注意變頻器的工作環境，注意其溫度是否符合要求、濕度是否符合要求等；注意變頻器有沒有出現溫度過高以及顏色的變化；注意變頻器發出的聲音、產生的振動、出現的氣味是否異常。

1.3 變頻器的定期檢測與維護

變頻器的長期維護和保養要分成兩塊來做，一塊是小功率變頻器，一塊是大功率變頻器。我們先看小功率變頻器的維護注意事項：所謂小功率變頻器指的是工作電壓為380V或220V的變頻器。其中壁掛式的比較多，大多安裝在控制柜中，其維護和保養主要包括以下內容：（1）定期檢查、去除灰塵。清掃灰塵的時候應注意一定要先將電源斷開，而且要等一段時間，電容放電一段時間之后，才能打開變頻器的外蓋，用毛刷進行灰塵的清掃。（2）定期檢查變頻器的主要參數。比如電壓、電容等。（3）定期檢查變頻器的相關電路設備。變頻器的相關設備主要包括制動電阻、電抗、繼電器、接觸器等，要注意它們的連接導線是否松垮。（4）根據維護信息判斷功率管的壽命。然后我們看大功率設備的維護注意事項：大功率變頻器指的是工作電壓在6kV以上的，大功率變頻器的維護方法除了和小功率變頻器維護方法一致外，還有幾點需要注意：（1）母線排的定期維護。要檢查母線連接是否完整，有無松動現象。（2）對主電路中的整流電路、逆變電路部分進行定期檢查。對整流、逆變電路部分所用的二極管、IGBT等大功率半導體器件進行檢查。測定它們的正、反向電阻是否正常。檢查同一型號的功率管一致性是否良好，如果出現個別器件偏離較大，應該及時換掉。（3）檢查接線排。比如有無老化松動脫落現象；短路隱患故障；連接線是否牢固，導線絕緣有無破損，各電路板接線插頭是否牢固等；進出主電源線連接是否可靠，連接處有沒有發熱、氧化等情況的出現。

2 變頻器的常見故障及處理方法

2.1 過電流

過電流故障分加速中過電流、運行中過電流和減速中過電流，在以上運行過程中變頻器電流超過了過電流保護動作設定值即保護動作。產生這一現象的原因有可能是：電動機所帶負載過重；變頻器輸出電路發生相間短路或者發生對地短路；電機在運行過程中投入變頻器，但是和啟動模式不匹配；變頻器本身的故障使加速時間過短；過電流保護值設置過低，與負載不相適應。當使用過程中產生過電流時，應該首先查看相關參數有沒有問題，明確發生故障時的實際電流值是多少，然后根據裝置及負載狀況判斷故障發生的原因是什么。

2.2 對地短路故障

發生對地短路故障的原因可能是因為電動機或電纜對地短路造成的，此時應該斷開電纜與變頻器的連接，用相應等級的絕緣表檢查電動機和電纜的對地絕緣值。但切記不得直接測量變頻器端子的對地絕緣電阻，因為變頻器的輸入、輸出元件均具有一定耐壓的電子元器件，如果測量不當會將其擊穿。如果電動機及電纜的絕緣在允許的范圍內，則應認為是變頻器自身的質量問題。

2.3 過電壓故障

變頻器在使用過程中，出現的過電壓情況大概分為三種，一種是加速中過電壓，然后是運行中過電壓，最后是減速中過電壓。一般情況下，該故障的產生是由于電動機的再生制動電流回饋到了變頻器的直流母線側，才使直流母線電壓升高到設定值，因而動作。所以過電壓故障多發生于電動機減速過程中，或在正常運行過程中電動機轉速急劇變化時。解決的方法是：根據負載慣性，適當延長變頻器的減速時間。當對動態過程要求高時，必須要通過增設制動電阻來消耗電動機產生的再生能量。需要注意的是，如果輸入的交流電源本身電壓過高，變頻器是沒有保護功能的。在試運行時必須確認所用交流電壓在變頻器的允許范圍內。

2.4 欠電壓

欠電壓故障的發生，是由于外部電源降低，或者是變頻器內部發生故障，從而使母線電壓降至保護值以下，致使欠電壓保護動作的一種故障。欠電壓保護動作的電壓值是可以設定其范圍的，也可以通過參數設定動作方式。很多時候需要根據現場情況設定該保護模式。比如：在具有電爐煉鋼的鋼鐵企業，電爐煉鋼時電流波動極大。如果電源容量不是非常大，可能會引起交流電壓的大幅度波動，這對變頻器的穩定運行是一個很大的問題。在這種條件下，需要通過參數改變保護模式，防止變頻器經常處于保護狀態。變頻器的工作電流取自母線，當直流母線電壓下降到一定值時，變頻器即停止工作。

2.5 電源缺相

當從電網獲取的三相交流電源中的任一相斷相時，該保護立即動作。由于電源缺相，可能會造成主濾波電容的損壞，當變頻器的短路保護采用的是快速熔斷器時，可能比較容易過熱。而且由于熔斷器本身質量問題也可能會造成一相熔斷，從而產生電源缺相故障。從保護主回路元件的目的出發，快速熔斷器是一個好的選擇，但該狀況的產生是不希望看到的。因為許多品牌的變頻器均建議對變頻器的保護采用無熔絲保護器，通常也多用自動空氣開關作為主回路的短路保護。

2.6 散熱片的熱量過高

產生這一故障的原因可能是冷卻用的風扇出了問題，導致散熱不良及散熱片臟、堵等原因，進而導致散熱片溫度太高。除此之外，也有可能是變頻器本身的模擬輸入電流太大或者模擬輔助電源的電流過大所引起的。詳細的判斷方法是：檢查維護信息里的散熱片溫度，該溫度正常界限是：小于等于22kW的產品是20攝氏度，大容量產品是50攝氏度。如果其顯示正常，則可能并非實際溫度過高。另外，通過目視也可以清楚的看到變頻器散熱板的臟污情況。

2.7 變頻器內部熱量過高

如果變頻器因為沒有通風散熱設備而造成內部溫度上升，那就可能會引發該警報。此外，如果模擬電流超限的話也會產生該警報，還有就是控制回路的冷卻出故障的話也可能會產生該警報。有些變頻器的控制回路冷卻風扇內置了一個檢測元件，在風扇檢測不正常時會產生該警報，通過檢查維護信息的實際溫度也可以判斷故障原因。需要注意的是，如果是控制風扇故障，必須更換同型號風扇，否則該警報不能解除。

參考文獻

[1]王兆安，黃俊.電力電子技術[M].北京：機械工業出版社，1994.

[2]黃俊，王兆安.電力電子變流技術（第3版）[M].北京：機械工業出版社，1994.

[3]陳治明.電力電子器件基礎[M].北京：機械工業出版社，1996.

[4]趙良炳.現代電力電子技術基礎[M].北京：清華大學出版社，1995.