變頻器故障影響因素與使用維護

李仁利

摘 要：由于各種新工藝新技術在現在生產中的不斷應用，以及現代化生產中對新技術新設備的要求越來越高，變頻器在現在生產中的地位舉足輕重，由于一些安裝環境不合理，以及內部參數設置不正確極易造成變頻器誤動作及發生故障，甚至燒毀變頻器，給現在生產生活造成一些不必要的損失。我根據自己多年的工作實際和有關資料，對變頻器的使用與維護總結出了以下幾點，僅供參考。

關鍵詞：變頻器原理；影響因素；故障診斷；維護

1 變頻器的基本原理

變頻器的工作原理是通過控制電路來控制主電路，主電路中的整流器將交流電轉變為直流電，直流中間電路將直流電進行平滑濾波，逆變器最后將直流電再轉換為所需頻率和電壓的交流電，部分變頻器還會在電路內加入CPU等部件，來進行必要的轉矩運算。

2 影響因素及使用維護

2.1物理環境

（1）工作溫度。變頻器內部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產品一般要求為0～45℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時應考慮留有余地，最好控制在40℃以下。在安裝時，要嚴格按照說明書要求，發熱元件一定要與柜體保持足夠距離，且不可緊貼地面安裝。

（2）環境溫度。保證變頻器工作地點的溫度恒定，并且在要求范圍內。在大負荷期間，我廠棚車試雨間水泵變頻器的溫度最高可達45℃以上，曾多次引起變頻器報警或跳閘，最終我們在變頻間靠近室外的墻體加了六個通風口，才使環境溫度得以改善。此外，如果變頻器工作環境溫度較高且變化較大，內部會產生結露現象，設備的絕緣會大大降低，甚至引起短路。必要時，我們可以在柜體內加干燥劑。

（3）腐蝕性氣體。變頻器工作環境如果腐蝕性氣體濃度大，不僅會腐蝕元器件的引線，單元電路板等，而且還會加速塑料器件的老化，降低絕緣性能，在這種情況下，應把控制箱制成封閉式結構，并進行換氣。在工作中，我們要經常性的檢查變頻器內部通風的情況，通風不暢時，及時更換濾網，從而有效地保證變頻器內部空氣的流通，也使熱量及時的散發。

2.2電氣環境

（1）電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產生了很多的干擾電磁波。這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內儀表和電子系統，應該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應可靠接地。除此之外，各電元件、儀器及儀表之間的連線應選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應接地。如果處理不好電磁干擾，往往會使整個系統無法工作，導致控制單元失靈或損壞。在對某變頻器進行調試的過程中，由于電纜的屏蔽層沒有可靠地接地，導致了系統故障，將接地恢復完好后，故障立即消失。由此可見，電磁干擾對變頻器有很大的影響。

（2）輸入端過電壓。在變頻器電源輸入端往往有過電壓保護，但是如果輸入端高電壓作用時間長，會使變頻器輸入端損壞。因此，在實際運用中，要核實變頻器的輸入電壓、相數和變頻器的額定電壓是否完全一致，特別是電源電壓極不穩定時要有穩壓設備，否則會造成嚴重后果。

2.3振動和沖擊

裝有變頻器的控制柜受到機械振動和沖擊時，會引起電氣接觸不良。這時除了提高控制柜的機械強度，遠離振動源和沖擊源外，還應使用抗震橡皮墊固定控制柜和內電磁開關之類易產生振動的元器件。設備每運行一段時間，應對其進行檢查和維護。

2.4雷電以及線路的感應電

雷電對變頻的影響也不能忽視，變頻器在雷雨后，由電源引入雷電造成系統參數復位，并且造成變頻的驅動板損壞，而無法使用，造成了不小的損失，另外線路的感應電也會造成變頻的運行參數改變，甚至經常亂報故障，造成變頻多次停機，因次在引入引出線路的電源線應盡量采用帶有屏蔽層符合要求的電纜，控制電纜盡量和電源線分開。另外在感性負載（繼電器、接觸器、電機）斷開時會引起電壓突變，為了降低感性負載斷開時的電磁干擾，需要在感性負載上安裝噪聲抑制電路《壓敏電阻、RC濾波器、二極管》如果不對這種電磁干擾進行抑制，這種干擾可能會通過控制電纜兼容性或感性傳輸到其他導體，造成系統其他部件的功能失效。但是在安裝保護元件時應該盡可能靠近感性負載，不要將保護裝置安裝到I/O端子排上，否則會造成更大的干擾甚至損壞變頻器。

2.5參數設置

變頻器通過鍵盤和顯示板用來對變頻器的控制參數和功能進行操作，參數由菜單結構組織成邏輯組。要查看或設置參數，操作者必須由菜單結構翻到相應的參數，通過特定按鍵順序可以完成操作。變頻器的設置參數一般有50個以上，每個參數均有一定的選擇范圍，使用中有時會遇到因個別參數設置不當，導致變頻器不能正常工作的現象，這時應找到故障原因所在，修改相應的參數，使變頻器正常運行。設置參數時，要嚴格按照使用說明書進行操作。

2.6故障診斷

變頻器擁有較強的故障診斷功能，對變頻器內部整流部分、逆變部分、CPU及外圍通信與電動機等故障進行保護。變頻器在保護跳閘后，故障復位前，將一直顯示故障代碼。根據故障指示代碼確定故障原因，可縮小故障查找范圍，大大減少故障查找時間。

（1）夏季如果變頻器操作室的制冷、通風效果不良，環境溫度升高，則變頻器經常發“CPU Temperature Alarm ”或“CPU Temperature Fault”信號，即CPU溫度超過70℃報警信號或CPU溫度超過85℃故障信號。這時應檢查變頻器散熱風扇是否損壞，CPU散熱器是否完好，以及室內溫度是否偏高。應采取措施進行強制冷卻，保證變頻器安全過夏。

（2）變頻器一起動便跳閘，故障信號為“Mtr Therm Over Alarm”，即電動機熱過載故障。說明電機溫度或電機電流超出過載時間參數指定的時間，應該檢查過載時間參數設定是否正確，查看電動機是否堵轉以及過負荷保護是否動作。

（3）變頻器運行中跳閘，同時發“Over Speed Fault”故障信號，即超速故障。說明電機速度超過限幅值菜單中過速設定值參數。通常由不正確設置或調整變頻器引起。應檢查電機參數菜單和變頻器參數菜單中的參數是否與電機和變頻器銘牌值一致。

2.7維護

（1）外觀檢查。變頻器運行過程中，可以從設備外部目視檢查運行狀況有無異常，巡檢時可以通過鍵盤面板轉換鍵查閱變頻器的運行參數，如輸出電壓、輸出電流、輸出轉矩、電動機轉速等，掌握變頻器日常運行值的范圍，以便及時發現變頻器及電動機問題。

（2）環境維護。設專人定期對變頻器進行清掃、吸塵、保持變頻器內部的清潔及風道的暢通。同時保持變頻器周圍環境清潔、干燥，嚴禁在變頻器附近放置雜物。每次環境衛生清掃后，要認真檢查有無遺漏的螺絲及導線等，防止小金屬物品造成變頻器短路事故。

（3）絕緣測定。測量變頻器（含電動機）絕緣時，應當使用500兆歐表。如僅對變頻器進行檢測，要拆去所有與變頻器端子連接的外部接線。清潔器件后，將主回路端子全部用導線短接起來，將其對地用兆歐表試驗，如果兆歐表指示在5兆歐以上，說明是正常的。這樣做可以減少搖測次數。

3 結語

隨著變頻器在我們日常生活中越來越頻繁的使用，且其本身是一種復雜的電力設備，所以關于其故障的分析與處理所受到的重視正在逐步增強。本文建立在一定的研究基礎之上，提出當前變頻器故障分析及處理工作中存在的問題及其今后研究的大致方向，希望能對未來我國的變頻器故障分析及處理有一定的作用。

參考文獻

[1]馮然.變頻器的故障診斷與維修方法[J].科技資訊，2012，（33）：126.

[2]廖裕中.試論變頻器過流故障原因與其解決措施[J].電子技術與軟件工程，2014，（09）：168-169+208.

（作者單位：中車齊齊哈爾軌道裝備公司）