淺談變頻器的故障分析

徐安兵

摘 要：隨著變頻器在工業生產中廣泛的應用，了解變頻器的保護原理，主要器件的電氣特性及其常見故障以及處理方法對于實際工作越來越重要。本文結合變頻器主要故障進行闡述。

關鍵詞：變頻器、性能、故障

前言

隨著工業自動化的不斷提高，新型大功率電力電子元器件的誕生，集成電路和微機技術的應用，交流變頻調速技術已日趨完善和成熟。交流變頻調速系統以調速范圍寬、動態響應快、調速精度高、保護功能完善和操作簡單等優點，已在冶金、石化、電力、機械、民用電器等行業得到廣泛應用。 變頻器在正常使用10年后，就進入故障的高發期，經常會出現元器件燒壞、失效、保護功能頻繁動作等故障現象，嚴重影響其正常運行。

1、保護電路主要檢測電路的電壓、電流等。當發生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓，電流值。

2、保護的對象和特點

2.1過載特點

過載保護，變頻器輸出電流超過額定值，且持續流通超過規定時間，為防止變頻器器件、電線等損壞，要停止運轉，恰當的保護需要反時限特性，采用熱繼電器或電子熱保護，過載是由于負載的GD2（慣性）過大或因負載過大使電動機堵轉而產生。

2.2過載保護的反時限特性

3、過電流保護的對象與原因分析

3.1過電流的保護對象與特點

變頻器中，過電流保護的對象主要指帶有突變性質的、電流的峰值超過了變頻器的容許值的情形.由于逆變器件的過載能力較差，所以變頻器的過電流保護是至關重要的一環。

3.2過電流的原因分析

3.2.1運行過電流

3.2.2短路過電流

過電流檢查方法：

先檢查加速時間參數是否太短，力矩提升參數是否太大，然后檢查負載是否太穩定。如不穩定，應采用DTC控制模式，因為DTC控制速度非常快，每隔25μs產生一組精確的轉矩和磁通的實際值，再經過電動機轉矩比較器和磁通比較器比較后輸出，由優化脈沖選擇器決定逆變器的最佳開關位置，這樣能有效地抑制過電流。另外，速度環的自適應會自動調整PID參數，從而使變頻器輸出給電動機的電流平穩。如果沒有這些現象，可以斷開輸出側的電流互感器和直流側的霍爾電流檢測點，復位后運行，看是否出現過流現象。如果是，很可能是 IPM模塊出現故障，因為IPM模塊內含有過壓過流，欠壓，過載、過熱，缺相、短路等保護功能，而這些故障信號都是經模塊控制引腳的輸出 Fn引腳傳送到控制器的。微控制器接收到故障而這些故障信號都是經模塊控制引腳的輸出 Fn引腳傳送到控制器的。微控制器接收到故障信息后，一方面封鎖脈沖輸出，另一方面將故障信息顯示在面板上。應更換 IPM模塊。最后檢查變頻器運行過程中控制電路遭到電磁干擾，導致控制信號錯誤，引起變頻器工作錯誤，速度反饋信號丟失或非正常時，也會引起過電流以及變頻器的容量選擇不當，與負載特性不匹配，引起變頻器功能失常、工作異常、過電流甚至故障損壞。

4、電壓保護功能

頻器顯示過壓故障，變頻器出現過壓故障，一般是雷雨天氣，由于雷電串入變頻器的電源中，使變頻器直流側的電壓檢測器動作而跳閘，這種情形，通常只需斷開變頻器電源1分鐘左右再上電即可，另一種情況是變頻器驅動大慣性負載，而出現過電壓現象。這種情況下，一是將減速時間參數加長或增大制動電阻（制動單元）；二是將變頻器的停止方式設置為自由停車方式。

5.維修中應注意的問題

5.1要特別注意安全，檢查或更換元件時要確保變頻器內電容放電完畢。

5.2在更換模塊時，一定要在模塊底面均勻散熱硅膠，這樣模塊的熱量會很好地傳給散熱片，不致因溫度太高而燒毀。

5.3在安裝的過程中，切記插好驅動線。IGBT模塊的觸發端在觸發線撥掉后有可能留有小量電壓，此時模塊處于半導通狀，一通電就會短路燒壞。

5.4變頻器內的所有螺栓一定要緊固，有些螺栓還起著與電氣連通的作用。

6、結束語

變頻器隨著使用時間越長故障越多，會遇到有很多是意想不到的問題，需要我們認真分析，弄清工作原理，逐步的把變頻器電路學深學透，才能把握其本質，快速而準確的處理問題，從而維修效率。本人只是在維修經驗的基礎上，對變頻器的一些常見故障進行了分析探討，在工作中還需要不斷的分析、總結，積累一些常見的維修技巧。

參考文獻：

[1]ㄍABB變頻器使用說明書》

[2]王鵬飛.《變頻器世界》

[3]《頻器維修常見故障分析》