變頻器常見故障原因分析及處理

本鋼板材股份有限公司熱連軋廠 遼寧 本溪 117000

1 變頻器常見故障原因分析

1.1 過流故障 根據變頻器運行的不同階段,能夠將過流故障分為減速時、加速時和勻速環節過流。引發過流故障的主要原因是變頻器的加速時間過短,或者負載出現了突然變化,其具體表現有幾種：一是設備重啟時,一旦電機加速運轉,就會引發跳閘,可能的原因是輸出電路短路,逆變模塊損傷,或者電機轉矩小；二是通電后立即產生過流且無法復位,可能是因為驅動電路或者相應的驅動模塊存在損傷；三是設備重啟時正常運轉,加速運行時產生跳閘,原因多是因為在參數設置中,加速時間設置過短,電流上限偏小；四是變頻器尚未啟動,就出現了電流變化,通電后出現過流,可能是互感器存在問題。

1.2 變頻器冷卻直流風扇的故障 冷卻系統主要有散熱片以及冷卻風扇這兩部分所構成。基于冷卻風扇自身所具有的特點,在通常的情況下,它的使用壽命不是特別的長,在將要到達其最大使用壽命的時候,風扇可能會出現巨大的震動,并且還會產生大量的噪音,因此,相關的人員應當對冷卻風扇保持密切的注意,在其出現上述現象以前,要及時的對其進行更換。另外,為了能夠盡量使冷卻風扇的壽命得以延長,工作人員可以通過設置,將冷卻風扇設置成在變頻器運轉的時候開始工作。

1.3 出現功率單元故障 (1)故障現象。在保證高壓變頻器的高壓電以及控制電都輸送的基礎上,工藝現場控制面板顯示異常,顯示高壓變頻器沒有準備好,報警燈亮,但操作面板的綠燈也是處于亮起狀態,在開車之后紅燈閃爍了一下,電機沒有啟動,高壓變頻器的指示燈處于亮的狀態,出現故障,技術維護人員初步認為是調制板存在故障,在對調制板進行檢查更換后,故障仍然顯示“C2Link”,因而判斷為C2單元出現短路。(2)故障處理。技術人員根據判斷出故障為C2單元內部出現短路后,就及時對C2單元拆除,發現C2單元的整流橋母排處存在故障,出現了放電痕跡,整流二極管也發現放電焦化的情況。技術維護人員根據實際情況,及時對熔絲熔斷以及內部絕緣損壞的C2單元進行處理,更換二極管、絕緣紙、熔斷熔絲,保證高壓變頻器正常使用。

2 變頻器常見故障的處理方式

2.1 過流故障的處理 針對過流故障的處理,主要是應該做好變頻器加速時間的合理設置。對于加速時間過短導致的過流故障,可以重新進行參數設置,延長加速時間；對于負載過大,或者負載分配不合理引發的過流故障,應該適當減輕負載。在經過上述處理后,如果過流故障依然沒有得到解決,可以斷開變頻器負載,看過流狀態是否存在,如果存在,則表明逆變電路損壞,需要對變頻器進行更換。技術人員也可以斷開輸出側電流互感器和直流側霍爾電流檢測點,復位后進行觀察,過流現象存在則表明IPM模板存在問題,需要進行更換。變頻器中,IPM模塊能夠對部分故障信號進行反饋,當微處理器接收到相應的故障反饋信息后,會立即對脈沖進行封鎖,在系統面板中顯示故障,為故障的處理提供參考依據。

2.2 變頻器的工作環境要求 變頻器對環境溫度的要求通常為 －5～40℃。文獻表明,變頻器的故障率與環境溫度有直接關系,并隨環境溫度的升高而增加,因此夏季變頻器故障率通常要高于冬季。環境溫度過高時,變頻器模塊不能及時散熱,從而更易導致模塊燒毀。環境清潔度也是影響變頻器運行穩定性和使用壽命的關鍵因素。因此,對變頻器進行日常維護時,要嚴格控制變頻器的環境溫度,保持良好的通風,炎熱時可采取空調制冷措施。保持清潔的環境,避免嚴重的粉塵污染,并定期對變頻器內部的灰塵進行清掃。確保變頻器工作環境干燥,特別是多雨、潮濕的季節,應有可靠的防雨措施,同時避免因空氣溫差在變頻器柜內形成結露。

2.3 變頻器發電類過電壓故障 這種情況出現的概率較高,主要是電機的同步轉速比實際轉速還高,使電動機處于發電狀態,而變頻器又沒有安裝制動單元,當變頻器拖動大慣性負載時,其減速時間設的比較小,在減速過程中,變頻器輸出的速度比較快,而負載靠本身阻力減速比較慢,使負載拖動電動機的轉速比變頻器輸出的頻率所對應的轉速還要高,電動機處于發電狀態,而變頻器沒有能量回饋單元,因而變頻器直流回路電壓升高,超出保護值,出現故障。處理這種故障可以增加再生制動單元,或者修改變頻器參數,把變頻器減速時間設的長一些。增加再生制動單元功能包括能量消耗型,并聯直流母線吸收型、能量回饋型。能量消耗型在變頻器直流回路中并聯一個制動電阻,通過檢測直流母線電壓來控制功率管的通斷。并聯直流母線吸收型使用在多電機傳動系統,這種系統往往有一臺或幾臺經常工作于發電狀態,產生再生能量,這些能量通過并聯母線被處于電動狀態的電機吸收。

2.4 過熱現象 變頻器出現過熱現象有功率單元過熱、變壓器過熱、電機過負荷運行、散熱風機故障等,可檢查變頻器室內溫度是否超過設定值,柜頂風機是否全部正常運行,是否長時間過載運行。最后檢查功率單元控制板和溫度繼電器是否正常,個別功率單元過熱需檢查散熱裝置的溫控電阻是否完好。如果變頻器在環境溫度超過設計值運行時,變頻器室內最好裝設空調進行散熱。

2.5 重視日常巡視工作 做好高壓變頻器的保養和維護工作要重視日常巡視工作,嚴格控制室內溫度,加強室內通風,使得室內溫度保持在25℃上下,避免出現低于5℃和超過40℃的時候情況；清潔安裝環境,保證室內處于干燥狀態,高壓變頻器檢查項目,具體包括高壓變頻器是否出現異味和異常聲響以及柜體是否出現發熱情況,并且不能遺漏排風口異味檢查工作；選擇用一張A4紙來對高壓變頻器以及功率柜進風口風量等部位進行檢查,具體的表現是正常無故障下,A4紙能夠被過濾網緊緊吸住,當發生故障時,檢查人員要及時排除可能發生故障的部位,對過濾網以及風扇進行定期檢查,并及時更換清洗；重視進出電纜以及功率單元之間連接電纜的檢查工作,在高壓變頻器投入使用一個月內,要檢查是否有出現松動現象,并緊固松動部位,此后以6個月為單位來進行檢查工作,對進出電纜以及功率單元之間連接電纜進行檢查,緊固包括控制線在內的連接電纜,做好清潔工作,清除柜內灰塵,在清潔過程中要避免觸碰到內部光纖；做好高壓變頻器運行情況的記錄工作,對高壓變頻器的運行模式以及電流、功率等指數進行記錄,當發生跳閘以及故障時,要對故障情況進行詳細的記錄,并及時查找原因,并處理好故障,待處理工作完成后再進行送電工作,在進行相關工作時,要樹立安全意識,工作人員要保證斷電后才能進行工作；為減小對高壓變頻器的沖擊,在高壓變頻器時間控制中,要保證有一定的時間間隔,保證間隔時間大于30min。

結語

總之,在變頻器的運用過程之中,只有對其使用條件進行精心的控制,才能夠最大限度的穩定運行,延長其使用壽命。另外,相關的工作人員則應當投入更多的精力去對其進行精心的維護,避免各種因素對變頻器帶來嚴重的影響。只有嚴格的遵守各項要點,才能夠確保變頻器的性能完全展現,實現其應有的作用。