變頻器常見故障的檢測與維修探析

林隆眉

摘要：現今，在社會高速發展和工業化水平不斷提升的環境中，工業行業的自動化范圍不斷的擴大，變頻器作為實現自動化不可缺少的關鍵組成。變頻器具備調速平滑、范圍廣、效率高、啟動電流低、穩定度高、節能等優勢，其被大量使用在各個社會領域。然而因為受到環境、使用年限和人為等原因的影響，致使其較常發生故障，對生產帶來影響。本文就變頻器的常見故障和維修方法展開討論和闡述。

Abstract： Nowadays， in the environment of rapid social development and continuous improvement of industrialization level， the scope of automation in the industrial industry is constantly expanding， and the inverter is an indispensable key component for achieving automation. Inverter has the advantages of smooth speed regulation， wide range， high efficiency， low starting current， high stability and energy saving， so it is widely used in various social fields. However， due to the impact of the environment， service life and human factors， it often fails and affects production. This article discusses and elaborates on the common faults and maintenance methods of the inverter.

關鍵詞：變頻器;故障檢測;故障維修

Key words： frequency converter;fault detection;fault repair

中圖分類號：TM921.51 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）25-0181-02

0 ?引言

在當今這個工業領域自動化程度不斷深入的大環境中，變頻器的使用量不斷的提升，其為生產的順利進行提供保障[1]。變頻器為借助變頻和微電子技術所實現的，其為借助對電機的工作電源頻率進行更改從而實現對交流電動機進行調控的電力調控設施的一類[2]。變頻器能夠對輸出電源的電壓以及頻率起到調節作用的關鍵依據為其所配備的IGBT，其能夠以電機的現實需求為參照向其供應適合的電壓，從而實現節能、調速的效果，還有就是其還能提供對過流、過壓、過載的保護。

1 ?常見故障

1.1 過流故障

導致過流故障發生的原因主要為變頻器自身以及外部電氣設施出現異常。首先，若是變頻器的原因，那么絕大多數是因為未能將參數進行合理的設定和其硬件部分有缺陷[3]。若是發生過流故障，就要借助鉗形電流表對變頻器流出的電力實施檢測，得到相應的數值，看其是否處于平衡的狀態，如果其失衡，說明其里面的期間發生了損壞。如果是由于外部電氣設施所造成，常常是由于電機負載在短時間的變化幅度較顯著，進而對其造成極大的沖擊，導致過流現象的發生。電極和其電纜線絕緣被破壞也會造成過流現象發生，如果變頻器配備測速編碼的裝置，那么就可能是由于其速度反饋信號發生不正常以及丟失情況所造成的。

1.2 欠壓故障

主要由以下原因導致：第一，電源缺相。出現缺相狀況后，整流狀態由三相轉為二相，帶上負載之后，就造成整流的DC電壓處于較低狀態，導致欠壓[4]。第二，限流或者短路限流電阻的晶閘管部位發生異常，變頻器里布的濾波電容進行不了充電操作。第三，多部變頻器儀器運作，導致電網電壓的暫時性減少，若是降低時長突破變頻器的局限范圍，就導致欠壓。

1.3 過壓故障

主要由以下原因導致：第一，由于減速時長設定較短，導致停機過程中電機的轉速過大。第二，制動電流的設置值過高或制動時長過短。第三，投進補償電容的過程中導致電網電壓突增達到峰值，造成過壓[5]。第四，制動或減速所用時長范圍較小，因為電機反饋所帶來的能量集中在濾波電容里，造成過壓。第五，發生雷電現象時，導致電網出現高壓現象，對變頻器造成沖擊。第六，電源過電壓的時長突破變頻器的設定標準。

1.4 過熱故障

主要原因如下：第一，在變頻器工作期間散發大量熱量，特別是在高頻狀態中。若是附近環境溫度較高，造成其里部器件溫度大幅升高，為了對電路進行保護，其會自動停機。第二，變頻器的通風渠道受阻以及其風扇受損，對其散熱產生抑制，造成過熱。第三，若是變頻器處于超載狀態時，其電流量就會增加，散發的熱量也會提升，造成過熱。

1.5 對電機進行控制期間，電機出現機械振動

主要由以下原因導致：第一，機械設施的螺絲出現松動，使得原有的振動頻率發生更改。第二，變頻器沒有設定“回避頻率”的相應數值。第三，在變頻器和電機間的距離過大，同時載波頻率數值較大，就會導致振動。第四，不具備反饋矢量調控的變頻器的工作頻率過小，若是未超過6Hz，就會出現振動。第五，三相電壓失衡，導致定子繞組形成的旋轉磁場形狀發生改變，導致轉矩失衡出現振動。

1.6 過載故障

出現過載現象的部位有電機和變頻器兩處，首先前者出現過載現象是由于變頻器功率較小，不能為電機的運作提供充足的動力，還有就是電機的附帶設施的潤滑度降低也會造成過載現象[6]。后者發生過載的原因是由于加速時長較短、電壓較小以及直流自動量較高，一般能夠借助延長加速、制動時長和增加電壓的方式來處理。

2 ?常用檢測方式

2.1 靜態檢測

首先是開展整流電路的檢測工作。把變頻器里的直流電源N/P位置找到，同時將萬能表的電阻位置調節到X10位置，把黑表幫和R、S、T的位置進行連接，紅表棒就和位置P進行連接，阻值在幾十歐左右[7]。如果將黑表棒和位置P進行連接，紅表棒和R、S、T的位置依次連接，那么阻值就會向無窮大趨近，之后在將紅表棒與N位置進行連接，將以上步驟重復操作，結果無差異。如果發生以下狀況，就可以判斷電路發生故障：第一，紅表棒與P位置連接期間電阻無窮大，就說明啟動電阻或者整流橋發生異常;第二，阻值失衡，就說明整流橋發生故障。其次是開展逆變電流的檢測工作。將紅表棒和P位置進行連接，將黑表棒和U、V、W順次連接，阻值大概為幾十歐，阻值波動不大。但是反接后的阻值趨近無窮大。將黑表棒和N位置進行連接，將以上步驟反復操作，預期結果無差異，否則就說明逆變模板發生故障。

2.2 動態測試

借助靜態測試，同時檢測結果相同情況下就能夠開展動態檢測工作，需要借助電機來實現。在實施檢測的期間，要重點關注以下幾點：首先，連通電流前，要確保輸入電壓無誤，如果在220V的變頻器里接上380V的電源就會造成炸機[8]。其次，保證變頻器的所有接口的連接狀態處于穩定、無誤的狀態，若連接失誤也會導致變頻器發生故障，嚴重的話也會造成炸機的現象發生。然后，檢測故障顯示內容，同時對導致故障發生的因素進行定位。最后，若是未顯示出故障，就要檢測相應的參數，看其是否出現差錯，同時將參數復位后，沒有接通電機的狀態下，把變頻器進行開啟，與此同時檢測由U、V、W端所輸出的電壓，如果數值處于失衡狀態，就說明驅動板或者模板發生故障。

3 ?維修措施

3.1 常規檢查

在將變頻器連接電機之前要對附近環境的溫、濕狀況進行檢測，若是溫度過高就會造成變頻器出現過熱警告的現象，甚至會造成其內部功率零件受損、電源短路;若是環境濕度過大，就會造成其內部出現短路現象。當變頻器處于運作的狀態下就要檢查其冷卻系統有沒有出現異常，主要有以下內容：風道的排風效果和風機有沒有出現不正常的聲響;若是防護級別較高的就能夠直接進行安裝，無需考慮周圍環境因素，以IP20為級別評定標準，在其級別之下的就使用柜式，由此變頻柜的散熱成效會對其能否實現順利運作產生直觀性作用;變頻器的散熱位置是檢測的重點;電抗器、變壓器有沒有出現異味和過熱的現象;變頻器的面板電流數值是否位于正常范圍內，或者其差值過大，輸出的三相電壓和電流有沒有出現失衡的現象[9]。

3.2 定期維護

要對變頻器實施定期的維護工作，主要有以下內容：對其空氣過濾器進行清理，將其所堆積的灰塵進行清除;對螺絲釘、栓和插件進行檢查，看其有沒有出現不牢固的現象;檢查輸入輸出電抗器的對地及相間電阻有沒有發生短路的狀況，標準狀態下是超過幾十歐;檢查導體和絕緣體位置有沒有出現氧化現象，使用酒精進行處理;若是有條件，就借助示波器對開關處電源電壓的穩定性進行檢測;檢查驅動電路的所有通路波形的方波有沒有出現變形的狀況;檢查接觸器的觸點位置有沒有出現打火的現象，若是情況嚴重就要及時換下。維護工作要每年開展一回。

3.3 設備更換

變頻器的內部結構比較復雜，當中一些零件在經過長時間的使用后出現性能下降、老化的現象。這也導致其出現故障的關鍵因素，要想實現其能夠長時間的運作，就要對其相應的零件進行定期的更替。首先，冷卻風扇。功率部位為其發熱量最大的零件，其持續運作所生成的熱量一定要得到有效的散出，常規的風扇使用周期大概在10到40kh的范圍內。所以變頻器的風扇使用周期在2到3年，直接冷卻風扇分為二線與三線兩類，前者是由正負極構成，在更換時要注意。后者在正負極的基礎上還增加了檢測線，在更換期間一定要重點關注，不然就會造成變頻器熱度過高。交流電扇分為220V和380V兩類，更換時要注意電壓數值。其次，濾波電容。其又能叫做電解電容，關鍵作用為對直流電壓進行平滑，將其中的低頻諧波進行吸取，其在持續運作期間所散發的熱量與變頻器的熱量儀器作用會使電解液的蒸發效率增加，對其容量產生直觀性的作用。正常狀態中，電容的生命周期是5年。但是對其檢查的工作要一年進行一回，若是其容量降低度達百分之20，就要進行更換。

4 ?結束語

在高速發展的當今工業生產領域內，變頻器的使用愈加廣泛。變頻器能夠起到變頻節能的效果，其能夠被應用在自動化系統里，不但可以對生產工藝和產品水平的提升起到促進作用，還可以實現電機的軟啟動，延長了電機的使用壽命，降低損耗。所以，對其進行定期的檢修和維護，將其故障及時的排除，實現其為社會生產力的提升助力的效果，這對于工業效益和社會經濟均展現著重要的意義。

參考文獻：

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