變頻器故障診斷分析研究

游永熙

摘要：隨著當(dāng)前我國社會科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在我國的機械領(lǐng)域已經(jīng)廣泛地應(yīng)用了變頻器，通過變頻器的應(yīng)用便可以提高我國機械工程的使用效率和使用質(zhì)量。本文作者主要在基于變頻器的故障診斷分析技術(shù)上，詳細(xì)地分析了現(xiàn)階段變頻器的故障診斷分析內(nèi)容和方法，進而為我國變頻器的故障診斷提供些許參考意見。

關(guān)鍵詞：變頻器;故障診斷;方法;參考意見

中圖分類號：TM921.51?文獻標(biāo)識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）08-0039-01

引言：在我國機械領(lǐng)域中所應(yīng)用的變頻器，尤其具有效率高、能耗低、體積小等一系列特點，都被應(yīng)用于石油化工、電梯扶梯、紡織機械、電動汽車等一系列工業(yè)調(diào)速或動力傳動系統(tǒng)中，通過變頻器的應(yīng)用便可以保障工業(yè)機械領(lǐng)域中機械可以更高效率地運轉(zhuǎn)和使用。但是變頻器在電子設(shè)備中應(yīng)用時，很可能會由于意外而發(fā)生或是非正常操作而發(fā)生相應(yīng)的故障，這就會導(dǎo)致變頻器的控制系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)不必要的損失。因此現(xiàn)階段在變頻器快速普及的背景下，變頻器快速確認(rèn)診斷技術(shù)便成為制約變頻器發(fā)展的瓶頸。

1?變頻器的故障診斷分析

變頻器在工業(yè)機械中應(yīng)用的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)的故障主要有以下三大類別，其中分別是一類故障、二類故障和三類故障。

1.1變頻器的一類故障診斷。變頻器在應(yīng)用過程中所發(fā)生的一類故障，通常又被稱之為無損故障，該故障在發(fā)生的過程中通過故障診斷后，然后采取相應(yīng)的處理措施避免對變頻器造成損壞，例如變頻器在運行過程中出現(xiàn)輸出過流、直流母線過壓欠壓、變頻器輸出缺相等故障，這些故障都可以直接通過硬件電路進行診斷和確認(rèn)。

同時如果變頻器在應(yīng)用中直流母線電壓出現(xiàn)過壓欠壓，那么直接通過硬件電路也可以實現(xiàn)對變頻器的保護。變頻器運行中母線電壓過壓一般都存在于變頻器母線制動狀態(tài)或發(fā)電狀態(tài)，而母線欠壓通常是指變頻器在運行中從電壓電網(wǎng)跌落，這樣就會導(dǎo)致突然停電的情況發(fā)生，所以在判斷過壓和欠壓的時候，需要將變頻器給定值與實測母線電壓進行比較，就可以完成變頻器的診斷工作。

1.2變頻器的二類故障診斷。變頻器在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的二類故障對變頻器可能會造成較大的危害，工作人員需要通過必要的故障診斷來保障變頻器的正常運行。變頻器所發(fā)生的二類故障主要包括速度故障和逆變器開關(guān)器件開路故障這兩種。變頻器在運行過程中Ssf一旦發(fā)生故障就可能導(dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)開環(huán)，損壞變頻設(shè)備及其他電力設(shè)施，甚至還會造成周邊人員傷亡。因此對變頻器的二類故障進行深入分析和診斷，具有重要的實踐性意義。

（1）速度傳感器的故障診斷。變頻器在應(yīng)用過程中的速度傳感器診斷可以采用硬件法和軟件法，所采用的硬件法可以在診斷過程中進行直接硬件法檢測和基于脈沖分析的故障診斷法。采用硬件檢測法診斷速度較快，但是會在一定程度上增加變頻器系統(tǒng)的運行成本，同時硬件檢測法只能檢測出電壓輸出類型的速度傳感器，無法對其他傳感器進行深入檢測。在檢測過程中需要速度傳感器內(nèi)部電路實現(xiàn)支撐，并根據(jù)速度傳感器前后信號的接入點位來診斷ssf，在檢測中當(dāng)輸出端子輸出低電平那么即可以診斷出Ssf，當(dāng)輸出端子輸出高電平那么則可以表示變頻器的速度傳感器沒有發(fā)生Ssf故障。

在利用脈沖信號檢測變頻器速度傳感器故障時，可以與軟件診斷法綜合使用，在使用過程中便可以基于小波變換和狀態(tài)觀測器的方法開展檢測。在檢測過程中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和小波變換較為復(fù)雜且計算量較大，因此在實際應(yīng)用過程中并不實用。

（2）變頻器IGBT開路故障診斷。變頻器在應(yīng)用過程中所進行的IGBT開路故障診斷，主要是對變頻器內(nèi)部一種出現(xiàn)頻率較高的硬件進行故障診斷，變頻器出現(xiàn)這種故障多發(fā)生于意外過流或操作不當(dāng)?shù)那闆r下，導(dǎo)致變頻器內(nèi)部硬件無法對系統(tǒng)提供保護。一旦變頻器出現(xiàn)IGBT故障，那么就需要進行停機維修或更換變頻器，避免所出現(xiàn)的開路故障對變頻器設(shè)備造成損壞。

在對變頻器所發(fā)生的IGBT故障進行診斷的過程中可以采用硬件法和軟件法進行診斷。采用硬件法進行診斷速度較快，并且可以對發(fā)生的故障進行及時的隔離，但是硬件法在診斷過程中需要根據(jù)逆變器特定的電位進行綜合檢測，同時還需要結(jié)合pwm進行電位控制，實現(xiàn)故障診斷。在硬件診斷過程中會增加變頻器系統(tǒng)的應(yīng)用成本，這主要源于變頻器死區(qū)時間存在，因此使用硬件診斷IGBT的方法可靠度較低;這對變頻器發(fā)生IGBT開路故障進行軟件診斷時，可以采用三相電流平均值法進行診斷，三相電流平均值法是基于計算電機電流平均值的診斷方法之一，在診斷中為了避免系統(tǒng)噪聲的干擾需要設(shè)立一個合理的閥值，提高故障診斷的靈敏度。

1.3變頻器三類故障診斷。變頻器在應(yīng)用過程中所發(fā)生的第三類故障損壞，通常是指有損且不利于控制的故障，當(dāng)變頻器出現(xiàn)此類故障時，不但會對變頻器自身造成嚴(yán)重的硬件損壞，同時變頻器出現(xiàn)損壞后還不易于修復(fù)，基本上需要對變頻器內(nèi)部硬件進行整體更換。變頻器所出現(xiàn)的三類故障主要包括母線電容損壞、變頻器整流橋燒毀、控制電路和驅(qū)動電路內(nèi)部短路故障、變頻器硬件開關(guān)器件短路等。當(dāng)變頻器出現(xiàn)三類故障時，開展診斷的過程中需要首先切斷電源，再利用電阻特性值作為參數(shù)測試，找出變頻器內(nèi)部出現(xiàn)的故障位置，并對變頻器內(nèi)部出現(xiàn)故障的部位實施及時更換。

2?結(jié)語

隨著當(dāng)前我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，變頻器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于我國機械工程和大型電力設(shè)備中，因此新階段對變頻器的故障診斷方法進行創(chuàng)新和升級，迅速地查出變頻器產(chǎn)生故障的部位和原因，就成為了保障變頻器正常穩(wěn)定運行的關(guān)鍵所在。在對變頻器進行故障診斷過程中，可以采用變頻器自診斷系統(tǒng)和儀器儀表進行綜合分析，這樣就可以提高變頻器的故障診斷效率和質(zhì)量，保障電力設(shè)備的正常穩(wěn)定運行。

參考文獻：

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