變頻器常見故障處理和維護對策分析

李方強 王浩

摘 要 隨著電力電子技術的發展，變頻器被越來越多的電機用戶所接受，變頻器在交流拖動系統中呈現出優良的控制性，可以實現軟起動和無級調速，進行加減速控制，使電動機獲得高性能，而且具有顯著的節能效果，有效落實了綠色環保的理念。但是在變頻器的工作過程中往往會出現各種各樣的故障，本文對其使用過程中常見的故障進行了總結和分析，并提出相應維護對策，為變頻器的良好應用做出指導和建議。

關鍵詞 變頻器;交流拖動;故障;維護

引言

變頻器在生產生活中廣泛應用，它能給我們的生產生活帶來極大的方便，同時也起到節能的作用。但是變頻器本身也是電氣設備，在工作過程中會受到很多因素干擾，導致變頻器無法正常工作，大大降低其安全性能。所以必須要對變頻器常見的故障進行分析，并提出相應的解決方案和維護對策，確保發生故障時能夠及時解決，使變頻器更好發揮出自身的優勢。

1變頻器功能概述

變頻器的工作原理主要是依靠硅整流模塊和大容量高壓電容將三相交流電轉化成直流電，再通過晶體管的作用將直流電再次轉化成三相交流電，實現了自主調節頻率。變頻器的工作主要包括整流、驅動、濾波、制動以及逆變等，變頻器中存在相關微處理單元完成上述工作。為了滿足電機的正常工作和達到節能環保的目的，變頻器能夠自主調整輸出電壓以及輸出頻率，根據實際需求為其提供相應的電源電壓。

變頻器主要有以下三個優點：第一是變頻節能。在進行機械設備的設計時，設計人員會對動力驅動系統留出富余，當機械設備沒有達到滿負荷狀態時，其存在的多余力矩會增加有功功率，導致能源的浪費。使用變頻器能夠根據實際需求對電機輸出進行調整，減少電能損耗。第二是功率因數補償節能[1]。變電器具有濾波電容作用，對設備進行無功補償，能夠提高有功功率輸出，降低能源浪費。第三是軟起動節能，變頻器的作用可以使電機從硬起動轉化為軟起動，能夠保證啟動電流在額定電流范圍之內，減小對電網沖擊，延長設備壽命。

2變頻器使用過程中常見故障及維護對策

（1）變頻器自身故障。由于變頻器的生產過程很復雜，所以存在著變頻器內部參數設置不合理導致變頻器無法正常工作的情況，造成電機無法正常運轉，開關跳閘等問題。因此在使用變頻器之前應該準確校對內部參數與標準參數，確保變頻器參數設置的合理性，除此之外還需要合理設置控制方式以及變頻器的轉矩、速度等，保證變頻器能夠正常工作。

（2）過載故障。變頻器在工作過程中經常出現過載問題，變頻器過載主要包括兩種表現形式：變頻過載和電機過載。十里泉發電廠2*660MW機組除鹽水泵經常因為水泵逆止門不嚴導致電機倒轉，變頻器啟動時因過載而跳閘，無論哪種形式的過載都會使得變頻器電流增大，導致變頻器內部元件溫度較高，使用壽命降低，甚至燒毀變頻器，不僅影響變頻器的正常工作，可能帶來更大的安全隱患。

為了解決變頻器的過載問題，首先，在變頻器選型時做好與電機和負載的匹配工作[2]。其次，合理設置加速時間，使轉速和轉矩降低，減小電流。最后，電機帶動的機械部分產生了故障，往往是變頻器過載的主要原因，因此，要加大這部分的維護力度。

（3）過壓故障。變頻器的過壓故障通常發生在直流母線上，通常情況下三相全波整流后的平均值即為直流電流的數值。變頻器正常工作時，其電壓必須要限制在一個合理的范圍中，否則就會出現過壓故障。十里泉發電廠2*660MW機組泥漿輸送泵曾經常在啟動的過程中因過電壓跳閘，后檢查發現，開泵前需要先開入口門進行清洗管道，由于母管壓力較大，導致泵體帶動電機正傳，再以較小給定頻率啟動變頻器時，變頻器轉速突增，使負載電機進入再生發電狀態，從負載側向變頻器中間直流回路回饋能量，超過中間直流回路及其能量處理單元的承受能力引發過電壓跳閘。另外，環境也是影響變頻器正常工作的因素之一，比如雷雨天氣時，雷電如果進入到變頻器電源中，就會影響直流側電壓監測器的正常工作，引起變頻器的故障。

（4）過流故障。變頻器故障還包括過流故障，根據變頻器工作過程可以分為減速時過流故障、勻速環節過流故障以及加速時過流故障。負載突然變化和變頻器加速階段過段是導致變頻器過流故障的主要原因。一般有四種情況[3]：第一是輸出電路短路或是電機轉矩較小會造成設備啟動時，電機加速運轉引發跳閘;第二是變頻器內部驅動功能受損會導致設備通電后產生過流且不能復位;第三是變頻器內部參數沒有調整合理，導致設備加速運行時跳閘;第四是互感器沒有正常工作導致變頻器沒有工作就產生電流變化，工作后產生過流。

解決變頻器的過流故障主要在于合理調整變頻器的加速時間。出現加速時間過短造成的過流時需要重新合理設置參數，使變頻器加速時間變長;出現負載過大造成的過流時需要減小負載或者換大變頻器。如果變頻器負載斷開后還存在過流問題，這就說明變頻器內部的逆變電路出現故障，需要及時更換變頻器。

（5）過熱故障。導致變頻器過熱問題出現的原因有很多，主要有以下幾個因素：①環境因素。變頻器的工作狀態會受到環境因素的影響，當工作環境溫度較高時會導致變電器內部出現過熱問題，這時需要采取一定的措施降低環境溫度，給變頻器提供一個良好的工作環境。②負荷過大。變頻器負荷高于規定值或者高強度連續工作會導致發熱問題出現，因此要合理安排變頻器工作時間和工作負載。③檢查維護不到位。變頻器工作過程中需要及時檢查散熱口，防止堵塞;需要監測運行溫度，出現過熱情況及時進行維修和處理。

3結束語

綜上所述，維護人員要合理控制變頻器的工作條件，當變頻器出現故障時需要進行認真分析，明確故障發生原因，及時做出調整和維修。另外，工作人員還需要做好變頻器的日常維護，按照運行規范對變頻器實行嚴格管控，確保其能發揮最好的功用。

參考文獻

[1] 李京偉.變頻器應用中的故障及處理措施[J].科技經濟導刊，2019， 27（21）：27-28.

[2] 車挺.變頻器的故障分析及日常維護措施[J].化工管理，2019（25）： 144，150.

[3] 哈東萍.變頻器的工作環境、常見故障及日常維護保養[J].科學時代月刊，2016， 1（1）：84-86.