低壓交流變頻器常見故障分析及處理

李紅芳，張德飛

(中國十五冶金建設集團有限公司，湖北 武漢 430075)

0 引 言

東營方圓銅業有限公司(以下稱甲方)二期維修保運行項目是在十五冶(以下稱乙方)新建該公司年處理1 000 kt多金屬礦項目后，甲方委托乙方要求做好1 000 kt多金屬礦項目維修保運行，保證該廠的開車率和提供設備的完好率。其中變頻器是該項目重點設備驅動裝置。這些設備的好壞直接關系到生產運行正常與否，影響開車率。據統計，該項目共有變頻器156臺，是監護和維修工作的重點。根據乙方維保工作中發現的變頻器實際故障情況，現針對各種故障檢修方法進行總結。

1 變頻器常見故障及檢修方法

1.1 變頻控制柜安裝位置引起故障

1.1.1 故障現象及原因

變頻器是通過規律改變電源頻率，電流及電壓控制電氣設備，由于頻率，電流電壓的改變，變頻柜周圍的磁場發生變化，對周圍的電氣控制設備，特別是電流電壓檢測設備及控制回路產生電磁干擾，影響較大，如果變頻控制設備也安裝在旁邊會影響設備正常運行并引發一系列的電氣設備故障，例如指示燈故障閃爍，設備誤動作，有時會引起電氣控制元器件燒毀。這些故障點往往在大型重要設備出現比例較大。

1.1.2 故障解決方法

(1)安裝變頻柜時合理選擇適當位置，不能與控制柜并排，如果實際安裝空間受到限制時，一定要保證1 m以上的間距，使干擾源不能影響控制設備。

(2)到設備的電源電流要采取隔離，控制電纜和動力電纜不能共用同一電纜橋架，且電纜敷設完畢后一定要蓋上橋架蓋板隔離，使磁場不能形成回路，產生感應電流。

(3)可靠保證所有電氣設備工作接地和保護接地。

(4)電纜采用專用變頻電力電纜，控制電纜采用屏蔽電纜，使影響源對電纜影響減少。

(5)如果還有一定電磁干擾，可以通過兩種方法處理：一是將控制燈及按鈕更換為防電磁干擾的指示燈及相關元器件；二是在這些元器件上并聯一些電容消除電磁干擾產生的多余電能。

1.2 外部設備故障引起的變頻器報警

與變頻器連接的設備，或者外部檢測設備運行狀態不好，或者故障可能引起變頻器報警及跳車。

1.2.1 外部因素引起故障跳車檢查

(1)供給電源質量不合格裝置報警

電源供給質量不合格，例如：電壓過低，缺相，頻率不規則，有諧波出現等。

(2)控制線路電壓等級不對，控制信號方式不對及通訊線路信號中斷。

1.2.2 故障處理方法

(1)電源質量故障一般會在變頻器顯示板上有故障代碼，這類故障一般只能檢查線路是否出現故障，如果處理線路不能消除這些故障，只能改善電源質量，增加無功補償或者隔離變壓器消除電源諧波。

(2)檢查變頻器電路，按照正確電壓等級取電壓電流信號，例如：電位器的電壓信號是5 V還是24 V，給到變頻器的是電壓信號還是電流信號；緊固所有控制電纜的接線端子和通訊控制線插接頭，避免接觸不良引起的信號失真。

(3)檢查控制系統的啟動方式，是遠程控制還是就地控制，設置驅動模式要與實際工況一致。

1.3 變頻器內部問題引起的故障

1.3.1 主板溫度高及處理方法

IGBT溫度高即主板溫度高，主要原因是環境溫度過高或者IGBT發熱量大，熱量不能及時發散，造成局部溫度高。變頻器的IGBT的運行溫度一般在90 ℃以下。

處理方法主要有以下幾點：

(1)檢查環境溫度。變頻器運行環境溫度應控制在40 ℃以內，如果長期高溫會增加變頻器的故障率，且會降低設備壽命。

(2)檢查并保證設備的通風流量合適，風扇運行良好。

(3)電機設備功率是否大于變頻器的容量，如果超額定功率則要更改變頻器的容量，使其和設備容量相匹配。

(4)由于變頻器運行年份長，內部集灰嚴重，容易引起主板溫度高，此類情況要定期對變頻器內部清理。

1.3.2 電機溫度高及處理方法

電機溫度過高，除了電機本身原因外，和變頻器有關的主要是電機過載，電機功率低或者冷卻裝置不行，散熱效果不好。還有一個方面原因是電機啟動數據不對，降壓啟動時間太長，啟動電流長時間過大，造成電機溫度過高。

處理方法：檢查電機通風是否良好，如果通風良好，則檢查變頻器內部設置參數是否正確，特別是啟動時間長短是否符合規定。

1.3.3 變頻器啟動故障告警及處理方法

變頻器啟動時故障燈閃爍，瞬間又不跳車，需要檢查設備運行參數，看參數設置是否符合設備啟動條件及設備參數是否正確，故障復位后，如還有故障信號，則可能是變頻器本身質量有問題，需要聯系變頻器設備生產廠家咨詢處理故障方法。

1.3.4 變頻器啟動或者運行時跳車及處理方法

設備啟動時報警或者運行時報警。出現這種故障，先檢查故障代碼，對照設備說明書，檢查故障代碼是什么，根據故障代碼處理相應故障，這類情況大部分是電機運行啟動電流過大或者電機運行時電壓過低或者不穩定。

1)電機運行啟動電流過大

出現此種情況時，要檢查變頻器功率容量和電機參數是否正常，檢查變頻器啟動電流是否在3～5倍額定電流；電力電纜絕緣及電機絕緣是否良好。如果變頻器安裝環境溫度在40℃以上時變頻器必須降容使用。

2)電機運行時電壓過低或者不穩定

電機運行時電壓過低或者不穩定，主要有兩個方面的原因。

(1)設備功率過大或者輸送線路過長，導致設備啟動時電網電壓下降，設備運行允許電壓達不到，設備故障跳車。

這類故障處理方法一般是檢查設備功率容量是否合適，如果合適，檢查設備運行啟動時間是否過短，設備沒有達到轉速后全壓啟動，造成大功率設備啟動拉低電網電壓。

(2)中間電路直流電壓高，引起中間直流電壓過高，這種故障在大功率設備啟停時經常會出現。例如：冶金爐體、大冶金行車、水泵等設備驅動經常出現會出現此類故障，頻率較高。其原因有：

①過電壓保護控制器工作不正常；

②制動斬波器或者制動電阻動作不正常或者電阻不工作；

③減速時間設置不對。

主要處理方法如下：

①檢查過電壓保護器是否正常，主要看輸出電壓是否平穩，如果不平穩更換過電壓保護器；

②檢查設備制動電阻或者斬波器是否完好，或者制動器是否正常打開或者關閉，如果制動器工作不正常會引起這類故障發生；

③檢查制動減速時間，如果減速時間比機械制動時間短會引起中間電路直流電壓升高，如果減速時間比機械制動時間長會引起制動電阻或者變頻器制動單元發熱嚴重。

1.3.5 帶載試車時設備故障跳車及處理方法

設備載重量原因，如設備負荷過大，造成啟動電流過大或者啟動時間超時，對于爐體驅動系統帶爐體運行時，因為爐體是不規則體，如果冷態狀況下，爐體容易出現偏心情況，啟動時會因偏心出現爐體過力矩或者過流情況發生，出現這類情況需要機械配重改變重心，或者更改變頻器參數使其轉到正常位置處理。這類故障在爐體停爐維修過程中經常性出現。

1.3.6 缺相故障報警及處理方法

這類故障主要有電機各項參數不正常，電力線路存在絕緣或者斷開情況，還有就是電源質量或者變頻器整流逆變電源模塊故障，輸出電壓不對。

此類故障處理方法為：檢查電機設備參數是否正常，電力電纜是否絕緣良好和通斷情況，以及檢查變頻器逆變模塊輸出電壓數值是否正確。

1.3.7 變頻器報接地故障處理方法

這類故障先檢查電機各項參數是否正常，主要用絕緣搖表檢查絕緣情況和用直流電阻測試儀測量電機直流電阻；用絕緣搖表測量電力線路絕緣情況；如果電機和電纜沒有問題，需要檢查變頻器內部元器件并清理變頻器內部集灰，保證內部干凈干燥。

1.3.8 變頻器不同步故障及處理方法

不同步主要是兩臺變頻器驅動一臺機械設備情況，例如主廠房大型冶金行車，兩臺電機驅動主鉤運行，如果行車電機運行時間不同步或者轉速不同步，就會造成該故障出現。出現該故障時，先檢查電機及變頻器內部參數是否設置正確，且兩臺變頻器設置要一致；檢查電機抱閘系統是否正常運行，如果抱閘不打開或者打開關閉不同時也會出現該故障；檢查電機運行檢測參數是否一致，特別是編碼器數據，如果數據相差大，檢測編碼器是否工作正常。

2 結 語

以上論述的低壓變頻器故障是在設備運行過程中經常出現的，出現新故障時我們能及時到達，但是處理時間比較長，一般要3～4 h，主要是故障原因判定需要時間較長，再次重復出現或者后期重復出現能在0.5 h內處理完成。現在通過故障處理的分析總結，希望對日后項目的電氣維修提供一定技術支持，通過借鑒總結故障處理方法，對日后的維修施工效率的提高有一定的幫助；通過技術總結對施工班組人員進行培訓，有利于提高維修人員的技術水平。