起重機變頻器調試與維護中的常見故障分析

王建剛

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300000）

變頻器故障是起重機故障維護的難點與重點，因此對變頻器進行調試環節應重視PLC變頻控制技術及小波變化調試系統的應用，以此提升調試效果，降低故障發生概率。變頻器的調試與維護工作屬于重點工作，因此應重視技術方案的應用，將變頻器隱患問題控制在源頭。

1 相關概念界定

1.1 起重機變頻器

變頻器是應用變頻技術與微電子技術改變電機工作電源頻率方式，以此控制交流電動機的電力控制設備。變頻器的核心作用是對起重機進行變頻調速，通過變頻調速來提升起重機的運轉精度，其原理為通過設定停止起始頻率，維持時間設定“升降起始頻率”和檢測電流時間，當變頻器到達的同時，變頻器開始檢測電流，確認電流足夠大，產生的力矩能抵消下降力矩時發出送開指令，使制動電磁鐵開始通電松開抱閘。研究起重機變頻器調試技術與故障問題，可以變頻器調試技術與故障問題為依據進行深度研究[1]（起重機變頻器運行原理如圖1所示）。

圖1 起重機變頻器運行原理

1.2 起重機變頻器結構

分析調試技術、進行故障分類與故障模型的建立，首先應重視起重機變頻器結構的分析，基于此，下文以通用型起重機變頻器為基礎進行內部結構的分析[2]。變頻器運轉時交流電變成直流電，此環節進行交流轉換，轉換后進行直流中間電路的處理，處理后形成逆變電路，最終以逆變電路為結構轉化為頻率和電壓可調的交流電。此過程整流電路與逆變電路共同運行實現變頻器的內部控制。

1.3 變頻器分類

應用在起重機設備的變頻器可分為兩大類：

其一，交交變頻器，顧名思義變頻器運行環節沒有中間轉換工作，直接進行交流電與交流電之間的轉化。因沒有中間直流環節直接實現變頻，因此起重機設備應用交交變頻器效率更高[3]。

其二，交直交變頻器，此類變頻器有三種運行結構，首先是控制整流器實現變頻，其次是不可控整流器實現變頻，最后是應用脈寬調制完成變頻，這三種結構是交直交變頻器應用最廣泛的結構。

2 調試與維護工作的意義

變頻器設備廣泛應用在起重機中，起重機變頻器設備設計、制造等過程存在隱患問題，不進行調試維護工作容易引發事故，起重機事故一旦發生其造成的人員傷害與社會影響非常惡劣，因此重視調試與維護工作的意義重大[4]。

其一，排除變頻器故障。變頻器設備工作狀態下需要進行交流電頻率的轉換，此時若使用年份較長的起重機變頻器，其內部結構會存在老化問題，如果不進行早期的調試與維護工作，將無法找到起重機變頻器設備內部的故障。因此，通過調試與維護工作的開展可將變頻器內部故障查明并排除，降低起重機安全事故的發生概率。

其二，彌補變頻器安裝環節的不足。起重機變頻器安裝環節存在部分隱患問題，在安裝環節調試容易造成變頻器短路問題，此時維護工作可彌補設備安裝環節的不足。

其三，降低電路運行風險。因起重機長時間進行大功率運行，此時變頻器不進行交流電頻率的轉化，起重機內部電路設備就會存在短路風險，規范化的調試與維護工作可將短路問題控制在源頭。

3 故障類型與變頻器調試維護的問題

3.1 故障類型總結

研究變頻器故障類型可提升維護效率與效果，基于此，下文將側重對交交變頻器故障與交直交變頻器故障進行總結。

其一，交交變頻器故障，起重機運行過程中交交變頻器故障屬于常見問題，常見交交變頻器故障如下：（1）整流電路故障，顧名思義，在進行交流電變頻環節整流電路結構出現故障，一旦出現此故障，造成的經濟損失無法估量。（2）逆變電路故障，變頻器內部逆變電路無法閉合導致變頻失效，此時會造成不可挽回的影響。（3）變頻阻波器故障，該裝置是起重機變頻器完成線路串聯的特定裝置，出現變頻阻波器故障會影響交流變電。

其二，交直交變頻器故障，交直交變頻器相較于交交變頻器發生故障的概率更小，但因質量問題與接線問題仍存在部分隱患。（1）質量問題，起重機變頻器采購透明化監管不利，部分人員選擇低端供應商，無法保證交直交變頻器的質量，因此造成故障頻發。（2）接線問題，交直交變頻器放射形與環形接線方式并未參考節點進行布置，出現問題容易造成運行隱患[5]。

3.2 調試維護問題總結

變頻器安裝后需要進行調試與維護，為保證調試技術與維護技術探究的更具體，下文將側重對調試工作與維護工作進行問題總結。

其一，調試環節存在的問題。根據起重機變頻器調試工作經驗總結，由于生產廠家重視收益而忽視變頻器的質量，通常會選用低質材料生產變頻器，此時調試環節無法對變頻器內部問題查明原因，最終造成調試失敗[6]，進而出現變頻器失靈問題。變頻器屬于起重機的設備的配套配置，由于調試人員忽視調試效果所造成的變頻失靈，最終將導致變頻器失效。

其二，維護環節存在的問題。維護人員素養不高，對起重機變頻器進行故障修理與常規維護時，不僅對變頻器設備進行故障查找，而且也對固定螺母檢修、變頻器固定不牢等問題統一進行維護，這屬于正常的工作范疇，但因維護人員素養不高，造成維護不徹底，導致問題頻頻發生。

4 起重機變頻器調試維護技術方案總結

4.1 減少變頻器故障發生

變頻器問題是造成起重機運行故障的內在問題，以故障類型的維護為主要內容，具體進行調試維護環節，應以減少變頻器故障發生為根源，進行調試方案、維護方案的升級。

其一，減少交交變頻器故障發生概率，該問題在維護環節最為艱巨，需重視交交變頻器故障模型的總結，以故障模型找到問題發生核心，通過提升調試效果、維護效果等方式進行故障根源的控制，避免在后續變頻器使用環節持續出現同一故障。

其二，減少交直交變頻器故障發生概率，所謂交直交變頻器是三相變頻器，可建立對稱故障模型分析，將問題放置在故障模型中進行分析，找到變頻器故障的正序以及負序類別，以此進行對比維護，同時采取預防大于維護的對策，重視日常調試，將問題控制在源頭[7]。

4.2 監控設備的應用

監控設備的應用可提升變頻器故障維護效率，以監控系統增設實現調試、維護、監控等各項工作整體運行。

其一，搭建防誤報系統，在變頻器故障識別的前提下，通過起重機系統內部的巡查自動清除誤報故障，確保變頻器故障報警效率得到提升。

其二，搭建自動預警系統，變頻器運行環節如果出現故障，該系統可實時自動報警，應用語音系統對維護人員提供警報信息，因此降低變頻器持續故障造成的內部線路短路，并利用警報環節為維護人員創造時間，保證維護方案得以運用。

其三，自動化系統的升級與改造。變頻器調試與維護工作進行時，工作人員應重視自動化系統的輔助作用，通過自動化系統進行變頻器故障的精準定位，最終提升調試、維護的效率[8]。

4.3 建立調試維護工作制度

完成技術層面的探究后，為進一步提升起重機變頻器調試、維護的效果，應重視制度的建立，以維護、調試制度為工作依據，落實技術方案，最終降低變頻器故障發生次數。

其一，重視調試工作。起重機變頻器的調試、維護制度的建立，始終應明確工作重點，制度建立環節應重視變頻器內部零部件的調試的部署，增加從業人員證書的審核與調查，在此基礎上建立標準化調試、運行、維護以及故障分析等各項工作的監督，以此彰顯制度實施的價值。

其二，變頻器等級劃分。調試、維護過程是對起重機變頻器的檢查與管理工作，管理過程中對于常出現起重機變頻器問題的設備應進行等級劃分，出現嚴重問題的起重機變頻器應統一進行編號處理，避免出現混亂使用問題。

其三，職責劃分。對變頻器完成劃分后應將調試工作、維護工作進行職責劃分，各司其職，避免出現交叉工作的弊端問題。

4.4 增加對變頻器的抽檢頻率

為進一步降低故障發生概率，在起重機變頻器的調試與維護工作的開展環節中，應通過抽檢工作提升工作力度，以此彰顯調試、維護工作環節的技術升級與工作形式的創新。

其一，抽檢工作應成為起重機變頻器調試、維護環節的重要內容，抽檢是通過日常不定時間的抽查來控制故障發生。

其二，建立維護、調試工作的抽檢部門，調試、維護部門進行其起重機變頻器的科學維護，但進行調試、維護工作僅僅依靠管理層面是無法保障工作效果的，此時可以監督抽檢為途徑，對變頻器調試、維護工作進行檢查，以此保證調試、維護的效果。

5 結語

綜上所述，起重機變頻器的調試與維護工作非常重要。在未來的工作過程中，相關人員應更加重視自動化調試、自動化維護等方案的應用，最終將變頻器故障問題控制在源頭。