变频器的常见故障|变频器常见故障代码

　　摘要:本文主要介绍变频器在使用过程中出现的短路保护故障、过流过载故障及其它故障,通过分析故障现象,确定各种故障原因,最终提供预防故障和维修变频器的方案。 　　关键词:变频器 故障 短路 过流
　　
　　 随着科学技术水平的不断提高,新型大功率电力电子元器件的诞生,集成电路和微机技术的应用,交流变频调速技术已日趋完善和成熟。交流变频调速系统以调速范围宽、动态响应快、调速精度高、保护功能完善和操作简单等优点,已在冶金、石化、电力、机械、民用电器等行业得到广泛应用。变频器在正常使用6-10年后,就进入故障的高发期,经常会出现元器件烧坏、失效、保护功能频繁动作等故障现象,严重影响其正常运行。变频器在使用过程中的常见故障如下:
　　
　　 1 短路保护若变频器运行当中出现短路保护,则可能是以下几方面的原因:
　　 (1)负载出现短路。如果把负载甩开,即将变频器与负载断开,空开变频器,变频器应工作正常。于是将变频器输出线路拆除后,用兆欧表(或称摇表)测量一下电机绝缘,可以判断外部线路故障。(2)在逆变模块当中,若IGBT的某一个结击穿,都会形成短路保护,严重的可使桥臂炸毁,前面的断路器跳闸。(3)变频器内部干扰或检测电路有问题:有些机子内部干扰也易造成此类问题,此时变频器并无太大的问题,只是不间断的、短路保护,即所谓的误保护,这就是干扰造成的变频器短路保护而故障停机。当传感器的控制线走线不合理,可将该线单独走线,远离电源线、强电压、大电流线及其他电线,或采用屏蔽线,以增强抗干扰能力,避免出现误保护。对于检测电路出现的问题,一般是电流传感器、取样电阻或检测的门电路问题。(4)对于提升机类或其他(如拉丝机、潜油电泵等)重负荷负载,需要设置低频补偿。若低频补偿过大也容易出现短路保护。一般以低频下能启动负载为宜,且越小越好,若太高了,不但会引起启动电流过大而且会使启动后整个运行过程电流过大,引起相关的故障。(5)在多单元并联的变频器中,若某一单元出现问题。势必使其他单元承担的电流大,造成不平衡,而出现过流或短路保护。因此对于多单元并联的变频器,应首先测其均流情况。
　　
　　2 过流和过负载保护
　　 过电流和过负载故障是变频器常见的故障。其原因是多种多样的,处理方法也是多方面的。过电流其类型可分为加速过电流、减速过电流、运转中过电流;过负载故障包括变频器过负载和电机过负载。其故障原因可分为变频器外部原因和本身原因两个方面:
　　2.1外部原因:
　　 (1)由于电机负载突变,引起大的冲击电流而过电流保护动作。此时应采取措施限制负载突变或使用更大容量的变频器,以增加变频器的动态响应能力,而避免频繁跳机。(2)变频器电源侧缺相、输出侧断线、电动机故障(相间绝缘破坏、匝间短路、对地短路)等引起的过电流和接地故障。(3)受电磁干扰的影响,电机的漏电流大,产生轴电流、轴电压,引起变频器的过电流、过热和接地保护动作。(4)在电机绕组和外壳之间,电缆和大地之间存在着寄生电容而会有高频漏电流流向大地,引起过电流故障。(5)在变频器的输出侧有功因校正电容或浪涌吸收装置。(6)变频器控制电路受电磁干扰,导致电路误动作而引发的过电流或过负载。(7)变频器容量选择不当,与负载特性不匹配,引起工作异常、过电流、过载、甚至故障损坏。(8)电源电压过低或主回路电压过低而引起的输出电流过大。
　　2.2本身原因:
　　 (1)变频器参数设置不正确。变频器容量设置不正确、加速时间太短、PID调节器的PI参数设定不合理,超调过大,造成输出电流振荡等引起的过电流或过负载;电机参数设置不当引起的电机过负载等。
　　 (2)变频器本身原因最主要是其内部硬件出现故障。如电流传感器、取样电阻或检测电路等。该处传感器波形类似于正弦波,若波形不对或无波形,即为传感器损坏,应更换之。过流保护用的检测电路是模拟运放电路可测试其工作点正常否。另外,如逆变侧元器件损坏引起的过电流、接地保护动作;受电磁干扰引起的错误动作等也应予以考虑。
　　 一般可通过延长加减速时间、减少负载突变、加强绝缘水平、外加EMC滤波器、更换合适的变频器等方式来解决。
　　
　　3 其他故障
　　 变频器的其他故障除以上有变频器故障代码显示的故障外,变频器还有一些非显示的故障,分析如下:
　　3.1主回路跳闸
　　 这种故障表现为变频器运行过程中有大的响声(俗称“放炮、炸机”),或开机时送不上电,断路器或空气开关跳闸。这种情况一般是由于主电路(包括整流模块、电解电容或逆变桥)击穿所致,在击穿的瞬间强烈的大电流造成模块炸裂而产生巨大响声。关于模块的损坏原因,是多方面的,不好一概而论。现仅就所遇到的几类情况加以列举:
　　 (1)整流模块的损坏。大多是由于电网的污染造成的。因电网的波形不是规则的正弦波,使整流模块受电网尖峰电压击穿损坏,这需要增强变频器输入端的电源吸收能力。在变频器内部一般也设计了该电路,该电路也应不断改进,以增强吸收电网尖峰电压的能力。
　　 (2)电解电容及IGBT的损坏。主要是由于不均压造成的,这包括动态均压及静态均压。在使用中,由于某些电容的容量减少而导致整个电容组的不均压,分担电压高的电容肯定要炸裂;IGBT的损坏主要是由于母线尖蜂电压过高而缓冲电路吸收不力造成的。
　　 (3)参数设置不合理。尤其在大惯量负载下,如离心风机、离心搅拌机等,因变频器停机过程中电机发电而使母线电压升高,超过模块所能承受的耐压值而炸裂。这种情况应将减速时间放长,一般不低于300s,或在主电路中增加泄放回路,采用耗能电阻来释放掉该能量。
　　3.2延时电阻(起动电阻)烧坏
　　 这主要是由于延时控制电路出问题造成的。在变频器延时电路中,大多是用的接触器、晶闸管(可控硅)电路,当其不导通或性能不良时,延时电阻烧坏。
　　3.3送电后面板无显示
　　 这主要是变频器主控板的供电电源电路故障所致,因变频器主控板用的电源为开关电源,其比较复杂,一旦损坏就致使主控板不正常而无显示。
　　
　　4 参数设置类故障:
　　 (1)确认电机参数。在变频器电机参数中设定电流、电压、最大频率等以免引起变频器(故障停机)不正常工作。(2)变频器控制方式的设定主要有V/F控制、无感测矢量控制、PID控制及其他控制方式。其每一种控制方式都对应于一定的参数设置方法,否则引起变频器工作不正常。(3)变频器的起动运转方式。一般出厂设置为面板操作器控制,但应根据实际情况选择用面板、外部端子、通讯方式等,否则会造成变频器无法起动。(4)频率指令给定参数的选择。一般出厂设置也为面板操作器给定,但也有外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定等,可选择一种或几种方式的组合以免变频器不工作或工作不正常。
　　
　　参考文献
　　[1] 张选正,史步海.《变频器故障诊断与维修》.
　　[2] 陶权,吴尚庆.《变频器应用技术》.
　　[3] 王仁详.《通用变频器选型与维修技术》.